有機化學供護理專業(yè)用課程簡介有機化學是藥學專業(yè)一門重要基礎課

1、有機化學供護理專業(yè)用課程簡介有機化學是藥學專業(yè)一門重要根底課。 它的任務是使學生掌握從事藥學及制藥工作所必須的 有機化學根底知識、 根底理論和根本技能， 為后續(xù)課程打好必要的有機化學根底。 其內容主 要通過課堂講授、實驗課、自學等方式進行。 在教學過程中逐步培養(yǎng)學生獨立分析問題、解 決問題和學習主動性。 貫徹理論聯(lián)系實際的原那么， 調動學生積極思維。 培養(yǎng)學生辯證唯物主 義觀點和初步的科學研究工作能力。第一章 緒 論【目標】1掌握有機化學結構理論，有機化合物的特性。2熟悉有機化合物及有機化學的概念、有機化合物的分類及構造式的表示及有機化學與藥 學的關系。3了解有機化合物的結構測定和有機酸堿的概

2、念?！緝热荨恐攸c闡述什么是有機化合物， 它的發(fā)生和開展， 有機化學研究的對象及其成為獨立學科的原 因，有機化學與藥學的關系，有機化合物的分類。 詳細講解有機化合物的特性，凱庫勒結構 理論、化學鍵、現(xiàn)代價鍵理論、共價鍵的參數(shù)等。一般介紹測定有機化合物的步驟，有機化 合物結構測定的方法，勃朗斯特及路易斯酸堿理論。一、有機化合物和有機化學的涵義有機化合物是指碳氫化合物及其衍生物。 有機化學是研究有機合物的結構特征、合成方法和理化性質等的化學。二、有機化合物的特點1、分子組成復雜組成元素不多，但數(shù)目龐大，結構相當復雜。2、同分異構現(xiàn)象例如：乙醇和甲醚分子式為： C2H6O 但化學結構不同。乙醇 CH

3、3CH 2OH甲醚 CH 3OCH 33、容易燃燒絕大多數(shù)有機物都是可燃的。燃燒后生成二氧化碳和水。4、難溶于水特殊例外很多有機物難溶于水而易溶于有機溶劑，原理依據(jù),相似相溶原理 ,與水形成氫鍵的能力差。5、熔、沸點低 許多有機物在室溫時呈氣態(tài)和液態(tài)，常溫下呈固態(tài)的有機物其熔點一般也很低。例如：尿素 132.7° C 葡萄糖 146°C。6、反響速率較慢 經常需要幾小時、幾天才能完成，為了加速反響，往往需加熱、光照或使用催化劑等。 37、反響復雜，副反響多 往往同一反響物在同一條件下會得到許多不同的產物。所以就降低了主要產物產 率。三、共價鍵：原子間通過一對共用電子而形成的

4、化學鍵稱共價鍵。四、有機化合物的分類：一、按碳架分類1、開鏈化合物 分子中碳原子相互結合成碳鏈 的化合物CH3CHCH CH 3CH2CH2OH CH 3CHCOOH2、碳環(huán)化合物 分子中碳原子相互結合成 碳環(huán)的化合物1脂環(huán)化合物 分子中碳原子相互結合成碳環(huán)0 0 0 2芳香族化合物 分子中碳原子連接成特殊的芳香環(huán)00 03、 雜環(huán)化合物 這類化合物具有環(huán)狀結構，但是組成環(huán)的原子除碳外，還有氧硫氮等其 他元素的原子二、按官能團分類8雙鍵烯烴二烯烴羰基醛和酮叁鍵炔烴羧基羧酸脂環(huán)脂環(huán)烴酰基羧酸衍生物苯環(huán)芳香烴硝基硝基化合物鹵素鹵代烴氨基胺羥基基醇和酚雜原子雜環(huán)醚鍵醚糖類、甾類、高分子化合物表1 5

5、重要官能團的名稱和式子化合物類別官能團官能團名稱實例烯烴C=C雙鍵CH2=CH2炔烴C = C三鍵CH 三 CH鹵代烴X鹵 素C6H5CI醇和酚OH羥基CH3CH2OHC6H5OH醚C-0-C醚 鍵C2H 5OC2H5醛和酮C=0羰 基CH3CHOCH3COCH3羧酸C00H羧基CH3COOH硝基化合物N02硝 基C6H5NO2胺NH2氨 基C6H5NH2偶氮化合物N=N偶氮基C6H5N=NC6H5重氮化合物N=N重氮基C6H5N=NCI硫醇和硫酚SH巰 基C2H5SHC6H5SH磺酸SO3H磺酸基C6H5SO3H官能團是決定某類化合物的主要性質的原子，原子團或特殊結構顯然，含有相同官能團的有

6、機化合物具有相似的化學性質。五、研究有機化合物的一般步驟1別離提純重結晶法、升華法、蒸餾法、色層分析法以及離子交換法等。2、純度的檢定測定有機化合物的物理常數(shù)就可以檢定其純度。如熔點、沸點、相對密度和折射 率等。3、元素分析、實驗式和分子式確實定 元素定性分析、元素定量分析、求各元素的質量比、計算實驗式；測定相對分子 質量，確定分子式。60。例如：3.26g樣品燃燒后，得到4.74gCO2和1.92gH2O,實驗測得其相對分子量為 樣品CO2H2O3.26g4.74gC相對原子質量 碳質量=CO2質量XCO2相對分子質量1.291.92g12=4.74 X =1.29g44碳質量X樣品質量10

7、0% =X 100 % =39.6 % (C)3.26H相對原子質量X 22氫質量=H2O 質量 X =1.92 X=0.213gH2O相對分子質量18氫質量0.213X 100% =X 100 % =6.53 % (H)樣品質量3.26 (O) % =100% -(39.6 % +6.53 % )=53.87 %計算原子數(shù)目比：39.6C:=3.301276.53H:=6.53153.87O:=3.37163.30/3.30=16.53/3.30=1.983.37/3.30=1.021 : 1.98 ： 1.02 1 : 2 : 1樣品的實驗式為 CH20。測其分子量為60,故分子式為C2H

