医用有机化学全册完整教学课件.ppt

1、药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 医用有机化学全册医用有机化学全册 完整教学课件完整教学课件 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 有机化学有机化学 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 学习有机化学的方法学习有机化学的方法 课前课前预习预习上课认真上课认真听讲、记笔记听讲、记笔记每章结束每章结束 后及时后及时复习、做题复习、做题(课后习题及学习指导课后习题及学习指导)。 勤记忆勤记忆：机械记忆：机械记忆掌握内在规律掌握内在规律理解记忆。理解记忆。 认真做实验认真做实验：理论和实际相结合。：理论和实际相结合。 及时解决疑难问题。及时解决疑难问题。

2、选择合适的参考书：选择合适的参考书：医学院校（临床专业）医学院校（临床专业）使使 用。用。 登录教务处的毕博学习平台中登录教务处的毕博学习平台中医用有机化学医用有机化学 （仁济）（仁济） 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 第一节第一节 有机化合物和有机化学有机化合物和有机化学 有机化学（有机化学（organic chemistry) 是研究是研究有机化合物有机化合物的学科，包括有机化合物的的学科，包括有机化合物的结构、结构、 理化性质、合成方法、反应机制及结构与性质之间理化性质、合成方法、反应机制及结构与性质之间 的相互关系等的相互关系等。 有机化合物（有机化合物（organ

3、ic compound) 第一章第一章 绪论绪论 来源于有生命来源于有生命 的动、植物的动、植物 来源于来源于 矿物矿物 有机物机物 无机物无机物 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 1806年年 瑞典柏齐里乌斯（瑞典柏齐里乌斯（Berzelius)提出“提出“生命力说生命力说”：”： 认为有机物是在生物体内的一种神秘的“生命力”的作用下认为有机物是在生物体内的一种神秘的“生命力”的作用下 产生的，人工是不能合成的。产生的，人工是不能合成的。 NH4OCN(氰酸铵氰酸铵) NH2CNH2(尿素尿素) O 韦勒韦勒(德国德国) 1848年年 德国德国.葛梅林葛梅林(L.Gmeli

4、n)和凯库勒和凯库勒(A.Kekule) 含碳的化合物”，含碳的化合物”，但是但是一氧化碳，二氧化碳，碳一氧化碳，二氧化碳，碳 酸盐及金属氰化物酸盐及金属氰化物属无机物。属无机物。 近代近代 德国德国.肖莱马肖莱马(C.Schorlemmer) 碳氢化合物（烃）及其衍生物”碳氢化合物（烃）及其衍生物” 。 1828年年 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 第二节第二节 有机化合物的结构有机化合物的结构 三、现代共价键理论三、现代共价键理论 （三）杂化轨道理论（三）杂化轨道理论（P5) 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 4个个sp3 杂化轨道：杂化轨道： 3个个

5、 sp2 杂化轨道：杂化轨道： 2个个sp 杂化轨道：杂化轨道： 杂化有利于共价键的形成杂化有利于共价键的形成 电负性电负性：S 的成份越多，的成份越多，C电负性越大电负性越大, spsp2sp3 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 四、共价键的性质四、共价键的性质 （四）键的极性与极化度（四）键的极性与极化度(P8) 1、键的极性、键的极性：组成共价键的两个原子间共用电子：组成共价键的两个原子间共用电子 对的电子云的分布。对的电子云的分布。 对称对称（非极性非极性）共价键共价键：电子云对称分布：电子云对称分布 不对称不对称（极性极性）共价键共价键：电子云靠近电负性较：电子云靠

6、近电负性较 大的原子，带大的原子，带部分负电荷部分负电荷（用（用 表示）；电负 表示）；电负 性较小的原子则带性较小的原子则带部分正电荷部分正电荷（用（用+表示）表示）。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 成键原子的成键原子的电负性电负性相差愈大，键的相差愈大，键的极性极性愈强。愈强。 如：如： 电负性顺序：电负性顺序：FOClBr，NCH 偶极矩偶极矩 （单位：德拜（单位：德拜D/ Cm ） =q.d q :正电荷或者负电荷中心电量正电荷或者负电荷中心电量, 单位：单位：C d :正负电荷中心间距离正负电荷中心间距离 单位：单位：m 偶极距是偶极距是向量（矢量）向量（矢量）

