1、2022-7-221有机化学（Organic Chemistry)第一章 绪言一.定义和发展史二.有机化学的一般特征三.有机化学中应用的酸碱概念简介四.有机化学中应用的结构理论简介五.有机化合物的分类六.研究有机化学的一般程序2022-7-222一.定义和发展史1.定义(Definition)(1.)化学:自然科学(Natrue Science)(2.)有机化学:研究有机物的化学(3.)有机物(Organic Compounds)物质组成结构(Structure)（Component)性质（Properties)应用(Application)分支无机化学有机化学分析化学主元素：C，H；杂元素：
2、X，O，S，N，P；一类碳氢化合物（只含主元素，又称为烃）及其衍生物（含有杂元素，又称烃的衍生物）2022-7-2232.发展史(Developing History)近200多年历史,随着当时的人类社会生产力需要和人们生活水平提高需求而发展起来的.例:药物,染料,炸药等需求.3.学习有机化学的意义 (1.)生活中(2.)专业学习中(3.)学习方法：充分利用课堂时间，动脑动手，记下笔记，及时复习巩固(认真完成作业)提问，提高学习效力.2022-7-224二.有机化学的一般特征1.组成有机物的元素少;但种类多;结构复杂.同分异构体的存在2.有机化学反应是可逆多;副反应多;书写反应式无需配平(写出
3、主产物即可)例 CH3COOHHOCH2CH3CH3COOCH2CH3H2OCH3COOHHOCH2CH3CH3COOCH2CH3CH3COOHHOCH2CH3CH3COOCH2CH3H2OT F（主产物）2022-7-2253.有机反应的类型(主要反应方式)例:AB是双原子(一个共价单键)分子,断裂时 主要以下列两种方式进行,*离子化反应也称为Lewis酸碱反应*共价键的形成主要以电子配对理论原子轨道交盖理论来解释.AB(AB)ABABBA(均裂;是自由基或游离基反应)(异裂;是离子化反应)2022-7-226三.有机化学反应中应用的酸碱概念1.Bronsted酸碱的质子概念(1.)定义:酸
4、酸(A-Acid),供质子供质子者为酸，碱碱（B-Base),得质子得质子者为碱，*酸/碱是分子或离子均可以 HCl HAc H NH4NaOH NH3 HO Cl2022-7-227(2.)共轭酸碱对中(3.)弱酸/弱碱在水中不完全电离例：平衡时：酸强度用Pka表达：Pka小，酸度大.H BB强 酸弱 碱H A cHA cK aHA cH A c2022-7-2282.Lewis酸碱的电子概念 (1.)定义:酸酸,是指有空轨道空轨道可容纳电子 者,即得电子即得电子者.例：碱碱,是指有孤对电子或孤对电子或丌丌电子电子提供者,即供电子即供电子者.例:*酸/碱可以是分子或离子(2.)Lewis酸酸
5、-是缺电子体缺电子体,作亲电试剂用.Lewis碱碱-是富电子体富电子体,作亲核试剂用.(3.)异裂的离子化反应实为Lewis酸碱反应(酸正酸正碱负碱负).FeCl3 AlCl3 BF3NH3 CH2 CH2 2022-7-229四.有机化学中的结构理论简介1.分子结构的确定:(1.)分子中原子排列顺序的确定;(2.)分子中原子在空间的排列方式(即分 子的形状)确定;例:2.化合价:C(4);H(1);X(1);O/S(2);N/P(3);C3H8 T:CH3CH2CH3 F:CH3CH3CH2 C4H8 T:CH3CH CHCH3 ;F;CHCH3 CHCH3 C CHHCH3CH3C CHC
6、H3CH3HT:2022-7-22103.原子轨道-形象地描述原子核外电子的运动状态(状态涵数描述)(1.)不同形状:C原子-只有两种S和P;S轨道:球形 P轨道:哑铃形 (2.)不同趋向:S-只有一种;P-有三种,即有 PX PYPZ,而且它们间位置是互相垂直位置是互相垂直的;XYZ2022-7-2211(3.)原子轨道形成共价键时交盖的主要方式:头头交盖:肩并肩交盖:*据价键埋论，共价键也能通过原子核外最外层的成单电子配对而形成，例：H HH22022-7-22124.原子轨道的杂化:不同原子轨道的混合以满足成键需要,解释分子结构的形成解释分子结构的形成;(1.)C原子核外电子排布是:基态
