有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和命名

1、2021/3/171 一、一、 有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)1.共價(jià)鍵的一些基本概念(1)(1) 碳原子的軌道雜化碳原子的軌道雜化:sp:sp3 3、spsp2 2、spsp 雜化雜化 (2) (2) 鍵與鍵與 鍵鍵(3) (3) 電子的離域電子的離域2021/3/172碳原子的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)碳原子的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)sp3spsp22021/3/173sp3雜化軌道雜化軌道電子云分布示意圖電子云分布示意圖2021/3/174sp3雜化軌道雜化軌道電子云分布示意圖電子云分布示意圖2021/3/175Sp2雜化示意圖雜化示意圖2021/3/176Sp2雜化示意圖雜化示意圖2021/3/177乙烯中鍵

2、的形成乙烯中鍵的形成2021/3/178苯分子中六個(gè)碳苯分子中六個(gè)碳原子原子都以都以sp2雜化相互成鍵雜化相互成鍵2021/3/179SP 雜化 乙炔的結(jié)構(gòu)PzPz Py Py spsp雜化雜化, ,直線型結(jié)構(gòu)直線型結(jié)構(gòu)2021/3/1710SP 雜化2021/3/1711 鍵和鍵和 鍵鍵 鍵可以繞鍵的對(duì)稱軸鍵可以繞鍵的對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn), ,其鍵不會(huì)發(fā)其鍵不會(huì)發(fā)生斷裂生斷裂, ,旋轉(zhuǎn)時(shí)所需的能量很少旋轉(zhuǎn)時(shí)所需的能量很少, ,故烷烴故烷烴的構(gòu)象豐富多彩的構(gòu)象豐富多彩。2021/3/1712鍵的特點(diǎn)鍵的特點(diǎn)1）鍵沒(méi)有軸對(duì)稱鍵沒(méi)有軸對(duì)稱, ,因此以雙鍵相連的兩個(gè)原子因此以雙鍵相連的兩個(gè)原子 之間不能再

3、以之間不能再以C-C 鍵為軸自由旋轉(zhuǎn)鍵為軸自由旋轉(zhuǎn), ,如果吸收一定如果吸收一定的能量的能量, ,克服克服 p 軌道的結(jié)合力軌道的結(jié)合力, ,才能圍繞碳碳才能圍繞碳碳鍵旋轉(zhuǎn)鍵旋轉(zhuǎn), ,結(jié)果使結(jié)果使鍵破壞。鍵破壞。2）鍵由兩個(gè)鍵由兩個(gè)p軌道側(cè)面重疊而成軌道側(cè)面重疊而成, ,重疊程度比重疊程度比 一般一般鍵小鍵小, ,鍵能小鍵能小, ,容易發(fā)生反應(yīng)。容易發(fā)生反應(yīng)。3）鍵電子云不是集中在兩個(gè)原子核之間鍵電子云不是集中在兩個(gè)原子核之間, ,而是分布而是分布在上下兩側(cè)在上下兩側(cè), ,原子核對(duì)原子核對(duì)電子的束縛力較小電子的束縛力較小, ,因此因此電電子有較大的流動(dòng)性子有較大的流動(dòng)性, ,在外界試劑電場(chǎng)的誘

4、導(dǎo)下在外界試劑電場(chǎng)的誘導(dǎo)下, ,電子云電子云變形變形, ,導(dǎo)致導(dǎo)致鍵被破壞而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鍵被破壞而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2021/3/1713鍵的參數(shù)鍵的參數(shù)(1) (1) 鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng)(2) (2) 鍵角鍵角(3) (3) 鍵能鍵能(4) (4) 偶極矩偶極矩2021/3/1714鍵的類型鍵的類型鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng) (pm)鍵能鍵能 (kJ/mol)碳碳- -碳單鍵碳單鍵154 347.3碳碳- -碳雙鍵碳雙鍵132601.9碳碳- -碳三鍵碳三鍵120 836.8碳碳- -氫鍵氫鍵1101042021/3/17152021/3/1716鍵的極性鍵的極性-偶極矩偶極矩 例例: : CHCH3 3+ Cl Cl-