7、,用一箭头表示指向键的负用一箭头表示指向键的负 电荷端电荷端 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 极性键与极性分子极性键与极性分子 双原子分子双原子分子：非极性键非极性分子非极性键非极性分子 极性键极性键 极性分子极性分子， 多原子分子多原子分子： 正负电荷的中心重叠，则正负电荷的中心重叠，则 0 ，非极性分子非极性分子 正负电荷的中心不重叠，则正负电荷的中心不重叠，则 0 ，极性分子极性分子 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 例如：例如： 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 2、键的极化度、键的极化度 极化：极化：在外电场影响下，共价键的电子

8、云在外电场影响下，共价键的电子云 重新分布，键的极性发生变化。重新分布，键的极性发生变化。 极化度：极化度：共价键共价键发生发生极化极化的能力（难易程度）的能力（难易程度） 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 极化度极化度 极化度与成键原子的极化度与成键原子的体积、电负性、键体积、电负性、键 的种类、外电场强度的种类、外电场强度有关。有关。 体积大、电负性小，键的极化度大。体积大、电负性小，键的极化度大。 极化度顺序：极化度顺序：C-I C-BrC-ClC-F 极性顺序：极性顺序：C-F C-Cl C-Br C-I 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （一）均裂

9、（一）均裂 由均裂生成的带有未成对电子的原子或由均裂生成的带有未成对电子的原子或 原子团叫原子团叫游离基游离基或或自由基。自由基。 分子经过均裂而发生的反应叫做分子经过均裂而发生的反应叫做自由基自由基 反应。反应。 六、共价键的断裂方式六、共价键的断裂方式(P10) 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 产生均裂反应的条件产生均裂反应的条件 共价键本身多数为共价键本身多数为非极性非极性共价键或共价键或极性极性 较小较小 光照（辐射）、高温光照（辐射）、高温 自由基引发剂自由基引发剂（如：过氧化物）（如：过氧化物） 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （二）异裂（二

10、）异裂 碳与其它原子间的碳与其它原子间的键断裂时，可得键断裂时，可得 到到碳正离子碳正离子或或碳负离子碳负离子 经过共价键的异裂生成离子的反应叫经过共价键的异裂生成离子的反应叫 做做离子型反应。离子型反应。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 产生异裂反应的条件产生异裂反应的条件 共价键本身多数为共价键本身多数为极性共价键极性共价键，极性越，极性越 强，越易异裂强，越易异裂 催化剂催化剂 极性溶剂极性溶剂 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 反应中间体反应中间体 来自共价键的均裂和异裂，如来自共价键的均裂和异裂，如碳自由基、碳自由基、 碳正离子，碳负离子碳正离子

11、，碳负离子 都是都是活性中间体。活性中间体。 活性中间体：活性中间体：一般非常一般非常活泼活泼、不稳定、不稳定、 寿命短。寿命短。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 离子型反应离子型反应 正离子：正离子： 缺电子化合物：缺电子化合物： 亲电试剂亲电试剂 亲电反应：亲电反应：由亲电试剂的进攻而发生的反应由亲电试剂的进攻而发生的反应 亲核试剂亲核试剂 负离子：负离子： 有孤对电子：有孤对电子： 亲核反应：亲核反应：由亲核试剂的进攻而发生的反应由亲核试剂的进攻而发生的反应 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 游离基加成反应游离基加成反应 游离基取代反应游离基取代反应

12、 亲核取代反应亲核取代反应 亲核加成反应亲核加成反应 亲电取代反应亲电取代反应 亲电加成反应亲电加成反应 取代反应取代反应 加加 成成 反反 应应 游离基型反应游离基型反应 离子型反应离子型反应 亲电反应亲电反应 亲核反应亲核反应 有机反应类型有机反应类型 协同反应协同反应(不作要求不作要求) 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 二、路易斯酸碱理论二、路易斯酸碱理论(P15) 酸酸：电子对的：电子对的接受体接受体； 缺电子的分子、原子和正离子属于路易斯酸缺电子的分子、原子和正离子属于路易斯酸, 路易斯酸都是路易斯酸都是亲电试剂；亲电试剂； 碱碱：电子对的：电子对的给予体给予体；

13、 负离子和含有孤对电子的负离子和含有孤对电子的 化合物属于路易斯碱；化合物属于路易斯碱； 路易斯碱都是路易斯碱都是亲核试剂；亲核试剂； 第五节、有机酸碱的概念第五节、有机酸碱的概念 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 第二章第二章 链烃和环烷烃链烃和环烷烃 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 烃（烃（hydrocarbons）： 1、碳氢化合物，只含、碳氢化合物，只含碳碳和和氢氢。 2、是有机化合物的“、是有机化合物的“母体母体”。”。 3、一切有机化合物可以看作是、一切有机化合物可以看作是烃的衍生物。烃的衍生物。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机

