有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的測定第二課時

1、2、掌握有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式的確定1、了解有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)測定的流程學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)第第 2 2 節(jié)節(jié) 有機(jī)化合物有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的測定結(jié)構(gòu)的測定（第二課時）（第二課時）確定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式流程確定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式流程 有機(jī)化合物分子式有機(jī)化合物分子式推測推測化學(xué)化學(xué)鍵鍵類型類型判斷官能團(tuán)種類判斷官能團(tuán)種類及所處位置及所處位置確定有機(jī)化合物確定有機(jī)化合物 的結(jié)構(gòu)式的結(jié)構(gòu)式計算計算不飽不飽和度和度化學(xué)性質(zhì)實驗化學(xué)性質(zhì)實驗儀器分析圖譜儀器分析圖譜二、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式的確定1、有機(jī)化合物分子不飽和度的計算、有機(jī)化合物分子不飽和度的計算 不飽和度也稱不飽和度也稱。它能為測定。它能為測定分子結(jié)構(gòu)提供是否有分子結(jié)

2、構(gòu)提供是否有或或等不等不飽和結(jié)構(gòu)的信息。飽和結(jié)構(gòu)的信息。缺氫指數(shù)缺氫指數(shù)不飽和鍵不飽和鍵碳環(huán)碳環(huán)分子的不飽和度分子的不飽和度=n(C)+1-n(H)/2在計算不飽和度時，應(yīng)注意在計算不飽和度時，應(yīng)注意:若含有若含有O(氧原子氧原子)，可不予，可不予_；若含有若含有N(氮原子氮原子)，就在氫原子，就在氫原子總數(shù)中減去總數(shù)中減去_。若有機(jī)物中含有若有機(jī)物中含有X(鹵素原子鹵素原子)，可將其視為可將其視為_； H(氫原子氫原子)考慮考慮氮原子數(shù)氮原子數(shù)例如例如,分子式為分子式為C6H5NO2的分子的不飽和度為的分子的不飽和度為:6+1-（5-1）/2=51 1、計算下列分子的、計算下列分子的課堂練習(xí)

3、課堂練習(xí)1HCN111242 分子的不飽和度（分子的不飽和度（分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系：分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系： 1 1、 2 2 、 3 3、 4 4、2 2、某鏈烴的分子式為、某鏈烴的分子式為C C200200H H200200 ，則分子中，則分子中含有的碳碳叁鍵最多為含有的碳碳叁鍵最多為 個個. .課堂練習(xí)課堂練習(xí)2502、確定有機(jī)化合物的官能團(tuán)、確定有機(jī)化合物的官能團(tuán)因為官能團(tuán)都有相對獨立和明確的化學(xué)特性，所以通因為官能團(tuán)都有相對獨立和明確的化學(xué)特性，所以通過化學(xué)反應(yīng)可對其鑒別和定量確定。過化學(xué)反應(yīng)可對其鑒別和定量確定。 （1）常用的定性或定量實驗）常用的定性或定量實驗?zāi)馨l(fā)生銀鏡反應(yīng)能發(fā)生銀鏡反應(yīng) 或與

4、或與 新制新制 Cu (OH)2懸濁液反應(yīng)的：懸濁液反應(yīng)的： 分子中含有分子中含有-CHO，如：醛類，如：醛類，HCOOH、甲酸某酯、甲酸某酯、 甲酸鹽、葡萄糖，麥芽糖等。定量關(guān)系：甲酸鹽、葡萄糖，麥芽糖等。定量關(guān)系：1mol-CHO2molCu(OH)2 1molCu2O1mol-CHO 2molAg(NH3)2OH 2molAg與與Na鈉反應(yīng)鈉反應(yīng)H2的：分子中含有的：分子中含有OH或或COOH。如醇、酚、羧酸等。定量關(guān)系：如醇、酚、羧酸等。定量關(guān)系： 2molNa 2mol-OH 2mol-COOH 1molH2與與NaOH等強(qiáng)堿反應(yīng)的：等強(qiáng)堿反應(yīng)的： 有酸性基團(tuán)的（酚羥基）如：酚、羧酸

