內(nèi)容參考書(shū)有機(jī)

有機(jī)化學(xué)謝楠Office:階有機(jī)化學(xué)謝楠Office:階平樓Phone:Email課件orgchemccmu@163.com1參考書(shū)：參考書(shū)：JohnMcMurry,OrganicChemistry,7thed.BrooksCole,2007.McGraw-Hill,2成績(jī)?cè)u(píng)定分?jǐn)?shù)項(xiàng)12成績(jī)?cè)u(píng)定分?jǐn)?shù)項(xiàng)12理論課實(shí)3第一章有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物的特性第一章有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物的特性有機(jī)物的結(jié)構(gòu)表示方式及同分異構(gòu)現(xiàn)象共價(jià)鍵有機(jī)化合物的分類(lèi)和反應(yīng)類(lèi)型4第一節(jié)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)17世紀(jì)中第一節(jié)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)17世紀(jì)中期把從自然界中取得的各種物質(zhì),按照來(lái)源分為動(dòng)物物質(zhì)、植物物質(zhì)有機(jī)物(organic礦物物無(wú)機(jī)物(inorganic“有機(jī)”—源于活性有機(jī)體。51806瑞典化學(xué)家柏其里1806瑞典化學(xué)家柏其里烏斯（J．Berzelius）首次定義了有只有動(dòng)植物依靠一種神秘生命力force)”參與，才能制造出有機(jī)化合物，不可能由無(wú)機(jī)物合成。這就是所這種唯心的生命力學(xué)說(shuō)致使人們?cè)谙喈?dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不能揭示J?nsJacobBerzelius61828年，德國(guó)化學(xué)家Wohler無(wú)氧條件下，經(jīng)過(guò)加熱把氨和氫氰1828年，德國(guó)化學(xué)家Wohler無(wú)氧條件下，經(jīng)過(guò)加熱把氨和氫氰尿NH4H22Wohler給J．Berzelius的信中這樣寫(xiě)到：我應(yīng)當(dāng)告訴您的是，我制造出尿素，而且不求助于腎或動(dòng)物——無(wú)論是人或犬。71845年德國(guó)有機(jī)化學(xué)家科爾伯無(wú)機(jī)物1845年德國(guó)有機(jī)化學(xué)家科爾伯無(wú)機(jī)物制成了公認(rèn)為有機(jī)物的醋酸Kolbe）從無(wú)可爭(zhēng)辯的水，陽(yáng)光Na-SC+1854年柏賽羅Berthelot）合成了油脂。1854年-1856年，又合成了甲烷、甘油、乙醇等許多典型有機(jī)化合物?！吧Α睂W(xué)說(shuō)才宣告破產(chǎn)。從此確信了人工合成有機(jī)化合物是完全可能的。這就是有機(jī)化學(xué)最初發(fā)展的第二階段（合成階段）8RobertBurnsRobertBurns“現(xiàn)代有機(jī)合成之父”維生素91965年9月1965年9月17日，中國(guó)成為世界第一合成蛋白質(zhì)的國(guó)家。作為抗癌藥物作為抗癌藥物，紫杉醇的分子結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，有11個(gè)立體中心和一個(gè)17碳的四環(huán)骨架結(jié)構(gòu)，因此對(duì)紫杉醇分子的全合成和半合成引起世界上許多有機(jī)合成小組的興趣。1992年為止共有30多個(gè)研究組參與到紫杉醇的合成中，這在有機(jī)合成史上實(shí)屬罕見(jiàn)。1989年，佛羅里達(dá)州立大學(xué)的RobertA.Holton以可以從歐洲紫杉Taxus卡丁為起始原料，完成了紫杉醇的半合成。1994年，Holton又完成了紫杉醇的首次全合成。太平洋紫杉(TaxusHCNPISFOBHCNPISFOB有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)的現(xiàn)代定義：1851年葛美林有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)的現(xiàn)代定義：1851年葛美林(L.Gmelin)和凱庫(kù)勒(A.Kekule) 含碳的化合物稱(chēng)為有機(jī)化合物--- 、CO、CO、CN、OCN、)例外321874年肖萊馬(C.