第一章酸堿理論講稿

第一章酸堿理論講稿第一頁，共六十六頁，2022年，8月28日新的學期，新的起點，是學道授業(yè)的延續(xù)，更是開拓創(chuàng)新的開始。讓我們珍藏起曾經(jīng)的輝煌和榮耀，作為更上一層樓的基石；摒棄掉那些苦澀和淚痕，當作拼搏路上的考驗。書山有路，學海無涯，勤能補拙，苦亦甘甜……第二頁，共六十六頁，2022年，8月28日OrganicChemistryDepartmentofChemistryQufuNormalUniversity主講顏世娜E-mail：第三頁，共六十六頁，2022年，8月28日課程性質(zhì)專業(yè)必修課學時

34周學時

3課程說明主要參考書1.邢其毅等,基礎(chǔ)有機化學習題解答與解題示例,高等教育出版社2.邢其毅等，基礎(chǔ)有機化學(第三版)上、下冊，高等教育出版社第四頁，共六十六頁，2022年，8月28日參考書3.榮國斌，高等有機化學基礎(chǔ)，華東理工大學出版社4.黃憲,王彥廣,新編有機合成化學,化學工業(yè)出版社5.鄒新琢，高等有機化學選論,華東師范大學出版社6.惲魁宏，高鴻賓，任貴忠，高等有機化學，高教出版社7.PaulWyatt，StuartWarren，OrganicSynthesis:StrategyandControl，JohnWiley&Sons，2007

第五頁，共六十六頁，2022年，8月28日教學安排關(guān)于習題每節(jié)課后根據(jù)教學內(nèi)容安排一定量的練習每周六交習題作業(yè)未布置的習題自行完成鼓勵完成課堂布置思考題第六頁，共六十六頁，2022年，8月28日考試和成績期末考試一次課堂練習多次成績評定：作業(yè)和期末考試（約2:7）成績評定的其它因素：習題完成情況、學習態(tài)度和出勤率等第七頁，共六十六頁，2022年，8月28日優(yōu)秀課件下載地址

共享天下免費考研網(wǎng)有機化學論壇化學家小木蟲小螞蟻中國化學化工論壇化學導(dǎo)航科學網(wǎng)第八頁，共六十六頁，2022年，8月28日主要目標:鞏固一些基本有機化學反應(yīng)和概念.學習一些新型有機化學反應(yīng).學習一些基本的有機反應(yīng)機理.學習綜合波譜的解析.第九頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一章酸和堿(4)

第二章碳正離子反應(yīng)與機理(8)

第三章穩(wěn)定烯醇負離子反應(yīng)與機理(9)第四章波譜綜合解析(6)第五章立體化學(7)目錄第十頁，共六十六頁，2022年，8月28日第一章酸和堿ACIDSANDBASES第一節(jié)酸堿性的強弱化合物酸堿性的強弱主要受其結(jié)構(gòu)的電子效應(yīng)、雜化、氫鍵、空間效應(yīng)和溶劑的影響。第十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日Electroniceffectsinclude:InductiveeffectsResonanceeffectsPolarizabilityeffectsStericeffectssolventeffectsFieldeffects電子效應(yīng)：誘導(dǎo)效應(yīng)共振效應(yīng)極化效應(yīng)立體效應(yīng)溶劑效應(yīng)場效應(yīng)第十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日由原子電負性引起的電子云偏移的效應(yīng)，稱為誘導(dǎo)效應(yīng)，通常用“I”表示。誘導(dǎo)效應(yīng)吸電子基增強酸性、降低化合物的堿性，供電子取代基降低酸性、增強堿性，Inductiveeffects:Theabilityofanatom/groupto

withdrawordonateelectronsthroughσbonds.第十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日共軛體系中由于原子軌道平行引起電子離域引起的電子效應(yīng)

π-π共軛：單雙（叁）鍵交替,p軌道電子離域共軛效應(yīng)

