《有機(jī)化學(xué)》第一章緒論

OrganicChemistry有機(jī)化學(xué)

1教材藍(lán)仲薇、李瑛、陳華、肖友發(fā)，《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》第二版海洋出版社，2004，北京2主要參考書1、邢其毅、徐瑞秋、周政、裴偉偉，《基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)》第二版，上、下冊(cè)，高等教育出版社，2003，北京。2、L.G.WadeJr，OrganicChemstry(5thEd),PearsonEducationInc,2003.3、胡宏紋主編，《有機(jī)化學(xué)》第二版，上、下冊(cè)，高等教育出版社，1990，北京。4、R.T.莫里森、R.N.博伊德，《有機(jī)化學(xué)》第二版，上、下冊(cè)，科學(xué)出版社，1992，北京。3TableofContents第一章緒論第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的研究對(duì)象一、有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)的涵義二、有機(jī)化合物的特點(diǎn)三、有機(jī)化學(xué)的昨天、今天和明天4第二節(jié)共價(jià)鍵的一些基本概念一、共價(jià)鍵理論二、共價(jià)鍵參數(shù)三、共價(jià)鍵的斷裂及有機(jī)反應(yīng)的分類四、誘導(dǎo)效應(yīng)第三節(jié)研究有機(jī)化合物的一般步驟第四節(jié)有機(jī)化合物的分類一、按碳架分類二、按官能團(tuán)分類第五節(jié)有機(jī)化合物構(gòu)造式的表達(dá)方式5第一章緒論（Introduction）第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的研究對(duì)象一、有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)的涵義6WhatisOrganicChemistry?

TheChemistryofCarbonCompounds

(excludesinorganicmetalsaltssuchascarbonatesandcyanidesandexcludescarbondioxide)7二、有機(jī)化合物的特點(diǎn)1.分子組成復(fù)雜VB12：C63H90N14PCo

有機(jī)化合物在1000萬種以上同分異構(gòu)現(xiàn)象2.熔沸點(diǎn)低

3.易燃4.難溶5.反應(yīng)速度慢、副反應(yīng)多8附：同分異構(gòu)現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象：具有相同分子式但結(jié)構(gòu)不同的化合物稱為同分異構(gòu)體，這種現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象Formula：C2H6O存在乙醇和甲醚兩種同分異構(gòu)體乙醇甲醚9三、有機(jī)化學(xué)的昨天、今天和明天

一、從有機(jī)體內(nèi)提取有機(jī)物

(1773–1805)二、由提取進(jìn)入到提取合成并舉的時(shí)代

(1806–1828–1848)三、進(jìn)入合成時(shí)代

(1849–1900–2001)10學(xué)科建設(shè)

（1）制備了幾千萬種有機(jī)化合物（1990年，1000萬種）。（2）建立了一套系統(tǒng)鑒定和測定有機(jī)化合物的方法。（3）逐步建立和完善了有機(jī)化學(xué)的理論。學(xué)術(shù)成就諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（1901-2002，92屆，70屆與有機(jī)化學(xué)有關(guān)）。二十世紀(jì)（46項(xiàng)重大發(fā)明，8項(xiàng)與有機(jī)化學(xué)有關(guān)）。研究思路

深入、巧妙、與其它學(xué)科廣泛交叉滲透（也滲透到人類活動(dòng)各方面）。1119世紀(jì)中葉以前：利用、分離、提純、元素分析。中國古代曾制取沒食子酸(982--992)、烏頭堿(1522年以前)、甘露醇(1037--1101)等;16世紀(jì)后期,西歐制得乙醚、硝酸乙酯、氯乙烷等。1777年，瑞典化學(xué)家Bergman將從動(dòng)植物體內(nèi)得到的物質(zhì)稱為有機(jī)物。

121808年，Berzelius首先使用了有機(jī)化合物這個(gè)名詞。1828年，Wohler，蒸發(fā)氰酸銨（NH4CNO）水溶液得到了尿素。1845年，Kolbe合成了醋酸。1854年，Berthelot合成了油脂。1856年，WilliamHenryPerkin制造合成染料苯胺紫（mauvein）。1854年，Berthelot合成了油脂，生命力論被徹底推翻。有機(jī)化學(xué)成為一門學(xué)科。13

