药学专业有机化学-课件.ppt

1、药学专业药学专业菏泽菏泽医学专科学校医学专科学校化学教研室化学教研室药学专业药学专业菏泽菏泽医学专科学校医学专科学校化学教研室化学教研室课程设置课程设置课时：课时：9 6 9 6 学时学时授课人：菏泽医专化学教研室授课人：菏泽医专化学教研室药学专业药学专业菏泽菏泽医学专科学校医学专科学校化学教研室化学教研室教学的基本内容教学的基本内容 第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 链烃链烃 第四章第四章 芳香烃芳香烃 第五章第五章 卤代烃卤代烃 第六章第六章 醇酚醚醇酚醚 第七章第七章 醛酮醌醛酮醌 第八章第八章 羧酸及取代羧酸羧酸及取代羧酸 第十章第十章 立体异构立体异构 第十一章第十一章 有机含氮

2、化合物有机含氮化合物 第十三章第十三章 糖类糖类 第十四章第十四章 氨基酸氨基酸药学专业药学专业菏泽菏泽医学专科学校医学专科学校化学教研室化学教研室第一章第一章 绪论绪论有机化学有机化学化学教研室化学教研室第一节第一节 有机化合物和有机化学有机化合物和有机化学一、有机化合物和有机化学一、有机化合物和有机化学 18281828年年 WhlerWhler试图用氯化铵与氰试图用氯化铵与氰酸银反应来制备氰酸铵，但得到的却酸银反应来制备氰酸铵，但得到的却是是组成相同，性质不同组成相同，性质不同的尿素。的尿素。WohlerWohler给瑞典化学家给瑞典化学家J JBerzeliusBerzelius的信中

3、这样写到：的信中这样写到：氰酸铵氰酸铵尿素尿素 我应当告诉您的是：我制造出尿素，而且不求我应当告诉您的是：我制造出尿素，而且不求助于肾或动物助于肾或动物无论是人或犬。无论是人或犬。有机化学有机化学化学教研室化学教研室1 1、有机物：、有机物：碳氢碳氢化合物及其衍生物。化合物及其衍生物。研究碳氢化合物及其研究碳氢化合物及其衍生物的一门科学。衍生物的一门科学。3 3、有机化学研究的主要内容、有机化学研究的主要内容组成、结构、性质、合成、应用组成、结构、性质、合成、应用 一、有机化合物和有机化学一、有机化合物和有机化学二、有机化学与药学的关系二、有机化学与药学的关系 有机物除含有机物除含C C外，多

4、数含有外，多数含有H H元素，有的还含有元素，有的还含有N N、O O、S S、P P等元素。等元素。2 2、有机化学：、有机化学：有机化学有机化学化学教研室化学教研室三、有机物的特性三、有机物的特性 不同于无机化合物，不同于无机化合物，1 1、结构复杂、种类繁多、结构复杂、种类繁多2 2、容易燃烧：由于含碳与氢，易燃生成、容易燃烧：由于含碳与氢，易燃生成COCO2 2与与H H2 2O O（天天然气、汽油）、大部分无机物不燃烧然气、汽油）、大部分无机物不燃烧3 3、熔点低：常温下为液体、熔点低：常温下为液体4 4、共价键、共价键5 5、有机化合物难溶于水有机化合物难溶于水6 6、有机化合物互

5、相间反应速度缓慢有机化合物互相间反应速度缓慢有机化学有机化学化学教研室化学教研室有机化合物中有机化合物中C C原子的价原子的价C与与C或或C与其与其他原子单键相连他原子单键相连C、C间间双键相连双键相连C、C间间三键相连三键相连C、C间首间首位相连成环位相连成环第二节第二节 有机化合物的共价键理论有机化合物的共价键理论有机化学有机化学化学教研室化学教研室二、杂化轨道理论二、杂化轨道理论（一）碳原子杂化轨道的类型（一）碳原子杂化轨道的类型基态态激发发激发态发态 最外层最外层有机化学有机化学化学教研室化学教研室激发态激发态杂化杂化SPSP3 3杂化轨道杂化轨道1 1、spsp3 3杂化杂化四个四个