14、化学 烃的分类烃的分类 烃烃 脂肪烃脂肪烃 饱和烃饱和烃 芳香烃芳香烃 不饱和烃不饱和烃 脂环烃脂环烃 非苯系芳香烃非苯系芳香烃 烯烯烃烃 二烯二烯烃烃 炔炔烃烃 苯系芳香烃苯系芳香烃 链烃链烃 环烃环烃 烷烷烃烃 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 SP3杂化杂化 键角键角109 28 烷烃又称为烷烃又称为饱和链烃，所有饱和链烃，所有 的键均为的键均为键键。 键键的特点：的特点： 成键原子可以绕键轴成键原子可以绕键轴旋转旋转而而 键不断裂键不断裂 旋转的结果改变了分子空间旋转的结果改变了分子空间 排列排列 一、烷烃的结构一、烷烃的结构 第一节第一节 烷烃烷烃 药学院化学教研室

15、药学院化学教研室 有机化学有机化学 乙烷、丙烷、丁烷中的碳原子也都采取乙烷、丙烷、丁烷中的碳原子也都采取sp3杂化：杂化： 乙烷 C CC C H H H H H H H H H H H H -s 3 sp -sp3sp3 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 二、烷烃的异构和命名二、烷烃的异构和命名 （一）烷烃的异构（一）烷烃的异构 1、碳链异构、碳链异构 分子式分子式相同，碳原子的相同，碳原子的连接方式连接方式不同不同 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 碳原子的类型碳原子的类型 伯伯(1) （pri-) 、仲、仲(2) （sec-) 、叔、叔(3) （ter

16、t-) 氢氢原子原子 不同类型氢原子反应性能不同不同类型氢原子反应性能不同 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 乙烷的构象可以有无数种乙烷的构象可以有无数种 交叉式交叉式和和重叠式构象重叠式构象是乙烷无数构象中的两种典型是乙烷无数构象中的两种典型 情况。情况。 2、构象、构象异构异构 (1)乙烷的构象乙烷的构象 重叠式重叠式 交叉式交叉式 H H H H H H H H H H H H 锯架式锯架式(Saw horse)表示法表示法 构象构象异构异构：单键的自由旋转，使分子中原子或基团空单键的自由旋转，使分子中原子或基团空 间产生不同的排列形式。间产生不同的排列形式。 药学院化

17、学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 交叉式交叉式 重叠式重叠式 斥力最小斥力最小 能量最低，能量最低，稳定稳定 斥力最大斥力最大 能量最高，能量最高，不稳不稳 定定 纽曼（纽曼（Newman ）投影式）投影式 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （2）正丁烷的构象）正丁烷的构象 丁烷丁烷的的C2-C3键轴旋转所形成的几种最典型构象键轴旋转所形成的几种最典型构象 的的纽曼投影式纽曼投影式。 CH3 CH3 H H H H CH3 CH3 H H H H H3 C CH 3 H HH H CH3 CH3 H H H H 对位交叉对位交叉 式式 邻位交叉邻位交叉 式式 部分重

18、叠式部分重叠式 全重叠式全重叠式 稳定性顺序稳定性顺序：对位交叉式：对位交叉式邻位交叉式邻位交叉式 部分重叠式部分重叠式 全重叠式全重叠式 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （二）（二） 烷烃的命名烷烃的命名 普通命名法普通命名法 系统命名法系统命名法 俗名俗名 其他其他 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 1、普通命名法、普通命名法 (1)直链烷烃直链烷烃: 按碳原子数目命名，按碳原子数目命名，10以下按天干以下按天干 顺序，顺序， 10以上中文数字表明碳原子数。以上中文数字表明碳原子数。 甲烷甲烷methane 乙烷乙烷ethane 丙烷丙烷propane

19、 丁烷丁烷butane 戊烷戊烷pentane 己烷己烷hexane 庚烷庚烷heptane 辛烷辛烷octane 壬烷壬烷nonane 癸烷癸烷decane 烯烃：烯烃：ene 炔烃：炔烃：yne 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 链端为链端为(CH3)2CH-：加“加“异异”(iso)。 链端为链端为(CH3)3C-：加：加 “新新”(neo)。 直链烷烃：直链烷烃：加加 “正正” （ n-常省略）常省略） （2）含侧链的烷烃）含侧链的烷烃 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 2、系统命名法、系统命名法 (1)烃基烃基：烃分子中去掉一个氢的原子所剩下的基烃