19世紀(jì)中葉－－20世紀(jì)初：簡單合成時(shí)期和經(jīng)典結(jié)構(gòu)理論創(chuàng)立時(shí)期。Lavoisier和Liebig建立有機(jī)分析方法，合成方法和結(jié)構(gòu)理論得到了發(fā)展。1857年，Kekule和Couper獨(dú)立提出了碳四價(jià)理論；1865年Kekule提出了苯的結(jié)構(gòu)式；1874年，Van’tHoff和LeBel分別提出了碳四面體結(jié)構(gòu)學(xué)說；1885年，VonBaeyer提出張力學(xué)說。1420世紀(jì)－－以量子力學(xué)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論的建立、現(xiàn)代物理測試方法、復(fù)雜天然物的合成，有機(jī)合成工業(yè)。 結(jié)構(gòu)理論：共價(jià)鍵理論、分子軌道理論對(duì)稱守恒原理不對(duì)稱合成、復(fù)雜天然物的合成、生物系統(tǒng)的模擬如葉綠素、血紅素、膽固醇、VB12、牛胰島素的全合成（中國、1965年）151916年德國化學(xué)家柯賽爾和美國化學(xué)家路易斯創(chuàng)立了經(jīng)典的電價(jià)理論和共價(jià)理論．1927年量子力學(xué)應(yīng)用于化學(xué)。美國杰出的化學(xué)家兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng)的鮑林指出：“化學(xué)鍵理論是化學(xué)家手中的金鑰匙”．161931年，德國化學(xué)家Huckel提出芳香結(jié)構(gòu)理論。

1933年，英國Ingold提出化學(xué)動(dòng)力學(xué)—飽和碳原子的親核取代。

1962年，日本福井謙一，前線軌道理論。

1965年，Woodward－Hoffmann分子軌道對(duì)稱守恒原理。

1967年，Corey逆合成分析原理。

1972年，Olah碳正離子的系統(tǒng)概念。1978年，Lehn超分子化學(xué)。17第二節(jié)共價(jià)鍵的一些基本概念

TypesofBondingIonicbondingelectronisfullytransferredfrommetaltonon-metalbindingisbyelectrostaticattraction.1819離子鍵IonicBonding

SodiumAtomFluorineAtom20IonicBondingSodiumionFluorideionAttractionbetweenthetwoionsiselectrostatic--IonicBond2122CovalentBondTheories

1.VB2.MO3.雜化軌道理論VB1)要點(diǎn)：價(jià)鍵的形成看成是原子軌道的重疊或電子配對(duì)的結(jié)果。兩個(gè)原子的未成對(duì)電子，若自旋相反，就能配對(duì)。23ASIMPLECOVALENTBOND

Apairofelectronsissharedbetweenthetwobondedatoms.H.H.24ASIMPLECOVALENT

BOND

HHBondedpair2526CommonBondingPatterns

272)共價(jià)鍵的飽和性3)共價(jià)鍵的方向性H（1s)Cl(3px)H-Cl282.分子軌道理論(MolecularOrbitalTheory,MO)1932，PaulingOrbitals：Theregionofspacearoundanatominwhichanelectronislikelytobefoundisanorbital.Theshapeandsizeoftheorbitalaredeterminedbyamathematicalequationcalledawavefunction.29Whenatomscombinetoformmolecules,theydosobycombiningthewavefunctionsfortheindividualatomicorbitals.Wesaythattheorbitals“overlap.”Theregionofspacedefinedbythiscombinationoforbitalsisthemolecularorbital.30ThemethodofoverlappingorbitalsisknownastheLinearCombinationofAtomicOrbitals(LCAO)method.WhenevertwoatomicorbitalsarecombinedintheLCAOmethod,theresultisalwaystwomolecularorbitals!原子線性軌道組合原子軌道線性組合31

TypesofMolecularOrbitalsTherearethreeimportanttypesofmolecularorbitalssigma(s)symmetry:鍵軸pi(p)symmetry:節(jié)面、節(jié)點(diǎn)nEachofthesetypesoforbitalswillbediscussedasfollows32When

anytwoorbitalsformabondFORMATIONOFANTIBONDINGORBITALSANANTIBONDINGORBITALISALSOFORMEDTheelectronsgointothebondingorbitalTheantibondingorbitalremainsempty33H.H.HH..HHHHbondingantibondingss*

3435BondEnergy

36

p-Bonding

(Bondingmolecularorbital)

37

p*-AntibondingOrbital

3839403.雜化軌道理論4142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081ParameterofcovalentbondBondlength(nm)C－H,0.109nm;C－H，0.154BondangleBondenergy(kJ/mol)A(g)+B(g)A－B(g)8283Parameterofcovalentbond

Bondu=qd(unit:Debye,AbbreviationD)PolarityofmoleculeCH3Cl848586878889Inductiveeffective

誘導(dǎo)效應(yīng)（1)90Inductiveeffective

誘導(dǎo)效應(yīng)(2)定義：由于原子的電負(fù)性不同而引起的極性效應(yīng)，是通過靜電誘導(dǎo)而到分子的其它部分，這種作用成為誘導(dǎo)效應(yīng)（I），分為靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)和動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)。存在：sigma和pi鍵中傳遞：沿化學(xué)鍵，限三個(gè)化學(xué)鍵內(nèi)強(qiáng)度：與電負(fù)性有關(guān)（－I、＋I(xiàn)），隨距離逐步減弱9192Breakingofcovalentbond

Typesoforganicreaction

共價(jià)鍵的斷裂有兩