6、SPSP3 3杂化轨道，呈正四面体分布，以碳原杂化轨道，呈正四面体分布，以碳原子为中心，四个轨道分别指向正四面体的每子为中心，四个轨道分别指向正四面体的每一个顶点，轨道之间的夹角是一个顶点，轨道之间的夹角是109109 2828有机化学有机化学化学教研室化学教研室spsp3 3杂化杂化正四面体正四面体有机化学有机化学化学教研室化学教研室如如:甲烷甲烷单键碳原子单键碳原子 都是都是sp3sp3杂化杂化有机化学有机化学化学教研室化学教研室2 2、spsp2 2杂化杂化spsp2 2杂化杂化激发态激发态2P2Pspsp2 2杂化轨道杂化轨道三个三个spsp2 2轨道呈平面正三角形分布，轨道呈平面正三

7、角形分布，轨道之间的夹角是轨道之间的夹角是120120，未杂化的未杂化的P P轨道垂直于轨道垂直于sp2sp2轨道所在的平面。轨道所在的平面。有机化学有机化学化学教研室化学教研室spsp2 2杂化杂化单个单个spsp2 2杂化轨道杂化轨道spsp2 2轨道呈平面正三角形，轨道呈平面正三角形，P P轨道垂直于轨道垂直于sp2sp2轨道所在的平面轨道所在的平面有机化学有机化学化学教研室化学教研室如:乙烯乙烯构成双键的碳原子都是构成双键的碳原子都是sp2杂化 有机化学有机化学化学教研室化学教研室3 3、spsp杂化杂化spsp杂化杂化激发态激发态2P2Pspsp杂化轨道杂化轨道2 2个个spsp轨道

8、呈正直线型分布，轨道之间的夹角是轨道呈正直线型分布，轨道之间的夹角是180180，且与且与未杂化的未杂化的P P轨道垂直轨道垂直。有机化学有机化学化学教研室化学教研室spsp杂化杂化单个单个sp杂化轨道杂化轨道spsp杂化轨道呈直线型，杂化轨道呈直线型，且与且与2 2个未杂化的个未杂化的P P轨道垂直轨道垂直有机化学有机化学化学教研室化学教研室如如:乙炔乙炔叁键碳原子都是叁键碳原子都是spsp杂化杂化有机化学有机化学化学教研室化学教研室 碳原子杂化轨道的类型类型类型参与杂化的原参与杂化的原子轨道数子轨道数未参与杂化未参与杂化的的P P轨道数轨道数杂化轨道数杂化轨道数目目空间构型空间构型轨道夹角

9、轨道夹角1 1个个s+3s+3个个p p 0 0 4 410910928281 1个个s+2s+2个个p p 1 1 3 31201201 1个个s+1s+1个个p p 2 2 2 2180180有机化学有机化学化学教研室化学教研室碳原子杂化轨道的分布状态比较碳原子杂化轨道的分布状态比较SP 有机化学有机化学化学教研室化学教研室（二）（二）杂化轨道理论的要点杂化轨道理论的要点1、杂化轨道有能量相近的原子轨道组合而成。杂化轨道有能量相近的原子轨道组合而成。2 2、有几个原子轨道参加杂化，就形成几个杂化轨道、有几个原子轨道参加杂化，就形成几个杂化轨道。4 4、杂化轨道有一定的空间构型：、杂化轨道有

10、一定的空间构型：sp sp3 3杂化轨道为正四面体、杂化轨道为正四面体、sp sp2 2杂化轨道杂化轨道正三角形正三角形 sp sp杂化轨道为直线形杂化轨道为直线形。3 3、杂化轨道的成键能力增强。、杂化轨道的成键能力增强。（成键能力：（成键能力：spsp3 3spsp2 2spspp ps s）有机化学有机化学化学教研室化学教研室三三 、现代共价键理论、现代共价键理论 现代共价键理论指出：当两个原子互相接近到现代共价键理论指出：当两个原子互相接近到一定距离时，自旋方向相反的单电子相互配对一定距离时，自旋方向相反的单电子相互配对（即两原子轨道重叠）。使电子云密集于两核之（即两原子轨道重叠）。使

11、电子云密集于两核之间，降低了两核间正电荷的排斥，增加了两核对间，降低了两核间正电荷的排斥，增加了两核对电子云密集区域的吸引。因此使体系能量降低，电子云密集区域的吸引。因此使体系能量降低，形成稳定的共价键。形成稳定的共价键。有机化学有机化学化学教研室化学教研室1 1、共价键的特点、共价键的特点:（1 1）共价键具有饱和性：）共价键具有饱和性：每个原子所形成共价键的每个原子所形成共价键的 数目取决于该原子中的单电子数目数目取决于该原子中的单电子数目（2 2）轨道最大重叠原理：）轨道最大重叠原理：当形成共价键时，原子轨道当形成共价键时，原子轨道 重叠越多，核间电子云越密集，形成的键就越牢固。重叠越多