20、分子中去掉一个氢的原子所剩下的基 团，简称为“团，简称为“基基”“”“-yl，烷烃的基叫作，烷烃的基叫作烷基。烷基。 甲基甲基 丙基丙基 乙基乙基 异丙基异丙基 异丁基异丁基 （正）丁基（正）丁基 仲丁基仲丁基 叔丁基叔丁基 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 两价的烷基称为两价的烷基称为亚基亚基 三价的烷基称为三价的烷基称为次基次基 脂肪烃基脂肪烃基：常用：常用R-代表；代表； 芳香烃基芳香烃基：常用：常用Ar-代表；代表； 烃基的名称由相应的烃命名。烃基的名称由相应的烃命名。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （2）取代基次序规则（）取代基次序规则（p40

21、） a. 按按原子序数原子序数大小排列，大者优先大小排列，大者优先。 IBrClSPONC D H b. 假使第一个原子相同，比较第二个原子。假使第一个原子相同，比较第二个原子。 第二个原子也相同，则沿取代链第二个原子也相同，则沿取代链逐次相比逐次相比。 (CH3)3C-(CH3)2CH-CH3CH2-CH3- CH3CH2CH2CH2-CH3CH2CH2-CH3CH2- -CH2Cl-CH(CH3)2 前：前：Cl H H 后：后：C C H 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 c. 有双键或叁键的基团，有双键或叁键的基团，一个键一个键相当于连相当于连 一个原子一个原子 HC

22、C-CH2=CH-CH3CH2- -COOH -CHO - CH2OH 注意注意：比较的是：比较的是原子序数的大小原子序数的大小，而，而不是不是几几 个原子的个原子的原子序数之和原子序数之和。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （3）系统命名法的要点）系统命名法的要点 选择选择 主链主链 最长的连续碳链最长的连续碳链 取代基最多取代基最多 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 最多最多 最长最长 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 编编 号号 (a)(a)等距两端同时遇不同取代等距两端同时遇不同取代基基，小，小 基团先编号，大基团后编号；基团先编

23、号，大基团后编号； (b)(b)等距两端同时遇到相同取代基，等距两端同时遇到相同取代基， 则让其它取代基则让其它取代基的位次最小 1 1从距离取代基从距离取代基最近最近的一端碳的一端碳 开始编号开始编号( (最低系列原则最低系列原则) ) 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 最 低 系 列 2 ,7,8-三甲基癸烷（三甲基癸烷（和和17） (不是不是3,4,9- -三甲基癸烷三甲基癸烷) )（和和16） 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 小小 基基 团团 先先 编编 号号 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 写出写出 名称名称 多个相同取代基合

24、多个相同取代基合 并，用二、三、四并，用二、三、四 等表示等表示 按取代基次序规则按取代基次序规则 从小基团到大基团从小基团到大基团 写出取代基写出取代基 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 3,6-二甲基二甲基-4-丙基辛烷丙基辛烷 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 三、三、 烷烃的物理性质烷烃的物理性质 （一）溶解度（自学）（二）熔点、（一）溶解度（自学）（二）熔点、沸点（沸点（bp) （1）沸点（）沸点（bp） C1C4气态，气态，C5C16液体，液体，C17以上固体以上固体 随随碳数增加碳数增加，沸点增加沸点增加。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有

25、机化学有机化学 沸点沸点 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 正戊烷正戊烷 异戊烷异戊烷 新戊烷新戊烷 沸点沸点 36 28 9.5 同碳数同碳数，直链直链比比异构烷烃异构烷烃的的沸点高沸点高， 支链支链数增加，数增加， 沸点沸点减小减小 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （2）熔点）熔点(mp) C1C3下降，直链下降，直链C4以上随以上随碳数增加碳数增加，熔点熔点呈锯齿呈锯齿 型增加。型增加。 （双数碳原子的熔点比单数者（双数碳原子的熔点比单数者增幅高增幅高，因为对称性要好，因为对称性要好 ） 直链烷烃的熔点直链烷烃的熔点 药学院化学教研室药学院化学教研室

26、 有机化学有机化学 正戊烷正戊烷 异戊烷异戊烷 新戊烷新戊烷 熔点熔点 129.7 -159.9 -16.6 同碳数同碳数，支链支链数增加，数增加，熔点熔点减小，但减小，但对称性对称性 增加，增加，熔点熔点增加增加 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 很稳定很稳定，不易发生离子型反应，可进行，不易发生离子型反应，可进行自由基反应自由基反应。 四、四、 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 （一）稳定性（一）稳定性 烷烃是饱和烃，分子中烷烃是饱和烃，分子中均为均为键，具有键，具有高度的化高度的化 学稳定性学稳定性。 在室温下，烷烃与在室温下，烷烃与强酸、强碱、强氧化剂、强还强酸、强碱、强