5、有酸性基團(tuán)的（酚羥基）如：酚、羧酸酸、酯、鹵代烴或分子中含酸、酯、鹵代烴或分子中含與與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的有機(jī)物：溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的有機(jī)物： 能氧化成醛或羧酸的醇能氧化成醛或羧酸的醇 能氧化成酮的醇能氧化成酮的醇能使溴水或溴的能使溴水或溴的CCl4溶液因反應(yīng)而褪色：溶液因反應(yīng)而褪色： 烯烴、炔烴、苯酚、醛及含烯烴、炔烴、苯酚、醛及含CHO的物質(zhì)的物質(zhì)能使能使KMnO4(H+)溶液褪色：溶液褪色：烯烴、炔烴、苯的某些同系物、醇、苯酚及含烯烴、炔烴、苯的某些同系物、醇、苯酚及含CHO的物質(zhì)如甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖的物質(zhì)如甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖能發(fā)生顯色反應(yīng)的：

6、能發(fā)生顯色反應(yīng)的：苯酚與苯酚與FeCl3顯紫色、部分蛋白質(zhì)與濃顯紫色、部分蛋白質(zhì)與濃HNO3顯黃色、顯黃色、單質(zhì)碘遇淀粉顯藍(lán)色單質(zhì)碘遇淀粉顯藍(lán)色COOH分子中必含有分子中必含有COOH、如：、如：CH3COOH必有必有CH2OH結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)必有必有CHOH結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)一些常見的官能團(tuán)的化學(xué)檢驗方法C=C或或CC溴的四氯化碳溶液溴的四氯化碳溶液紅棕色褪去紅棕色褪去酸性酸性KMnO4溶液溶液鈉鈉紫色褪去紫色褪去溴水溴水鹵素原子鹵素原子NaOH和和H2OAgNO3和稀和稀HNO3有沉淀產(chǎn)生有沉淀產(chǎn)生醇羥基醇羥基有氫氣放出有氫氣放出酚羥基酚羥基FeCl3溶液溶液顯色顯色產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生白色沉淀一些常見的官能團(tuán)

7、的化學(xué)檢驗方法醛基醛基銀氨溶液銀氨溶液產(chǎn)生銀鏡產(chǎn)生銀鏡新制新制Cu(OH)2懸濁液懸濁液產(chǎn)生磚紅色沉淀產(chǎn)生磚紅色沉淀羧基羧基NaHCO3溶液溶液有有CO2氣體產(chǎn)生氣體產(chǎn)生硝基硝基1分鐘淡綠變紅棕分鐘淡綠變紅棕氰基氰基稀堿水溶液加熱稀堿水溶液加熱有氨氣放出有氨氣放出(NH4)2Fe(SO4)2、H2SO4以及以及KOH的甲醇溶液的甲醇溶液 練習(xí)練習(xí)1、某化合物、某化合物A，化學(xué)分析，結(jié)，化學(xué)分析，結(jié)果如下果如下 ： （1）加入溴的四氯化碳溶液，褪色；）加入溴的四氯化碳溶液，褪色；（2）加入氯化鐵溶液，有顯色反應(yīng)；）加入氯化鐵溶液，有顯色反應(yīng)；（3）能與銀氨溶液反應(yīng)；）能與銀氨溶液反應(yīng)； 化合物化

8、合物A中可能含有哪些官能團(tuán)？中可能含有哪些官能團(tuán)？C=CCC苯環(huán)苯環(huán)酚羥基酚羥基醛基醛基（4）加入）加入NaHCO3溶液有溶液有CO2氣體放出氣體放出羧基羧基 練習(xí)練習(xí)2、某物質(zhì)可能含有甲酸、乙酸、甲醇和、某物質(zhì)可能含有甲酸、乙酸、甲醇和甲酸乙酯四種物質(zhì)中的一種或幾種，在鑒定時甲酸乙酯四種物質(zhì)中的一種或幾種，在鑒定時有下列現(xiàn)象：（有下列現(xiàn)象：（1）有銀鏡反應(yīng)；（）有銀鏡反應(yīng)；（2）加入新）加入新制氫氧化銅懸濁液少許，沉淀不溶解；（制氫氧化銅懸濁液少許，沉淀不溶解；（3）與含酚酞的氫氧化鈉溶液共熱，紅色逐漸消失。與含酚酞的氫氧化鈉溶液共熱，紅色逐漸消失。下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ）