—碳?xì)浠衔锛捌溲苌镉袡C(jī)化學(xué)(organicchemistry)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性能和合成方法C.CarlSchorlemmer(1834-有機(jī)化學(xué)是醫(yī)藥有機(jī)化學(xué)是醫(yī)藥學(xué)課程中的一門(mén)重要基礎(chǔ)課，也是生命科學(xué)不可缺少的化學(xué)基礎(chǔ)。HHHHHH（左旋霉素，具有生理活性（右旋霉素，無(wú)生理活性“反應(yīng)?！胺磻?yīng)?！笔录?0世紀(jì)60年代的“反應(yīng)?！笔录?，是一久，這些國(guó)家內(nèi)不斷出生了許多沒(méi)有胳膊也沒(méi)有腿的海豹樣新生嬰兒?！胺磻?yīng)?！苯Y(jié)構(gòu)鎮(zhèn)靜作用強(qiáng)烈致畸作用“反應(yīng)?！苯Y(jié)構(gòu)鎮(zhèn)靜作用強(qiáng)烈致畸作用 NO NOO 第二節(jié)有機(jī)化合第二節(jié)有機(jī)化合物的特性種類(lèi)繁多主要原因：同分異構(gòu)體和立體異構(gòu)如：C2H6O乙醇、二甲結(jié)構(gòu)復(fù)雜鹽酸阿替結(jié)構(gòu)復(fù)雜鹽酸阿替4-甲基-3-[[1-氧代-2-（丙氨基）-丙咖啡咖啡可卡因(可卡因(古柯堿methyl(1R,2R,3S,5S)-3-(benzoyloxy)-8-methyl-8-azabicyclo[3.2.1]octane-2-carboxylate易燃燒除易燃燒除少數(shù)例外，一般有機(jī)化合物都含有碳和氫兩種元素，因此容易燃燒，生成二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱量。大多數(shù)無(wú)機(jī)化合物，如酸、堿、鹽、氧化物等都不能燃燒。因而有時(shí)采用灼燒試驗(yàn)可以區(qū)別有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低無(wú)機(jī)化合─靜電有機(jī)化合─范德華熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低無(wú)機(jī)化合─靜電有機(jī)化合─范德華熔點(diǎn)-沸點(diǎn)難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑水是強(qiáng)難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑水是強(qiáng)極性化合物。大部分無(wú)機(jī)化合物是離子鍵型化合物，易溶于水，不易溶于有機(jī)溶劑；有機(jī)化合物是共價(jià)鍵型化合物，極性小，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑——“相似相溶”原理如：易溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯等。反應(yīng)速率慢無(wú)機(jī)反應(yīng)是離子型反應(yīng)，一般反應(yīng)速反應(yīng)速率慢無(wú)機(jī)反應(yīng)是離子型反應(yīng)，一般反應(yīng)速率都很中包括共價(jià)鍵舊鍵的斷裂和新鍵的形成，所以反應(yīng)速率比較慢。AgNO3+AgCl++H222副反應(yīng)多，產(chǎn)物復(fù)雜CH3CH2CH2Cl+CH3CHCH3副反應(yīng)多，產(chǎn)物復(fù)雜CH3CH2CH2Cl+CH3CHCH3CH3CHCH2Cl+CH3-C-CH3CH2CHCl+CH3CH2CH3+所以寫(xiě)有機(jī)反應(yīng)式常用“”而不用“”第三節(jié)有機(jī)物第三節(jié)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)表示方式及同分異構(gòu)現(xiàn)象一、結(jié)構(gòu)表示方分子簡(jiǎn)化骨架價(jià)鍵結(jié)構(gòu)式HHHHHHHHHH正丁乙HH-HHOHH丙CH23H-H分子簡(jiǎn)化骨架價(jià)鍵結(jié)構(gòu)式HHHHHHHHHH正丁乙HH-HHOHH丙CH23H-HO丙OHCC環(huán)己H