Resonanceeffects:Theabilityofanatom/grouptowithdrawordonate

electronsthroughπbonds.第十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日

2）p-π共軛：p軌道與π鍵共軛與雙鍵碳原子直接相連的原子上有p

軌道，這個p

軌道與π鍵的p

軌道平行，從側(cè)面重疊構(gòu)成p,π-

共軛體系。如：第十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日第十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日碳負離子是四價碳原子以三價與其他原子或原子團結(jié)合，還有一對未共用電子對的活潑物種。它在碳最外層有8個電子，它比相應(yīng)碳正離子多2個電子，比自由基多1個電子，它帶負電荷,具有親核性。其結(jié)構(gòu)如下：HC≡C︰H2C=CH︰H3CC︰HHHC≡C-H2C=C-HH3CC-H2spsp2sp3第十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日

一些典型的C—H的酸性比較化合物pKa化合物pKa第十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日一些化合物的酸性比較化合物pKa共軛堿化合物pKa共軛堿CH3CH2-H62CH3CH2-HCC-H26HCC-CH2=CH-H36CH2=CH-CH3CH2O-H16CH3CH2O-H2N-H36H2N-HO-H15.7HO-第十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日

1芳香族羧酸在芳環(huán)上引入吸電子基團酸性增強；引入供電子基團酸性減弱。而且還與基團所連接的位置有關(guān)。A.對位取代芳香酸IC

第二十頁，共六十六頁，2022年，8月28日cdabe第二十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日

B.間位取代芳香酸:主要I，

C受阻pKa：3.98-I+C第二十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日

C.鄰位取代芳香酸電子效應(yīng)和空間效應(yīng)鄰位取代基與羧基的距離較近，-I

效應(yīng)的影響較大，故酸性增強。第二十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日06吉大第二十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日D氫鍵第二十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日2.芳胺的堿性芳胺堿性的強弱次序為：在水溶液中芳胺的堿性較NH3

弱。當苯環(huán)上連有供電子基團時，將使堿性增強；連有吸電子基團時，將使堿性減弱。脂肪胺堿性：水中：R2NH>RNH2>R3N>NH3

氣態(tài)：R3N>R2NH>RNH2>NH3第二十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日02大連理工-I-c第二十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日乙酰氯乙酸酐乙酸乙酯乙酰胺第二十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日比較：NH3CH3NH2C6H5NH2C6H5CONH2(C6H5CO)2NH（3）季銨堿（氫氧化四烴基銨）是強堿，堿性與NaOH相當比較：a

NH3

bCH3NH2c(CH3)4NOHdCH3CONH2cbad第三十頁，共六十六頁，2022年，8月28日單雜環(huán)5員雜環(huán)12345呋喃furan1234512345thiophenepyrrole噻吩吡咯123451234512345噻唑吡唑咪唑thiazolepyrazoleimidazole惡唑口異惡唑口isoxazoleoxazole第三十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日6員雜環(huán)pyridinepyranpyrimidinepyridazinepyrazine吡啶吡喃嘧啶噠嗪吡嗪123456123456123456第三十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日3氮雜環(huán)的堿性第三十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日脂肪胺氨苯胺吡啶吡咯結(jié)構(gòu)分析第三十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日噻唑和咪唑噻唑

thiazole咪唑

imidazole環(huán)上的氮原子3-N的孤對電子在sp2軌道上，電子結(jié)構(gòu)與吡啶中相同,沒有參與共軛，與質(zhì)子結(jié)合顯弱堿性。

65，有芳香性。第三十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日8.812.7第三十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日3.48.89.19.413.6第三十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日00南開吡咯N弱312吡啶N堿性強第三十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日試推測噁唑與咪唑6.8堿性大小。O電負性大，吸引電子力強，氮不易給出電子，堿性小12.7第四十頁，共六十六頁，2022年，8月28日4.醇的酸性⑴醇在水溶液中的酸性次序為：酸性：RSH>ROH（S的原子半徑比O大，S-H較O-H易解離）

⑵醇分子中引入具有-I效應(yīng)的原子或基團，酸性第四十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日

⑴酚的酸性比醇強，但比羧酸弱。5.酚的酸性

pKa4.769.9817⑵取代酚的酸性取決于取代基的性質(zhì)和取代基在苯環(huán)上所處的位置。苯環(huán)上連－I、－C基團使酚酸性；連有+I、+C基團使酸性第四十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日acdb第四十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日

中山02abcde第四十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日第四十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日