5、 - 偶極矩偶極矩 = = eded e: e: 中心電荷中心電荷 d d: :正負(fù)電荷中心的距正負(fù)電荷中心的距離離 Cl-ClCl-Cl ( ( 偶極矩為零偶極矩為零) )分子的偶極距是各鍵的鍵距向量和分子的偶極距是各鍵的鍵距向量和: : =0 =0 =0 =0 =1.94 D=1.94 D( (德拜德拜) )CClClClClCHClHHCHHHH2021/3/17172.2.分子軌道理論分子軌道理論HFHF分子中二個(gè)不同的原子軌道組成分子軌道分子中二個(gè)不同的原子軌道組成分子軌道的能量關(guān)系的能量關(guān)系 *2021/3/1718n當(dāng)兩個(gè)互相平行的當(dāng)兩個(gè)互相平行的P軌道在側(cè)面重疊形成分子軌軌道在

6、側(cè)面重疊形成分子軌道時(shí)道時(shí),如如Py-Py or Pz-Pz所形成的分子軌道稱所形成的分子軌道稱軌軌道。道。軌道還保留著對(duì)稱面（基面）。例軌道還保留著對(duì)稱面（基面）。例:.CCCCCC節(jié) 點(diǎn)一 般 寫(xiě) 法在 節(jié) 面 上 電 子 云密 度 為 零2021/3/1719原子軌道組成分子軌原子軌道組成分子軌道必須遵守的三原則道必須遵守的三原則 a a） 對(duì)稱性匹配原則對(duì)稱性匹配原則; ; b b） 原子軌道重疊部分要最大原子軌道重疊部分要最大; ; c c） 能量相近原則能量相近原則 2021/3/17203.3.有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)表示法有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)表示法路易斯電子式路易斯電子式: :凱庫(kù)勒式

7、凱庫(kù)勒式: :2021/3/1721結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: :鍵線式鍵線式: :2021/3/1722二、有機(jī)化合物的分類二、有機(jī)化合物的分類1. 1. 按碳架按碳架2021/3/17232. 按官能團(tuán)按官能團(tuán)化合物類別官能團(tuán)名稱（結(jié)構(gòu)）舉例化合物類別官能團(tuán)名稱（結(jié)構(gòu)）舉例烯烴碳碳雙鍵烯烴碳碳雙鍵C=CC=C炔烴碳碳三鍵炔烴碳碳三鍵鹵代烴鹵素鹵代烴鹵素F, Cl, Br, IF, Cl, Br, I醇及酚羥基醇及酚羥基-OH-OH硫醇及硫酚巰基硫醇及硫酚巰基-SH-SH2021/3/1724醚鍵醚鍵-O-O-硫醚鍵硫醚鍵-S-S-醛基醛基-CHO-CHO酮基（羰基）酮基（羰基）-CO-CO-羧酸基

8、羧酸基-COOH-COOH羧酸衍生物羧酸衍生物: : 酯、酰鹵、酸酐、酰胺酯、酰鹵、酸酐、酰胺氨基氨基-NH-NH2 2硝基化合物硝基化合物-NO-NO2 2磺酸基磺酸基-SO-SO3 3H H2021/3/17253. 兩種分類法結(jié)合運(yùn)用兩種分類法結(jié)合運(yùn)用OHCH2OHO環(huán)己醇苯甲醇-呋喃甲醛CHO2021/3/17261. 1.開(kāi)鏈烴及其衍生物（含氧、氮、鹵素）開(kāi)鏈烴及其衍生物（含氧、氮、鹵素）的命名的命名; ;2. 2.環(huán)狀化合物（包括單環(huán)脂烴、芳香烴環(huán)狀化合物（包括單環(huán)脂烴、芳香烴, ,幾個(gè)雜環(huán)化合物的母核）及其衍生物的幾個(gè)雜環(huán)化合物的母核）及其衍生物的命名命名; ;3. 3.順?lè)串悩?gòu)

9、體及光學(xué)異構(gòu)體的構(gòu)型標(biāo)記和順?lè)串悩?gòu)體及光學(xué)異構(gòu)體的構(gòu)型標(biāo)記和命名命名三、有機(jī)化合物的命名三、有機(jī)化合物的命名2021/3/1727首先選擇主要的官能團(tuán)首先選擇主要的官能團(tuán)n在在IUPAC規(guī)定的官能團(tuán)順序中規(guī)定的官能團(tuán)順序中,位置在前的官能團(tuán)優(yōu)先位置在前的官能團(tuán)優(yōu)先,可作為主要的官能團(tuán)可作為主要的官能團(tuán),其余的作為取代基。其余的作為取代基。nIUPAC官能團(tuán)順序官能團(tuán)順序:1）游離基）游離基;2）陽(yáng)離子化合物）陽(yáng)離子化合物;3）中）中性配位化合物性配位化合物;4）陰離子化合物）陰離子化合物;5）酸）酸;6）酰鹵）酰鹵;7）酰）酰胺胺;8）腈）腈;9）醛（硫醛）醛（硫醛）;10）酮（硫酮）酮（硫酮