CCHHHCHCCHHHH二、有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象分子式相同結(jié)構(gòu)不同的化合物稱(chēng)二、有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象分子式相同結(jié)構(gòu)不同的化合物稱(chēng)為同分異構(gòu)體碳架異構(gòu)體位置異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)順?lè)串悩?gòu)體旋光異構(gòu)體構(gòu)型異構(gòu)體立體異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)體：因分子中構(gòu)造異構(gòu)體：因分子中原子的連結(jié)次序不同或者鍵合性質(zhì)不同而引起的異構(gòu)體。碳架異構(gòu)體：因碳架不同而引起的異構(gòu)體。位置異構(gòu)體：由于官能團(tuán)在碳鏈或碳環(huán)上的位置不同而產(chǎn)生的異構(gòu)體。官能團(tuán)異構(gòu)體：由于分子中官能團(tuán)不同而產(chǎn)生的異構(gòu)體官能團(tuán)異構(gòu)體：由于分子中官能團(tuán)不同而產(chǎn)生的異構(gòu)體互變異構(gòu)因分子中某一原子在兩個(gè)位置迅速移動(dòng)而產(chǎn)生的官能團(tuán)異構(gòu)體。OCCH CH3立體異構(gòu)：分立體異構(gòu)：分子式相同,原子連接次序相同,但分中的原子或原子團(tuán)在空間排列方式不同所引起的異構(gòu)現(xiàn)象立體異構(gòu)可分為：構(gòu)象異構(gòu)、構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)體：由于共價(jià)單鍵的兩個(gè)碳原子繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)引起順?lè)串悩?gòu)體：由于雙鍵（或環(huán)）的限制引起。HCH順?lè)串悩?gòu)體：由于雙鍵（或環(huán)）的限制引起。HCHHH3CHCHH3CCCH順-2-丁烯反-2-丁烯bp.,mp-139bp.,mp-105旋光異構(gòu)體（或光學(xué)異構(gòu)體)：由于分子的手性引第四節(jié)共價(jià)1835第四節(jié)共價(jià)1835在日記中寫(xiě)到：現(xiàn)在，有機(jī)化學(xué)幾乎使我狂熱。對(duì)我來(lái)說(shuō)，它看來(lái)像是一個(gè)原始的熱帶森林，充滿(mǎn)著最誘人的東西；也像是一個(gè)可怕的無(wú)窮盡的叢林，看來(lái)似乎無(wú)路可走，因而使人不敢入內(nèi)。一、路易斯共價(jià)鍵理論1916提出了經(jīng)典一、路易斯共價(jià)鍵理論1916提出了經(jīng)典共價(jià)鍵理論或兩個(gè)以上相同的原子或電負(fù)性相近的原子相互結(jié)合成分子，分子中原子間可以通過(guò)共享一對(duì)或幾對(duì)電子達(dá)到穩(wěn)定的稀有氣體的電子構(gòu)型，形成化學(xué)鍵。這種由共享電子對(duì)形成的化學(xué)鍵稱(chēng)為共價(jià)鍵稀有氣體除氦僅有兩個(gè)價(jià)電子外，其他的價(jià)電子層中均為八個(gè)電子，路易斯共價(jià)鍵理論又稱(chēng)為隅律rule）碳原子既不容易得到電子,也不容易失去電子。因此,有機(jī)化合物分子中的原子間主要以共價(jià)鍵相結(jié)合,以滿(mǎn)足八隅律。HHHHHCHCCHHH這種用電子對(duì)表示共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)的化碳原子既不容易得到電子,也不容易失去電子。因此,有機(jī)化合物分子中的原子間主要以共價(jià)鍵相結(jié)合,以滿(mǎn)足八隅律。HHHHHCHCCHHH這種用電子對(duì)表示共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)的化學(xué)式稱(chēng)為結(jié)構(gòu)式。它主要用于說(shuō)明有機(jī)反應(yīng)機(jī)制中電子的轉(zhuǎn)移。簡(jiǎn)化的Lewis結(jié)構(gòu)式HHHOHON或O二、現(xiàn)代共價(jià)鍵理論基本要點(diǎn)當(dāng)兩個(gè)原子互相二、現(xiàn)代共價(jià)鍵理論基本要點(diǎn)當(dāng)兩個(gè)原子互相接近到一定距離時(shí),自旋方向相反的單電子相互配對(duì),使電子云密集于兩核之間,降低了兩核間正電荷的排斥力增加了兩核對(duì)電子云密集區(qū)域的吸引力，因此使體系能量降低,形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。