第五講有機(jī)化學(xué)命名與結(jié)構(gòu)

1、1主講人：主講人： 尹桂尹桂南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院20152015年年0707月月12-2112-21日日有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)與命名部分有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)與命名部分一、碳原子的雜化與成鍵一、碳原子的雜化與成鍵nspsp3 3雜化；雜化；（C-CC-C；C-OC-O；C-N; C-C-N; C-S; C-XS; C-X等）等）nspsp2 2雜化；雜化； （C=CC=C；C=OC=O；C=N; C=N; C=SC=S等）等）nspsp雜化（雜化（ ）2022-6-121.1. sp3雜化軌道雜化軌道電子云分布示意圖電子云分布示意圖2022-6-141. 2. sp3雜化碳原子實(shí)例伯、仲、叔、

2、季碳原子伯、仲、叔、季碳原子2022-6-151. 3. sp3雜化碳原子結(jié)構(gòu)表示法 通常把與四個(gè)互不相同的原子或基通常把與四個(gè)互不相同的原子或基團(tuán)相連接的碳原子叫手性碳原子團(tuán)相連接的碳原子叫手性碳原子 費(fèi)歇爾投影式費(fèi)歇爾投影式透視式透視式手性碳原子手性碳原子1.4.1.4.手性碳原子的標(biāo)記與次序規(guī)則手性碳原子的標(biāo)記與次序規(guī)則a.原子按原子序數(shù)的大小排列，同位素按原子量大小原子按原子序數(shù)的大小排列，同位素按原子量大小次序排列次序排列 I,Br,Cl,S,P,O,N,C,D,H b.對(duì)原子團(tuán)來說，首先比較第一個(gè)原子的原子序數(shù)，對(duì)原子團(tuán)來說，首先比較第一個(gè)原子的原子序數(shù)，如相同時(shí)則再比較第二、第三

3、，以此類推。如相同時(shí)則再比較第二、第三，以此類推。 CCCCHHHHHHHHHHCCCCClHO次序規(guī)則實(shí)例c. 如果基團(tuán)含有雙鍵或三鍵時(shí)，則當(dāng)作兩個(gè)或三個(gè)如果基團(tuán)含有雙鍵或三鍵時(shí)，則當(dāng)作兩個(gè)或三個(gè)單鍵看待，認(rèn)為連有兩個(gè)或三個(gè)相同原子。單鍵看待，認(rèn)為連有兩個(gè)或三個(gè)相同原子。CH3CCH3CH3CH3CHCH3CH3CHCH3CHHCH3CHHCHHCH3CHHCHHHClBrI+I：(CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2 CH32. 共軛效應(yīng)：（共軛穩(wěn)定化）在共軛體系中，由于 電子離域而產(chǎn)生的效應(yīng)，只存在于共軛體系中， 傳遞時(shí)遠(yuǎn)而不弱。共軛體系共軛體系OCH3CHHHNOOCN共軛效應(yīng)

4、供電子共軛效應(yīng)(C)吸電子共軛效應(yīng)(C)n3.在許多有機(jī)化合物中，誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛效應(yīng)往在許多有機(jī)化合物中，誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛效應(yīng)往往同時(shí)起作用，其綜合影響決定于兩種效應(yīng)的方往同時(shí)起作用，其綜合影響決定于兩種效應(yīng)的方向及相對(duì)強(qiáng)度。向及相對(duì)強(qiáng)度。電子效應(yīng)對(duì)化合物的性質(zhì)產(chǎn)生重大影響電子效應(yīng)對(duì)化合物的性質(zhì)產(chǎn)生重大影響n（1）對(duì)化合物酸堿性強(qiáng)度的影響）對(duì)化合物酸堿性強(qiáng)度的影響n（2）對(duì)化合物反應(yīng)活性及活性中心位置的）對(duì)化合物反應(yīng)活性及活性中心位置的影影響響n（3）對(duì)碳正離子、碳負(fù)離子、游離基穩(wěn)定性的）對(duì)碳正離子、碳負(fù)離子、游離基穩(wěn)定性的影響影響2022-6-158 苯酚連接吸電子基團(tuán)，使酸性增強(qiáng)，連接供電子

5、基苯酚連接吸電子基團(tuán)，使酸性增強(qiáng)，連接供電子基團(tuán)時(shí)，酸性越弱。團(tuán)時(shí)，酸性越弱。OHNO2OHCH3OH Ka = 710-9 Ka = 110-10 Ka = 6.710-11(1)C2H5OHOC6H5OCH3COO(2)R3CR2NROFn碳正離子的穩(wěn)定性碳正離子的穩(wěn)定性n碳負(fù)離子的穩(wěn)定性碳負(fù)離子的穩(wěn)定性n游離基的穩(wěn)定性游離基的穩(wěn)定性CR2+sp2R1R3C-R3R2R1sp3分子間力及其與物理性質(zhì)的關(guān)系分子間力及其與物理性質(zhì)的關(guān)系n1.靜電力靜電力：n 主要存在于極性較大得分子之間，其影響大于主要存在于極性較大得分子之間，其影響大于非極性分子的范得華力，分子相對(duì)質(zhì)量相近的極非極性分子的范