12、，核间电子云越密集，形成的键就越牢固。（3 3）共价键具有方向性：）共价键具有方向性：共价键的形成必须尽可能沿共价键的形成必须尽可能沿 着原子轨道最大程度重叠的方向进行。着原子轨道最大程度重叠的方向进行。有机化学有机化学化学教研室化学教研室2 2、共价键的类型、共价键的类型:根据形成共价键时原子轨道的重叠方式不同：可分为根据形成共价键时原子轨道的重叠方式不同：可分为键和键和键键1.1.键键:原子轨道沿键轴方向相互重叠而形成原子轨道沿键轴方向相互重叠而形成 的共价键。（头碰头）的共价键。（头碰头）有机化学有机化学化学教研室化学教研室构成构成键的电子称为键的电子称为电子。电子。电子云沿键轴对称分电

13、子云沿键轴对称分布，在两原子核之间电子云密度最大。布，在两原子核之间电子云密度最大。有机化学有机化学化学教研室化学教研室有机化学有机化学化学教研室化学教研室有机化学有机化学化学教研室化学教研室形成形成键时只限于两个键时只限于两个P轨道之间的重叠，轨道之间的重叠，即即:P-P构成构成键的电子称为键的电子称为电子。电子。电子云位于电子云位于键所在平面的上下方，没有轴键所在平面的上下方，没有轴对称。对称。键不能单独存在，只能与键不能单独存在，只能与键共存键共存有机化学有机化学化学教研室化学教研室键键键键存在存在可以单独存在，存在于可以单独存在，存在于任何共价键中任何共价键中形形 式式性性 质质成键轨

14、道沿键轴重叠，成键轨道沿键轴重叠，重叠程度大重叠程度大1 1、电子云呈柱状，沿键、电子云呈柱状，沿键轴呈圆柱形对称，电子轴呈圆柱形对称，电子云密集于两核之间云密集于两核之间2 2、可绕键轴自由旋转、可绕键轴自由旋转3 3、键能大，键稳定、键能大，键稳定4 4、不易被极化、不易被极化不可以单独存在，不可以单独存在，只能只能与与键同时存在键同时存在成键成键p p轨道平行重叠，轨道平行重叠，重叠程度较小重叠程度较小1 1、电子云呈块状，通过、电子云呈块状，通过键轴有一对称面，电子键轴有一对称面，电子云分布在平面上下方云分布在平面上下方2 2、不能自由旋转、不能自由旋转3 3、键能小，键不稳定、键能小

15、，键不稳定4 4、易被极化、易被极化有机化学有机化学化学教研室化学教研室第三节第三节 有机化合物分子中的电子效应有机化合物分子中的电子效应分子中原子与原子、原子与基团、基团与基团、化学分子中原子与原子、原子与基团、基团与基团、化学键与化学键之间的相互影响，使分之中的电子云发键与化学键之间的相互影响，使分之中的电子云发生一定程度的移动，这种作用称为生一定程度的移动，这种作用称为电子效应。电子效应。电子效应分为电子效应分为诱导效应诱导效应和和共轭效应共轭效应一、诱导效应一、诱导效应 1 1、诱导效应、诱导效应：在多原子分子中，由于成键原子或在多原子分子中，由于成键原子或基团的电负性不同而引起分子中

16、的电子云沿着分子链基团的电负性不同而引起分子中的电子云沿着分子链向某一方向移动的效应。向某一方向移动的效应。有机化学有机化学化学教研室化学教研室2 2、诱导效应的特点：、诱导效应的特点：（1 1）由近及远的依次传递，但减弱的很快。）由近及远的依次传递，但减弱的很快。即作用是短程的，一般不超过即作用是短程的，一般不超过3 3个碳原子个碳原子（2 2）是一种静电作用，是固有的永久性效应。）是一种静电作用，是固有的永久性效应。有机化学有机化学化学教研室化学教研室3 3、诱导效应的方向、诱导效应的方向电负性电负性X HX H电子云电子云向向X X偏移偏移诱导效应诱导效应 吸电诱导（吸电诱导（-I-I）

