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2024年大學(xué)有機(jī)化學(xué)課件
高校有機(jī)化學(xué)課件1
第一章緒論
教學(xué)目的
1.使學(xué)生了解有機(jī)化化學(xué)的探討對(duì)象和有機(jī)化合物的特別性質(zhì)。
2.使學(xué)生駕馭有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)表示方法和有機(jī)化合物的分類(lèi)方法。能夠正確書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)潔有
機(jī)物的電子式、結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式;相識(shí)一般有機(jī)官能團(tuán)和能給單官能團(tuán)有機(jī)化合物分類(lèi)0
3.使學(xué)生駕馭雜化軌道概念,能判別簡(jiǎn)潔有機(jī)物分子中碳原子的雜化類(lèi)型。
4.使學(xué)生熟識(shí)有機(jī)化合物分子中化學(xué)鍵:偶極矩、。犍、TI鍵的特點(diǎn)和酸堿電子理論,了
解有機(jī)物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與T殳理化性質(zhì)的關(guān)系;了解價(jià)鍵理論和分子軌道理論。
教學(xué)重點(diǎn)
有機(jī)物的結(jié)構(gòu)表示方法、雜化軌道理論及有機(jī)物分類(lèi)方法。
教學(xué)難點(diǎn)
雜化軌道理論、價(jià)鍵理論與分子軌道理論,。鍵、TI鋌的特點(diǎn)。
課堂組織
第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的探討對(duì)象
簡(jiǎn)述:從人類(lèi)生存、生產(chǎn)的歷史闡明有機(jī)物的歷史性與廣泛性,人類(lèi)生存離不開(kāi)有機(jī)物的事
實(shí)。
給出有機(jī)物的原始概念、演化后的現(xiàn)代概念及其演化歷程。
闡明有機(jī)物與無(wú)機(jī)物在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的差異。
分析有機(jī)物與無(wú)機(jī)物相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系及相對(duì)性。
歸納出有機(jī)化學(xué)的探討對(duì)象為煌及其衍生物的組成、結(jié)構(gòu)、制備、性質(zhì)及其改變規(guī)律。
其次節(jié)有機(jī)化合物特性
從人類(lèi)生活的衣食住行必需物來(lái)分析有機(jī)物的共同性質(zhì)(或有機(jī)物的特性)
1.從衣食住行必需品的種類(lèi)數(shù)量分析得到有機(jī)物數(shù)量多的印象。
簡(jiǎn)潔說(shuō)明:碳鏈延長(zhǎng)與分枝所致。
2.從生活中的防火學(xué)問(wèn)進(jìn)行演繹,得出大多數(shù)有機(jī)物易燃的結(jié)論。
簡(jiǎn)潔說(shuō)明:碳碳鍵和破氫鍵大都可以轉(zhuǎn)變成碳氧鍵和氫氧鍵并且放出能量。
3.從酒精、食油、燃?xì)獾扔袡C(jī)物存在狀態(tài)導(dǎo)出有機(jī)物促熔點(diǎn)性質(zhì):
簡(jiǎn)潔說(shuō)明:分子化合物,弱極性鍵所致。
4從石油、食油、氯仿、苯的水溶性導(dǎo)出大多數(shù)有機(jī)物不溶于水的結(jié)論。
簡(jiǎn)潔說(shuō)明:相像者相溶。
5.從絕緣體引出大多數(shù)有機(jī)物不導(dǎo)電的性質(zhì)。諸如反應(yīng)慢、副反應(yīng)多性質(zhì)也從生活事實(shí)導(dǎo)出。
總結(jié):有機(jī)物的結(jié)構(gòu)確定有機(jī)物性質(zhì)---結(jié)構(gòu)式的重要性。
第三節(jié)有機(jī)化合物中的化學(xué)鍵
1.價(jià)鍵理論
回顧中學(xué)化學(xué)鍵概念,寫(xiě)出幾種簡(jiǎn)潔無(wú)機(jī)物、有機(jī)物的電子式;簡(jiǎn)述價(jià)鍵理論要點(diǎn)。
2.分子軌道理論
介紹分子軌道理論的要點(diǎn);原子軌道線(xiàn)性組合成分子軌道,有成鍵軌道和反鍵軌道;成鍵電
子圍繞整個(gè)分子運(yùn)動(dòng)電子.
成鍵三原則:對(duì)稱(chēng)性匹配、能量近似、最大重疊。
表示方法:波函數(shù)表示
3.碳原子雜化軌道理論
具體講解并描述雜化軌道理論要點(diǎn),從價(jià)鍵理論過(guò)渡到雜化軌道理論,用軌道式(方框)表
示碳原子的價(jià)層電子(基態(tài)、激發(fā)態(tài)和SP3雜化態(tài))的排布。
講解并描述雜化軌道概念及SP3雜化、SP2雜化態(tài)、SP雜化態(tài)。(可以以圖形或模型表示
S、P軌道和雜化軌道的電子云形態(tài))
論述。鍵、TI鍵的形成過(guò)程、電子云形態(tài)與特點(diǎn)。
簡(jiǎn)述共價(jià)鍵的四個(gè)參數(shù):鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角與偶極矩。
簡(jiǎn)述分子幾何構(gòu)型、極性與分子化學(xué)鍵的關(guān)系。
初步介紹化學(xué)鍵的異列與均裂。
第四節(jié)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)式及其表示方法
1.用“結(jié)構(gòu)確定性質(zhì)"和"有機(jī)物結(jié)構(gòu)困難"來(lái)強(qiáng)調(diào)明確表示有機(jī)物結(jié)構(gòu)的重要性。
2.介紹結(jié)構(gòu)式的書(shū)寫(xiě)方法及留意事項(xiàng)。
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě)方法。
鍵線(xiàn)式的書(shū)寫(xiě)方法。
對(duì)于三種表示方法進(jìn)行適當(dāng)課堂練習(xí)。
第五節(jié)有機(jī)化合物分子中的官能團(tuán)和有機(jī)物的分類(lèi)。
1.復(fù)習(xí)"官能團(tuán)”概念及中學(xué)所學(xué)有機(jī)物官能團(tuán)名稱(chēng)、同類(lèi)官能團(tuán)所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)。
2.對(duì)于單官能團(tuán)有機(jī)物,官能團(tuán)類(lèi)別確定化合物類(lèi)別.
3.介紹有機(jī)化合物的分類(lèi)方法
碳胳分類(lèi)、官能團(tuán)分類(lèi)法.