⑶取代酚的酸性與取代基的電子效應(yīng)空間效應(yīng)有關(guān)這是由于在3,5–二甲基–4–硝基苯酚(a)中，3，5位兩個甲基的空間效應(yīng)，使苯環(huán)與硝基不能處在一個平面上，苯環(huán)與硝基的共軛效應(yīng)遭到破壞，即硝基的－I效應(yīng)減弱。因此酸性a小于b，b中-I，-C大，O-H易斷裂，酸性強。ab第四十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日下列中的I和II，I由于存在較大的立體位阻，N原子不能與苯環(huán)有效地共軛，故堿性大。第四十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日

⑵烷基苯的酸性要比飽和烴的酸性強。

6.烴類的酸性⑴烷烴的酸性較NH3還要弱(pKa36)pKa402010CH4CH3COCH3CH3NO2第四十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日⑶芳香性第四十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日第五十頁，共六十六頁，2022年，8月28日作業(yè)1第五十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日作業(yè)2第五十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日06中科院作業(yè)3第五十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日06中科院作業(yè)4第五十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日作業(yè)5第五十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日解釋鄰位取代苯甲酸的酸性比對位或間位苯甲酸的酸性要強（位阻）（10倍）

作業(yè)6第五十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日IonizationtheoryofacidandbaseIn1884,SvanteArrheniusproposedthesedefinitionsacid:asubstancethatproducesH3O+ionsaqueoussolutionbase:asubstancethatproducesOH-ionsinaqueoussolution一酸堿的電離理論第二節(jié)酸堿理論酸堿反應(yīng)的實質(zhì)：氫離子和氫氧根離子的反應(yīng)第五十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日二Protontheoryofacidandbase1923，Br?nsted-LowryDefinitionsAcid:aprotondonorBase:aprotonacceptorconjugatebase:

thespeciesformedfromanacidwhenitdonatesaprotontoabaseconjugateacid:thespeciesformedfromabasewhenitacceptsaprotonfromanacid華東理工04acid-basereaction:aproton-transferreaction第五十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日結(jié)論:(1)酸失質(zhì)子成為其共軛堿,堿得質(zhì)子形成其共軛酸。共軛酸堿對統(tǒng)一在質(zhì)子的得失關(guān)系上。(2)若酸越強,給質(zhì)子的能力強，其共軛堿堿性越弱；酸越弱,其共軛堿堿性越強。(3)酸和堿可以是中性分子,也可以是陽離子或陰離子

(4)有些物質(zhì)(例如Ｈ2Ｏ、ＨＣＯ3

-等),既可以作為酸給質(zhì)子,又可以作為堿接受質(zhì)子,稱為兩性物質(zhì)。ConjugateAcids&Bases第五十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日三ElectrontheoryofAcidandBaseLewisacid:

anymoleculeofionthatcanformanewcovalentbondbyacceptingapairofelectrons華東理工04Lewisbase:

anymoleculeofionthatcanformanewcovalentbondbydonatingapairofelectronsLewis

baseLewis

acid+BAnewcovalentbondformedinthisLewisacid-basereaction:+-AB解釋了一些不能釋放出質(zhì)子的物質(zhì)也是酸;一些沒有接受質(zhì)子的物質(zhì)也是堿。第六十頁，共六十六頁，2022年，8月28日親電試劑的特點：有正電荷或空軌道。親電試劑進攻反應(yīng)對象是負電中心。由親電試劑首先進攻的反應(yīng)稱為親電反應(yīng)。LewisAcidsiselectrophilicreagentreagent

BF3AlCl3FeCl3ZnCl2,H+、Cl+、Br+、SO3、對電子有親合力的試劑是親電試劑。第六十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日

親核試劑＊＊對碳原子核有親合力的試劑是親核試劑。例如：常見的親核試劑：

OH-、NH2-、CN-、H3CO-、H2O、NH3等。親核試劑的特點：①有負電荷或孤對電子。②親核試劑進攻反應(yīng)對象是正電中心。

由親核試劑首先進攻的反應(yīng)稱為親核反應(yīng)。Lewisbaseisnucleophilicreagent第六十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日小節(jié)布倫斯特(Brφnsted)酸堿能給出質(zhì)子者為酸(如HCl、CH3COOH