27、氧化剂、强还 原剂原剂通常通常都不发生反应都不发生反应。 常用作常用作有机溶剂和药物的基质有机溶剂和药物的基质。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （二）卤代反应（二）卤代反应 卤代反应：烷烃的氢原子被卤素原子取代。卤代反应：烷烃的氢原子被卤素原子取代。 卤代反应主要指卤代反应主要指氯代氯代和和溴代溴代反应。反应。 甲烷的氯代反应，甲烷的氯代反应，光照光照或或高温高温条件下，条件下，可以得可以得 到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）和到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）和 四氯化碳的四氯化碳的混合物混合物 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 1.反应机制反

28、应机制(历程历程) （自由基取代反应自由基取代反应） reaction mechanism 烷烃的氯代反应是烷烃的氯代反应是自由基（游离基）反应自由基（游离基）反应。 反应中间体反应中间体自由基自由基。 自由基中间体是高活性物种，一旦形成就自由基中间体是高活性物种，一旦形成就 会连续进行下去直到消亡，故自由基反应是会连续进行下去直到消亡，故自由基反应是 连锁反应连锁反应。 自由基反应分自由基反应分三步三步：链引发链引发、链增长链增长和和链链 终止。终止。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （1）链引发）链引发 ：表示单电子转移方向表示单电子转移方向 ：表示电子对转移方向表示电

29、子对转移方向 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （2）链增长）链增长 活泼的氯自由基引起连锁反应活泼的氯自由基引起连锁反应 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 （3）链终止）链终止 生成稳定的化合物，反应终止生成稳定的化合物，反应终止 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 甲基自由基的结构甲基自由基的结构 sp2杂化杂化 C H H H 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 卤素卤素：F2Cl2Br2I2（不反应不反应） H反应活性反应活性: 3 H 2 H 1 H CH3 _H 与解离能有关，解离能越低，越易裂解与解离能有关，解离

30、能越低，越易裂解,反应物反应物 活性越大。活性越大。 反应活性反应活性 游离基游离基的稳定性：的稳定性：3 R 2 R 1 R CH3 游离基所属的游离基所属的C上取代基越多，游离基越稳定。上取代基越多，游离基越稳定。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 第二节第二节 环烷烃环烷烃 一、环烷烃的分类和命名一、环烷烃的分类和命名 根据环数根据环数: 单环、双环（二环）和多环单环、双环（二环）和多环 根据成环碳原子数目根据成环碳原子数目： 小环小环（34个碳）、个碳）、普通环普通环（57个碳）、个碳）、中环中环（8 11个碳）和个碳）和大环大环（ 12个碳）；个碳）；五元环五元环和

31、和六元环六元环最最 常见，又称常见，又称常见环。常见环。 （二）单环环烷烃的命名（二）单环环烷烃的命名 （一）分类（一）分类 简单环烷烃简单环烷烃：称“：称“环某烷环某烷” 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 环戊烷环戊烷 1,2,4-三甲基环己烷三甲基环己烷 1-甲基甲基-4-异丙基环己烷异丙基环己烷 若支链复杂若支链复杂，则把，则把环当取代基环当取代基。 3-环己基己烷环己基己烷 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 H3C CH3 顺顺-1,2-二甲基环丙烷二甲基环丙烷 CH3 CH3 反反-1,2-二甲基环丙烷二甲基环丙烷 药学院化学教研室药学院化学教研室

32、 有机化学有机化学 分子中含有两个碳环的是双环化合物。分子中含有两个碳环的是双环化合物。 两环共用一个碳原子双环化合物的叫做两环共用一个碳原子双环化合物的叫做螺环化合物螺环化合物 ；共用的碳原子称为；共用的碳原子称为螺原子螺原子； （三）二环环烷烃（三）二环环烷烃 螺环化合物螺环化合物 桥环化合物桥环化合物 两环共用两个或更多个碳原子的叫做两环共用两个或更多个碳原子的叫做桥环化合物桥环化合物 ，共用的碳原子称为，共用的碳原子称为桥头碳原子，桥头碳原子，称为称为二环烃二环烃。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 环丙烷环丙烷 C-C-C 键角键角 105.5 二、环烷烃的结构和稳