10、）;11）醇、酚）醇、酚（硫醇、硫酚）（硫醇、硫酚）;12）過(guò)氧化物）過(guò)氧化物;13）胺）胺;14）亞胺）亞胺;15）26）為元素有機(jī)化合物）為元素有機(jī)化合物,順序?yàn)轫樞驗(yàn)?N,P,As,Sb,Bi,B,Si,Ge,Sn,Pb,O,S;27）碳環(huán)化合物及）碳環(huán)化合物及無(wú)環(huán)烴類無(wú)環(huán)烴類;28）鹵化物中的鹵素。）鹵化物中的鹵素。 2021/3/1728系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法1、 按官能團(tuán)的優(yōu)先次序來(lái)確定分子所屬的主官能團(tuán)類按官能團(tuán)的優(yōu)先次序來(lái)確定分子所屬的主官能團(tuán)類 -N+R3 、SO3H、 COOH、COOR、COXCONH2、CN、CHO、COR、OH、 SH、NH2、 OR、CC、C=C、R

11、、X、NO2 2 2、 選取含有主官能團(tuán)在內(nèi)的碳鏈最選取含有主官能團(tuán)在內(nèi)的碳鏈最長(zhǎng)長(zhǎng)的取代基最的取代基最多多的的側(cè)鏈位次最側(cè)鏈位次最小小的主鏈作為母體的主鏈作為母體3 3、 將母體化合物進(jìn)行編號(hào)將母體化合物進(jìn)行編號(hào), ,使主官能團(tuán)位次盡量小使主官能團(tuán)位次盡量小4 4、 確定取代基位次及名稱確定取代基位次及名稱, ,按按次序規(guī)則次序規(guī)則* *給取代基列出給取代基列出次序次序, ,較優(yōu)基團(tuán)后列出較優(yōu)基團(tuán)后列出5 5、按系統(tǒng)命名的基本格式寫(xiě)出化合物名稱、按系統(tǒng)命名的基本格式寫(xiě)出化合物名稱2021/3/1729* *次序規(guī)則次序規(guī)則a. a.原子按原子序數(shù)的大小排列原子按原子序數(shù)的大小排列, ,同位數(shù)

12、按原同位數(shù)按原子量大小次序排列子量大小次序排列 I,Br,Cl,S,P,O,N,C,D,HI,Br,Cl,S,P,O,N,C,D,H b. b.對(duì)原子團(tuán)來(lái)說(shuō)對(duì)原子團(tuán)來(lái)說(shuō), ,首先比較第一個(gè)原子的原首先比較第一個(gè)原子的原子序數(shù)子序數(shù), ,如相同時(shí)則再比較第二、第三如相同時(shí)則再比較第二、第三, ,以此類推。以此類推。 CCCCHHHHHHHHHHCCCCClHO2021/3/1730在相同條件下在相同條件下, ,基團(tuán)列基團(tuán)列出順序出順序R R優(yōu)先優(yōu)先S S, ,Z Z優(yōu)先優(yōu)先E, E,順優(yōu)先反順優(yōu)先反nc. 如果基團(tuán)含有雙鍵或三鍵時(shí)如果基團(tuán)含有雙鍵或三鍵時(shí),則當(dāng)作兩個(gè)或三則當(dāng)作兩個(gè)或三個(gè)單鍵看待個(gè)

13、單鍵看待,認(rèn)為連有兩個(gè)或三個(gè)相同原子。認(rèn)為連有兩個(gè)或三個(gè)相同原子。CHCCHCCCNCNNN2021/3/1731n在系統(tǒng)命名法中在系統(tǒng)命名法中, ,取代基的排列順序、順?lè)慈〈呐帕许樞?、順?lè)礃?gòu)型的確定、手性化合物的絕對(duì)構(gòu)型都根構(gòu)型的確定、手性化合物的絕對(duì)構(gòu)型都根據(jù)這個(gè)次序規(guī)則據(jù)這個(gè)次序規(guī)則 n雙鍵化合物的雙鍵化合物的Z/EZ/E命名法命名法n單脂環(huán)化合物的順?lè)磫沃h(huán)化合物的順?lè)?cis/trans)(cis/trans)命名法命名法n旋光化合物（含旋光化合物（含1 1個(gè)、個(gè)、2 2個(gè)手性碳化合物）個(gè)手性碳化合物）的的R/SR/S標(biāo)記及其命名標(biāo)記及其命名2021/3/1732有機(jī)化合物系統(tǒng)命

