有機(jī)化學(xué)-第一章緒論化工學(xué)院

高分子合成材料來源 有機(jī)原料基

神經(jīng)遞質(zhì)作有機(jī)化第一章緒第一節(jié)有機(jī)化學(xué)概1、有機(jī)化學(xué)研究對象、有機(jī)化合物的特點(diǎn)和有機(jī)化學(xué)發(fā)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)最早的有機(jī)化合物:酒（乙醇），醋（乙酸酒石酸(1769)、尿素(1773)、乳酸(1780)、檸檬酸來源于有機(jī)體碳酸鈣、氯化鈉、氧氣等。來源于礦物質(zhì)1828年wohler(1800-1882)加熱氰酸銨( O)得到尿素(NH2CONH2)；1844年，H.Kolbe合成了醋酸?！?醋酸酯、油酯、染料、藥1848年，凱庫勒（A.Kekule）等：含碳的化合物（都含有碳元素）,NH2- CO有機(jī)化學(xué)是研究碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏目茖W(xué)C、H、（O、N、S、P、X）CO2COH2CO3……無機(jī)物有機(jī)化合物（organic主要由氧元素、氫元素、碳元素組成化合物有機(jī)化合物中最常見的元素為C、H、O、N、P、S和Si等七大元素有機(jī)物是生命產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。脂肪、氨基酸、蛋有機(jī)化學(xué)研究有機(jī)化合物來源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用的、有機(jī)化合物的特分子種類繁多和結(jié)構(gòu)復(fù)雜維生素B12，分子式為：C63H90N14O14Co CH

N

10

H

OO

O 容易燃酒精、汽油(烷烴的混合物)、液化氣(甲烷為主)等都碳?xì)浠?燃 CO2+H2O+熱最簡單和方便鑒定有機(jī)和無機(jī)化合物的方法熔點(diǎn)低一般不超過400℃。高溫分解或燃反應(yīng)速度慢，副產(chǎn)物多

CH2＝CH2+反應(yīng)條件：加熱回流、催化劑等有機(jī)化有機(jī)化合無機(jī)化合種非常多（約8000萬種比較少（40萬種構(gòu)成元主要C、H、O、N、P、S、約100種全部元化學(xué)結(jié)共價(jià)結(jié)合離子結(jié)合熔一般較一般較可燃在空氣中多數(shù)會(huì)燃不燃的較離子反構(gòu)復(fù)雜，常有異構(gòu)現(xiàn)較簡單，較少異構(gòu)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)發(fā)展歷史機(jī)體內(nèi)提取有機(jī)物:17731769~1785年：分離得到酒石酸，檸檬酸，尿酸，乳1773年：尿液中分離得到尿素1772~1777年：Lavoisier(1743-1794)弄清了燃燒的概1805年：由鴉片中分離得到第一個(gè)生物堿——嗎取進(jìn)入到提取合成并舉的時(shí):1806–18281806年Berzelius(1779-1848)首次使用有機(jī)化學(xué)這個(gè)詞，他認(rèn)為：有機(jī)物只能在生物的細(xì)胞中受一種特殊的力量—生活力—的1828年wohler(1800-1882)加熱氰酸銨( O)得到尿素(NH2CONH2)，他寫信Berzelius：“我應(yīng)當(dāng)告訴你，我制造1845年：Kolbe1854年：Berthelot合成了油（3）、進(jìn)入有機(jī)合成時(shí)代:1849–1900①1900年前后，苯甲酸酯系列麻醉劑的研究、合成和使用，是VGrignard發(fā)現(xiàn)格式試劑，使有機(jī)化學(xué)家方便構(gòu)建大的有機(jī)RobertBurnsWoodward（1917一1979），20世紀(jì)國際公認(rèn)合成大師，因在有機(jī)合成中杰出貢獻(xiàn)獲得了1965年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。在５年提出了用于解釋周環(huán)反應(yīng)的分子軌道對稱守恒原理，即Woodward-Hoffmann規(guī)則。1９８１年，Hoffmann也因此項(xiàng)工作奎 利血④1965年我國化學(xué)家人工合成結(jié)晶牛胰島素獲得成功，標(biāo)志著人⑤美國哈佛大學(xué)的有機(jī)化學(xué)家伊利亞斯·詹姆士·科里(EliasJamesCorey)由于他在有機(jī)合成的理論和方法學(xué)方面，特別是發(fā)前列腺