4.列舉常見(jiàn)有機(jī)官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)及名稱(chēng)。
第六節(jié)酸堿電子理論
1.簡(jiǎn)潔回顧中學(xué)所學(xué)阿侖尼烏斯酸堿理論。
2.介紹酸堿電子理論。
列舉若干有機(jī)、無(wú)機(jī)酸堿例子說(shuō)明之。
其次章波譜法在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用
教學(xué)目的
學(xué)生熟識(shí)UV、IR、HNMR、Ms基本原理,了解有機(jī)化合物的波譜分析法。能利用圖譜及
數(shù)據(jù)正確解析簡(jiǎn)潔有機(jī)化合物。
教學(xué)重點(diǎn)
UV、IR、HNMR、Ms的基本原理和應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn)
1.UV:電子躍遷類(lèi)型及其汲取特征
2.IR:原理及應(yīng)用
3.HNMR:基本原理、化學(xué)位移、自旋偶合和裂分
4.Ms:基本原理、分子結(jié)構(gòu)與碎片離子的形成關(guān)系
課堂組織
首先介紹電磁波和汲取光譜
主要講解:波譜類(lèi)型、波長(zhǎng)范圍及相應(yīng)的能級(jí)躍遷方式。
強(qiáng)調(diào):物質(zhì)對(duì)光的汲取與分子的結(jié)構(gòu)親密相關(guān),因?yàn)楦鞣N分子的結(jié)構(gòu)互不相同,所以每種分
子都有自己的特征光譜。
提示:質(zhì)譜是分子及其碎片的質(zhì)量譜.在本質(zhì)上不屬于波譜范疇.但在質(zhì)譜儀原理中有所謂
"離子光譜學(xué)”的現(xiàn)象和概念,所以把質(zhì)譜也當(dāng)作一種波譜方法。
二.分別講解波譜法基本原理及應(yīng)用
1.紫外光譜
主要講解內(nèi)容:
①基本原理(紫外光譜及其表示法,電子躍遷類(lèi)型及其汲取特征)
②在結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用(推斷分子中是否有共犯體系或某些官能團(tuán)的存在;確定未知物的基
本骨架,確定某些官能團(tuán)的位置;判定一些化合物的異構(gòu)體、構(gòu)型、構(gòu)象;可用來(lái)判定互變異構(gòu)
的存在。)以上都舉例說(shuō)明。
2.紅外光譜
主要講解內(nèi)容:
①基本原理(分子振動(dòng)類(lèi)型,紅外光譜圖)
②紅外光譜的表示方法
③IR在結(jié)構(gòu)測(cè)定上的應(yīng)用(確定官能團(tuán),利用標(biāo)準(zhǔn)譜圖鑒定有機(jī)化合物)。
3.核磁共振譜(1HNMR)
主要講解內(nèi)容:
①基本原理
②化學(xué)位移
③自旋偶合和裂分
④核磁共振譜的表示法
⑤核磁共振譜的應(yīng)用(圖譜舉例)。
4.質(zhì)譜
主要講解內(nèi)容:
①基本原理
②質(zhì)譜圖的表示法
③質(zhì)譜在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用(測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量;確定分子式;利用質(zhì)譜供應(yīng)的結(jié)構(gòu)信息推
斷化合物的結(jié)構(gòu))。
第三章開(kāi)鏈煌(第一講)
教學(xué)目的
1.使學(xué)生熟識(shí)簡(jiǎn)潔烷煌的一般命名法和較困難烷煌的IUPAC命名法。理解原子序數(shù)優(yōu)先規(guī)
則、烯煌的順/反異構(gòu)和Z/E異構(gòu)概念,能夠精確的寫(xiě)出較困難烯煌的結(jié)構(gòu)式或名稱(chēng)。
2.使學(xué)生理解"構(gòu)象"概念,能夠相識(shí)和書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)潔煌類(lèi)的構(gòu)象的透視式和紐曼式、能夠比
較簡(jiǎn)潔構(gòu)象式的能量差別,駕馭環(huán)己烷優(yōu)勢(shì)構(gòu)象的畫(huà)法。
3.使學(xué)生了解飽和碳原子上的游離基取代反應(yīng)、反應(yīng)方程的概念和游離基穩(wěn)定規(guī)律。
教學(xué)重點(diǎn)
1.烷煌、的IUPAC命名規(guī)則、環(huán)己烷優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。
2.原子序數(shù)優(yōu)先規(guī)則,烯煌的Z/E命名法。
教學(xué)難點(diǎn)
1.烷煌的構(gòu)象(透視式與紐曼式)、環(huán)己烷優(yōu)勢(shì)構(gòu)象.
2.飽和碳原子上的游離基取代歷程。
3.原子序數(shù)優(yōu)先規(guī)則與烯煌的Z/E命名法。
課堂組織
第一節(jié)烷燒
1.介紹簡(jiǎn)潔烷煌的一般命名法
敘述烷煌IUPAC命名規(guī)則.
2.引入幾種常見(jiàn)的簡(jiǎn)潔煌基:正某基、異某基、仲丁基、叔丁基和新戊基。
3.適當(dāng)課堂練習(xí):較困難烷煌的命名和結(jié)構(gòu)式書(shū)寫(xiě)。
其次節(jié)烷煌的異構(gòu)現(xiàn)象與構(gòu)象
1.略講烷煌同分異構(gòu)現(xiàn)氨
2.講解并描述"構(gòu)象”概念,用透視式和紐曼式表示簡(jiǎn)潔烷煌的重疊式和交叉式構(gòu)象。從能
量因素分析比較各構(gòu)象的穩(wěn)定性。
3.具體講解并描述環(huán)己烷、取代環(huán)己烷的椅式構(gòu)象及其畫(huà)法。
第四節(jié)烷煌的性質(zhì)
1.簡(jiǎn)介伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氫原子。
2.簡(jiǎn)介同系列烷燒沸點(diǎn)改變規(guī)律(分子間作用力規(guī)律)°
3.回顧甲烷的光鹵代反應(yīng)。
4.分析甲烷生成四氯化碳的步驟,講解并描述游離基歷程的概念。
以甲烷為例論述游離基(自由基)歷程。
5.舉例說(shuō)明游離基歷程中伯、仲、叔氫原子活潑性及其緣由。
6.簡(jiǎn)潔介紹烷煌的氧化反應(yīng)。
第六節(jié)烯煌和煥煌的命名
1.分析烯羥、煥煌與烷睡差異………多一個(gè)官能團(tuán),命名規(guī)則相應(yīng)困難……主鏈應(yīng)包括母體官
能團(tuán),編號(hào)時(shí)母體官能團(tuán)為此最小及存在位置異構(gòu)和幾何異構(gòu)(煥煌無(wú)幾何異構(gòu))?舉例說(shuō)明困
難烯蛭的命名(包括順/反異構(gòu))。
2.重點(diǎn)講解并描述原子序數(shù)優(yōu)先規(guī)則概念。
3.舉例說(shuō)明多種基團(tuán)的優(yōu)先依次的具體匕儆(留意:原子序數(shù)沒(méi)有加和性)。
4.Z/E法標(biāo)記烯煌幾何異構(gòu)體(留意與JI助反異構(gòu)的區(qū)分),多烯(碳碳雙鍵)的標(biāo)記.
5.小結(jié):原子序數(shù)優(yōu)先規(guī)則與Z/E標(biāo)記法
第三章開(kāi)鏈煌(其次講)
教學(xué)目的
1.使學(xué)生駕馭烯煌的馬氏加成規(guī)則和常見(jiàn)的馬氏加成反應(yīng)、烯麻的氧化反應(yīng)及其應(yīng)用,了解
親電加成概念、機(jī)理、碳正離子的穩(wěn)定性規(guī)律。
2.使學(xué)生駕馭快煌加成反應(yīng)(水合成酮、乙煥與氫寓酸加成)及端基煥的成鹽反應(yīng)。
3.使學(xué)生理解離域鍵與共柜效應(yīng),駕馭丁二烯型化合物的1,4-加成和雙烯合成性質(zhì),
4.使學(xué)生了解菇類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
教學(xué)重點(diǎn)
1.烯峰的馬氏加成規(guī)則、親電加成概念;常見(jiàn)的馬氏加成反應(yīng)。
2.烯麻的氧化反應(yīng),及其應(yīng)用。
3.丁二烯型化合物的1,4-加成和雙烯合成反應(yīng)。
教學(xué)難點(diǎn)
1.烯煌的馬氏加成規(guī)則。
2.丁二烯型化合物的共輾效應(yīng)與雙烯合成反應(yīng)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式書(shū)寫(xiě)。
課堂組織
第九節(jié)烯煌與煥煌的化學(xué)性質(zhì)
1.分析烯煌與煥煌結(jié)構(gòu)共同點(diǎn)……不飽和。從而導(dǎo)出性質(zhì)共同點(diǎn)……加成與氧化。
2.簡(jiǎn)介烯燒、煥燒加氫(塊峰分兩步:Pd/C順式加;Na/NH3反式加。)
3.講解并描述烯煌與鹵素加成,親電加成概念,親電加成機(jī)理(浸水為例)。
4.重點(diǎn)講解并描述馬氏加成規(guī)則。常見(jiàn)的馬氏加成反應(yīng)。親電試劑;水、鹵化氫、濃硫酸、
次鹵酸.
4.引入誘導(dǎo)效應(yīng)說(shuō)明,或碳正離子穩(wěn)定性說(shuō)明馬氏規(guī)則。
5.簡(jiǎn)介反馬規(guī)則及其實(shí)例。
6.講解并描述快煌的特性:水合反應(yīng),乙煥與氫氟酸加成及應(yīng)用。
7.簡(jiǎn)介爛煌和煥煌的聚合反應(yīng)(二聚反應(yīng),多聚反應(yīng)).端基煥煌的成鹽反應(yīng)。
8.重點(diǎn)介紹烯煌的幾種氧化反應(yīng)(高銃酸鉀在酸、堿性條件下氧化,臭氧氧化,銀催化氧化
等)。煥煌氧化只生成酸。
9.簡(jiǎn)介烯煌a-鹵代反應(yīng)(高溫或NBS鹵代)。
小結(jié):烯煌與煥煌的化學(xué)性質(zhì)
第十一節(jié)共柜二烯煌及其反應(yīng)性能
1.介紹三種類(lèi)型的二輝煌。
2.具體講解并描述"共呢"概念,離域大TT鍵概念,丁二烯的離域效應(yīng)。
3.分析丁二烯與濕的加成,擴(kuò)展1,2—加成與1,4一加成反應(yīng)內(nèi)容。
4.以丁二烯與乙烯為例講解并描述雙烯合成,擴(kuò)展為丁二烯型的雙熔合成。
小結(jié):共酶二烯羥的1,4一加成與雙烯合成。
第十二節(jié)葩類(lèi)
1.簡(jiǎn)介什么是異戊二烯鏈節(jié)。
2.介紹“菇"的概念(單菇、倍半菇、二花.).