14、名的基本格式有機(jī)化合物系統(tǒng)命名的基本格式構(gòu)型 + 取代基 + 母體R, S; D, L;Z, E; 順 反取代基位置號(hào) + 個(gè)數(shù) + 名稱（有多個(gè)取代基時(shí)，中文按順序規(guī)則確定次序，小的在前；英文按英文字母順序排列）官能團(tuán)位置號(hào) + 名稱（沒(méi)有官能團(tuán)時(shí)不涉及位置號(hào)）CH3CH2CCHCH3HCH3CH2CH3(3R, 4S) 3, 4 二二 甲甲基基 己己烷烷構(gòu)構(gòu)型型取取代代基基位位置置號(hào)號(hào)取取代代基基 個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)取取代代基基 名名稱稱母母體體名名稱稱2021/3/1733CH3CH2CH2CHCHCH3CH2CH3CH2CH3CH CHCH3CH38 7 6 5 4 3 2 1 2, 3, 4,

15、 5*1 2 3 4 5 6 7 8 4, 5, 6, 76782 2, ,3 3, ,55三甲基三甲基 44丙基辛烷丙基辛烷2021/3/1734支鏈上還有取代基時(shí)支鏈上還有取代基時(shí), ,用括號(hào)用括號(hào)中的數(shù)字或帶撇數(shù)字來(lái)標(biāo)明中的數(shù)字或帶撇數(shù)字來(lái)標(biāo)明CH3CH2CH2CH2CH2CCH2CH2CHCH3 CCH3CH3CH3CH2CCH3CH3CH3CH2CH3 2- 2-甲基甲基-5,5-5,5-二二(1,1-(1,1-二甲基丙基二甲基丙基) )癸烷癸烷2- 2-甲基甲基-5 -5, ,5- 5-二二-1-1, ,1-1-二甲基丙基癸烷二甲基丙基癸烷2021/3/1735同時(shí)含有參鍵和雙鍵的

16、分子稱為烯炔。首先選取同時(shí)含有參鍵和雙鍵的分子稱為烯炔。首先選取含雙鍵和參鍵的最長(zhǎng)鏈為主鏈含雙鍵和參鍵的最長(zhǎng)鏈為主鏈, ,編號(hào)時(shí)應(yīng)使雙鍵和編號(hào)時(shí)應(yīng)使雙鍵和參鍵的位次最低參鍵的位次最低, ,位次相同時(shí)應(yīng)以雙鍵的位次為最位次相同時(shí)應(yīng)以雙鍵的位次為最小。小。 3- 3-乙基乙基1,31,3己二烯己二烯5 5炔炔 4 -4 -乙基乙基-3,5-3,5-庚二烯庚二烯-1-1-炔炔 CCCHCC2H5CHCH2 CCCHCC2H5CHCHCH3 2021/3/1736CH3CH2CHCHCH2CH2CH3CH3CH3Cl3, 4-3, 4-二甲基庚烷二甲基庚烷 2- 2-甲基甲基-6-6-氯庚烷氯庚烷CO

17、OHOHCl3- 3-羥基羥基-4-4-氯環(huán)己甲酸氯環(huán)己甲酸順順-1 -1, ,3- 3-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷2021/3/1737CH3CHCH2CH2CH2CHOOH5- 5-羥基己醛羥基己醛CH3CH=CHCH2CH2OH3- 3-戊烯戊烯-1-1-醇醇(CH3)3CCH2CH2CHCH3OH5,5-5,5-二甲基二甲基-2-2-己醇己醇CH2OHHOCH2CH2CHCH2CH2CH2CH2OH3- 3-羥甲基羥甲基-1,7-1,7-庚二醇庚二醇CH2CH2CH2OHCHO4-羥基丁醛2021/3/1738OHCH3OHOH（1R1R, ,2R2R）-2-2-甲基環(huán)戊醇甲基環(huán)戊醇（1