每個(gè)原子所形成共價(jià)鍵的數(shù)目取決于該原子中的單電子數(shù)目,即一個(gè)原子含有幾個(gè)單電子,就能與幾個(gè)自旋方向相反的單電子形成共價(jià)鍵,這就是共價(jià)鍵的飽和性。當(dāng)形成共價(jià)鍵時(shí),原子軌道重疊程度越大,核間電子云越密集,形成的共價(jià)鍵就越穩(wěn)定。因此,沿著原子軌道最大重疊方向形成這就是共價(jià)鍵的方向性三、碳的雜化軌價(jià)鍵三、碳的雜化軌價(jià)鍵理論揭示了共價(jià)鍵的本質(zhì)，但它無(wú)法解釋甲烷分子(CH4)中4個(gè)碳?xì)滏I的鍵角相同，均為的事實(shí)。年鮑林在價(jià)鍵理論的基礎(chǔ)上，提出了化軌道理論(orbitalhybridizationtheory)：原子在不同類(lèi)型、能量相近的原子軌道可以重新組合成能量、形狀和空間方向與原來(lái)軌道完全不同的新的原子軌道。這種重新組合過(guò)程稱(chēng)為雜化，所形成的新的原子軌道稱(chēng)為雜化軌道（hybridizationorbitals）。碳原子的6個(gè)核外電子碳原子的6個(gè)核外電子運(yùn)動(dòng)于各自的原子軌道中：價(jià)電子層2s2+2p1+2p1+2pxyz在有機(jī)化合物中碳并不直接以原子軌道參與形成共價(jià)鍵而在有機(jī)化合物中碳并不直接以原子軌道參與形成共價(jià)鍵而是先雜化,后成鍵。碳原子有3種雜化形化烴sp3、sp化烴2s1+2p1+1y+2pxz化烴基態(tài)2s22p12p1+2pxyz頭碰頭頭碰頭重疊形成C—Hσ 頭碰頭重 頭碰頭重疊形成C—CσC—HσC—CσH—C—HσC—CσH—≡Cpmπ四、共價(jià)鍵的屬性鍵長(zhǎng)鍵角鍵能→化學(xué)鍵強(qiáng)鍵的極性成鍵原子間四、共價(jià)鍵的屬性鍵長(zhǎng)鍵角鍵能→化學(xué)鍵強(qiáng)鍵的極性成鍵原子間的電荷→影響理化性C—C=鍵角/鍵能/kJ·mol-對(duì)于同種原子形成的共價(jià)鍵，公用電子由兩個(gè)原子核均等“享用H3C—對(duì)于同種原子形成的共價(jià)鍵，公用電子由兩個(gè)原子核均等“享用H3C———兩個(gè)成鍵原子既不帶正電荷,也不帶負(fù)電HHHHCCCCHHH當(dāng)兩個(gè)不同原子成鍵時(shí)，由于兩個(gè)鍵合原子當(dāng)兩個(gè)不同原子成鍵時(shí)，由于兩個(gè)鍵合原子拉電子能力不同，即電負(fù)性不同，使共用電子對(duì)發(fā)生偏移，一方原子帶部分負(fù)電荷(δ-)，另一方帶部分正電荷(δ+)：H3C———這種成鍵電子云不是平均分配在兩個(gè)成鍵原子核之間的共價(jià)鍵稱(chēng)極性(共價(jià))(polarcovalentbonds。鍵的極性大小取決于成鍵原子的電負(fù)性差電負(fù)性差越大鍵的極性越大。一般兩個(gè)元素的電負(fù)性差值≥1.7為離子鍵；＜1.7為共價(jià)鍵，其中電負(fù)性差值電負(fù)性增HOSFICNP0.7～1.6為極性共價(jià)鍵。第五節(jié)有機(jī)化合物的分類(lèi)和反應(yīng)類(lèi)型一、有機(jī)物的分類(lèi)(一按碳骨架分類(lèi)鏈狀化合物(開(kāi)鏈化合物、脂肪族化合物碳環(huán)第五節(jié)有機(jī)化合物的分類(lèi)和反應(yīng)類(lèi)型一、有機(jī)物的分類(lèi)(一按碳骨架分類(lèi)鏈狀化合物(開(kāi)鏈化合物、脂肪族化合物碳環(huán)化合物：脂環(huán)化合物NNN雜環(huán)化合SNN(二按官能團(tuán)分類(lèi)有機(jī)化合物分子中(二按官能團(tuán)分類(lèi)有機(jī)化合物分子中能體現(xiàn)一類(lèi)化合物性質(zhì)的原子或基團(tuán)，通常稱(chēng)為功能基官能團(tuán)或例如CH3OH、C2H5OH、等醇類(lèi)化合物中都含有羥基（-OH），羥基就是醇類(lèi)化合物的功能基。由于它們含有相同的功能基此醇類(lèi)化合物有類(lèi)同的理化性質(zhì)因試指出結(jié)構(gòu)式中官能團(tuán)的名稱(chēng)想一撲熱息痛NHCO酚羥基酰胺鍵N磺胺噻唑S氨磺酰胺基-2試指出結(jié)構(gòu)式中官能團(tuán)的名稱(chēng)想一撲熱息痛NHCO酚羥基酰胺鍵N磺胺噻唑S氨磺酰胺基-2三、有機(jī)化合物的反應(yīng)類(lèi)型有機(jī)反應(yīng)涉及舊