8、4O2。4、結構式確實定應用現(xiàn)代物理方法如 X衍射、紅外光譜法、核磁共振譜和質譜等能快速、準確地得到 分子的結構式。分子的結構包括分子的構造、構型和構象。第二章烷烴和環(huán)烷烴【目標】1掌握烷烴的系統(tǒng)命名法，烷烴和環(huán)烷烴的結構和性質、取代反響歷程。2熟悉烷烴和環(huán)烷烴的同系物及同分異構現(xiàn)象的根本概念。3了解烷烴的物理性質，環(huán)烷烴的構象。【內容】詳細講解烷烴和環(huán)烷烴的同系列和構造異構，烷烴分子中碳原子和氫原子的分類。重點闡述烷烴和環(huán)烷烴的系統(tǒng)命名法和結構，烷烴的氧化、熱裂反響及鹵代反響和鹵代反響歷程，環(huán)烷烴的鹵代反響、加成反響(加H2、X2、HX )。一般介紹烷烴的普通命名法、乙烷、丁烷、環(huán)戊烷和環(huán)己

9、烷的構象，烷烴的物理性質。一、烷烴和環(huán)烷烴的結構(一) 、烷烴的分子結構1碳原子的四面體概念和構型2碳原子的sp3雜化和b鍵3烷烴的構象(1) 乙烷的構象(2) 丁烷的構象(二) 、環(huán)烷烴的結構1環(huán)烷烴的分子結構和環(huán)的穩(wěn)定性2環(huán)烷烴的構象(1)環(huán)己烷的構象環(huán)已烷可以椅式和船式構象存在。在環(huán)已烷的構象中，最穩(wěn)定的構象是椅式構象，在椅式 構象中，所有鍵角都接近正四面體鍵角，所有相鄰兩個碳原子上所連接的氫原子都處于交 叉式構象。環(huán)已烷的船式構象比椅式構象能量高。因為在船式構象中存在著全重疊式構象，氫原子之間斥力比擬大。另外船式構象中船頭兩個氫原子相距較近，約183pm，小于它們的范德華半徑之和240

10、pm，所以非鍵斥力較大，造成船式能量高。在環(huán)已烷的椅式構象中，12個碳氫鍵分為兩種情況，一種是6個碳氫鍵與環(huán)已烷分子的對稱軸平行，稱為直鍵，簡稱a鍵。另一種是6個碳氫鍵與對稱軸成 109度的夾角，稱為平鍵，簡稱e鍵。環(huán)已烷的6個a鍵中，3個向上3個向下交替排列，6個e鍵中，3個向上 斜伸，3個向下斜伸交替排列。在環(huán)已烷分子中，每個碳原子上都有一個 a鍵和一個e鍵。兩個環(huán)已烷椅式構象相互轉 變時，a鍵和e鍵也同時轉變，即 a鍵變?yōu)閑鍵，e鍵變?yōu)閍鍵。HHH2取代環(huán)己烷的構象 環(huán)已烷的一元取代物有兩種可能構象, 斥力較大，分子內能較高，所以取代取代a鍵或是取代e鍵，由于取代a鍵所引起的非鍵 e鍵比

11、擬穩(wěn)定。甲基環(huán)已烷的優(yōu)勢構象為：H3在進行構象分析時，還要考慮順反 1，2位、1，3位或1，4位， 2-，順-1，3-和反1，4-三種具有穩(wěn)定當環(huán)已烷分子中有兩個或兩個以上氫原子被取代時， 構型問題。但就能量而言，不管兩個取代基相對位置如何 取代基連在e鍵上總是能量最低。二元取代物有反-1，HH3構象的順、反異構體。二甲基環(huán)已烷各種異構體的優(yōu)勢構象為:根據(jù)構象分析得知，當環(huán)上有不同取代基時，基團最大的取代基連在 e鍵上最穩(wěn)定，這 種構象屬于優(yōu)勢構象。對多取代基的環(huán)已烷，e鍵上連的取代基越多越穩(wěn)定 ，所以e鍵上取代基最多的構象是它的優(yōu)勢構象。椅式構象是環(huán)己烷的優(yōu)勢構象。船式構象與椅式構象相比，其

12、能量高29.7KJ/mol，在椅式構象中，幾乎不存在環(huán)張力。由分析可以得到結論：A. e型比a型構象穩(wěn)定優(yōu)勢構象；B. 環(huán)上有不同取代基時，大基團處于e鍵穩(wěn)定二、同分異構現(xiàn)象分子式相同，而構造式不同的異構體稱為同分異構體，又稱構造異構體。、烷烴的同系列CH C2H6C38CnHn +2表2-1一些烷烴的名稱和分子式烷烴分子式英文名烷烴分子式英甲烷CH4metha ne十一烷C11H24undecane乙烷C2H6etha ne十二烷C12H26dodecane丙烷C3H8propa ne十三烷C13H28trideca ne丁烷C4H10buta ne十四烷C14H30tetradeca ne

13、戊烷C5H 12pentane十五烷C15H 32pen tadeca ne己烷C6H 14hexane二十烷C20H42icosa ne庚烷C7H 16hepta ne三十烷C30H62triac ontane辛烷C8H 18octa ne一百烷C100H202hecta ne壬烷C9H 20nonane葵烷C10H22decane烷烴通式CnH2n+2從上表可知，符合一個通式，結構相似、化學性質也相似，物理性質有規(guī)律變化的一系列 化合物稱為同系列。符合烷烴通式的一系列化合物稱為烷烴的同系列。四、烷烴和環(huán)烷烴的命名一普通命名法其根本原那么是：1含有10個或10個以下碳原子的直鏈烷烴，用天干順

14、序甲、乙、丙、丁、戊、已、 庚、辛、壬、癸10個字分別表示碳原子的數(shù)目，后面加烷字。例如：CH3CH2CH2CH3命名為正丁烷。2含有10個以上碳原子的直鏈烷烴，用小寫中文數(shù)字表示碳原子的數(shù)目。如CH3 CH210CH3命名為正十二烷。3對于含有支鏈的烷烴，那么必須在某烷前面加上 一個漢字來區(qū)別。在鏈端第2位碳原子上連有1個甲基時，稱為異某烷，在鏈端第二位碳原 子上連有2個甲基時，稱為新某烷。女口： CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷CHICHTC CHCH異戊烷CH32CHCH 2CH3新戊烷二系統(tǒng)命名法1烷烴的命名系統(tǒng)命名法是我國根據(jù)1892年曰內瓦國際化學會議首次擬定的系統(tǒng)命名原那么。

15、國際純粹與應用化學聯(lián)合會簡稱IUPAC法幾次修改補充后的命名原那么，結合我國文字特點而制定的命名方法，又稱曰內瓦命名法或國際命名法。CnH2n+1-，常用R-表示。烷基：烷烴分子去掉一個氫原子后余下的局部。其通式為 常見的烷基有：甲基CH3Me乙基CH3CH2Et正丙基CH3CH2CH2n-Pr異丙基CH32CH iso-Pr正丁基CH3CH2CH2CH2n-Bu異基CH32CHCH 2iso-BuCHChtC十仲丁基1CH3sec-Bu叔基CH 3 3Cter-Bu在系統(tǒng)命名法中，對于無支鏈的烷烴，省去正字。對于結構復雜的烷烴，那么按以下步驟 命名：1選擇分子中最長的碳鏈作為主鏈，假設有幾條

16、等長碳鏈時，選擇支鏈較多的一條為主鏈。根據(jù)主鏈所含碳原子的數(shù)目定為某烷，再將支鏈作為取代基。此處的取代基都是烷 基。2從距支鏈較近的一端開始，給主鏈上的碳原子編號。假設主鏈上有2個或者個以上 的取代基時，那么主鏈的編號順序應使支鏈位次盡可能低。(3)將支鏈的位次及名稱加在主鏈名稱之前。假設主鏈上連有多個相同的支鏈時，用小寫中文數(shù)字表示支鏈的個數(shù)，再在前面用阿拉伯數(shù)字表示各個支鏈的位次，每個位次之間 用逗號隔開，最后一個阿拉伯數(shù)字與漢字之間用半字線隔開。假設主鏈上連有不同的幾個支 鏈時，那么按由小到大的順序將每個支鏈的位次和名稱加在主鏈名稱之前。如果支鏈上還有取代基時，那么必須從與主鏈相連接的碳

17、原子開始，給支鏈上的碳原子編號。然后補充支鏈上烷基的位次 名稱及數(shù)目。2環(huán)烷烴和多環(huán)脂環(huán)烴的命名按照分子中所含環(huán)的多少分為單環(huán)和多環(huán)脂環(huán)烴。根據(jù)脂環(huán)烴的不飽和程度又分為環(huán)烷烴和環(huán)烯烴環(huán)炔烴。在多環(huán)烴中，根據(jù)環(huán)的連接方式不同，又可分為螺環(huán)烴和橋環(huán)烴。1單環(huán)脂環(huán)烴的命名：環(huán)烷烴的命名與烷烴相似，根據(jù)成環(huán)碳原子數(shù)稱為“某烷， 并在某烷前面冠以"環(huán)字，叫環(huán)某烷。例如：環(huán)丙烷環(huán)丁烷環(huán)已烷環(huán)上帶有支鏈時，一般以環(huán)為母體，支鏈為取代基進行命名，如:二甲基環(huán)丙烷CHCH1-甲基-4-異丙基環(huán)已烷假設環(huán)上有不飽和鍵時，tj0編號從不飽和碳原子開始，并通過不飽和鍵編號，如:5-甲基-1，3-環(huán)戊二烯3-

18、甲基環(huán)已烯環(huán)上取代基比擬復雜時，環(huán)烴局部也可以作為取代基來命名。如:CHCHCHCFCHCH2-甲基-3-環(huán)戊基戊烷oa螺4.5-1 , 6-癸二烯2螺環(huán)烴的命名：在多環(huán)烴中，兩個環(huán)以共用一個碳原子的方式相互連接，稱為螺環(huán)烴。其命名原那么為：根據(jù)螺環(huán)中碳原子總數(shù)稱為螺某烴。在螺字后面用一方括號，在 方括號內用阿拉伯數(shù)字標明每個環(huán)上除螺原子以外的碳原子數(shù)，小環(huán)數(shù)字排在前面，大環(huán) 數(shù)字排在后面，數(shù)字之間用園點隔開。如：螺4.4壬烷3 橋環(huán)烴的命名：在多環(huán)烴中，兩個環(huán)共用兩個或兩個以上碳原子時，稱為橋環(huán)烴。命名時以二環(huán)雙環(huán)為詞頭，后面用方括號，按照橋碳原由多到少的順序標明各橋 碳原子數(shù)，寫在方括號內

19、橋頭碳原子除外，各數(shù)字之間用園點隔開，再根據(jù)橋環(huán)中碳 原子總數(shù)稱為某烷。如：雙環(huán)321辛烷雙環(huán)440癸烷橋環(huán)烴編號是從一個橋頭碳原子開始，沿最長的橋路編到另一個橋頭碳原子，再沿次長 橋編回橋頭碳原子，最后編短橋并使取代基的位次較小。如：1-乙基-7, 7-二甲基雙環(huán)221庚烷五、烷烴和環(huán)烷烴的結構一、烷烴的分子結構1碳原子的四面體概念和構型2碳原子的sp3雜化和b鍵3烷烴的構象2乙烷的構象2丁烷的構象二、環(huán)烷烴的結構1環(huán)烷烴的分子結構和環(huán)的穩(wěn)定性2環(huán)烷烴的構象1環(huán)己烷的構象環(huán)已烷可以椅式和船式構象存在。在環(huán)已烷的構象中，最穩(wěn)定的構象是椅式構象，在椅式 構象中，所有鍵角都接近正四面體鍵角，所有相

20、鄰兩個碳原子上所連接的氫原子都處于交 叉式構象。環(huán)已烷的船式構象比椅式構象能量高。因為在船式構象中存在著全重疊式構象，氫原子之間斥力比擬大。另外船式構象中船頭兩個氫原子相距較近，約183pm，小于它們的范德華半徑之和240pm，所以非鍵斥力較大，造成船式能量高。在環(huán)已烷的椅式構象中，12個碳氫鍵分為兩種情況，一種是6個碳氫鍵與環(huán)已烷分子的對稱軸平行，稱為直鍵，簡稱a鍵。另一種是6個碳氫鍵與對稱軸成 109度的夾角，稱為平鍵，簡稱e鍵。環(huán)已烷的6個a鍵中，3個向上3個向下交替排列，6個e鍵中，3個向上斜伸，3個向下斜伸交替排列。HHH，hH H1 HHH在環(huán)已烷分子中，每個碳原子上都有一個 a鍵

21、和一個e鍵。兩個環(huán)已烷椅式構象相互轉 變時，2取代環(huán)己烷的構象環(huán)已烷的一元取代物有兩種可能構象, 斥力較大，分子內能較高，所以取代取代a鍵或是取代e鍵，由于取代a鍵所引起的非鍵 e鍵比擬穩(wěn)定。甲基環(huán)已烷的優(yōu)勢構象為：H3當環(huán)已烷分子中有兩個或兩個以上氫原子被取代時， 構型問題。但就能量而言，不管兩個取代基相對位置如何 取代基連在e鍵上總是能量最低。二元取代物有反-1，在進行構象分析時，還要考慮順反 1，2位、1，3位或1，4位， 2-，順-1，3-和反1，4-三種具有穩(wěn)定構象的順、反異構體。二甲基環(huán)已烷各種異構體的優(yōu)勢構象為:根據(jù)構象分析得知，當環(huán)上有不同取代基時，基團最大的取代基連在 e鍵上

22、最穩(wěn)定，這 種構象屬于優(yōu)勢構象。對多取代基的環(huán)已烷，e鍵上連的取代基越多越穩(wěn)定 ，所以e鍵上取代基最多的構象是它的優(yōu)勢構象。椅式構象是環(huán)己烷的優(yōu)勢構象。船式構象與椅式構象相比，其能量高29.7KJ/mol，在椅式構象中，幾乎不存在環(huán)張力。由分析可以得到結論：A. e型比a型構象穩(wěn)定優(yōu)勢構象；B. 環(huán)上有不同取代基時，大基團處于e鍵穩(wěn)定六 烷烴和環(huán)烷烴的物理性質一、沸點二、熔點三、密度四、溶解度七 烷烴和環(huán)烷烴的化學性質一 鹵代反響將甲烷與氯氣混合，在漫射光或適當加熱的條件下，甲烷分子中的氫原子能逐個被氯 原子取代，得到多種氯代甲烷和氯化氫的混合物。CH4+CI2h u 、ch3ci+HCIch

23、3ci+Cl2h u rch2ci2+HCICH2CI2+Cl2h uchci3+HCICHCI3+Cl2h uCCI4+HCI鹵素反響的活性次序為：F2 >Cl2 > Br2 > I2對于同一烷烴，不同級別的氫原子被取代的難易程度也不是相同的。大量的實 驗證明叔氫原子最容易被取代，伯氫原子最難被取代。(二) 、氧化反響CH4 + 02 點燃CO2 + H20 + 熱量在控制條件時，烷烴可以局部氧化，生成烴的含氧衍生物。 例如石蠟(含20 40個碳原子 的高級烷烴的混合物)在特定條件下氧化得到高級脂肪酸。MnO?RCH 2CH2R +02RCOOH + RCOOH(三) 、環(huán)

24、烷烴的反響1鹵代反響在高溫或紫外線作用下，脂環(huán)烴上的氫原子可以被鹵素取代而生成鹵代脂環(huán)烴。如：+ Cl 22氧化反響不管是小環(huán)或大環(huán)環(huán)烷烴的氧化反響都與烷烴相似，在通常條件下不易發(fā)生氧化反響, 在室溫下它不與高錳酸鉀水溶液反響，因此這可作為環(huán)烷烴與烯烴、炔烴的鑒別反響環(huán)烯烴的化學性質與烯烴相同，很容易被氧化開環(huán)。KMnO4HOOCCH 2CH2CH2CH2COOH3加成反響(1)加氫在催化劑作用下，環(huán)烷烴加一分子氫生成烷烴。H2H2H2NiCH3CH2CH3NiCH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3(2)鹵素在常溫下可以鹵素與發(fā)生加成反響。300 CNi環(huán)烷烴加氫反響的活性不冋

25、，其活性為環(huán)丙烷 > 環(huán)丁烷 > 環(huán)戊烷。室溫BrCH2CH2CH2Br+ B2BrCH2CH2CH2CH2BrCH3HBr室溫CH3CHBQH2CH3第三章不飽和鏈烴【目標】1掌握烯烴、炔烴、共軛二烯烴的結構及順反異構、化學性質。2. 熟悉烯烴、炔烴、共軛二烯烴的同分異構現(xiàn)象、命名、制備。3了解烯烴、炔烴、共軛二烯烴的物理性質?！緝热荨吭敿氈v解烯烴的催化加氫、親電加成加X2、HX、H2SO4、HOX，介紹馬氏規(guī)律及過氧化物效應、硼氫化反響、氧化反響、a -氫的鹵代反響和烯烴的制備。重點闡述馬氏規(guī)那么和親電加成反響、其它反響歷程及E2消除反響。一般介紹烯烴的同分異構現(xiàn)象、命名、物理

26、性質、聚合反響。詳細講解炔烴的結構、命名、炔烴的性質炔氫的反響、碳碳三鍵的反 應和制備，二烯烴命名，共軛二烯的結構和性質親電加成，乙烯型和烯丙型鹵代烴的 反響性能。重點闡述碳碳三鍵的反響及共軛效應。一般介紹炔烴物理性質、二烯烴的分類、 聚集二烯烴和富勒烯。一、烯烴的分子結構乙烯的結構乙烯分子中的碳碳雙鍵的鍵能為6lOKJ?mol-1,鍵長為134pm，而乙烷分子中碳碳單鍵的鍵能為345 KJ?mol-1,，鍵長為154pm。比擬可知，雙鍵盤并不是單鍵的加合。乙烯分子 中的碳原子，在形成乙烯分子時，采用SP2雜化，即以1個2S軌道與2個2P軌道進行雜化， 組成3個能量完全相等、性質相同的SP2雜

27、化軌道。在形成乙烯分子時，每個碳原子各以2個SP2雜化軌道形成2個碳氫b鍵，再以1個SP2雜化軌道形成碳碳 b鍵。5個b鍵都在同 一個平面上，2個碳原子未參加雜化的 2P軌道，直于5個b鍵所在的平面而互相平行。這 兩個平行的 P軌道，側面重疊，形成一個 n鍵。乙烯分子中的所有原子都不得在同一個平 面上，乙烯分子為平面分子。n鍵的特點：1重疊程度小，容易斷裂，性質活潑。2受到限制，不能自由旋轉。否那么n鍵斷裂。二、炔烴的分子結構乙炔的結構H C=C H在乙炔分子中，兩個碳原子采用SP雜化方式，即一個 2S軌道與一個2P軌道雜化，組成兩個等同的 SP雜化軌道，SP雜化軌道的形狀與 SP2、SP3雜

28、化軌道相似，兩個SP雜化 軌道的對稱軸在一條直線上。兩個以SP雜化的碳原子，各以一個雜化軌道相互結合形成碳碳b鍵，另一個雜化軌道各與一個氫原子結合，形成碳氫b鍵，三個b鍵的鍵軸在一條直線上，即乙炔分子為直線型分子。每個碳原子還有兩個末參加雜化的P軌道，它們的軸互相垂直。當兩個碳原子的兩P軌道分別平行時，兩兩側面重疊，形成兩個相互垂直的n鍵。三烯烴與炔烴的命名一系統(tǒng)命名法1烯烴的命名1:選擇含有雙鍵的最長碳鏈為主鏈，命名為某烯。2：從靠近雙鍵的一端開始，給主鏈上的碳原子編號。3以雙鍵原子中編號較小的數(shù)字表示雙鍵的位號，寫在烯的名稱前面，再在前面寫 出取代基的名稱和所連主鏈碳原子的位次。2. 炔烴

29、的命名炔烴的命名原那么與烯烴相同，即選擇包含叁鍵的最長碳鏈作主鏈，碳原子的編號從距叁鍵最近的一端開始。假設分子中即含有雙鍵又含有叁鍵時，那么應選擇含有雙鍵和叁鍵的最長碳鏈為主鏈， 并將其命名為烯炔烯在前、炔在后。編號時，應使烯、炔所在位次的和為最小。例如：CfCfCHCFCHC三 CH3-甲基-4-庚烯-1-炔ICH3但是，當雙鍵和叁鍵處在相同的位次時，即烯、炔兩碳原子編號之和相等時，那么從 靠近雙鍵一端開始編號。如：Cf二C比三CH 1-丁烯-3-炔二順反異構體的命名定義：由于碳碳雙鍵或碳環(huán)不能旋轉而導致的分子中原子或基團在空間的排列形 式不同而引起的異構現(xiàn)象。構型：化合物在空間的排列方式。

30、通式:*Cb，川a-ba s a rCC、ba：C=C 家 b- a當雙鍵碳上其中有一個碳原子上連有兩個相同的原子或原子團時，那么不存在順反異構。用Z、E標記法時，首先按照次序規(guī)那么分別確定雙鍵兩端碳原子上所連接的原子或基團的次序大小。如果雙鍵的 2個碳原子連接的次序大的原子或基團在雙鍵的同一側，那么為Z式構型，如果雙鍵的 2個碳原子上連接的次序大的原子或原子團在雙鍵的異側時，那么為E構型。次序規(guī)那么的要點為：1先比擬直接與雙鍵相連的原子，原子序數(shù)大的排在前面。2如果與雙鍵碳原子直接相連的原子相同時，那么比擬與該原子相連的原子序數(shù)。不 是計算原子序數(shù)之和，而是以原子序數(shù)大的原子所在的基團在前。

31、3如果與雙鍵碳原子直接相連的原子相同，而該原子又以重鍵與別的原子相連時，那么按 重鍵級別分別以兩個或三個相同原子計算。四、烯烴與炔烴的化學性質一、加成反響定義：碳碳雙鍵中的n鍵斷裂，兩個一價原子或原子團分別加到 n鍵兩端的碳原子上， 形成 兩個新的b鍵，生成飽和的化合物。1 催化加氫在催化劑作用下，烯烴與氫發(fā)生加成反響生成相應的烷烴。H?C =CH? + H2NiCH3CH3炔烴的催化加氫分兩步進行，第一步加一個氫分子，生成烯烴；第二步再與一個氫分 加成，生成烷烴。NiHC 三CH + H2H2C CH 2H2nF» CH 3CH 32加鹵素H2 CH 2+ Br 2CCgBrCH2

32、CH2Br將乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，溴的顏色很快褪去，常用這個反響來檢驗烯烴。 炔烴與鹵素的加成也是分兩步進行的。先加一分子氯或溴，生成二鹵代烯，在過量的 氯或溴的存在下，再進一步與一分子鹵素加成，生成四鹵代烷。B2H=CH + Br?BrCH=CHBr 一 CHBr2CHBr2雖然炔烴比烯烴更不飽和，但炔烴進行親電加成卻比烯烴難。這是由于SP雜化碳原子的電負性比SP2雜化碳原子的電負性強，因而電子與SP雜化碳原子結合和更為緊密，不容易提供電子與親電試劑結合，所以叁鍵的親電加成反響比雙鍵慢。例如烯烴可使溴的四氯化碳溶液很快褪色，而炔烴卻需要一兩分鐘才能使之褪色。故當分子中同時存在雙鍵和叁鍵

33、時，與溴的加成首先發(fā)生在雙鍵上。HC 三CCH2CH CH2+ Br2+ HC=C決戶-嚴Br Br3. 加鹵化氫H2C=CH2HBr CH3CH2Br同一烯烴與不同的鹵化氫加成時，加碘化氫最容易，加溴化氫次之，加氯化氫最難。炔烴與鹵化氫的加成，加碘化氫容易進行，加氯化氫那么難進行，一般要在催化劑存在 下才能進行。不對稱炔烴加鹵化氫時，服從馬氏規(guī)那么。例如：HC=CCH3+ HBr亠 H2C = C CH3CH 3CBr2CH 3Br在汞鹽的催化作用下，乙炔與氯化氫在氣相發(fā)生加成反響，生成氯乙烯。H=CH + HCl 也。2* h2C=CH Cl在光或過氧化物作用下，炔烴與溴化氫的加成反響，得

34、到反馬氏規(guī)那么的加成產物。如:HC = CCH3 + HBrh2o2BrCH 二 CHCH3HBr » H2O2CHBr2CH2CH34. 加硫酸(加水)烯烴能與濃硫酸反響，生成硫酸氫烷酯。硫酸氫烷酯易溶于硫酸，用水稀釋后水 解生成醇。工業(yè)上用這種方法合成醇，稱為烯烴間接水合法。h2oH2C = CHCH3 H2SO4 CH3CH(OSO3H)CH3 CH3CH(OH)CH 3在稀酸(10% H2SO4)中，炔烴比烯烴容易發(fā)生加成反響。例如，在 10% H2SO4和5 % 硫酸汞溶液中，乙炔與水加成生成乙醛，此反響稱為乙炔的水化反響或庫切洛夫反響。 汞鹽 是催化劑。HC 三 CH +

35、H2OHgSO4H2SO4r=C HOhch3cho其他的炔烴水化得到酮。如HC 三CCH3 +H2OHgSO4 h2so4 H?CCHIOH* CH3COCH 35. 加次鹵酸烯烴與次鹵酸加成，生成 3 -鹵代醇。由于次鹵酸不穩(wěn)定，常用烯烴與鹵素的水溶液反 應。如：CH3-CH =ch2hoc*ch3chohch 2Cl二、氧化反響烯烴很容易發(fā)生氧化反響，隨氧化劑和反響條件的不同，氧化產物也不同。氧化反響發(fā)生時，首先是碳碳雙鍵中的 n鍵翻開；當反響條件強烈時，6鍵也可斷裂。這些氧化反響 在合成和 定烯烴分子結構中是很有價值的。1. 被高錳酸鉀氧化用堿性冷高錳酸鉀稀溶液作氧化劑，反響結果使雙鍵

36、碳原子上各引入一個羥基，生成 鄰二醇。h2c=chch3KMn°4 _ H2 CHCH3HO Oh oh假設用酸性高錳酸鉀溶液氧化烯烴，那么反響迅速發(fā)生，此時，不僅n鍵翻開，6鍵也可斷裂。雙鍵斷裂時，由于雙鍵碳原子連接的烴基不同，氧化產物也不同。H2C=CHch3KMnO4+HKM no 4+CO2ch3coohch3<c=chCH3CH3HCH3COCH3 + ch3cooh炔烴被高錳酸鉀或臭氧化時，生成羧酸或二氧化碳。如:HC = CCH3KMnO4+A COch3coohR1C CR2KMnO 4+ J RCOOH + R2COOHH2. 臭氧化在低溫時，將含有臭氧的氧氣

37、流通入液體烯烴或烯烴的四氯化碳溶液中，臭氧迅速與 烯烴作用，生成粘稠狀的臭氧化物，此反響稱為臭氧化反響。如：臭氧化物在游離狀態(tài)下很不穩(wěn)定，容易發(fā)生爆炸。在一般情況下，不必從反響溶液中別離出來，可直接加水進行水解，產物為醛或酮，或者為醛酮混合物，另外還有過氧化氫生成。為了防止生成的醛被過氧化氫繼續(xù)氧化為羧酸，臭氧化物水解時需在復原劑存在的條件到不同的醛或酮。例如:h2c=chch3O32. Zn + H2OA HCHOCH 3CHOCH3H3CCH3CH31. O32. Zn + H?O一 2 CH3COCH3烯烴經臭氧化再水解，分子中的CH2=局部變?yōu)榧兹琑CH=局部變成醛，R2C=局部變成

38、酮。這樣，可通過測定反響后的生成物而推測原來烯烴的結構。三、聚合反響在一定的條件下，烯烴分子中的n鍵斷裂，發(fā)生同類分子間的加成反響，生成高分子化合物聚合物，這種類型的聚合反響稱為加成聚合反響，簡稱加聚反響。n H 2C2在不同的催化劑作用下， 乙炔可以分別聚合成鏈狀或環(huán)狀化合物。與烯烴的聚合不同的是，炔烴一般不聚合成高分子化合物。例如，將乙炔通入氯化亞銅和氯化銨的強酸溶液時， 可發(fā)生二聚或三聚作用。2 HC = CH3 HC三CH四、炔化物的生成與叁鍵碳原子直接相連的氫原子活潑性較大。因SP雜化的碳原子表現(xiàn)出較大的電負性，使與叁鍵碳原子直接相連的氫原子較之一般的碳氫鍵，顯示出弱酸性，可與強堿、

39、堿金屬或某些重金屬離子反響生成金屬炔化物。乙炔與熔融的鈉反響，可生成乙炔鈉：Cu 2CI2-NH4CI80 85 C(C6H5)3P2Ni(CO) 26070C ,1.5MPaHC= C CH2H=CH + Na* HC = C Na丙炔或其它末端炔烴與氨基鈉反響，生成炔化鈉:HCmC_CH3 + NaNH2液氨CH<C = CNa炔化鈉與鹵代烴一般為伯鹵代烷 作用，可在炔烴分子中引入烷基, 同系物。如：制得一系列炔烴CH3C = CNa + RX» CH3C = CR + NaX末端炔烴與某些重金屬離子反響，生成重金屬炔化物。 例如，將乙炔通入硝酸銀的氨溶液或氯化亞銅的氨溶液

40、時，那么分別生成白色的乙炔銀沉淀和紅棕色的乙炔亞銅沉淀：HCCH+ 2Ag(NH3)2NO3Ag-C = CAg + 2NH4NO3 + 2NH3 白色 'HC = CH + 2Cu(NH3)2CI» Cu-CCCu+2NH4CI + 2NH3棕紅色上述反響很靈敏，現(xiàn)象也很明顯，常用來鑒別分子中的末端炔烴。 利用此反響，也可鑒別末端炔烴和叁鍵在其他位號的炔烴。五、a -H的活性反響雙鍵是烯烴的官能，與雙鍵碳原子直接相連的碳原子上的氫，因受雙鍵的影響，表現(xiàn) 出一定的活潑性，可以發(fā)生取代反響和氧化反響。例如，丙烯與氯氣混合，在常溫下是發(fā)生加成反響，生成 1, 2-二氯丙烷。而在

41、500 C的高溫下，主要是烯丙碳上的氫被取代，生成 3-氯丙烯。五、二烯烴一、共軛二烯烴的分子結構根據(jù)二烯烴中兩個雙鍵的相對位置的不同，可將二燃烴分為三類：1、 累積二烯烴兩個雙鍵與同一個碳原子相連接，即分子中含有C=C=C結構的二烯烴稱為累積二烯烴。例如：丙二烯CH2=C=CH2。2、 隔離二烯烴 兩個雙鍵被兩個或兩個以上的單鍵隔開，即分子骨架為 C=C-Cn-C=C的二烯烴稱為隔離二烯烴。例如，1、4-戊二烯CH2=CH-CH 2-CH=CH 2°3、 共軛二烯烴兩個雙鍵被一個單鍵隔開，即分子骨架為C=C-C=C的二烯烴為共軛二烯烴。例如，1, 3-丁二烯 CH2=CH-CH=C

42、H 2。本節(jié)重點討論的是共軛二烯烴。二烯烴的命名與烯烴相似，選擇含有兩個雙鍵的最長的碳鏈為主鏈，從距離雙鍵最近 的一端經主鏈上的碳原子編號，詞尾為“某二烯，兩個雙鍵的位置用阿拉伯數(shù)字標明在前，中間用短線隔開。假設有取代基時，那么將取代基的位次和名稱加在前面。例如：CH2=C CH3CH=CH 22-甲基-1 , 3-丁二烯CH3CH2CH=CHCH 2CH CH2 4CH33, 6-十二碳二烯1 , 3-丁二烯分子中，4個碳原子都是以SP2雜化，它們彼此各以1個SP2雜化軌道結 合形成碳碳6鍵，其余的SP2雜化軌道分別與氫原子的 S軌道重疊形成6個碳氫6鍵。分子 中所有6鍵和全部碳原子、氫原子

43、都在一個平面上。HH此外，每個碳原子還有 1個末參加雜化的與分子平面垂直的P軌道，在形成碳碳 6鍵的同時，對稱軸相互平行的 4個P軌道可以側面重疊形成 2個n鍵，即C1與C2和C3與C4 之間各形成一個n鍵。而此時C2與C3兩個碳原子的P軌道平行，也可側面重疊，把兩個n 鍵連接起來，形成一個包含 4個碳原子的大n鍵。但C2-C3鍵所具有的n鍵性質要比C1-C2 和C3-C4鍵所具有的n鍵性質小一些。像這種 n電子不是局限于2個碳原子之間，而是分布 于4個2個以上碳原子的分子軌道，稱為離域軌道，這樣形成的鍵叫離域鍵，也稱大n鍵。具有離域鍵的體系稱為共軛體系。二、共軛效應在共軛體系中，由于原子間的

44、相互影響，使整個分子電子云的分布趨于平均化的傾向 稱為共軛效應。由n電子離域而表達的共軛效應稱為n -n共軛效應。共軛效應與誘導效應是不相同的。誘導效應是由鍵的極性所引起的，可沿6鍵傳遞下去，這種作用是短程的，一般只在和作用中心直接相連的碳原子中表現(xiàn)得最大，相隔一個原子，所受的作用力就很小了。而共軛效應是由于P電子在整個分子軌道中的離域作用所引起的，其作用可沿共軛體系傳遞。三、共軛二烯烴的化學特性1穩(wěn)定性物質的穩(wěn)定性取決于分子內能的上下，分子的內能愈低，其穩(wěn)定。分子內能的上下， 通?？赏ㄟ^測定其氫化熱來進行比擬。例如：H2C = CHCH2CH =CH2 + 2H 2 CH3CH2CH2CH2

45、CH3 H=-254.4kJ mol-1-1H?C = CHCH =CH CH 3 + 2H 2 * CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3 H=-226.9kJ ' mo1從以上兩反響式可以看出，雖然1, 4-戊二烯與1 , 3-戊二烯氫化后都得到相同的產物，但其氫化熱不同，1, 3-戊二烯的氫化熱比1, 4-戊二烯的氫化熱低，即 1, 3-戊二烯的內能 比1, 4-戊二烯的內能低，1, 3-戊二烯較為穩(wěn)定。2親電加成與烯烴相似，1, 3-丁二烯能與鹵素、鹵化氫和氫氣發(fā)生加成反響。但由于其結構的特 殊性，加成產物通常有兩種。例如，1, 3-丁二烯與溴化氫的加成反響：H2C=CHCH

46、=CH2 + HBr* H2C=CHCH CH3 + H2CCH=CHCH3BrBr這說明共軛二烯烴與親電試劑加成時，有兩種不同的加成方式。一種是發(fā)生在一個雙鍵上的加成，稱為1, 2-加成另一種加成方式是試劑的兩局部分別加到共軛體系的兩端，即 加到C1和C4兩個碳原子上，分子中原來的兩個雙鍵消失，而在C2與C3之間，形成一個新的雙鍵，稱為1 , 4-加成。3雙烯合成共軛二烯烴與某些具有碳碳雙鍵的不飽和化合物發(fā)生1 , 4-加成反響生成環(huán)狀化合物的反響稱為雙烯合成，也叫第爾斯-阿爾德(Diels-Alder )反響。這是共軛二烯烴特有的反響，它將鏈狀化合物轉變成環(huán)狀化合物，因此又叫環(huán)合反響。一般

47、把進行雙烯合成的共軛二烯烴稱作雙烯體，另一個不飽和的化合物稱為親雙烯體。實踐證明，當親雙烯體的雙鍵碳原子上連有一個吸電子基團時，那么反響易于進行。如：CH = OH3CH3C30CCH = OCHII4聚合反響共軛二烯烴在聚合時，即可發(fā)生CH21 , 2-加成聚合，也可發(fā)生 1 , 4-加成聚合。第四章立體化學根底【目標】1掌握手性分子、手性碳原子、對映體、非對映體、內消旋體、外消旋體的概念；Fischer投影式的書寫方法；用R/S構型標記手性碳原子的方法。2熟悉光學活性、旋光度、比旋光度、左旋體、右旋體的概念；用D/L構型標記對映體的方法。3了解旋光儀的工作原理及對映體的差異對藥學活性的影響

48、?！緝热荨吭敿氈v解偏振光、比旋光度、對映異構體和手性、分子的對稱性和手性，基團的順序規(guī)那么，對應異構體的表示方法，環(huán)烷烴的順反異構和對應異構環(huán)，己烷的構象。重點闡述構型表示方法及旋光性化合物的 R、S命名法，外消旋體、內消旋體和非對映異構體的概念。一般介紹構造異構及立體異構的分類，對映異構體的理化性質，構象異構和構型異構區(qū)別，外消旋體的拆分及烷烴鹵代反響的立體化學。一、手性和對稱因素1、手性：物質的分子和它的鏡象不能重疊的特征稱為手性。(或稱手征性)2、手性是物質具有旋光性和對映異構現(xiàn)象的必要條件。3、具有手性的分子稱為手性分子。4、不對稱碳原子稱為手性碳原子。5、要判斷某一物質分子是否具有手

49、性，必須考慮它是否缺少某些對稱因素。常見的 幾種對稱因素是：(1)對稱面、6假設有一個平面可以把分子分割成兩個局部，而一局部正好是另一局部的鏡象，這個平面就是分子的對稱面。例：1,1 二氯乙烷(E) -1 , 2 二氯乙烯以上兩個化合物都有對稱面，因此它不具手性，均是非手性分子，它們沒有旋光性。(2) 對稱中心、i假設分子中有一點i,通過i點畫任何直線，如果在離i點等距離的直線兩端有相同的原 子或基團，那么點i稱為分子的對稱中心。例：反一1, 3二氟一反一2, 4二氯環(huán)丁烷是非手性分子，它沒有旋光性。(3) 對稱軸如果穿過分子畫一條直線，分子以它為軸旋轉一定角度后，可以獲得與原來分子相 同的形

50、象，這一直線即為該分子的對稱軸、Cn。例：(E) -1 , 2 二氯乙烯環(huán)丁烷苯C2象這些含對稱軸的化合物都是非手性分子，這是它們分子中同時含有對稱面和對稱 中心的原因。例：反一1，2二氯環(huán)丙烷Cl HH Cl有一個二重對稱軸 C2，單分子中不含對稱面和對稱中心，故具有手性。所以具有旋光性，是手性分子。因此，有無對稱軸不能作為判斷分子有無手性的標準。綜上所述：物質分子凡在結構上具有對稱面或對稱中心的，就不具有手性，就沒有旋光性。反之，在結構上既不具有對稱面，又不具有對稱中心的，這種分子就具有手性，也具有旋光性。二、旋光性按結構不同，同分異構現(xiàn)象分為兩大類。一類是由于分子中原子或原子團的連接次序

51、不 同而產生的異構，稱為構造異構。構造異構包括碳鏈異構、官能團異構、位置異構及互變異 構等。另一類是由于分子中原子或原子團在空間的排列位置不同而引起的異構，稱為立體異構。立體異構包括順反異構、對映異構和構象異構。一、平面偏振光和物質的旋光性光是一種電磁波，光在振動的方向與其前進的方向垂直。普通光的光波是在與前進方向垂直的平面內，以任何方向振動。如果使普通光通過一個尼科爾棱鏡，那么只有和棱鏡的晶軸平行振動的光才能通過。如果這個棱鏡的晶軸是直立的，那么只有在這個垂直平面上振動的光才能通過，這種只在一人方向上振動的光稱為平面偏振光，簡稱偏振光。實驗證明，當偏振光通過葡萄糖或乳酸等物質時， 偏振光的振

52、動方向會發(fā)生旋轉。 物質 使偏振光的振動方向發(fā)生旋轉的性質稱為旋光性。 具有旋光性的物質稱為旋光性物質， 或光 活性物質。旋光性物質使偏振光的振動方向旋轉的角度， 稱為旋光度，用a表示。如果從面 對光線入射方向觀察，使偏振光的振動方向順時針旋轉的物質稱右旋體，用“+表示，而使偏振光的振動方向逆時針旋轉的物質，稱左旋體，用“一表示。二、旋光度和比旋光度旋光性物質的旋光度和旋光方向可用旋光儀來測定。旋光度的大小和方向，不僅取決于旋光性物質的結構和性質，而且與測定時溶液的濃度或純液體的密度、盛液管的長度、溶劑的性質、溫度和光波的波長等有關。一定溫度、一定波長的入射光，通過一個1分米長盛滿濃度為1g?ml-1旋光性物質的盛液管時所測得的旋光度，稱比旋光度，用al表示。所以比旋光度可用下式求得：ii式中C是旋光性物質溶液的濃度，即1毫升溶液里所含物質的克數(shù)；L為盛液管的長度, 分米。在一定的條件下，旋光性物質的比旋光度是一個物理常數(shù)。測定旋光度，可計算出比旋光度，從而可鑒定末知的旋光性物質。例如。某物質的水溶液濃度為5g/100ml，在1分米長的盛液管內，溫度為20C，光源為鈉光，