33、定性二、环烷烃的结构和稳定性 三个碳原子在一个三个碳原子在一个平面平面 部分重叠部分重叠，“弯曲键”，“弯曲键”，与正常的与正常的键相比，键相比，存在存在 张力张力（达到最大重叠（达到最大重叠 的倾向），因此的倾向），因此内能较高，内能较高， 环不稳定。环不稳定。 化学性质活泼化学性质活泼：电子云分布在两个原子连线外侧，：电子云分布在两个原子连线外侧， 易受亲电试剂的进攻易受亲电试剂的进攻，如卤素、卤化氢。，如卤素、卤化氢。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 环丁烷环丁烷C-C-C键角约键角约111.5 ， 四个四个C不在同一平面。分子不在同一平面。分子 中也存在着张力，但中

34、也存在着张力，但比环丙比环丙 烷要稳定得多烷要稳定得多。 H H H H H H H H H H 环戊烷环戊烷C-C-C键角为键角为109 28 左右左右。四个碳在同一个平面，。四个碳在同一个平面， 另一个碳在平面外，另一个碳在平面外，较稳定较稳定。 稳定性稳定性：环己烷环己烷环戊烷环戊烷环丁烷环丁烷环丙烷环丙烷 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 环己烷环己烷的六个成环碳原子不共平面，的六个成环碳原子不共平面，C-C-C键角键角 保持正常键角保持正常键角109 28 ，很稳定很稳定。通过键的扭动。通过键的扭动 可以得到可以得到椅式椅式和和船式船式两种不同的排列方式（构两种不同

35、的排列方式（构 象）。象）。 椅式椅式 船式船式 三、环烷烃的构象三、环烷烃的构象 （一）环己烷的构象（一）环己烷的构象 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 椅式椅式 相邻相邻C均处于交叉式均处于交叉式 C1,C4相隔距离较远相隔距离较远 较稳定较稳定 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 船式船式 C2,C3、C5,C6处于重叠处于重叠 式式 C1,C4相隔距离较近相隔距离较近 稳定性小稳定性小 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 直立键直立键（a a键键） 平伏键平伏键（e e键键） （与轴呈与轴呈1091092828） 中心轴中心轴 环己烷的

36、六个碳原子分布在两个平面上。环己烷的六个碳原子分布在两个平面上。 中心轴中心轴垂直于两个平面。垂直于两个平面。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 Hb Ha Ha Hb 通过通过CC键扭动，键扭动， a键键 e键键，e键键 a键键，但键的取向（朝向）不变。但键的取向（朝向）不变。 在常温下，在常温下，两种构象相互转化，达到平衡状态两种构象相互转化，达到平衡状态，这，这 两种椅式构象是等同的两种椅式构象是等同的 。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 a、单取代环己烷的构象、单取代环己烷的构象 两种椅式构象在能量上有差异，因此在互相翻转两种椅式构象在能量上有差异

37、，因此在互相翻转 的平衡中，它们的含量不等。的平衡中，它们的含量不等。 （二）环己烷衍生物的构象（二）环己烷衍生物的构象 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 环己烷一元取代物的优势构象都是环己烷一元取代物的优势构象都是取代基在取代基在e键键上上 的椅式构象。的椅式构象。 H H CH3 H H CH3 排斥力大，体系内能高，排斥力大，体系内能高， 不稳定。不稳定。 排斥力小，体系内能低，排斥力小，体系内能低， 稳定稳定 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 如二取代环己烷中，有四种位置异构，如二取代环己烷中，有四种位置异构，1,1位、位、1,2位、位、 1,3位、

38、位、1,4位，其中，后三者有位，其中，后三者有顺反和构象异构顺反和构象异构 （1）椅式椅式为最稳定的优势构象；为最稳定的优势构象； （2）e-取代基最多取代基最多的是优势构象；的是优势构象； （3）环上有不同取代基时，）环上有不同取代基时，大基团在大基团在e键键 上为优势构上为优势构 象。象。 b、多取代环己烷的构象、多取代环己烷的构象 H CH3 H C CH3 CH3 CH3 顺顺- -1 1- -甲基甲基- -4 4- -叔丁基环己烷的优势构象叔丁基环己烷的优势构象 四、十氢萘的构型和构象（不作要求）四、十氢萘的构型和构象（不作要求） 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学