9、A四種物質(zhì)都存在四種物質(zhì)都存在 B有甲酸乙酯和甲酸有甲酸乙酯和甲酸 C有甲酸乙酯和甲醇有甲酸乙酯和甲醇 D有甲酸乙酯，可能有甲醇有甲酸乙酯，可能有甲醇D紅外光譜紅外光譜(IR)： 每種官能團(tuán)在紅外光譜中都有一個特定每種官能團(tuán)在紅外光譜中都有一個特定的吸收區(qū)域，因此從一未知物的紅外光譜就可以的吸收區(qū)域，因此從一未知物的紅外光譜就可以準(zhǔn)確判準(zhǔn)確判斷有機(jī)化合物含有哪些官能團(tuán)。斷有機(jī)化合物含有哪些官能團(tuán)。核磁共振譜核磁共振譜(NMR)：氫譜和碳譜應(yīng)用較廣泛。：氫譜和碳譜應(yīng)用較廣泛。光譜分析的作用光譜分析的作用 ：紫外光譜紫外光譜(UV)： 紫外光譜可以確定分子中紫外光譜可以確定分子中有無共軛雙鍵有無共

10、軛雙鍵氫譜可以確定有機(jī)化合物分子中氫原子的個數(shù)及在碳骨氫譜可以確定有機(jī)化合物分子中氫原子的個數(shù)及在碳骨架上的位置。架上的位置。處在不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子在譜圖上出處在不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子在譜圖上出現(xiàn)吸收峰的位置不同，而且吸收峰的面積與氫原子數(shù)成現(xiàn)吸收峰的位置不同，而且吸收峰的面積與氫原子數(shù)成正比正比。光譜分析是現(xiàn)代測定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的主要光譜分析是現(xiàn)代測定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的主要方法，僅用微量的樣品即可準(zhǔn)確、快速地測方法，僅用微量的樣品即可準(zhǔn)確、快速地測定出有機(jī)化合物分子的結(jié)構(gòu)定出有機(jī)化合物分子的結(jié)構(gòu)圖圖3-2-5 己烯的紅外光譜圖己烯的紅外光譜圖圖圖3-2-6 甲基氯甲基醚的核甲基氯甲基醚的核

11、磁共振氫譜圖磁共振氫譜圖例例2、某有機(jī)物由、某有機(jī)物由C、H、O三種元素組成，三種元素組成，它的紅外吸收光譜表明有羥基它的紅外吸收光譜表明有羥基OH鍵和烴基鍵和烴基上上 CH鍵的紅外吸收峰，且烴基與羥基上氫鍵的紅外吸收峰，且烴基與羥基上氫原子個數(shù)比為原子個數(shù)比為21 ，它的相對分子質(zhì)量為，它的相對分子質(zhì)量為62，試寫出該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式試寫出該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。 練習(xí)、分子式為練習(xí)、分子式為C3H6O2的有機(jī)物，若在的有機(jī)物，若在H-NMR譜上觀察到氫原子峰的強(qiáng)度為譜上觀察到氫原子峰的強(qiáng)度為3:3，則結(jié)構(gòu)簡式，則結(jié)構(gòu)簡式可能為可能為_, 若給出峰的強(qiáng)度為若給出峰的強(qiáng)度為3:2:1，則可能為，則

12、可能為_。CH3COOCH3CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、CH3COCH2OHCH3OCH2CHOCH2OHCH2OH案例：案例：醫(yī)用膠單體的結(jié)構(gòu)測定醫(yī)用膠單體的結(jié)構(gòu)測定1.測定實驗式測定實驗式燃燒燃燒30.6g醫(yī)用膠的單體樣品醫(yī)用膠的單體樣品,實驗測得實驗測得:生成生成70.4g二二氧化碳、氧化碳、19.8g水、水、2.24L氮氣氮氣(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況),請通請通過計算確定其實驗式。過計算確定其實驗式。確定分子式確定分子式m(C)=19.2gm(H)=2.2gm(N)=2.8gm(O)=30.6-19.2-2.2-2.8=6.4gn(C): n(H): n(N):

13、n(O)=1.6:2.2:0.2:0.4=8:11:1:2實驗式實驗式:C8H11NO22.確定分子式確定分子式由質(zhì)譜分析法測定出該樣品的相對分子質(zhì)量為由質(zhì)譜分析法測定出該樣品的相對分子質(zhì)量為153.0,請確定其分子式。請確定其分子式。由于實驗式式量為由于實驗式式量為153,故分子式為故分子式為C8H11NO2推導(dǎo)結(jié)構(gòu)式推導(dǎo)結(jié)構(gòu)式1、計算該樣品分子的不飽和度、計算該樣品分子的不飽和度,推測分子中是否有苯環(huán)、碳推測分子中是否有苯環(huán)、碳碳雙鍵、碳碳叁鍵或碳氧雙鍵碳雙鍵、碳碳叁鍵或碳氧雙鍵C8H11NO2不飽和度不飽和度= n(C) + 1 n(H)-n(N)/2=8+1-(11-1)/2=4不飽和