17、X X为吸电子基为吸电子基Y HY H向向C C偏移偏移斥电诱导（斥电诱导（+I+I）y y为斥电子基为斥电子基电负性大于电负性大于H H的基团的基团为吸电子基为吸电子基电负性小于电负性小于H H的基团的基团为斥电子基为斥电子基有机化学有机化学化学教研室化学教研室常见取代基的电负性大小次序：常见取代基的电负性大小次序：-NO-NO2 2-CN-CN -COOH -COOH -F -F -ClCl -Br-Br -I -I -OCH-OCH3 3-OH -OH-CHO-CHO -C-C6 6H H5 5 -CH=CH-CH=CH2 2 -CH-CH3 3-C-C2 2H H5 5 -CH(CH-

18、CH(CH3 3)2 2 -C(CH-C(CH3 3)3 3 有机化学有机化学化学教研室化学教研室（一）（一）共轭共轭 .共轭双键共轭双键：凡两个双键被一个单键隔开的键。凡两个双键被一个单键隔开的键。2.2.共轭体系共轭体系：分子内具有单双键交替：分子内具有单双键交替 排列结构特征的化合物。排列结构特征的化合物。如：如：1 1，3-3-丁二烯、苯丁二烯、苯 二、共轭效应二、共轭效应0.1370.1370.1460.1460.1540.1540.1340.134正常：正常：CHCH2 2=CH-CH=CH=CH-CH=CH2 2有机化学有机化学化学教研室化学教研室3 3、共轭效应：、共轭效应：C

19、 C 在共轭体系中，由于共轭双键的存在，而使分子在共轭体系中，由于共轭双键的存在，而使分子中的原子间相互影响，以致引起电子云密度改变、中的原子间相互影响，以致引起电子云密度改变、键长平均化、体系稳定的效应。键长平均化、体系稳定的效应。4 4、共轭体系的特点：、共轭体系的特点：（1 1）键长平均化，即电子云密度平均化；）键长平均化，即电子云密度平均化；（2 2）体系能量降低，稳定性增加；）体系能量降低，稳定性增加；（3 3）进行化学反应时，易产生交替极化。）进行化学反应时，易产生交替极化。有机化学有机化学化学教研室化学教研室（二）（二）P P共轭共轭1、P P共轭体系共轭体系：P P轨道与轨道与

20、轨道相互轨道相互 平行重叠而形成的体系。平行重叠而形成的体系。2、P P共轭效应：共轭效应：由于由于P P电子的离域作电子的离域作 用，引起电子云密度平均化的现象。用，引起电子云密度平均化的现象。有机化学有机化学化学教研室化学教研室第三节第三节 有机反应的类型有机反应的类型一、共价键的断裂方式：一、共价键的断裂方式：均裂均裂自由基自由基负碳离子负碳离子正碳离子正碳离子异裂异裂共价键断裂时共用电子对平均分给成键的两个原子，产生共价键断裂时共用电子对平均分给成键的两个原子，产生游离基，称为共价键的均裂游离基，称为共价键的均裂共价键断裂时共用电子对为成键两原子或基团的共价键断裂时共用电子对为成键两原

21、子或基团的某一方某一方所占有，生成离子，称为共价键的异裂。所占有，生成离子，称为共价键的异裂。有机化学有机化学化学教研室化学教研室二、反应类型：二、反应类型：烷烃的卤化反应历程烷烃的卤化反应历程1 1、自由基反应、自由基反应：通过共价键的均裂产生自由基，：通过共价键的均裂产生自由基，由自由基之间进行的反应。由自由基之间进行的反应。2 2、离子型反应、离子型反应：通过共价键的异裂产生正、负离子，：通过共价键的异裂产生正、负离子，由正负离子与进攻试剂之间进行的反应。由正负离子与进攻试剂之间进行的反应。有机化学有机化学化学教研室化学教研室离子型反应可分为离子型反应可分为亲电反应（包括取代和加成）亲电反应（包括取代和加成）和和亲核反应（包括取代和加成）亲核反应（包括取代和加成）（1 1）亲电反应：负碳离子与亲电试剂的反应。）亲电反应：负碳离子与亲电试剂的反应。（2 2）亲电加成反应：正碳离子与亲核试剂的反应。亲电加成反应：正碳离子与亲核试剂的反应。亲电试剂：带正电荷的离子或缺电子的分子。亲电试剂：带正电荷的离子或缺电子的分子。亲核试剂：带负电荷的离子或具有孤对电子的分子。亲核试剂：带负电荷的离子或具有孤对电子的分子。