3.簡(jiǎn)介單環(huán)菇與雙環(huán)葩和常見(jiàn)菇類(lèi)化合物。
第四章環(huán)煌
教學(xué)目的
了解環(huán)烷煌及苯的構(gòu)性相關(guān)分析。駕馭環(huán)烷煌和芳香煌的命名及化學(xué)性質(zhì),熟識(shí)環(huán)己烷的構(gòu)
象分析和取代采的定位基嫗則.
教學(xué)重點(diǎn)
1.環(huán)己烷的構(gòu)象分析
2.取代苯的定位基定位規(guī)則
教學(xué)難點(diǎn)
1.取代苯的定位基定位規(guī)則
2.芳香性及休克爾規(guī)貝!
課堂組織
第TB分脂環(huán)煌
第一節(jié)環(huán)烷煌的異構(gòu)和命名;
介紹環(huán)烷煌的分類(lèi)、命名和異構(gòu)
一、單環(huán)煌;
二、橋環(huán)煌;
三、螺環(huán)煌
1)單環(huán)煌的命名
1.多取代基中,較小取代基系數(shù)低;
2.環(huán)為母體,取代基系數(shù)低;
3.有順?lè)串悩?gòu)時(shí),標(biāo)出順?lè)串悩?gòu)
舉例加以說(shuō)明:
2單環(huán)煌的異構(gòu)
其次節(jié)環(huán)烷煌的性質(zhì);
(一)、物理性質(zhì)(physicalproperties);
(二)、化學(xué)性質(zhì)(chemicalproperties):
先講解并描述拜爾(A.vonBaeyer)張力學(xué)說(shuō)(straintheory),再介紹氫解、加漠、酸解、
自由基取代。最終小結(jié)環(huán)烷煌的化學(xué)性質(zhì)
第三節(jié)環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象;
-環(huán)己烷的兩種典型向象
環(huán)己烷的椅式構(gòu)象
環(huán)己烷的船式構(gòu)象
椅式構(gòu)象是環(huán)己烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。船式構(gòu)象與椅式構(gòu)象相比,其能量高29.7KJ/mol,在椅式
構(gòu)象中,幾乎不存在環(huán)張力。
二取代環(huán)己烷的構(gòu)象
舉例:寫(xiě)出甲基環(huán)己烷的椅式構(gòu)象
由分析可以得到結(jié)論:
l.e型比a型構(gòu)象穩(wěn)定(優(yōu)勢(shì)構(gòu)象);
2.環(huán)上有不同取代基時(shí),大基團(tuán)處于e鍵穩(wěn)定
其次部分芳香煌:
第四節(jié)苯衍生物的異商和命名;
苯衍生物的命名規(guī)則
1.將苯環(huán)作為母體,標(biāo)明取代基位置:
2.結(jié)構(gòu)困難衍生物或支鏈上有官能團(tuán)時(shí),環(huán)上支鏈作為母體,苯環(huán)作為取代基命名
3.苯環(huán)上有多官能團(tuán)取代時(shí),應(yīng)用IUPAC的官能團(tuán)優(yōu)先規(guī)則:
4.多環(huán)芳煌的命名
第五節(jié)芳香煌的性質(zhì);
一、物理性質(zhì)(physicalproperties)
二、化學(xué)性質(zhì)(chemicalproperties)
(一)、芳環(huán)上的親電取代反應(yīng);
定義親電取代反應(yīng)(electrophilicsubstitutionreaction):
介紹SE2取代反應(yīng)機(jī)理:芳煌正離子歷程
(1).鹵化、磺化和硝化
(2)付-克煌基化反應(yīng)
(3).付-克?;磻?yīng)
(二)、苯環(huán)上的加成;
還原氫化
自由基加成
(三)、氧化反應(yīng);
有a-H時(shí),發(fā)生氧化反應(yīng),生成苯甲酸類(lèi)衍生物
沒(méi)有a?H時(shí),不發(fā)生氧化反應(yīng)。
(四)、鹵代反應(yīng)。
a-H鹵代反應(yīng)
第六節(jié)取代苯的定位規(guī)律;
一、定位規(guī)律(Orientation);
由苯、取代苯的硝化速度或產(chǎn)率來(lái)對(duì)比,引出定位的概念。
二、定位規(guī)律的理論依據(jù);
對(duì)比講解并描述、說(shuō)明兩類(lèi)定位基規(guī)律。
三、定位規(guī)律的應(yīng)用。
第七節(jié)稠環(huán)芳羥
留意命名。
性質(zhì)同苯對(duì)比來(lái)講。
第八節(jié)非苯系芳煌
一、芳香性的一般特征:
HUckel規(guī)則(4n+2規(guī)律):?jiǎn)苇h(huán)多烯n電子數(shù)等于4n+2時(shí),構(gòu)成TT電子的封閉體系表
現(xiàn)出肯定的芳香性。
芳香性推斷原則
1.環(huán)狀體系;
2.TI電子數(shù)(4n+2規(guī)則);
3.分子共平面。
二、常見(jiàn)芳香性體系
第五章旋光異構(gòu)
教學(xué)目的
了解手性分子產(chǎn)生旋光性的緣由,駕馭對(duì)映體構(gòu)型的表示方法,熟識(shí)分子肯定構(gòu)型的表示
方法。
教學(xué)重點(diǎn)
手性的概念,F(xiàn)ISHER式的表示方法。
教學(xué)難點(diǎn)
確定R、S構(gòu)型的表示方法。
課堂組織
第一節(jié)物質(zhì)的旋光性[opticalactivity)
一、偏振光與旋光性
自然光
偏振光
旋光性
旋光度的大小是由旋光儀測(cè)定的。比旋光度是表示化合物旋光性的物理常數(shù):
二、分子結(jié)構(gòu)與旋光性的關(guān)系
假如分子中含對(duì)稱(chēng)面或?qū)ΨQ(chēng)中心,則分子與其鏡像可以完全重合,這種分子為非手性分子
(achiral);
分子中不含對(duì)稱(chēng)面也不含對(duì)稱(chēng)中心時(shí),分子與鏡像不能重合,為手性分子(chiral)。
非手性分子沒(méi)有旋光性。
凡是有手性的分子都有旋光性。分子具有手性是引起分子旋光性的根本緣由。
手性碳原子:
三、Fischer投影式
投影式書(shū)寫(xiě)規(guī)則
其次節(jié)對(duì)映體構(gòu)型的表示方法
主要講相對(duì)構(gòu)型表示法(D,L表示法)Relativeconfiguration
肯定構(gòu)型表示法(R,S表示法)Absoluteconfiguration
一、相對(duì)構(gòu)型表示法
旋光方向與相對(duì)構(gòu)型之間沒(méi)有停可必定的聯(lián)系。旋光方向是由旋光儀測(cè)定的。
二、肯定構(gòu)型表示法
R,S構(gòu)型的確定
肯定構(gòu)型與旋光方向沒(méi)有任何必定聯(lián)系
依據(jù)Fischer式可干脆推斷R,S構(gòu)型
第三節(jié)其他化合物的旋光異構(gòu)
一、含兩個(gè)相同手性碳化合物的旋光異構(gòu);
二、含兩個(gè)不同手性碳化合物的旋光異構(gòu);
三、碳環(huán)化合物的立體異構(gòu);
四、不含手性碳化合物的旋光異構(gòu)。
相互關(guān)系
四、不含手性碳化合物的旋光異構(gòu)
1.丙二烯型分子
2.聯(lián)苯衍生物
結(jié)論:
分子有無(wú)手性,與手性碳原子的存在并沒(méi)有必定聯(lián)系,而要從分子整體來(lái)考慮,看分子手否
具有對(duì)稱(chēng)面或?qū)ΨQ(chēng)中心;
含一個(gè)手性碳原子的化合物肯定具有旋光性;
手性分子中,可以有對(duì)稱(chēng)軸存在
第四節(jié)旋光異構(gòu)體的性質(zhì)
第五節(jié)第五節(jié)某些有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中的立體化學(xué)
對(duì)比講解并描述:順-2-丁烯加浸的立體化學(xué)
反-2-丁烯加漠的立體化學(xué)
第六章鹵代煌(halohydrocarbon)
教學(xué)目的
使學(xué)生了解鹵代煌的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相互關(guān)系,駕馭鹵代煌的物理化學(xué)性質(zhì),并能熟識(shí)親核取
代反應(yīng)機(jī)理,以及鹵代烯煌和鹵代芳煌的性質(zhì).