抗癌藥

長葉⑥２０１０年，美國科學(xué)家理查德·赫克、日本科學(xué)家根岸榮一和鈴木章因在有機(jī)合成領(lǐng)域中鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)方面的卓越研究而獲獎(jiǎng)。有機(jī)化學(xué)取得成就總結(jié)（1)制備了近8000千萬種有機(jī)化合物（1990年，1000萬建立了一套系統(tǒng)鑒定和測定有機(jī)化合物的方學(xué)術(shù)成就：發(fā)展方深入、巧妙地與其它學(xué)科廣泛交叉滲透（也滲透到人爭斗是同性社會(huì)性動(dòng)物間的基本社會(huì)相互作用之一。尋找對爭斗有重要作用的細(xì)胞、分析爭斗的機(jī)理，有助于理解動(dòng)物的社會(huì)性，為適當(dāng)控制病態(tài)爭斗、維護(hù)和諧提供基礎(chǔ)。周傳和饒毅等用分子和細(xì)胞機(jī)理，研究動(dòng)物果蠅爭斗。他們發(fā)現(xiàn)，一種稱為鱆魚胺的神經(jīng)遞質(zhì)分子，對爭斗很重要。當(dāng)動(dòng)物不能合成鱆魚胺的時(shí)候，爭斗降低，而走、嗅覺、求偶等其他行為不變。當(dāng)使果蠅合成鱆胺的神經(jīng)細(xì)胞不能活動(dòng)時(shí)，爭斗也很快下降；而在激活產(chǎn)生鱆胺的神經(jīng)細(xì)胞時(shí)，爭斗上升。這些結(jié)果表明爭斗需要鱆胺，揭示了ZhouC,RaoYong,andRaoY(2008).AsubsetofneuronsareimportantforDrosophilaaggression.NatureNeurosci5-羥基色胺是一種重要神經(jīng)遞質(zhì)研究人員通過比較了野生型的雄性小鼠與缺失中樞性血清素（centralserotonergic）神經(jīng)元的雄性小鼠對雌性興趣。前者表現(xiàn)出對進(jìn)一步通過敲除了Tph2相關(guān)基因——這一分子涉及大腦中5-HT合成過目前還尚不確定這一機(jī)制是否也在其它哺乳動(dòng)物，比如人類中同樣起作用，但是有研究表明，在人類的核磁共振成像試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，偏好異性與偏好同性的男性對五羥色胺的反應(yīng)不盡相同。2、有機(jī)化學(xué)研究內(nèi)容和程、分離和合成新的有機(jī)化合物、對有機(jī)化合物純度的檢定、確定有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、研究有機(jī)化合物的物理化學(xué)性質(zhì)、研究有機(jī)化合物的應(yīng)用3、化學(xué)工程與工藝專業(yè)對有機(jī)化學(xué)要掌握主要有機(jī)化合物類型掌握所學(xué)有機(jī)化合物基本結(jié)構(gòu)、命名和物理性質(zhì)初步掌握有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)測定和分析掌握有機(jī)化合物化學(xué)性質(zhì)簡單有機(jī)化合物的合有機(jī)化學(xué)課程中注意事1、教材：有機(jī)化學(xué)（第四版），高鴻賓（天津大學(xué)參考書：有機(jī)化學(xué)（第二版），胡宏紋（南京大學(xué)），有機(jī)化學(xué)（第二版），武越寰（中國科大）十、十一、十二、十三章、十四章、十五章、十七章3、講課內(nèi)容多，需要自學(xué)課外教科書5、上課要求6、課程論文和考試、成績7、聯(lián)系方式馮乙 。第二節(jié)共價(jià)鍵理論和有機(jī)化合物結(jié)有機(jī)化合物中最常見的元素C、H、O、N、X（鹵素）、P、S、Si有機(jī)化合物中普遍存在的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵共價(jià)鍵:原子通過共用電子對形成的化學(xué)鍵 +

Ax 4

路易斯結(jié)構(gòu)