39、通性通性与开链烃相似。与开链烃相似。环烷烃与烷烃相似；环环烷烃与烷烃相似；环 烯烃和环炔烃分别与烯烃和炔烃相似。烯烃和环炔烃分别与烯烃和炔烃相似。 特性特性环烷烃的加成反应。环烷烃的加成反应。环状构造使小环烃环状构造使小环烃 出现的一些特殊的化学性质。主要表现在环的出现的一些特殊的化学性质。主要表现在环的 稳定性上，稳定性上，小环小环较较不稳定不稳定，大环大环则则较稳定较稳定。 五、环烷烃的性质五、环烷烃的性质 （一）物理性质（自学）（一）物理性质（自学） （二）化学性质（二）化学性质 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 环烷烃可进行催化氢化反应生成链状的烷烃。环烷烃可进行催化

40、氢化反应生成链状的烷烃。 环的大小环的大小不同，反应的不同，反应的难易程度难易程度也不一样。也不一样。 1.氢化反应氢化反应 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 2. 卤化反应卤化反应 环丙烷在常温下，环丁烷环丙烷在常温下，环丁烷在加热时发生反应，在加热时发生反应， 环戊烷环戊烷以上不反应。以上不反应。 （1）与卤素加成反应（）与卤素加成反应（亲电加成亲电加成） 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 环烷烃与烷烃一样，与卤素进行环烷烃与烷烃一样，与卤素进行游离基游离基 取代反应取代反应。 （2）卤代反应）卤代反应（自由基取代）（自由基取代） 药学院化学教研室药学院

41、化学教研室 有机化学有机化学 （3）加卤化氢（）加卤化氢（亲电加成亲电加成） 环丙烷环丙烷常温时可与卤化氢加成常温时可与卤化氢加成, 环丁烷环丁烷常温时不反应常温时不反应 ，环戊烷环戊烷以上不反应。以上不反应。 环丙烷衍生物环丙烷衍生物的加成符合的加成符合马氏规则。马氏规则。（断裂在含（断裂在含 氢最多和氢最少的氢最多和氢最少的C-C上）上） 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 练习练习 2、下列烃中，熔点最高的是（、下列烃中，熔点最高的是（ ） A、正戊烷、正戊烷 B、2-甲基丁烷甲基丁烷 C、异戊烷、异戊烷 D、新戊烷、新戊烷 D C 5、下列自由基中相对最不稳定的是、下列

42、自由基中相对最不稳定的是 ( ) A、 (CH3)3C B、(CH3)2CH C、CH3 D、 CH3CH2 3、下面环烷烃分子中最不稳定的是（、下面环烷烃分子中最不稳定的是（ ）。）。 A.环丙烷环丙烷 B. 环丁烷环丁烷 C. 环戊烷环戊烷 D. 环己环己烷烷 4、环烷烃的环上碳原子是以哪种轨道成键的？、环烷烃的环上碳原子是以哪种轨道成键的？ ( ) A. sp2杂化轨道杂化轨道 B. s轨道轨道 C. p轨道轨道 D. sp3杂化轨道杂化轨道 1、环戊烷与环丙烷一样都容易发生开环加卤素、卤化氢反应（、环戊烷与环丙烷一样都容易发生开环加卤素、卤化氢反应（ ） A D 药学院化学教研室药学院

43、化学教研室 有机化学有机化学 第三章第三章 烯烃和炔烃烯烃和炔烃 Alkenes and Alkynes 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 一、烯烃的结构一、烯烃的结构 通式通式CnH2n 不饱和烃。不饱和烃。 单烯烃、二烯烃、多烯烃单烯烃、二烯烃、多烯烃 单烯烃和共轭二烯烃最为重要。单烯烃和共轭二烯烃最为重要。 通常是指单烯烃通常是指单烯烃 官能团：官能团：C=CCl2Br2I2 反应可使溴的四氯化碳反应可使溴的四氯化碳/水溶液褪色。常用来水溶液褪色。常用来鉴定碳碳鉴定碳碳 双键双键 1.与卤素的加成与卤素的加成 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 烯烃与烯

44、烃与溴水溴水亲电加成亲电加成反应机理（反应机理（了解了解） 首先首先Br2由于受由于受乙烯乙烯电子电子或或极性条件极性条件的影响而极化的影响而极化 变成了变成了极性分子极性分子 。 反应分反应分两步两步进行，进行，第一步第一步Br +进攻乙烯分子生成一 进攻乙烯分子生成一 个带正电荷的个带正电荷的配合物配合物（溴鎓离子溴鎓离子）及）及Br 。 。 溴鎓离子溴鎓离子 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 第二步第二步Br 从溴鎓离子的 从溴鎓离子的背面背面进攻，得加成产物进攻，得加成产物 。 整个反应是加成反应，又由于决定反应速度的一整个反应是加成反应，又由于决定反应速度的一 步是