教學(xué)重點(diǎn)
鹵代煌的化學(xué)性質(zhì);鹵代煌的親核取代反應(yīng)機(jī)理
教學(xué)難點(diǎn)
親核取代反應(yīng)機(jī)理
課堂組織
第一節(jié)鹵代煌的分類(lèi)和命名
按與鹵素相連碳原子不同:
按煌基種類(lèi)不同:
按鹵原子數(shù)目不同:
其次節(jié)鹵代煌的性質(zhì)
一、物理性質(zhì)(physicalproperties):
二、化學(xué)性質(zhì):C-X鍵易斷裂,性質(zhì)活潑
1.親核取代反應(yīng)(nucleophilicsubstitution);
鹵代烷的水解(hydrclysis):
威廉姆遜反應(yīng):合成混和醛
被氨基取代的反應(yīng);
2消去反應(yīng)(eliminationreaction);
(1)脫HX的實(shí)力:
⑵札依采夫規(guī)律:
在反應(yīng)中,主要產(chǎn)物為雙鍵上烷基取代基較多的烯煌,能形成共輾體系的產(chǎn)物為主要產(chǎn)物,
尤其與苯環(huán)共輾時(shí)
3.與金屬反應(yīng).
重點(diǎn)介紹有機(jī)鎂化合物稱(chēng)為Grignard試劑(G-試劑)
第三節(jié)親核取代反應(yīng)機(jī)理
-雙分子親核取代(SN2)
親核試劑(0H)從離去基團(tuán)(CI)的背面進(jìn)攻,在離去基完全脫離之前,親核試劑即與碳原子
部分成鍵
二單分子親核取代(SN1)
兩種機(jī)理的比較:
1.中間狀態(tài):SN2-過(guò)渡態(tài),構(gòu)型翻轉(zhuǎn);SN1-碳正離子,外消旋化。
2.鹵代煌的反應(yīng)活性依次:
離去基堿性越強(qiáng),越炬離去:-OH,-OR,-NH2一般不干脆離去,而以共齷的形式離去
(H20,ROH,NH3)。
第四節(jié)鹵代烯煌和鹵代芳煌
乙烯型鹵代煌
隔離型鹵代煌
烯丙型鹵代煌
舉例講解并描述各種類(lèi)型的鹵代烯煌與AgNO3反應(yīng),鑒定不同類(lèi)型鹵代煌
第七章醇、酚、醛(第一次課)
教學(xué)目的:
弄清醇、酚、酸結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)及其相互關(guān)系,駕馭醇的分類(lèi)、命名、及物理、化學(xué)性質(zhì),了
解幾種常見(jiàn)醇的基本特性及用途。
教學(xué)重點(diǎn):
防的化學(xué)性質(zhì)
教學(xué)難點(diǎn):
醇與氫鹵酸作用時(shí)發(fā)生分子重排
課堂組織:
概述醇、酚、酸分子結(jié)構(gòu)上的異同,引出官能團(tuán)異構(gòu)現(xiàn)象。
§7-1醇
一、醇的分類(lèi)和命名
1、分類(lèi):
依據(jù)醇分子中煌基不同,煌基中碳?xì)浔炔煌肿又辛u基所連碳原子不同及醇分子中羥基數(shù)
目不同,可分為不同類(lèi),井分別舉例說(shuō)明。
2、命名:
命名可用一般命名法和系統(tǒng)命名法,舉例說(shuō)明。
二、物理性質(zhì)
1、沸點(diǎn):
首先給出一組分子量相近的不同類(lèi)化合物的沸點(diǎn)
CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2OHCH3-O-CH2CH3CH3CH2CI
分子量(M)58606064
bp-0.5℃97,2℃10.8℃12℃
問(wèn)題:為什么醇的沸點(diǎn)較其它分子量相近的物質(zhì)的沸點(diǎn)高?
簡(jiǎn)潔回顧氫鍵形成條件,并以氫鍵說(shuō)明此現(xiàn)象,說(shuō)明醇的沸點(diǎn)隨分子結(jié)構(gòu)改變的一般規(guī)律。
2、水溶性:
醇分子中有親水基和疏水基,說(shuō)明醇在水中溶解性與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
常見(jiàn)的親水基:-OH-NH2-COOH-SO3H>C=0
常見(jiàn)的疏水基:-R-Ar
三、化學(xué)性質(zhì)
首先進(jìn)行構(gòu)性相關(guān)分析,然后——講解
(一)官能團(tuán)的反應(yīng)
1、與活潑金屬反應(yīng),(0-H鍵)
2、酯化反應(yīng)(0?H鍵)
3、與氫鹵酸反應(yīng)(C-0鍵斷裂)、(重點(diǎn)講解)
引入lucas試劑(濃HCI/無(wú)水ZnCI2),利用lucas試劑鑒別6C以下的伯、仲、叔醇
HX反應(yīng)活性:HI>HBr>HCI
ROH反應(yīng)活性:烯丙醇,莘醇
但有時(shí)會(huì)發(fā)生重排,使其在合成上的應(yīng)用受到限制。
4、與PX3和SOCI2等鹵化劑反應(yīng)(C-0鍵斷裂)
特點(diǎn):不發(fā)生重排,反應(yīng)速度快,產(chǎn)率高,產(chǎn)物易分別。
(二)煌基的反應(yīng)一氧化(或脫氫)反應(yīng)(C-H鍵斷裂)
1、加氧
常用的氧化劑:K2Cr2O7/H2SO4xKMnO4/H2so4、CrO3-lftD定
可用為白、仲、叔醇的鑒定及結(jié)構(gòu)推斷。
2、脫氫
(三)官能團(tuán)和炬基共同參加的反應(yīng)一脫水反應(yīng)(濃H2SO4催化)
1、分子內(nèi)脫水一制備烯麻,脫水時(shí)遵從札依采夫規(guī)則
2、分子間脫水一制備對(duì)稱(chēng)強(qiáng)。
四、醇的代表化合物(自學(xué))
回顧本次課要點(diǎn),預(yù)習(xí)酚、醛。
第七章醇、酚、酰(其次次課)
目的要求
:駕馭酚、醛的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),及其主要理化性質(zhì),了解常見(jiàn)酚、醛的性質(zhì)特點(diǎn)及其在工農(nóng)業(yè)、
醫(yī)藥等,特殊是有機(jī)合成中的應(yīng)用。
重點(diǎn):
酚、醛的化學(xué)性質(zhì)
難點(diǎn):
酚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):(P-n共甑效應(yīng),使苯環(huán)活化,且C-0鍵加強(qiáng)難斷,而0-H鍵極性增
加,易斷。)
課堂組織
§7-2酚
一、物理性質(zhì)
1、沸點(diǎn)
請(qǐng)學(xué)生說(shuō)明苯酚沸點(diǎn)比苯高的緣由
2、水溶性:
例1:比較和沸點(diǎn)凹凸與水溶性大???