6、得華力，分子相對(duì)質(zhì)量相近的極性分子與非極性分子比較，前者的沸點(diǎn)比后者高性分子與非極性分子比較，前者的沸點(diǎn)比后者高。n2.范德華力：范德華力：n 這是非極性分子之間的一種主要作用力，它隨這是非極性分子之間的一種主要作用力，它隨著分子之間間距的增大急劇減小。因此，直鏈較著分子之間間距的增大急劇減小。因此，直鏈較多的化合物與它的支鏈異構(gòu)體相比其沸點(diǎn)要低。多的化合物與它的支鏈異構(gòu)體相比其沸點(diǎn)要低。例：烷烴同分異構(gòu)體的沸點(diǎn)變化規(guī)律。例：烷烴同分異構(gòu)體的沸點(diǎn)變化規(guī)律。n3.氫鍵：氫鍵：n 是具有活潑氫原子的有機(jī)化合物分子之間最強(qiáng)是具有活潑氫原子的有機(jī)化合物分子之間最強(qiáng)烈的一種相互作用力。它可分為分子內(nèi)氫鍵

7、、同烈的一種相互作用力。它可分為分子內(nèi)氫鍵、同種物質(zhì)分子間氫鍵、溶質(zhì)溶劑間形成的氫鍵。氫種物質(zhì)分子間氫鍵、溶質(zhì)溶劑間形成的氫鍵。氫鍵愈多、愈強(qiáng)，在分子質(zhì)量相近的化合物中其沸鍵愈多、愈強(qiáng)，在分子質(zhì)量相近的化合物中其沸點(diǎn)越高點(diǎn)越高 醇分子之間能形成氫鍵。醇分子之間能形成氫鍵。 固態(tài)，締合較為牢固。液態(tài)，形成氫鍵和氫鍵的解離均存在。氣態(tài)或在非極性溶劑的稀溶液中，醇分子可以單獨(dú)存在。 由于醇分子之間能形成氫鍵，沸點(diǎn)較相應(yīng)分子量的烷烴高。 由于醇分子與水分子之間能形成氫鍵，三個(gè)碳的醇和叔丁醇能與水混溶。鍵的極性鍵的極性-偶極矩偶極矩 例：例： CH3+ Cl- 鍵距鍵距 = ed e: 中心電荷中心電荷

8、 d：正負(fù)電荷中心的距離正負(fù)電荷中心的距離 Cl-Cl ( 鍵距為零鍵距為零)分子的偶極距是各鍵的鍵距向量和分子的偶極距是各鍵的鍵距向量和: =0 =0 =1.94D CClClClClCHClHHCHHHH2022-6-168碳正離子的穩(wěn)定性碳正離子的穩(wěn)定性n碳正離子的穩(wěn)定性次序：碳正離子的穩(wěn)定性次序：n3 3級(jí)級(jí), ,烯丙型、芐基型大于烯丙型、芐基型大于 2 2級(jí)大于級(jí)大于1 1級(jí)大于甲基正級(jí)大于甲基正離子離子n橋頭碳由于不易形成平面橋頭碳由于不易形成平面SPSP2 2結(jié)構(gòu)，故形成的碳結(jié)構(gòu)，故形成的碳正離子不穩(wěn)定正離子不穩(wěn)定親核試劑與親電試劑親核試劑與親電試劑2022-6-169親核試劑的

9、親核能力親核試劑的親核能力2022-6-1702022-6-171* * 一個(gè)極性化合物在外界電場(chǎng)作用下，分子中的電一個(gè)極性化合物在外界電場(chǎng)作用下，分子中的電荷分布發(fā)生變化，這種變化的能力被稱為可極化性荷分布發(fā)生變化，這種變化的能力被稱為可極化性* * 同一周期，從左到右可極化性減弱；同同一族，同一周期，從左到右可極化性減弱；同同一族，從上到下可極化性增強(qiáng)；未成對(duì)電子比成鍵電子可從上到下可極化性增強(qiáng)；未成對(duì)電子比成鍵電子可極化性大；極化性大；I I- -，HSHS- -，SCNSCN- -堿性弱但可極化性很強(qiáng)，不論在質(zhì)子堿性弱但可極化性很強(qiáng)，不論在質(zhì)子溶劑中還是偶極溶劑中都不易溶劑化，因此在兩