18、R1R, ,2R2R）-1 -1, ,2- 2-環(huán)己二醇環(huán)己二醇2- 2-甲基二環(huán)甲基二環(huán)6.1.06.1.0壬烷壬烷6- 6-甲基螺甲基螺4.64.6十一烷十一烷2021/3/1739稠環(huán)芳烴的命名稠環(huán)芳烴的命名萘萘蒽蒽菲菲雜環(huán)化合物的命名雜環(huán)化合物的命名吡咯吡咯 噻吩噻吩呋喃呋喃2021/3/1740咪唑咪唑噻唑噻唑噁噁唑唑吡吡 啶啶 喹啉喹啉異喹啉異喹啉2021/3/1741蟻酸、醋酸、草酸、硬脂酸、軟脂酸、蟻酸、醋酸、草酸、硬脂酸、軟脂酸、酒石酸、肉桂酸、苦味酸、葡萄糖、果酒石酸、肉桂酸、苦味酸、葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、核糖、脫氧核糖、糖、麥芽糖、蔗糖、核糖、脫氧核糖、甘氨酸、鹵仿

19、、甘油甘氨酸、鹵仿、甘油;DMF;DMF、THFTHF、DMSODMSO、DNADNA、RNARNA。需了解幾個(gè)化合物的俗名及縮寫(xiě)需了解幾個(gè)化合物的俗名及縮寫(xiě) 2021/3/1742n蟻酸蟻酸: :又叫甲酸又叫甲酸, ,化學(xué)式為化學(xué)式為HCOOH;HCOOH;n醋酸醋酸: :又叫乙酸又叫乙酸, ,化學(xué)式為化學(xué)式為CHCH3 3COOH;COOH;n草酸草酸: :又叫乙二酸又叫乙二酸, ,化學(xué)式為化學(xué)式為HOOC-COOH;HOOC-COOH;n硬脂酸硬脂酸: :又叫十八酸又叫十八酸, ,化學(xué)式為化學(xué)式為C C1717H H3535COOH;COOH;n軟脂酸軟脂酸: :又叫十六酸又叫十六酸,

20、,化學(xué)式為化學(xué)式為C C1515H H3131COOH; COOH; 2021/3/1743COOHOHO2NNO2NO2COOHHOHCOOHOHHOHCOOHHOOHOHCOOHOTHF2021/3/1744CHOOHHOHHOHHCH2OHCHOHHOHHOHHCH2OHCH2OHOHHOOHHOHHCH2OHCHOOHHHHOOHHOHHCH2OH2021/3/1745n甘氨酸甘氨酸:NH:NH2 2CHCH2 2COOHCOOHn鹵仿鹵仿: :三鹵代甲烷三鹵代甲烷, ,如氯仿（三氯甲烷）如氯仿（三氯甲烷）; ;碘碘仿（三碘甲烷）仿（三碘甲烷）n甘油甘油: :又叫丙三醇又叫丙三醇, ,

21、nDMFDMF: :常用的有機(jī)溶劑常用的有機(jī)溶劑, ,化學(xué)名為化學(xué)名為: :N,N-N,N-二甲二甲基甲酰胺基甲酰胺, , 化學(xué)式為化學(xué)式為(CH(CH3 3) )2 2NCHONCHOnDMSODMSO: :常用的有機(jī)溶劑常用的有機(jī)溶劑, ,化學(xué)名為化學(xué)名為: :二甲亞二甲亞砜砜, , 化學(xué)式為化學(xué)式為(CH(CH3 3) )2 2SOSO2021/3/1746DNADNA: :脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸 RNARNA: :核糖核酸核糖核酸2021/3/17472021/3/1748OOCH2OHOHOHOHCH2OHOHOHOHCHOOHOHOHCH2OH - -D-D-核糖核糖D-D-核糖

22、核糖 - -D-D-核糖核糖2021/3/1749D-2-D-2-脫氧核糖脫氧核糖OOCH2OHOHHOHCH2OHOHHOHCHOHOHOHCH2OHHHH - -D-2-D-2-脫氧核糖脫氧核糖 - -D-2-D-2-脫氧核糖脫氧核糖2021/3/1750-D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖OHHH CH2OHOH OH OH HH，OH CH2OHO CH2OHOH OH OH OOHOHOH, OH葡萄糖葡萄糖-1,4 -1,4 -苷鍵苷鍵D-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖2021/3/1751O CH2OHOH OH HOOO CH2OHHOOH HOH2C123456123456O CH2OH