說(shuō)明
由于鄰5肖基苯酚形成分子內(nèi)氫鍵,不再發(fā)生分子間締合,故其沸點(diǎn)較低,同理其與H20分
子形成氫鍵實(shí)力減弱,故其水溶性較低,利用此特點(diǎn)可用水蒸汽蒸儲(chǔ)方法分別令防肖基苯酚和對(duì)
硝基苯酚。
二、化學(xué)性質(zhì)
首先進(jìn)行構(gòu)性相關(guān)分析,再逐一講解
(-)官能團(tuán)反應(yīng)(。-H鍵斷裂)
1、酸性pKa=9.95
1)酸性比較:竣酸>H2CO3>酚>H20>醇
利用苯酚酸性可分別提純酚類(lèi)物質(zhì)
2)影響苯酚酸性的因素:
芳環(huán)上連推電子基,則苯酚酸性減弱,若連強(qiáng)拉電子基如-N02則苯酚酸性增加,如
pka=0.25
2、與FeCI3顯色結(jié)構(gòu)的物質(zhì),加FeCI3可顯色,此法可用于酚及具有烯醇式結(jié)構(gòu)化合物的
鑒別。
3、成麟(略講)
4、酯化(略講)
(二)芳香煌基上的取代反應(yīng)(C-H鍵斷裂)
由于P-TT共柜效應(yīng),使苯環(huán)上電子云密度增加,易發(fā)生親電取代反應(yīng)
1、鹵代
此反應(yīng)定量進(jìn)行,可鑒別苯酚,亦可用于除去
2、硝化
3、磺化
(三)官能團(tuán)和芳香姓共同參加的反應(yīng)一氧化反應(yīng)、(0-H與C-H同時(shí)斷裂)
§7-3酸
一、分類(lèi)和命名
舉例說(shuō)明
二、化學(xué)性質(zhì)
醛鍵極性弱,對(duì)氧化劑、還原劑、堿穩(wěn)定,對(duì)酸較穩(wěn)定,與濃酸可形成鋅鹽。
1、生成洋鹽
利用這一性質(zhì)可分別鑒別酸與鹵代煌或烷燒。
2、醛鍵斷裂
3、生成過(guò)氧化物
三、醛的代表化合物
1、除草酸:
2、環(huán)氧乙烷:
活潑易開(kāi)環(huán),為重要的有機(jī)合成中間體。
3、冠麟(一般了解)
總結(jié)本章重點(diǎn)、難點(diǎn),預(yù)習(xí)第八章(醛、酮、醍)。
第八章醛、酮、醍(第一次課)
教學(xué)目的
能正確命名醛、酮、釀,駕馭演基親核加成反應(yīng)的機(jī)理和影響反應(yīng)速度的因素,了解其在分
別、鑒別、有機(jī)合成中的應(yīng)用。
教學(xué)重點(diǎn):
頒基親核加成反應(yīng)
教學(xué)難點(diǎn):
叛基親核加成反應(yīng)機(jī)理
課堂組織
§8?1醛酮
一、概述
醛酮通式CnH2nO
簡(jiǎn)述醛酮分類(lèi)及命名
二、物理性質(zhì)
1、沸點(diǎn):
醛、酮一般不能形成分子間氫鍵,其沸點(diǎn)低于分子量相近的醇。
2、水溶性:
由于C=0為強(qiáng)極性鋌,能與水形成氫鍵,低級(jí)醛、酮與水混溶。
三、化學(xué)性質(zhì)
先進(jìn)行構(gòu)性相關(guān)分析
比較(1)、(2)穩(wěn)定性,說(shuō)明易發(fā)生親核加成反應(yīng)。
(-)撅基的親核加成(重點(diǎn))
1、與HCN加成以丙酮與HCN加成為例,說(shuō)明親核加成反應(yīng)歷程,及影響因素,并舉例
說(shuō)明其在有機(jī)合成中的應(yīng)用。
2、與飽和NaHS03加成一醛、脂肪甲基酮,環(huán)酮。
作用:
1)鑒別醛、酮
2)分別純化
3、與H20加成
4、與醇的加成
縮醛(酮)特點(diǎn):
1)對(duì)堿、氧化劑、還原劑穩(wěn)定(與酶相像)
2)遇酸水解生成原來(lái)的醛(酮)和醇。
作用:有機(jī)合成中愛(ài)護(hù)。
5.與格式試劑加成
作用:制備醇。
歸納本次課要點(diǎn),預(yù)習(xí)醛酮的其它化學(xué)性質(zhì)。
第八章醛、酮、醍(其次次課)
教學(xué)目的:
駕馭醛、酮的主要化學(xué)性質(zhì)及其在分別、鑒別、有機(jī)合成中的應(yīng)用,了解釀的基本特性及其
應(yīng)用。
教學(xué)重點(diǎn):
醛酮的化學(xué)性質(zhì)
教學(xué)難點(diǎn):
醛酮理化性質(zhì)的應(yīng)用
課堂組織:
三、化學(xué)性質(zhì)
簡(jiǎn)潔回顧上次課內(nèi)容,即的親核加成反應(yīng)機(jī)理,影響因素及其應(yīng)用,引入新的教學(xué)內(nèi)容。
(-)演基親核加成反應(yīng)(上次課內(nèi)容)
(二)加成消退反應(yīng)一與氨及其衍生物的加成
1、與NH20H加成一胎
環(huán)己酮胎
留意Z、E構(gòu)型
2、與月井、茉脫作用——月宗、茉蹤
3、與氨基版作用——縮氨眼
上述氨及其衍生物都是含氮的親核試劑,與特敏基發(fā)生親核加成反應(yīng),得到很好的結(jié)晶,且
有肯定的熔點(diǎn),易于提純,在酸性條件下又分解為原來(lái)的醛、酮,因此,利用上述反應(yīng)可以分別
和提純?nèi)⑼?,同時(shí)也可以用來(lái)鑒別醛、酮,故將它們稱(chēng)為披基試劑。
(三)a-H的反應(yīng)
1、羥醛縮含(稀堿催化)
含a-H的醛在0H-作用下,可發(fā)生自身加成作用,生成0-羥基醛
不含a-H的醛無(wú)此反應(yīng),但無(wú)a-H的醛可與有a-H的醛作用,稱(chēng)為交叉縮合
2、a-H的鹵代(碘仿反應(yīng))
試劑:12/NaoH
作用對(duì)象:
現(xiàn)象:CHI3(黃色)1
應(yīng)用:用于鑒別合成
(四)氧化還原反應(yīng)
1、氧化
利用弱氧化劑來(lái)區(qū)分醛、酮
1)斐林試劑(I):CuSO4溶液
斐林試劑(口):酒石酸鉀鈉和NaOH的混合溶液
運(yùn)用時(shí)等量混合。
作用對(duì)象:脂肪醛
現(xiàn)象:Cu2Ol(磚紅色)
2)吐倫試劑:AgNOB的氨溶液
作用對(duì)象:全部醛
現(xiàn)象:銀鏡
應(yīng)用:用于醛、酮的鑒別。
2、還原:
1、催化氫化
2)硼氫化鈉(NaBH4)
特點(diǎn):還原五)歧化反應(yīng)(康尼查羅反應(yīng))
對(duì)象:無(wú)a-H的醛
條件:濃NaOH催化
§8-2醍(略講)
概述醍的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其主要化學(xué)性質(zhì)
小結(jié)本章重點(diǎn)、難點(diǎn),預(yù)習(xí)竣酸的分類(lèi)和命名。
第九章竣酸、竣酸衍生物和取代酸
一、竣酸
教學(xué)目的:
1、熟識(shí)竣酸的命名和分類(lèi)
2、駕馭竣酸的物理性貴和化學(xué)性質(zhì)
教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):
酸的化學(xué)性質(zhì)
艘酸衍生物的生成
脫竣反應(yīng)
竣酸的酸性
課堂組織:
一、竣酸的分類(lèi)和命名P228
二、物理性質(zhì):
1、氫鍵:與沸點(diǎn)的關(guān)系
2、m.p
3、溶解性
三、化學(xué)性質(zhì)
結(jié)論:-COOH鍵長(zhǎng)平均化
反應(yīng)特點(diǎn):
①離解,酸性;
②-0H被取代;
③C=0被還原;
④斷裂而脫竣;
⑤儀?H取代;
⑥B-H氧化。
1、酸性
①中和反應(yīng)
②取代基對(duì)酸性的影響
2、竣酸衍生物的生成
①被-CI取代生成酰氯
②被?OR取代生成酯
③被RCOO-取代生成酸好
④被-NH2取代生成酰胺
3、脫陵反應(yīng)
4、a-H取代
5、還原反應(yīng)
四、個(gè)別化合物
二、竣酸衍生物和取代酸
教學(xué)目的:
駕馭衍生物的性質(zhì)及互變構(gòu)現(xiàn)象,駕馭取代酸的性質(zhì)。
教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):
竣酸衍生物的性質(zhì)酯縮合反應(yīng)
乙酰乙酸乙酯的互變異構(gòu)
課堂組織:
陵酸衍生物
一、分類(lèi)命名:
①酰鹵;
②酸酢;
③酯;
④酰胺
二、化學(xué)性質(zhì):
1、水解成酸
2、醇解成酯
工氨解成酰胺
4、霍夫曼降解
5、克萊森酯縮合
三、互變異構(gòu)現(xiàn)象:
1、互變異構(gòu)的普遍性
2、熔醇式穩(wěn)定的條件
3、乙酰乙酸乙酯的性質(zhì)
四、個(gè)別化合物
①丙二酸二乙酯
②尿素
取代酸
一、分類(lèi)命名:
①羥基酸
②頒基酸
③鹵代酸
④氨基酸
二、羥基酸的性質(zhì)
三、瘦基酸的性質(zhì)
1、脫竣反應(yīng)
2、氧化還原反應(yīng)
第十章、含氮有機(jī)化合物
教學(xué)目的:
1、駕馭胺的分類(lèi)和命名
2、駕馭胺的性質(zhì)
3、熟識(shí)重氮化合物和偶氮化合物
4、學(xué)會(huì)含氮化合物在合成中的應(yīng)用
教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):
胺的化學(xué)性,重氮化反應(yīng)及其應(yīng)用
胺的?;磻?yīng)及興斯堡反應(yīng)的應(yīng)用
重氮化反應(yīng),及在合成中的應(yīng)用
課堂組織:
胺
一、胺的分類(lèi)和命名
二、胺的物理性質(zhì):
?b.p.