10、種溶劑中還是偶極溶劑中都不易溶劑化，因此在兩種溶劑中均表現(xiàn)出高的親核性溶劑中均表現(xiàn)出高的親核性1、按官能團(tuán)的優(yōu)先次序來確定分子所屬的主官能團(tuán)類按官能團(tuán)的優(yōu)先次序來確定分子所屬的主官能團(tuán)類COOH、SO3H、COOR、COX、 CONH2、CN、CHO、COR、OH、 SH、NH2、 OR、CC、C=C、R 、2、選取含有主官能團(tuán)在內(nèi)的碳鏈最選取含有主官能團(tuán)在內(nèi)的碳鏈最長長的取代基最的取代基最多多的側(cè)的側(cè)鏈位次最鏈位次最小小的主鏈作為母體的主鏈作為母體3、將母體化合物進(jìn)行編號(hào)，使主官能團(tuán)位次盡量小將母體化合物進(jìn)行編號(hào)，使主官能團(tuán)位次盡量小4、確定取代基位次及名稱，按確定取代基位次及名稱，按次序規(guī)

11、則次序規(guī)則*給取代基列出給取代基列出次序，較優(yōu)基團(tuán)后列出次序，較優(yōu)基團(tuán)后列出5、按系統(tǒng)命名的基本格式寫出化合物名稱、按系統(tǒng)命名的基本格式寫出化合物名稱系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法有機(jī)化合物系統(tǒng)命名的基本格式構(gòu)型 + 取代基 + 母體R, S; D, L;Z, E; 順 反取代基位置號(hào) + 個(gè)數(shù) + 名稱（有多個(gè)取代基時(shí)，中文按順序規(guī)則確定次序，小的在前；英文按英文字母順序排列）官能團(tuán)位置號(hào) + 名稱（沒有官能團(tuán)時(shí)不涉及位置號(hào)）CH3CH2CCHCH3HCH3CH2CH3(3R, 4S) 3, 4 二二 甲甲基基 己己烷烷構(gòu)構(gòu)型型取取代代基基位位置置號(hào)號(hào)取取代代基基 個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)取取代代基基 名名稱稱母母體

12、體名名稱稱2，3，5三甲基4丙基辛烷CH3CH2CH2CHCHCH3CH2CH3CH2CH3CH CHCH3CH38 7 6 5 4 3 2 1 2, 3, 4, 5*1 2 3 4 5 6 7 8 4, 5, 6, 7678CH3CH2CHCHCH2CH2CH3CH3CH3Cl3, 4-二甲基庚烷 2-甲基-6-氯庚烷順-1，3-二甲基環(huán)己烷3-氯-4-溴己烷2-chloro-6-methylheptane3-bromo-4-chlorohexane( R )-2-甲基-6-氯庚烷CH3CH=CHCH2CH2OHCH3CHCH2CH2CH2CHOOH(CH3)3CCH2CH2CHCH3OH5

13、-羥基己醛3-戊烯-1-醇5,5-二甲基-2-己醇COOHOHCl3-羥基-4-氯環(huán)己甲酸CH2OHHOCH2CH2CHCH2CH2CH2CH2OH3-羥甲基-1,7-庚二醇注意：對(duì)于雙鍵、手性碳原子，如果明確注意：對(duì)于雙鍵、手性碳原子，如果明確了立體結(jié)構(gòu)，命名時(shí)一定要標(biāo)明其構(gòu)型了立體結(jié)構(gòu)，命名時(shí)一定要標(biāo)明其構(gòu)型OHCH3OHOHCH2CH2CH2OHCHO4-羥基丁醛（1R，2R）-2-甲基環(huán)戊醇（1R，2R）-1，2-環(huán)己二醇CCCH2OHCH32-丁炔-1-醇有機(jī)化合物的分類有機(jī)化合物的分類1.按碳架按碳架按官能團(tuán)按官能團(tuán)n化合物類別官能團(tuán)名稱（結(jié)構(gòu)）舉例n烯烴碳碳雙鍵C=Cn炔烴碳碳三鍵n鹵代烴鹵素F, Cl, Br, In醇及酚羥基-OHn硫醇及硫酚巰基-SHn醚鍵-O-n硫醚鍵-S-n醛基-CHOn羰基-CO-n羧基-COOHn羧酸衍生物: 酯、酰鹵、酸酐、酰胺n氨基-NH2n硝基化合物-NO2n磺酸基-SO3H一些化合物縮寫一些化合物縮寫2022-6-182蟻酸、醋酸、草酸、硬脂酸、軟脂酸、蟻酸、醋酸、草酸、硬脂酸、軟脂酸、酒石酸、肉桂酸、苦味酸、葡萄糖、果酒石酸、肉桂酸、苦味酸、葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、核糖、脫氧核糖、糖、麥芽糖、蔗糖、核糖、脫氧核糖、甘氨酸、鹵仿、甘油；甘氨酸、鹵仿、甘油；DMF、THF、