23、OH OH HOO CH2OHOH OH OOH麥芽糖麥芽糖蔗糖蔗糖2021/3/1752四、有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象四、有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象構(gòu)象異構(gòu)同分異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)順?lè)串悩?gòu)對(duì)映異構(gòu)立體異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)碳架異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)位置異構(gòu)互變異構(gòu)2021/3/17531. 1. 互變異構(gòu)互變異構(gòu)OOHOHOHOHCH2OHOOHOHOHOHCH2OHOHCH2OHOHHOOHCHOCH2OHOHHOOHCOHOHCH2OHOHHOOHCOHOH-D-(+)-葡萄糖開(kāi)鏈?zhǔn)?D-(+)-葡萄糖-D-(+)-葡萄糖含量370.02%63%D+112o+52.7o+19o2021/3/17542 2、順?lè)串悩?gòu)、

24、順?lè)串悩?gòu)abcda bc dHH3CHCH3HH3CHCH3熔點(diǎn)順式-139.3oC3.5oC0.6231反式-105.5oC0.9oC0.6042沸點(diǎn)密度2021/3/1755CH3HCH3HHCH3CH3H順1,2二甲基環(huán)丙烷反1,2二甲基環(huán)丙烷與順?lè)错樂(lè)磁c位置異構(gòu)2021/3/1756 構(gòu)造相同構(gòu)造相同, ,構(gòu)型不同并且互呈鏡象對(duì)映關(guān)構(gòu)型不同并且互呈鏡象對(duì)映關(guān)系的立體異構(gòu)現(xiàn)象稱為對(duì)映異構(gòu)。系的立體異構(gòu)現(xiàn)象稱為對(duì)映異構(gòu)。 對(duì)映異構(gòu)體最顯著的特點(diǎn)是對(duì)平面偏振對(duì)映異構(gòu)體最顯著的特點(diǎn)是對(duì)平面偏振光的旋光性不同光的旋光性不同, ,因此也常把對(duì)映異構(gòu)稱為因此也常把對(duì)映異構(gòu)稱為旋光異構(gòu)或光學(xué)異構(gòu)。旋光

25、異構(gòu)或光學(xué)異構(gòu)。3 3、對(duì)映異構(gòu)、對(duì)映異構(gòu)2021/3/1757平面偏振光平面偏振光 光是一種電磁波光是一種電磁波, ,光波的振動(dòng)方光波的振動(dòng)方向與其前進(jìn)方向垂直。向與其前進(jìn)方向垂直。普通光在所有垂直于其前進(jìn)方向普通光在所有垂直于其前進(jìn)方向的平面上振動(dòng)。的平面上振動(dòng)。物質(zhì)的旋光物質(zhì)的旋光2021/3/1758平面偏振光平面偏振光只在一個(gè)平面上振動(dòng)只在一個(gè)平面上振動(dòng)偏振光光源觀察Nicol棱 鏡檢偏鏡Nicol棱 鏡起偏鏡I=I Cos 20I0I2021/3/1759物質(zhì)將振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)了一定角度物質(zhì)將振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)了一定角度, ,我們把具有此種我們把具有此種性質(zhì)的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)或光學(xué)活性物質(zhì)

26、。性質(zhì)的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)或光學(xué)活性物質(zhì)。比旋光度比旋光度（t tD D）-在鈉光源下在鈉光源下, ,每毫升含有每毫升含有1 1 g g待測(cè)物質(zhì)的溶液待測(cè)物質(zhì)的溶液, ,置于置于1 dm1 dm長(zhǎng)的樣品管中長(zhǎng)的樣品管中, ,在溫在溫度為度為t t下測(cè)得的旋光度數(shù)值下測(cè)得的旋光度數(shù)值2021/3/17602021/3/1761手性與對(duì)稱因素手性與對(duì)稱因素n物質(zhì)與其鏡象的關(guān)系物質(zhì)與其鏡象的關(guān)系, ,與人的左手、右手一樣與人的左手、右手一樣, ,非常相似非常相似, ,但但不能疊合不能疊合, ,因此我們把物質(zhì)的這種特性稱為手性。因此我們把物質(zhì)的這種特性稱為手性。 n手性是物質(zhì)具有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象和旋光性的