②溶解性
三、胺的化學(xué)性質(zhì)
1、堿性和成鹽反應(yīng)
①堿性的影響因素
②成鹽反應(yīng)及應(yīng)用
2、烷基化反應(yīng)
3、?;磻?yīng):
①伯胺
②仲胺
③叔胺
④興斯堡反應(yīng)及應(yīng)用
4、與HN02反應(yīng)
①伯胺反應(yīng)放N2
②仲胺生成黃色的物質(zhì)
③叔胺
5、季鍍堿的Hofan消退反應(yīng)
①無(wú)S-H
②有一種無(wú)P-H
③含多種0-H
重氮化合物和偶氮化合物
一、重氮鹽的生成反應(yīng)
二、重氮鹽的應(yīng)用
1、取代反應(yīng)
2、還原反應(yīng)
三、偶氮化合物的生成
四、偶聯(lián)反應(yīng)
五、含氮化合物在合成中的應(yīng)用
第十一章含硫、含磷有機(jī)化合物
第一節(jié)含硫有機(jī)化合物
教學(xué)目的:
1.了解一些常見(jiàn)的含磷有機(jī)化合物(有機(jī)磷農(nóng)藥)
2.熟識(shí)硫防、硫酚、硫酶,瞬酸和瞬酸酯類(lèi),磷酸酯和硫代磷酸酯類(lèi)命名規(guī)則
3.駕馭硫醇、硫酚、硫酶的物理和化學(xué)性質(zhì):
教學(xué)難點(diǎn):
硫醇、硫酚、硫酸,瞬酸和瞬酸酯類(lèi),磷酸酯和硫代磷酸酯類(lèi)命名規(guī)則
教學(xué)重點(diǎn):
第一節(jié)硫醇、硫酚、疏酸的物理和化學(xué)性質(zhì)
一、硫醇、硫酚、硫醛命名
R-SH硫醇R-S-R硫酸
C6H5-SH硫酚
二、硫醇、硫酚、硫酸的物理性質(zhì):
1、沸點(diǎn)低于相應(yīng)的含氧化合物,因其極性:S
2、水溶性較小
3、有毒
4、奇臭無(wú)比,應(yīng)用:煤所罐中加入2ppt,漏氣與否即可知道,三、化學(xué)性質(zhì)
1、酸性強(qiáng)于相應(yīng)的醇、酚
RSH+NaOH-RSNa+H2O
而ROH+NaOH一不反應(yīng)
2、氧化反應(yīng)
與醇不同,硫醇的氧化發(fā)生在S原子上,而醇則發(fā)生在a-H上。
1)弱氧化:2RSH-R-S-S-R
2)強(qiáng)氧化:RSHRSO3H
1、硫醇可與重金屬離子(Pb2+、Pd2+、Cu2+)形成不溶性鹽。
所以它是重金屬鹽的特效解毒劑.
四、硫酸
CH3SCH3甲硫酸
1)比酸的親核性更大
CH3SCH3+CH3I-(CH)3S+I-碘化三甲銃
2)易被氧化
其次節(jié)含磷有機(jī)化合物(有機(jī)磷農(nóng)藥)
一、瞬酸和瞬酸酯類(lèi)農(nóng)藥
1、乙烯利
結(jié)構(gòu):CICH2CH2—PO3H2
名稱(chēng)2-氯乙基瞬酸
是一類(lèi)植物生長(zhǎng)調(diào)整齊J,可產(chǎn)生乙烯,對(duì)瓜果有催熟作用。
2、敵百蟲(chóng)
(CH3O)2POCH(OH)CCI3
二、磷酸酯和硫代磷酸酯類(lèi)農(nóng)藥
1、D、D、V
(CH3O)2POOCH=CCI2
。0一二甲基-0-(2,2一二氯乙烯基)磷酸酯
(CH3O)2POOCH=CCI2+H2O2CH3OH+CHCI2CHO+Na3PO4
由此可見(jiàn),這類(lèi)農(nóng)藥,易發(fā)生水解而失效。在運(yùn)用時(shí),應(yīng)留意天氣,雨天會(huì)使其殺蟲(chóng)效果降
到最低,存放時(shí)也應(yīng)留意防潮。
第十二章雜環(huán)化合物和生物堿
教學(xué)目的:
1.了解一些常見(jiàn)的重要雜環(huán)化合物如糠醛,葉綠素,血紅素,3口引珠乙酸、嗑咤和瞟吟衍生
物,花青素,煙堿的物理和化學(xué)性質(zhì)
2.熟識(shí)雜環(huán)化合物命名規(guī)則
3.駕馭毗咯和毗咤的物理和化學(xué)性質(zhì):
教學(xué)難點(diǎn):
1.雜環(huán)化合物命名規(guī)則
2毗咯和叱D定的物理和化學(xué)性質(zhì)
教學(xué)重點(diǎn):
毗咯和叱咤的物理和化學(xué)性質(zhì)
第一節(jié)雜環(huán)化合物
一、雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
雜環(huán)化合物是成環(huán)原子中,除了碳原子以外,還含有氧、硫、氮等原子。
這些化合物存在著共同的特點(diǎn),兀電子數(shù)符合4n+2規(guī)則,具有芳香性。
而內(nèi)酯、內(nèi)酰胺,內(nèi)酸酊和環(huán)酸等不屬于雜環(huán)化合物之列,這些化合物不具備芳香性。
1、分類(lèi)及命名:命名主要采納音譯法
1)、單雜原子單環(huán)叱咯味喃嚷吩口比。定
2)、單雜原子稠環(huán)嗎喙喋咻
3)、多雜原子單環(huán):口密陡口密?chē)峦?/p>
4)、多雜原子稠環(huán)嚎嶺鳥(niǎo)噤聆腺噤吟
2、芳香雜環(huán)化合物結(jié)陶
1,3-戊二烯分子中,含有4個(gè)兀電子,且C5是以SP3雜化,因此,成環(huán)的五個(gè)碳原子中有
一個(gè)不共平面,所以無(wú)芳香性。
1)味喃
成環(huán)原子均以SP2雜化,且共平面,由于0原子上的孤對(duì)電子可與兀電子形成P-兀共匏體
系(五原子六個(gè)兀電子)符合休克爾規(guī)則,具有芳香性,P-兀共奧的‘結(jié)果,使C=C上的電子密度
增加,這種芳雜環(huán)又稱(chēng)作富電子芳雜環(huán)。
2)口比嚏
成環(huán)原子均以SP2雜化,形成閉合的兀-兀共輾體系(C原子和N原子各以一個(gè)電子側(cè)面交
蓋,形成三個(gè)兀鍵),又由于N原子的電負(fù)性大于C原子,即N原子的-I效應(yīng),所以C=C上的
電子密度降低,這種芳雜環(huán)又稱(chēng)作缺電子芳雜環(huán)。
由電子密度的分布可知:
1)盡管芳雜環(huán)也是一個(gè)閉合的共挽體系,由于雜原子的電負(fù)性較大,其電子云分布并不勻稱(chēng)。
2)這種電子分布不勻稱(chēng)的結(jié)果,使得缺電子芳雜環(huán)親電取代反應(yīng)主要發(fā)生在0-位,而富電
子芳雜環(huán)親電取代反應(yīng)主要發(fā)生在a-位。
二、雜環(huán)的性質(zhì)
1、酸堿性:
口比咯:
1)對(duì)石蕊顯中性。因?yàn)镹上未共用電子對(duì)參加了共匏體系從而N原子上的電子密度降低,
接受質(zhì)子()的實(shí)力降低,
H+PKb=13.6o
2)N原子上所連的H原子顯弱酸。
體現(xiàn)在:口比咯+KOH叱咯鉀+H20
3)檢測(cè)叱咯的方法
0比咯+松木片/HCI-松木片顯紅色
口比嚏:
1)弱堿性:其堿性與苯胺差不多。
2)N原子上的取代反應(yīng)
2、親電取代反應(yīng):
富電子芳雜環(huán)比苯簡(jiǎn)單發(fā)生親電取代反應(yīng),主要取代a-位;
缺電子芳雜環(huán)比苯更定發(fā)生親電取代反應(yīng),主要取代3位。
3、催化加氫反應(yīng)
口比咯+H2四氫口比咯
留意:1)加成產(chǎn)物失去芳香性
2)含氮芳雜環(huán)加氫后屬于環(huán)狀仲胺。
4、氧化反應(yīng)
富電子芳雜環(huán)簡(jiǎn)單氧化破環(huán)
其次節(jié)重要雜環(huán)化合物介紹
一、糠醛a-。夫喃甲醛。
農(nóng)副產(chǎn)品戊糖糠醛
性質(zhì):1、具有芳香醛的性質(zhì)
1)不被斐林試劑所氧化
2)能發(fā)生康尼查羅反應(yīng)
3)檢驗(yàn)方法
a、檢驗(yàn)味喃的方法:味喃使松木片/HCI顯綠色。
b、檢驗(yàn)糠醛的方法
糠醛+茉胺/乙酸一顯紅色
二、葉綠素、血紅素,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),均以嚇?lè)原h(huán)為母體,中心絡(luò)合一個(gè)金屬離子。
1、葉綠素:植物進(jìn)行光合作用的催化劑,中心是Mg2+離子,植物通過(guò)葉綠素汲取太陽(yáng)能,
合成糖類(lèi)化合物,把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能而貯藏。
2、血紅素:中心是Fe2+離子
主要存在于哺乳動(dòng)物的紅血球中,它與蛋白質(zhì)結(jié)合成血紅蛋白質(zhì)。其主要作用,在生物體內(nèi)
起著運(yùn)載氧氣的作用。
三、小口即朵乙酸
%口引喙乙酸是一種植物生長(zhǎng)調(diào)整劑,可促使植物插條生根。
四、嗑咤和瞟吟衍生物
核酸中的五種含氮堿基
五、花青素
由于花青素在不同的PH條件下,結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,而顯出不同的顏色。
第三節(jié)生物堿
一、概述
1、定義:有生理作用的含氮堿性化合物
2、提取方法:
將植物搗碎生物堿鹽酸鹽一除去殘?jiān)飰A(游離)萃取一蒸儲(chǔ)T純品
3、生物堿試劑
凡能與生物堿作用生成沉淀,或產(chǎn)生顏色的試劑,統(tǒng)稱(chēng)為生物堿試劑,例如:飽和苦味酸,
碘化汞鉀,鞭酸等等。
二、生物堿舉例
1、煙堿(Nicotine)
煙堿具有旋光性,既溶于水又溶于有機(jī)溶劑,與水共熱到100℃左右能產(chǎn)生肯定的蒸氣壓,
所以經(jīng)常用水蒸氣蒸儲(chǔ)的方法提取。
2、秋水仙堿
它是一個(gè)環(huán)庚三烯酮的衍生物,分子中兩個(gè)稠合的七碳環(huán),并與苯環(huán)再稠合而成,由于N
原子在側(cè)鏈上呈酰胺結(jié)構(gòu),所以,秋水仙堿呈中性,它具有抗癌作用。
3、麻黃堿
它是芳香族醇胺類(lèi)化合物,具有興奮交感神經(jīng),增高血壓,擴(kuò)張氣管等作用。
很多毒品均屬于生物堿類(lèi)的物質(zhì),我們有義務(wù)將拒絕每品作為自覺(jué)行為。
第十三章碳水化合物
教學(xué)目的:
1.了解糖的來(lái)源和糖的分類(lèi):
2.熟識(shí)糖的變旋現(xiàn)象
3.駕馭單糖的物理和化學(xué)性質(zhì):
教學(xué)難點(diǎn):
1.糖的變旋現(xiàn)象和命名規(guī)則
教學(xué)重點(diǎn):
1.糖的變旋現(xiàn)象和命名規(guī)則
2.單糖的物理和化學(xué)性質(zhì)
碳水化合物就是糖類(lèi)化合物,它是多羥基醛或者多羥基酮,或者水解后能生成多羥基酸成多
羥基酮的化合物。
碳水化合物主要含有C、H、0三種元素,由于大部分碳水化合物分子中的H和0的比例
恰好為2:1,與H2O分子相同,所以其通式可以寫(xiě)成Cx(H2O)y,碳水化合物也因此而得名.
例:葡萄糖C6(H2O)6,蔗糖C12(H2O)11
但有些物質(zhì)也符合上述通式,卻不屬于糖類(lèi)化合物。
例如:乳酸CH3CH(OH)COOH->C3(H2O)3
所以把糖類(lèi)稱(chēng)為碳水化合物并不準(zhǔn)確。
糖的來(lái)源:
由綠色植物的光合作用而產(chǎn)生。如自然界中分布最廣泛的葡萄糖,就是植物靠太陽(yáng)供應(yīng)的能
量,在葉綠素的催化下,利用C02和H20合成的。
糖的分類(lèi):
1)單糖:多羥基醛或多羥基酮,如葡萄糖、果糖;
2)低聚糖(也稱(chēng)作寡糖):經(jīng)水解后可生成2、3、4個(gè)單糖分子。依據(jù)水解成單糖的數(shù)目,可
分為雙糖和三糖等,如:麥芽糖,蔗糖等。
3)多糖:經(jīng)水解可生成很多單糖的高分子,如淀粉、纖維素等。
碳水化合物是多官能團(tuán)化合物,它既具有單能團(tuán)的性質(zhì),又有官能團(tuán)之間相互影響的表現(xiàn),
且分子中含有手性碳原子,使之具有旋光性和旋光異構(gòu)體。因此,探討糖的特性,是培育我們運(yùn)
用官能團(tuán)反應(yīng)及立體化學(xué)概念綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的結(jié)合點(diǎn)。
第一節(jié)單糖
一、單糖的構(gòu)型
從丙醛糖和丁酮糖起先,糖分子就含有手性C原子,就具有旋光異構(gòu)現(xiàn)象。以葡萄糖為例,
它是含五羥基的已醛含有4個(gè)手性C,因此,旋光異構(gòu)體數(shù)目N=24=16,其中D-型8種,L-
型8種,D-葡萄糖是其中的一種。
糖分子中含有多個(gè)手性C原子,其中,離C=0最遠(yuǎn)的C原子為確定構(gòu)型的C原子。
所以:左H,上醛酮,D-型;右H,上醛酮,L-型
在含多個(gè)手性C原子的化合物的旋光異構(gòu)體中,其中僅僅有一個(gè)手性C的構(gòu)型不同,其余
的構(gòu)型完全相同的異構(gòu)體,稱(chēng)為差向異構(gòu)體。
D-葡萄糖與D-甘露糖互為C2差向異構(gòu)體
D-葡萄糖與D-半學(xué)廉互為C4差向異構(gòu)體
二、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)
1、變旋現(xiàn)象:
在探討D-葡萄糖的旋光現(xiàn)象時(shí)發(fā)覺(jué)D-葡萄糖具有兩個(gè)比旋光度
[a]=+113°和[a]=+19。,將二者放置一段時(shí)間后,其旋光度均轉(zhuǎn)化到+52.5。時(shí),維持不變。
這種旋光度發(fā)生變更的現(xiàn)象,叫作變旋現(xiàn)象。
用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)代表D-葡萄糖是不足以表達(dá)它的理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)關(guān)系的。
2、單糖的環(huán)狀半縮醛結(jié)構(gòu)(Fischer式)
試驗(yàn)證明,自然界中存在的大多數(shù)已醛糖是以六員環(huán)¥縮醛形式存在,而
由上述式子我們知道:羥基碳由SP2雜化轉(zhuǎn)化成了SP3雜化,并與確定構(gòu)型的C上的-0H
構(gòu)成氧橋,這時(shí),裝基碳原子轉(zhuǎn)化成了手性碳原子,其中默基氧原子變成了-0H,這個(gè)羥基稱(chēng)作
半縮醛羥基(-0H半)
當(dāng)半縮醛-0H-5與確定構(gòu)型-0H處于同側(cè)時(shí),稱(chēng)為a-型,半縮醛當(dāng)-0H半與確定構(gòu)型的
-0H處于異側(cè)時(shí),稱(chēng)為%構(gòu)型。
對(duì)于D-葡萄糖而言,事實(shí)上就存在著a-D-葡萄糖和B-D-葡萄糖兩種形式,它們的差異僅
僅是C1的構(gòu)型不同,所以它們是C1差向異構(gòu)體,早期稱(chēng)之為Anomer.
由于半縮醛形式并不穩(wěn)定,在水溶液中,互為C1差向異構(gòu)體的a-構(gòu)型和3構(gòu)型可以通過(guò)
開(kāi)鏈?zhǔn)较嗷マD(zhuǎn)化,直至達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,從而造成了變旋現(xiàn)象。
3、Haworth式(透視式)
Fischer式的半縮醛結(jié)構(gòu)中,從環(huán)的穩(wěn)定性看,那種過(guò)長(zhǎng)的氧橋是不合理的,為了更接近真
實(shí),更形象地表達(dá)糖的環(huán)氧結(jié)構(gòu),Mr.Haworth首先提出將直立的結(jié)構(gòu)式改寫(xiě)成平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)式
來(lái)表示,這對(duì)于視察糖的基團(tuán)之間的立體化學(xué)關(guān)系更為便利,a)Haworth式的畫(huà)法:
畫(huà)出成環(huán)氧原子處于右后方的六員環(huán),并將環(huán)順時(shí)針編號(hào)。Fischer開(kāi)鏈?zhǔn)街?,鏈右邊的?/p>
因處于環(huán)下方,而左邊基團(tuán)處于環(huán)上方。成環(huán)時(shí),為使-0H(決)與C=0更接近,依據(jù)單鍵旋轉(zhuǎn)
不影響物質(zhì)的構(gòu)型的原理,將C4-C5鍵旋轉(zhuǎn)109°28’(平面旋轉(zhuǎn)120。),因此,D-型糖未端
-CH2OH必定處于環(huán)上方。
b)含末端-CH20HHaworth式D/L和a/p構(gòu)型推斷
推斷的前提:環(huán)是順時(shí)針編號(hào)
①當(dāng)末端-CH20H處于環(huán)上方時(shí),為D-型
當(dāng)末端-CH20H處于環(huán)下方時(shí),為L(zhǎng)-型
②當(dāng)-0H(半)與末端-CH20H同側(cè)時(shí),為小型
當(dāng)-0H(半)與末端-CH20H異側(cè)時(shí),為a-型
以D-果糖為例
c)不含末端-CH20H糖的結(jié)構(gòu)推斷
這時(shí),應(yīng)找尋-0H(決)
當(dāng)-0H(決)處于環(huán)下方時(shí),為D型,當(dāng)-0H(決)處于環(huán)上方為L(zhǎng)-型
當(dāng)-0H(半)與-0H(決洞側(cè)時(shí),為a-型,當(dāng)-0H(半)與-0H(決)異側(cè),為火型
d)-OH(半)的識(shí)別
什么是半縮醛-0H?與成環(huán)氧原子干脆相連的碳上的羥基,稱(chēng)作-0H(半),留意-0H(半)與
其它醇-0H的區(qū)分。
例:清畫(huà)出a-D-半乳糖的Haworth式
e)怎樣識(shí)別不正規(guī)的Haworth式
①確認(rèn)半縮醛-0H
②將環(huán)正確編號(hào)(醛糖-0H半)處于C1上,酮糖0H處于C2上。
③若環(huán)是順時(shí)針編號(hào),則旋轉(zhuǎn)歸位,基團(tuán)位置無(wú)改變;若環(huán)是逆時(shí)針編號(hào),則翻轉(zhuǎn)歸位基團(tuán)
位置發(fā)生改變,總之,要?dú)w其位而視之。
6)Haworth式的對(duì)映體
三、單糖的性質(zhì)
1、差向異構(gòu)化
單糖分子中,由于a-H原子受到C=0和-OH的雙重影響變得非?;顫?在堿性條件下,
單糖可轉(zhuǎn)化成烯二醇式結(jié)構(gòu)并達(dá)到平衡:
由于D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖在C3、C4、C5上的構(gòu)型相同,所以,它們具有相同
的烯二醇結(jié)構(gòu)。因此,在堿性溶液中,實(shí)際存在著三種糖的平衡。
2、氧化反應(yīng)
1)堿性條件氧化
在堿性條件下,全部的單糖均可以被Feiling和Tollens試劑等弱氧化劑所氧化
凡是能被斐林試劑氧化的糖統(tǒng)稱(chēng)為還原糖,全部的單糖都是還原糖。
2)酸性條件氧化
A、弱氧化劑氧化:Br2/H2O,對(duì)象:醛糖
醛糖+Br2/H2O一醛糖酸
酮糖+Br2/H2O一難以反應(yīng)
B、強(qiáng)氧化劑氧化,HNO3對(duì)象:醛糖
醛糖+HNO3一糖二酸
3)酶催化氧化氧化末端-CH20H
3、還原反應(yīng)
4、成豚反應(yīng)
試劑:苯脫
對(duì)象:全部的還原糖,部位:ci、C2,現(xiàn)象、黃色結(jié)晶
因?yàn)镈-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖的C3、C4和C5上的構(gòu)型相同,所以它們的豚相同。
作用:①鑒別還原糖的存在
②從糖豚的熔點(diǎn)和晶形可鑒別某些糖。
5、脫水反應(yīng)和呈色反應(yīng)
l)Molish反應(yīng)
糖類(lèi)化合物+a-蔡酚/乙醇視察界面出現(xiàn)的紫色環(huán)
作用:鑒別全部的糖類(lèi)化合物
2)間苯二酚/濃HCI反應(yīng)
酮糖十間苯二酚/濃HCI-紅色
醛糖十間苯二酚/濃HCI一較難反應(yīng)
作用:鑒別酮糖的存在
3)Tollen反應(yīng)
戊糖+均苯三酚/濃HCI-紅色
其它糖+均苯三安排/濃HCI-黃色
四、單糖的重要衍生物
1、糖苗
糖昔是糖分子中的-OH半與另一分子羥基化合物(如ROH、OH等)失水生成的縮醛結(jié)構(gòu)的
化合物。糖苗分子中糖的部分叫糖基;非糖部分叫配基,連接糖基和配基的鍵叫做昔鍵。
a-型-0H半所形成的糖昔稱(chēng)作a-糖苗,其昔鍵稱(chēng)作Q-昔鍵
%型-0H半所形成的糖昔稱(chēng)作出糖苗,其首鍵稱(chēng)作6-昔鍵,自然界中以3糖昔為主,存
在于植物的根、莖、花葉和種子中。
糖昔的性質(zhì):
Q)糖昔分子中不存在半縮醛結(jié)構(gòu),所以沒(méi)有變旋現(xiàn)象;
(2)糖昔不能被斐林試劑所氧化,為非還原糖,并且不能成睬;
(3)糖苗仍有旋光作用:
(4)糖昔在酸性條件下能發(fā)生水解反應(yīng),但在堿性條件下穩(wěn)定。
2、糖酯
糖分子中全部的羥基都能與有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸作用生成酯,稱(chēng)作糖酯。
糖酯在酸性或堿性條件下均可以發(fā)生水解反應(yīng)。
其次節(jié)二糖
教學(xué)目的:
1.了解纖維二糖、乳糖、海藻糖、殼聚糖、甲殼素、果膠質(zhì)來(lái)源,結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
2.熟識(shí)纖維素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
3.駕馭麥芽糖、蔗糖、淀粉的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
教學(xué)難點(diǎn):
麥芽糖、蔗糖、淀粉的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
教學(xué)重點(diǎn):
麥芽糖、蔗糖、淀粉的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
二糖是由相同或不同的兩分子單糖通過(guò)昔鏈連接而成的糖昔.依據(jù)它們是否育綴斐林試劑所
氧化,可以分成還原性二糖和非還原性二糖。
一、還原性二糖
1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
還原性二糖是由一分子糖的半縮醛羥基與另一分子糖的醇羥基縮合而成。
例如麥芽糖、乳糖等都是還原性二糖
2、性質(zhì)
Q)還原性二糖分子中存在著一個(gè)半縮醛-0H,因此,還原性二糖仍具有變旋現(xiàn)象。
(2)氧化反應(yīng)
還原性二糖+斐林試劑Cu20l(磚紅色)
作用:可用于鑒別還原糖和非還原糖
(3)酸性條件下可發(fā)生水解反應(yīng),其昔鍵斷裂,生成兩分子單糖。
3、舉例
(1)麥芽糖,由一分子a-D葡萄糖的半縮醛-OH與另一分子D葡萄糖C4上的醇-0H脫水
后,通過(guò)a-1,4-昔鍵結(jié)合而成
(2)纖維二糖:由一分子0-D-葡萄糖C1上的半縮醛-0H與另一分子D-葡萄糖C4上的醇
-0H的脫水生成,通過(guò)p-1,4昔鍵連接而成。
(3浮強(qiáng):由一分子p-D-半乳糖C1上的半縮醛-0H與另一分子葡萄糖C4上的醇-0H脫
水后,通過(guò)P-1,4-昔鍵結(jié)合而成。
二、非還原性二糖
1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
非還原性二糖是由二分子糖的半縮醛-0H脫水而成的,最常見(jiàn)的是蔗糖的海藻糖。
(1)蔗糖:由一分子a-D-葡萄糖C1上的半縮醛-O
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