14、度不飽和度=4,推測分子中可能含有推測分子中可能含有 一個苯環(huán)；一個苯環(huán)； 或或4個碳碳雙鍵；個碳碳雙鍵； 或或2個碳碳叁鍵；個碳碳叁鍵； 或或2碳氧雙鍵、碳氧雙鍵、2個碳碳雙鍵；個碳碳雙鍵； 或一個碳碳三鍵、或一個碳碳三鍵、2個碳碳雙鍵或個碳碳雙鍵或2個碳個碳氧雙鍵或一個碳氮三鍵或一個碳碳雙鍵氧雙鍵或一個碳氮三鍵或一個碳碳雙鍵一個環(huán)狀；一個環(huán)狀； 或一個環(huán)狀、或一個環(huán)狀、3個碳碳雙鍵或一個碳碳雙個碳碳雙鍵或一個碳碳雙鍵一個碳碳三鍵等或一個碳碳雙鍵一個鍵一個碳碳三鍵等或一個碳碳雙鍵一個碳氮雙鍵碳氮雙鍵 2、用化學(xué)方法推測樣品分子中的官能團(tuán) 加入溴的CCl4溶液，溶液紅棕色褪去 加入(NH4)2

15、Fe(SO4)2溶液、硫酸及KOH的甲醇溶液，無明顯變化 加入稀減水溶液并加熱，有氨氣放出經(jīng)上述化學(xué)分析分析法可知樣品中應(yīng)含有經(jīng)上述化學(xué)分析分析法可知樣品中應(yīng)含有C=C或或CC、無、無-NO2、含有、含有-CN 3、儀器分析 由紅外光譜圖分析，樣品中含有-CN、C=C、C=O（酯羰基）等官能團(tuán)。 由樣品分子核磁氫譜圖和核磁碳譜圖分析，樣品分子中含有CH2=C-、-C-O-、 -O-CH2-CH2-CH2-CH3 O4、綜上所述，該樣品分子的結(jié)構(gòu)簡式為：、綜上所述，該樣品分子的結(jié)構(gòu)簡式為：CH2=C-C-O-CH2-CH2-CH2-CH3 CNO3、有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)測定的應(yīng)用、有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)測

16、定的應(yīng)用有機(jī)合成、分子生物學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)、醫(yī)有機(jī)合成、分子生物學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、石油化工、環(huán)境科學(xué)、國防科學(xué)等藥學(xué)、石油化工、環(huán)境科學(xué)、國防科學(xué)等測定步驟：測定步驟：有機(jī)物分子式有機(jī)物分子式計算不飽和度計算不飽和度 化學(xué)性質(zhì)實驗化學(xué)性質(zhì)實驗 儀器、圖譜分析儀器、圖譜分析推測化學(xué)鍵類型推測化學(xué)鍵類型判斷官能團(tuán)種類判斷官能團(tuán)種類及所處位置及所處位置確定有機(jī)化合確定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式物結(jié)構(gòu)式小結(jié)小結(jié)1、求下列各有機(jī)物的、求下列各有機(jī)物的不飽和度不飽和度。 （1）乙炔）乙炔（2 2）乙醛）乙醛答案答案（1）2（2）1（3）1（3）葡萄糖葡萄糖 C6H12O62、A、B、C三種有機(jī)化合物的分子式

17、均為三種有機(jī)化合物的分子式均為C7H8O與金屬鈉、與金屬鈉、NaOH 溶液、溴水的作用結(jié)果溶液、溴水的作用結(jié)果如下表（如下表（“”代表反應(yīng)，代表反應(yīng)，“”代表無反代表無反應(yīng)）：應(yīng)）：由此推斷由此推斷A、B、C 可能的結(jié)構(gòu)，寫出結(jié)構(gòu)簡式可能的結(jié)構(gòu)，寫出結(jié)構(gòu)簡式CH2OHOCH3 OHCH3 OHCH3 OHCH3A：B：C：4、新型的大腦營養(yǎng)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大腦的生長發(fā)育有與、新型的大腦營養(yǎng)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大腦的生長發(fā)育有與不飽和脂肪酸有密切的關(guān)系，從深海魚油中提取的被稱不飽和脂肪酸有密切的關(guān)系，從深海魚油中提取的被稱為為“腦黃金腦黃金”的的DHA就是一種不飽和程度很高的脂肪酸，就是一種不飽和程度很高的脂肪酸，它的分子中含有它的分子中含有6個碳碳雙鍵