27、必要條件手性是物質(zhì)具有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象和旋光性的必要條件, ,也即也即是本質(zhì)原因。物質(zhì)的分子具有手性是本質(zhì)原因。物質(zhì)的分子具有手性, ,就必定有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)就必定有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象象, ,就具有旋光性就具有旋光性; ;反之反之, ,物質(zhì)分子如果不具有手性物質(zhì)分子如果不具有手性, ,就能與其就能與其鏡象疊合鏡象疊合, ,就不具有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象就不具有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象, ,也不表現(xiàn)出旋光性。也不表現(xiàn)出旋光性。n手性與分子的對(duì)稱性密切相關(guān)手性與分子的對(duì)稱性密切相關(guān), ,一個(gè)分子具有手性一個(gè)分子具有手性, ,實(shí)際上實(shí)際上是缺少某些對(duì)稱因素所致。是缺少某些對(duì)稱因素所致。2021/3/1762COOHCHOHCH3*CO

28、OHCOHCH2*HCOOHCOOHCOH*HCH2COOHCOH*H2021/3/17632021/3/1764絕對(duì)構(gòu)型的絕對(duì)構(gòu)型的R.SR.S命名命名n首先按次序規(guī)則排列出與手性碳原子相連的四個(gè)原子或首先按次序規(guī)則排列出與手性碳原子相連的四個(gè)原子或原子團(tuán)的順序原子團(tuán)的順序, ,如如:a:ab bc cd d, ,觀察者從排在最后的原子觀察者從排在最后的原子或原子團(tuán)或原子團(tuán)d d的對(duì)面看的對(duì)面看, ,如果如果abcabc按順時(shí)針?lè)较蚺帕邪错槙r(shí)針?lè)较蚺帕? ,其其構(gòu)型用構(gòu)型用R R表示。如果表示。如果abcabc按反時(shí)針?lè)较蚺帕邪捶磿r(shí)針?lè)较蚺帕? ,則構(gòu)型用則構(gòu)型用S S表示。表示。R.SR.

29、S分別為拉丁文分別為拉丁文RectusRectus與與SinisterSinister的字首的字首, ,意為意為“右右”與與“左左”。這種判斷。這種判斷R R或或S S構(gòu)型的方法可比喻為觀察構(gòu)型的方法可比喻為觀察者對(duì)著汽車方向盤(pán)的連桿進(jìn)行觀察者對(duì)著汽車方向盤(pán)的連桿進(jìn)行觀察, ,排在最后的排在最后的d d在方向在方向盤(pán)的連桿上盤(pán)的連桿上, ,a a、b b、c c三個(gè)原子或原子團(tuán)則在圓盤(pán)上。三個(gè)原子或原子團(tuán)則在圓盤(pán)上。2021/3/1765n對(duì)平面式直接觀測(cè)對(duì)平面式直接觀測(cè), ,若次序排在最后的原子或基若次序排在最后的原子或基團(tuán)在豎線上團(tuán)在豎線上, ,另外三個(gè)基團(tuán)由大到小按順時(shí)針排另外三個(gè)基團(tuán)由

30、大到小按順時(shí)針排列列, ,為為R R構(gòu)型構(gòu)型, ,按逆時(shí)針排列則為按逆時(shí)針排列則為S S構(gòu)型。構(gòu)型。2021/3/1766投影式R/SR/S命命名名原原則則優(yōu)先次序優(yōu)先次序OHCOOHCH3順時(shí)針順時(shí)針 R型型名稱名稱 R（）乳酸（）乳酸2021/3/17672021/3/1768n手性是判斷化合物分子是否具有對(duì)映異構(gòu)手性是判斷化合物分子是否具有對(duì)映異構(gòu)( (或光或光學(xué)異構(gòu)學(xué)異構(gòu)) )必要和充分的條件必要和充分的條件, ,分子具有手性分子具有手性, ,就一定就一定有對(duì)映異構(gòu)有對(duì)映異構(gòu), ,而且一定具有旋光性。而且一定具有旋光性。n判斷化合物分子是否具有手性判斷化合物分子是否具有手性, ,只需要