45、由亲电试剂发动进攻的，故叫做步是由亲电试剂发动进攻的，故叫做亲电加成反应亲电加成反应。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 2.与卤化氢的加成与卤化氢的加成 活性顺序：活性顺序：HIHBrHCl 第一步第一步，质子（，质子（H+）与烯烃生成）与烯烃生成碳正离子碳正离子（中间体）。（中间体）。 第二步第二步，X-与碳正离子结合，生成卤代与碳正离子结合，生成卤代烷烷 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 马氏规则马氏规则(P45) 乙烯是乙烯是对称烯烃对称烯烃，它和不对称试剂加成产物只有一种。，它和不对称试剂加成产物只有一种。 不对称烯烃不对称烯烃：双键两端基团不一样

46、：双键两端基团不一样 不对称试剂不对称试剂和和不对称烯烃不对称烯烃发生加成反应时，加成方式就发生加成反应时，加成方式就 有有两种两种可能：可能： 当不对称烯烃和卤化氢加成时，氢原子主要加在当不对称烯烃和卤化氢加成时，氢原子主要加在 含氢较多的双键碳原子上，叫做含氢较多的双键碳原子上，叫做马氏规则马氏规则 (Markovnikovs rule) 。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 诱导效应诱导效应 电子效应电子效应：说明分子中电子云密度的分布对物质性质：说明分子中电子云密度的分布对物质性质 所产生的影响。所产生的影响。 空间效应空间效应：说明分子中的空间结构对性质的影响。：说

47、明分子中的空间结构对性质的影响。 电子效应又可分为电子效应又可分为诱导效应诱导效应（Inductive Effect）和）和共共 轭效应轭效应（Conjugative Effect）。）。 诱导效应诱导效应（I效应效应） 1、定义：、定义：由键的极性产生的使分子的电子云密度分布由键的极性产生的使分子的电子云密度分布 沿价键链发生一定程度的改变。沿价键链发生一定程度的改变。 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 以以H作为比较标准作为比较标准: 电负性大于氢电负性大于氢: 吸电子基吸电子基- 吸电子吸电子诱导效应（诱导效应（-I） 电负性小于氢电负性小于氢: 斥电子基斥电子基- 斥

48、电子斥电子诱导效应（诱导效应（+I） 2、分类：、分类： 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 、特点：、特点： a 、在多原子分子中，在多原子分子中，+I或或-I诱导效应都可以诱导效应都可以沿沿着分子着分子 中中键键由近及远地由近及远地传递传递下去。下去。 b 、诱导效应将随着诱导效应将随着传递距离的增加而传递距离的增加而迅速地迅速地减弱减弱, 一般经过一般经过34个键后个键后，可以忽略可以忽略。 诱导效应只是使共价键中的电子云密度由于电负性的差异而诱导效应只是使共价键中的电子云密度由于电负性的差异而 引起的定向偏移，只引起的定向偏移，只产生局部的正负电荷产生局部的正负电荷。

49、药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 由分子内的静电作用产生的永久性的效应，由物由分子内的静电作用产生的永久性的效应，由物 质分子的结构决定，与外界条件无关，叫做质分子的结构决定，与外界条件无关，叫做静态静态 诱导效应。诱导效应。 根据实验结果，一些原子或原子团电负性大小的根据实验结果，一些原子或原子团电负性大小的 次序如下：次序如下： 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 电荷稳定性电荷稳定性：一个体系电荷越分散，这个体系越稳定。：一个体系电荷越分散，这个体系越稳定。 （烷基是斥电子基，碳正离子所接的烷基越多越稳（烷基是斥电子基，碳正离子所接的烷基越多越稳 定）。

50、定）。 碳正离子的碳正离子的稳定性顺序稳定性顺序为：为： 叔（叔（3）C+仲（仲（2）C+ 伯伯1 C+ CH3 + 。 碳正离子碳正离子的稳定性的稳定性(P45) 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 不对称烯烃与不对称烯烃与HX反应反应第一步第一步生成的碳正离子生成的碳正离子 有有两种两种可能性：可能性： 第二步第二步反应的主产物是反应的主产物是2-卤丙烷而不是卤丙烷而不是1-卤丙烷。卤丙烷。 用碳正离子用碳正离子稳定性稳定性解释马氏规则解释马氏规则(P45) 药学院化学教研室药学院化学教研室 有机化学有机化学 用诱导效应解释马氏规则用诱导效应解释马氏规则(P45-46) 丙