1、有機(jī)化合物常見元素的軌道和電子排有機(jī)化合物中最常見的元素C、H、O、N、X（鹵素）、P、S、Si電子軌道：H：1S；C1S22S22P2yxz1s軌p軌正負(fù)號是代數(shù)符號，只代表位相的不同，與電荷無關(guān)鮑里不相容原每個(gè)軌道最多只能容納兩個(gè)電子，且自旋相反配對能量最低原理電子盡可能占據(jù)能量最低的軌洪特規(guī)則有幾個(gè)簡并軌道而無足夠的電子填充時(shí)，必須在幾個(gè)簡并軌道逐一地各填充一個(gè)自旋平行的電子后，才能容納C、N、O、F核外電子排布如下Si、P、S、Cl核外電子排布如何2、共價(jià)鍵理合配對，電子云相互交蓋，形成穩(wěn)定相互作用，兩個(gè)電子的配合成對也就是兩個(gè)原子軌道相互重疊，重疊部分越大，形成的共價(jià)鍵就越牢固。共價(jià)鍵的類型σ-鍵：成鍵原子價(jià)電子軌道以頭對頭形式重“頭碰頭-鍵：成鍵原子價(jià)電子軌道以肩并肩形式重“肩并肩共價(jià)鍵具有方向性兩成鍵軌道的電子云必須最大程度的重疊，兩成鍵軌道的電子云有方向性，所以電子云共價(jià)鍵具有飽和未成對電子已配對成鍵后不能再與其它原子的未成·A·+2B·→ 2·A·→A∶∶A 共價(jià)鍵有單 C- C-雙 叁 N≡3、共價(jià)鍵的鍵參決定共價(jià)鍵性質(zhì)的重要鍵參數(shù)有鍵長、鍵能、鍵角、鍵的極性---有機(jī)化合物的性質(zhì)鍵長形成共價(jià)鍵的兩原子核間的距離。單位：?1?=0.1nm，pm、nm、(1pm=10-與原子所連接的基團(tuán)也有一定的關(guān)鍵鍵鍵鍵鍵角兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角鍵角反映了分子中原子之間的空間關(guān)系和分子結(jié)構(gòu)與所連接的原子或基團(tuán)有關(guān)H109.5

112

H

60

甲 丙 環(huán)丙鍵角的大小與成鍵的中心原子有關(guān)112

甲

鍵在標(biāo)況下(101325Pa,298K),1mol氣態(tài)A-B分子完全離解雙原子分子：鍵能等于鍵的離解能

H·+·H △H=+435kj/molCl·+·Cl △H=+244kj/mol多原子分子：共價(jià)鍵的鍵能為同類鍵的離解能的平均值

+ D(CH3-H)=2·2··

··H2 +·H D(CH2-H)=·· +·H D(CH-H)=

··

+· D(C-H)=C-H鍵鍵能：注意離解能指的是離解特定共價(jià)鍵的鍵能鍵能則指多原子分子中幾個(gè)同類型鍵的離解能的平均值常見共價(jià)鍵的平均鍵能可查表得到共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，不易斷裂、鍵的極電負(fù)性量度原子對成鍵電子吸引能力的相對大小。也可看作是原子形成負(fù)離子傾向相對大小的量度。當(dāng)A和B兩種原子結(jié)合成雙原子分子AB時(shí)，由于電負(fù)性不同，對電子吸引力不同。若的電負(fù)性大，則生成分子是δ-B+，即原子帶有較多的負(fù)電荷，B原子帶有較多的正電荷A—B是極性的，A—B鍵產(chǎn)生偶極距偶極矩()是一個(gè)向量，有大小性以偶極距（μ）表示，單位：庫侖.米（C.m），德拜1D=3.33564×1030庫侖.分子的極性愈大，離子鍵成分愈高--與成鍵原子的電負(fù)性相常見元素的電負(fù)性（鮑林 3.983.44 2.962.66 2.552.192.102.04偶極矩()是一個(gè)向量，有方向性箭頭由正端指向負(fù)端，即指向電負(fù)性大的原子

多原子分子的偶極距是各個(gè)鍵的偶極距的向量和4、有機(jī)化合物分子間作偶極力（偶極-偶極作用力）極性-極性分子范德華氫鍵

誘導(dǎo) 極性-極性、非極性分子色散 所有分子間（由于電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生瞬時(shí)偶極分子形成氫鍵必備的兩個(gè)條件H原子與電負(fù)性很大的原子相連，形成裸露的質(zhì)子具有電負(fù)性較大、原子半徑較小、含孤電子對的原子(F、O、N)。作用本質(zhì)分子間電荷相互作分子間作用力是影響物理性質(zhì)的主要因5有機(jī)反應(yīng)的基本類通過游離基歷程而進(jìn)行的反均裂：A∶B→A·+·B 一般在熱、光或引發(fā)劑存在下進(jìn)行。離子型反應(yīng)異裂：A∶B→A++:B- 負(fù)離在酸、堿、極性溶劑中進(jìn)行不生成自由基或離子，鍵的斷裂和生成同時(shí)發(fā)生A：B+C→A…B…C→A：C+6、有機(jī)化合物的結(jié)、有機(jī)化合物的結(jié)化學(xué)結(jié)構(gòu)（構(gòu)造）：分子中原子相互結(jié)合的順序和方式

O 甲乙甲 乙

直鏈

支鏈 環(huán)H H

H C H C

HCH

異丁 正丁或

環(huán)戊同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)

O 乙醇

甲醚（b.p.=-同分異構(gòu)現(xiàn)象：分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的現(xiàn)象同分異構(gòu)體：分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的化合物間互稱有機(jī)分子結(jié)構(gòu)表示—