31、判斷分子只需要判斷分子是否具有對(duì)稱面和對(duì)稱中心是否具有對(duì)稱面和對(duì)稱中心, ,凡是化合物分子既凡是化合物分子既不具有對(duì)稱面不具有對(duì)稱面, ,又不具有對(duì)稱中心又不具有對(duì)稱中心, ,一般就是手性一般就是手性分子。分子。n含有一個(gè)手性碳原子的分子必定是手性分子含有一個(gè)手性碳原子的分子必定是手性分子, ,含含有多個(gè)手性碳原子的化合物分子不一定是手性分有多個(gè)手性碳原子的化合物分子不一定是手性分子子, ,這種化合物可能有手性這種化合物可能有手性, ,也可能不具有手性也可能不具有手性( (如如內(nèi)消旋體內(nèi)消旋體) )。2021/3/1769含多個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)含多個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)含兩個(gè)不

32、相同手性碳原子的化合物含兩個(gè)不相同手性碳原子的化合物CHOHHOHHOCH2OHCHOHHOHHOCH2OHCHOHHOHCH2OHOHHOCHOHHCH2OHHO2021/3/1770含有兩個(gè)相同手性碳原子的化合物含有兩個(gè)相同手性碳原子的化合物COOHHHOHHOHHOHHOHHOHOHHOHHHOCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHHHOHOHCOOHCOOH由于分子中存在由于分子中存在對(duì)稱面的而使分對(duì)稱面的而使分子內(nèi)部旋光性互子內(nèi)部旋光性互相抵消的化合物相抵消的化合物, ,稱為內(nèi)消旋體稱為內(nèi)消旋體 2021/3/1771由于圍繞單鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中原子或由于圍繞單鍵

33、旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中原子或基團(tuán)在空間的排列形式基團(tuán)在空間的排列形式, ,即是構(gòu)象異構(gòu)。單即是構(gòu)象異構(gòu)。單鍵旋轉(zhuǎn)后可以產(chǎn)生無(wú)數(shù)個(gè)構(gòu)象異構(gòu)體鍵旋轉(zhuǎn)后可以產(chǎn)生無(wú)數(shù)個(gè)構(gòu)象異構(gòu)體, ,但有但有幾種極端的構(gòu)象幾種極端的構(gòu)象 ; ;乙烷的重疊式、交叉式乙烷的重疊式、交叉式; ;丁烷的對(duì)位交叉式丁烷的對(duì)位交叉式、部分重疊式、鄰位交叉式、全重疊式、部分重疊式、鄰位交叉式、全重疊式; ;環(huán)環(huán)己烷的船式和椅式己烷的船式和椅式; ;簡(jiǎn)單環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象簡(jiǎn)單環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象構(gòu)象異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)2021/3/17722021/3/1773乙烷的構(gòu)象乙烷的構(gòu)象透視式透視式: : 紐曼式紐曼式: : 2021/3/1774構(gòu)象與能

34、量關(guān)系示意圖構(gòu)象與能量關(guān)系示意圖2021/3/1775正丁烷的構(gòu)象正丁烷的構(gòu)象正丁烷正丁烷2021/3/1776正丁烷的構(gòu)象正丁烷的構(gòu)象, ,把把C C1 1和和C C4 4作甲基作甲基, ,然后然后C C2 2-C-C3 3鍵旋轉(zhuǎn)鍵旋轉(zhuǎn), ,其構(gòu)象的紐曼式其構(gòu)象的紐曼式HC H3HC H3HHHHHC H3HC H3HHHHHC H3HHHHHC H3HC H3HHHHC H3HH C H3H C H3HHHHHCH3HHHHHCH3=0,360 =60 =120 =180 =240 =300全重疊式 順交叉式 部分重疊式 反交叉式 部分重疊式 順交叉式順疊sp 順錯(cuò)+sc 反疊ap 反錯(cuò)+ac 反疊ap 順錯(cuò)-sc A B C D E F2021/3/1777正丁烷的構(gòu)象與能量關(guān)系示意圖正丁烷的構(gòu)象與能量關(guān)系示意圖2021/3/1778axial bondequatorial bond正丁烷和環(huán)己烷的構(gòu)象正丁烷和環(huán)己烷的構(gòu)象2021/3/1779 誘導(dǎo)效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng): :由于分子中原子的電負(fù)性不同而產(chǎn)由于分子中原子的電負(fù)性不同而產(chǎn)生的一種極化效應(yīng)生的一種極化效應(yīng), ,它沿它沿 鍵傳遞鍵傳遞, ,且漸遠(yuǎn)漸弱且漸遠(yuǎn)漸弱 。吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)（。吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)（I I）與給電子誘導(dǎo)效）與給電子誘導(dǎo)效應(yīng)（應(yīng)（I I） 五、電子效應(yīng)五、電子效應(yīng)-I: