1、1)共价键的特点:饱和性、方向性、极性 2)共价键的键参数:键长、键角、键能、键的极性(偶极矩) 3)分子间的作用力:偶极偶极作用力、色散力、氢键 4)有机反应的基本类型:游离基反应、离子型反应、协同反应,Chapter 1 绪 论,1)烷烃的组成、通式、结构( 杂化, 键) 2)烷烃的系统命名(主链、编号、最低系列、较优基团) 3)乙烷和丁烷的构象:重叠式、交叉式 4)烷烃物理性质的递变规律 5)烷烃的化学性质: 氯代:游离基历程,链式反应(引发、增长、终止),自由基的稳定性 氧化:碳链断裂,生成含氧的有机物 燃烧:完全氧化,生成二氧化碳和水,Chapter 2 饱和脂肪烃(烷烃),Chap
2、ter 3 不饱和脂肪烃,一、烯烃,1)烯烃的组成、通式和结构( 杂化、 键) 2)烯烃的系统命名 3)烯烃的顺反异构及其命名 4)烯烃的化学性质:加成、氧化、聚合、 卤代 亲电加成 氧化,冷,可用于烯烃 结构的推测,可用于烯烃 结构的推测,反应经环状翁离子中间体,利用 与溴的反应来鉴别双键,产物符合马氏规律,经碳正离子 中间体,可发生碳架重排,产物符合马氏规律,经碳正离子 中间体,可发生碳架重排,产物不符合马氏规律,产物符合 马氏规律,碳正离子是一种重要的反应活性中间体,它可以:,1)与负离子结合2)作为亲电试剂对双键或芳环等进行亲电加成或亲电取代反应3)失去一个质子生成烯烃4)发生重排生成
3、更稳定的碳正离子,然后与负离子结合,或作为亲电试剂进行反应,或失去一个质子生成烯烃,二、炔烃,1)炔烃的组成、通式和结构( 杂化) 2)炔烃的化学性质:酸性、加成、金属炔化物的生成,三、双烯烃,1)共轭双烯的结构( 共轭) 2)1,3丁二烯的化学性质,当乙烯上连有吸电子基团时,有利于反应的进行,Chapter 4 环 烃,一、脂环烃,1)脂环烃的命名、异构 2)小环烷烃分子内存在的角张力 3)环己烷的构象(椅式、船式、平伏键、直立键) 4)三四元环烷的加成开环反应,五六元环烷的取代反应,环中的不饱和键具有一般的不饱和键的性质,二、芳香烃,1)苯环的结构(环闭共轭体系)、单环芳香烃的命名 2)化
4、学性质:亲电取代、氧化、侧链卤代、加成, 亲电取代,底物,亲电试剂,取代产物,苯或其 它芳烃,),+,(,),反应不可逆,反应可逆,在稀酸中加热可 脱去磺酸基,反应不可逆,反应可逆,会发生多烷基化 可能发生碳架重排,反应不可逆,不发生碳架 重排,不发生多酰基化,(,),(,),+,(, 氧化,400, 加成, 烷基侧链卤代,3)芳环上亲电取代反应的活性和取代基的定位效应(诱导效应,共轭效应,致钝基团,致活基团,邻对位定位基团,间位定位基团),Chapter 5 旋光异构,一、异构体的分类,二、偏振光、旋光活性和比旋光度,三、分子的手性、对称性与旋光活性,四、含一个手性碳原子的化合物,1)对映体
5、 2)外消旋体,五、构型的表示法,1)透视式 2) Fischer 投影式,六、构型标记法,1)D、L构型标记法 2) R、S构型标记法,七、具有两个不相同手性碳原子的化合物,1)非对映体 2)赤式和苏式 3)差向异构体,八、含两个相同手性碳原子的化合物,1)内消旋体 2)外消旋体与内消旋体的区别,九、不含手性中心化合物的旋光异构现象,1)联苯型的旋光异构体 2)丙二烯的衍生物,十、环状化合物的旋光异构,十一、外消旋体的拆分,有手性C*的分子不一定有手性 ,如内消旋体。 有手性的分子也不一定非含手性碳,其他因素也可使分子具有旋光性。,Chapter 6 卤代烃,脂肪族卤代烃容易发生亲核取代反应
6、和消除反应,反应又分单分子历程 和双分子历程;芳香族卤代烃表现为不活泼性。影响卤代烃对反应历程 选择的因素包括电子效应、空间位阻,卤原子的离去能力,亲核试剂的 亲核能力以及溶剂的极性等,1)亲核取代,底物,亲核试剂,取代产物,一、卤代烃的结构、命名,二、卤代烃的化学性质,3)与金属的反应,格氏试剂,2)消除反应,碱,醇溶液,主要得到札依切夫烯烃,是在分子中引入双键的方法,格氏试剂容易被含活泼氢的物质分解为烃,Chapter 7 醇 酚 醚,一、醇的结构、命名,1)醇表现出一定的酸性和碱性 2)醇与氢卤酸作用,伯醇按双分子历程进行,叔醇按单分子历程进行,仲醇主要按单分子历程进 行,可发生碳架重排
7、。Lucas试剂可以用于区别低于六个碳的伯、仲、叔醇,3)脱水反应,酸,反应按单分子历程进行,可产生碳架重排产物,主要生成扎依切夫烯烃,二、醇的物理性质:以氢键缔合,沸点增高,三、醇的化学性质,醇,4)氧化或脱氢,伯醇被氧化成醛,或进一步氧化成羧酸,仲醇被氧化为酮;叔醇通常 条件下不被氧化,在强烈条件下氧化生成碳链断裂的产物,酚,1)酚的酸性,芳环上的取代基团对酸性的影响,2)酚醚的生成,5)邻二醇与高碘酸(HIO4)的作用,3)酚与三氯化铁起显色反应,可鉴别酚或烯醇式结构的存在,4)酚易被氧化成醌 5)芳环上的亲电取代反应:酚羟基是强活化的邻对位定位基团,使芳环更容易发生亲电取代反应,醚,2
8、)醚键的断裂,反应活性:,烷芳混合醚在断裂时,总是生成烷基卤代烃和酚,3)环氧乙烷:能与含活泼氢的试剂以及格氏试剂作用而开环,一、醚的结构、命名 二、醚的化学性质,1)醚的碱性:溶于浓强酸,与缺电子试剂形成络合物,Chapter 8 醛 酮 醌,一、醛和酮,1)醛酮的命名 2)醛酮的化学性质, 羰基的亲核加成,亲核试剂,产物,羟基腈(醛、甲基酮可以反应),加成产物水解后可得相应的醇,羟基磺酸钠,可用于醛酮的分离纯化(醛、甲基酮可以反应),半缩醛(酮)或缩醛(酮),可用于羰基的保护,可用于醛酮的定性鉴定和纯化,水合物, 氧化,氧化剂,特点,土伦试剂,醛被氧化成羧酸,有银镜产生,不氧化酮, 可用于
9、醛酮的鉴别,醛被氧化成羧酸,酮被氧化时,羰基与 碳 之间发生碳链的断裂,环酮可生成二羧酸, 还原,还原剂,特点,醛酮被分别还原为伯醇和仲醇,将羰基还原为羟基,而不影响双键和叁键,羰基被还原为亚甲基, 活泼氢引起的反应,卤代及卤仿反应,可用于鉴别 和 结构的化合物,羟醛缩合,碳链成倍增长的反应,歧化反应,不含 的醛可以在浓碱的作用下发生自身的氧化还原反应,也称 康尼查罗反应,Chapter 9 羧酸及其衍生物,一、羧酸的结构、命名 二、羧酸的物理性质:能以两个氢键缔合,沸点高 三、羧酸的化学性质,1)羧酸的酸性,羧酸结构对酸性的影响 2)亲核取代反应,羧酸,4) 氢的卤代,5)二元羧酸的受热反应
10、,3)还原,乙二酸、丙二酸受热脱羧 丁二酸、戊二酸受热脱水成环酐 己二酸、庚二酸受热(BaOH)脱水、脱羧成环酮,羧酸的衍生物,一、酰氯、酸酐、酯、酰胺的结构、命名 二、羧酸衍生物的化学性质,2) Claisen酯缩合反应,醇钠,1)水解、醇解、氨解,Chapter 10 取代酸,一、羟基酸,1) 羟基酸的氧化,2) 羟基酸的分解,1) 酮酸,二、羰基酸,酮酸的分解反应,酮酸的氧化反应,2) 羰基酸的脱羧反应,3) 酮酸酯的酮烯醇平衡,酮酸酯不是一个单一的物质,而是其酮式和烯醇式异构体 组成的互变平衡体系,具有酮和烯醇的双重反应性能,与一 般的羰基化合物相比其烯醇式占有较大比例,4) 酮酸酯的
11、反应,烃化反应:,分解反应:,成酮分解:,稀酸,成酸分解:,浓碱,4)乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用,酰化反应:,5)丙二酸酯在有机物合成中的应用,Chapter 11 含氮化合物,硝基化合物,一、命名,二、硝基化合物的结构,三、芳香族硝基化合物的化学性质,1)还原:,2)硝基对邻、对位卤原子的影响:,3)硝基对酚酸性的影响:,硝基处于酚羟基的邻对位时,能使酚的酸性增强;对间位酚羟基 酸性的影响则较弱,四、脂肪族硝基化合物的化学性质,1)酸性:由于硝基的吸电子作用,脂肪族硝基化合物的 氢有明显的酸性,胺,一、胺的结构,胺与氨的结构相似,分子呈角锥形,可以认为氮原子是 杂化, 其中孤电子对占一个
12、 轨道,2)还原 硝基化合物可在酸性还原系统中(Fe、Zn、Sn和盐酸)或催化加氢为胺。,二、命名,三、化学性质,1)碱性,2)氧化,肟,羟胺,氧化胺,3)烃基化,卤代烷与氨作用得到的往往是伯、仲、叔胺和季铵盐的混合物,4)酰基化:伯、仲胺可与酰氯、酸酐发生酰化,叔胺则无此性质,5)磺酰化,可以通过磺酰化反应分离、鉴别伯、仲、叔胺,固体析出,不反应,也不溶于碱液,该反应称为Hinsberg反应,6)与亚硝酸的作用,伯胺:,低温,重氮盐,醇与烯烃的混合物,仲胺:,叔胺:,7)芳香胺的取代反应,重氮化合物和偶氮化合物,芳香重氮盐很活泼,可发生许多反应,因此通过重氮盐转变芳香族化合物,Chapter
13、 12 含硫和含磷有机化合物,含硫有机化合物,一、硫醇、硫酚、硫醚及二硫化物,(一)命名,(二)制备,(三)物理性质,(四)化学性质,1)酸性,a 比相应醇强,b 与重金属离子(Hg2,Pb2等)结合成络盐,2)氧化,硫醇的氧化:,硫醚的氧化:,3)二甲亚砜(DMSO)及其性质,二、磺酸,(一)物理性质,(二)化学性质,1)磺酸基中的羟基取代反应,磺酸基中的羟基可被卤素、氨基、烷氧基取代,2)磺酸基的取代反应,磺酸基可被H,OH等基团取代,水解反应是磺化反应的逆反应,(三)离子交换树脂: 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂,含磷有机化合物,一、含磷有机化合物的结构,二、有机磷农药,膦酸酯类、磷酸酯
14、类、硫代磷酸酯类的基本结构,Chapter 13 光谱法在有机化学中的应用,对有机化合物的结构表征应用最为广泛的是:红外光谱(infrared spectroscopy 缩写为IR)、紫外光谱(ultraviolet spectroscopy 缩写为UV)、核磁共振谱(nuclear magnetic resonance 缩写为NMR),红外光谱,一、红外光谱的表示方法,红外光谱是研究波数在4000-400cm-1范围内不同波长的红外光通过化合物后被吸收的谱图。谱图以波长或波数为横坐标,以透光度为纵坐标而形成。,二、产生红外光谱的必要条件是:,1. 红外辐射光的频率与分子振动的频率相当,才能满
15、足分子振动能级跃迁所需的能量,而产生吸收光谱。 2. 必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能产生红外吸收光谱。,三、有机化合物基团的特征频率,特征吸收峰:能代表某基团,并有较高强度的吸收峰,四、红外谱图解析,鉴定已知化合物,测定未知化合物,紫外光谱,一、紫外光谱的基本原理,紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。,二、紫外光谱图的组成,紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。横坐标表示吸收光的波长,纵坐标表示吸收光的吸收强度,吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。,三、各类化合物的紫外吸收,1. 饱和有机化合物的紫外吸收 2. 不饱和脂肪族有机化合物的紫外吸收 3. 芳香族有机化合物的紫
16、外吸收,四、应用,1. 推断官能团 2. 判断异构体 3. 推断分子结构,核磁共振谱,一、基本原理,二、化学位移定义:在照射频率确定时,同种核因在分子中的化学环境不同而在不同共振磁场强度下显示吸收峰的现象称为化学位移。因此一个质子的化学位移是由其周围的电子环境决定的。,三、影响化学位移的因素,(1)电负性的影响:,(2)磁各向异性效应:,四、决定质子数目的方法 峰面积的大小与质子数目成正比。,七、偶合常数,每组吸收峰内各峰之间的距离,称为偶合常数,以Jab表示。下标ab表示相互偶合的磁不等性H核的种类。,六、自旋偶合与自旋裂分,相邻的磁不等性H核自旋相互作用(即干扰)的结果。这种原子核之间的相互作用,叫做自旋偶合。由自旋偶合引起的谱线增多的现象,叫做自旋裂分。,五、共振吸收峰(信号)的数目,一个化合物究竟有几组吸收峰,取决于分子中H核的化学环境。 有几种不同类型的H核,就有几组吸收峰。,八、谱图解析,一张谱图可以向我们提供关于有机分子结构的如下信息: 由吸收峰的组数,可以判断有几种不同类型的H核; 2. 由峰的强度(峰面积或积分曲线高度),可以判断各类H的相对数目; 3. 由峰的裂分数目,可以判断相邻H核的数目; 4. 由峰的化学位移(值),可以判断各类型H所处的化学环境; 5. 由裂分峰的外形或偶合常数,可以判断哪种类型H是相邻的。,