7、时基态时:核外共有核外共有6个电子个电子,化合价该是2价,*化合价化合价可间单理解为核外最外层用于成键的成单成单电子数电子数;SP3杂化：1S2 2S2 2P22S2PPXPYPZ2022-7-2213(基态-)激发态-杂化态:每个 是胡芦形四个 组合在一起是正四面体 与 过杂化原子轨道间夹角是109.5度SP3杂化：SP3SP31S2S2PPXPYPZ说明C原子是四价说明C原子是四价等同的SP3SP32022-7-2214(2.)每个 是胡芦形;三个 组合在一起是平面三边形,与 杂化原子轨道间夹角是120度;留下P与 杂化原子轨道垂直;SP2杂化PZ说 明 C 原 子 是 三 价 等 同 的
8、SP2SP2SP2SP2SP22022-7-2215(3.)每个SP 是仍是胡芦形;二个SP组合在一起是水线的,SP与SP杂化原子轨道间夹角是180度;留下两个互相垂直的P哑铃轨道与SP杂化原子轨道也垂直;SP杂化：PYPZ说 明 C 原 子 是 二 价 等 同 的2022-7-2216*有机化学中碳原子轨道杂化总结 凡是CC单键（饱和碳原子-烷烃）均为SP3杂化，得四个SP3胡芦组合在一起是四面体结构（109.5度）凡是C=C双键(不饱和碳原子-烯烃)均为SP2杂化,得三个SP2胡芦，组合在三维空间是平面结构(120度)凡是碳碳叁键(炔烃)的碳原子均为SP杂化得二个SP胡芦组合在一起是水平的
9、（180度）凡是S和P轨道混合后的杂化轨道形状均为胡芦形2022-7-22175.分子结构式的表达:6.共价键的参数:(1.)键长:(2.)键角:(3.)键能:(4.)键极性(分子极性和元素电负性):五.有机化合物的分类六.研究有机化合物的一般程序2022-7-2218第二章 饱和烃（SaturatedHydrocarbon)烃:仅仅含有C和H两元素组成,烃开链烃(脂肪烃)饱和烃(烷烃)如CH3CH3不饱和烃烯烃 如CH2CH2炔烃 如CHCH闭链烃(环 烃)脂环烃 如芳(香)烃 如二烯烃 如CH2CHCHCH22022-7-2219饱和链烃（烷烃-Alkane)一.结构 1.通式:CnH2n
10、+2n=1 CH4;n=2 CH3-CH3;n=3 CH3CH2CH3 etc.2.结构-透视式:3.共价单键CH;CC特征:饱和C 杂化；单键特点:头头交盖;成键电子云呈轴对称;可旋转.CCCCCCHHHHHHHHHHSP32022-7-2220 例子：甲烷分子CH4结构图SP3CH1SSP3CCSP32022-7-22214.烷烃的同分异构体:同分异构体的类型:(1.)结构(构造)异构-因分子中原子不同排列顺序原子不同排列顺序而产生的;例:烷烃的碳链异构 (2.)立体(构型)异构-因分子中原子不同排列方式原子不同排列方式(排列顺序同)而产生的;例:烷烃的构象异构-因单键旋转而引起的不同排列
11、方式;丁烷分子式是C4H8 有正丁烷 CH3CH2CH2CH3 异丁烷 CH3CH(CH3)2CCHHHHHHCCHHHHHH重叠式交叉式2022-7-2222二.C、H原子及烃基R的类型1.C和H氢原子的类型:2.烃基R的类型:CH3-甲基 (1.)RCH2-伯碳基 (2.)R2CH-仲碳基 (3.)R3C-叔碳基3.重要烃基:CH3CHCH3CH3CH2CH3CCH312342022-7-2223三.烷烃的命名1.普通法适用较简单者(1.)碳数10;十一烷,十二烷,十三烷(3.)正;异.;新.(烷)CH3CHCH3CH3CH2CH3CCH3CH3CH3CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷异
12、戊烷新戊烷CH3CH2CH2CH3CH3CH(CH3)2正丁烷异丁烷2022-7-2224 2.系统法（IUPAC）适合所有的有机物适合所有的有机物命名（1.）选母体链）选母体链（即主链母体的命名）称某（烷）a.含母体官能团（FG Functional Group）；b.取代基最多；c.碳链最长；（2.)编号编号:a.母体官能团优先编;b.取代基位置的代数和为最小;（3.)书写书写:a.先写下母体(右边);b.后写取代基(左边);c.如需要的话则最后写构型;d.同取代基/同官能团合并(其数目用中国 字一、二、三而其位置用1、2、3-标清楚)即书写顺序：构型取代基母体（从右到左写）2022-7-
13、2225命名举例(CH3CH2)2CHCH2C(CH3)3CH3CH2CHCH2C CH3CH3CH2CH3CH3OH12345戊醇3甲基113562，2，二甲基4乙基己烷2022-7-2226四.烷烃的构象异构体1.定义:-单键旋转而产生的不同排列方式,2.乙烷分子构象:C-C-单键可任意旋转则产生了无数的构象异构体,它们共处平衡体中,其中最稳定的构象(优势构象)占比例最大.3.优势构象:占比例最大(最稳定)的构象.透视式：（较直观）2022-7-2227Newman投影式：（适合开链烷烃的构象）HHHHHHHHHHHH最稳（全交式）最不稳（全重叠式）2022-7-2228特别提醒 构象异构
14、体是不可拆分的,最稳者（优势构象，占比例最多）和最不稳者（全重叠式，占比例最少）共处于一个平衡体系中。举例：1)用Newman投影式写出下列化合物的优势构象.正丁烷、正戊烷和1，2二溴乙烷2022-7-2229CH3CH2CH2CH3;CH3CH2CH2CH2CH3;BrCH2CH2BrCH3HHCH3HHCH2CH3HHCH3HHHHHBrHBrCH3HCH3BrCH3CH3CH22).命名下列化合物：CH3CHBrC(CH3)2CH2CH3 2溴3，3二甲基戊烷；2022-7-2230五.烷烃的性质1.物性：1）来源：来自天燃气和石油2）色和态：C 1C4是气体；C5-C16为液体；C17
15、为固体3）BP/MP(沸点和熔点)：同系物CnH2n+2 中隋着Cn升高而升高；同Cn（同分异构体）则碳链长沸点高；结构上对称性好熔点高。例：正戊烷、异戊烷和新戊烷4）水溶性：极性与水匹配-S小5）比重：D比小轻2022-7-22312.化性：1）相对讲较稳定，与金属钾钠;碱NaOH、KOH;氧化剂KMnO4;硫酸盐酸等不易反应。2）但是易燃易爆。3）烷烃的光卤代反应自由基反应（链式反应），即链的引发（产生自由基）、增长（每一步产生新的自由基）、终止，产物生成了卤代烃。2022-7-2232举例CH3CH2CH3Br2光照CH3CHCH3CH3CH2CH2BrBr93%6%Cl2光照HClCH
16、3CH2C(CH3)2CH3CH2C(CH3)2ClH2022-7-2233离解能2022-7-2234再举例2022-7-2235提醒：H原子的类型-反应涉及到C-H键的断裂；H原子的活性（易断）-叔氢仲氢伯氢;烃基(碳基R)的类型-反应涉及到 烃基R(自由基)的稳定性（易生成）；烃基R的稳定性叔碳基仲碳基伯碳基 反应进程中能量的变化图-从反应物（原料）到产物（产品）过程中的能量变化；例子：A-B+C B-C+A 一步完成反应 自由基（游离基）链式反应-分三个阶段进 行，即链的引发、增长、终止；是多步反应2022-7-2236反应进程中能量的变化图从反应物（原料）到产物（产品）过程中的能量变
17、化；例子：2022-7-2237多步链式反应2022-7-2238提醒提醒：光卤代反应产物方向产物方向(即主产物即主产物)有选择性有选择性;该选择性由中间体碳基自由基（游离基）中间体碳基自由基（游离基）的的稳定性决定稳定性决定;即即 中间体自由基中间体自由基 稳定性决定主产物的生成稳定性决定主产物的生成;-氢原子类型 和烯丙基碳基类型;氢原子活性氢原子活性:-氢氢叔氢叔氢仲氢仲氢伯氢伯氢;稳定性稳定性:烯丙基碳烯丙基碳叔碳基叔碳基仲碳基仲碳基伯碳基伯碳基;卤素：氯和溴；碘不用；产生游离基的条件是：有光照光照、高温加热高温加热、还可用过氧物来引发氧物来引发等方法产生；例：-氢活性氢活性CH3CH
18、CH2Cl2500。cClCH2CHCH2HClR.R.R.2022-7-2239又例：-氢活性氢活性CH3CH2CHCH2Cl2500c。CH3CHClCHCH2Cl2500c。CH3CH3ClCl2500c。CH3CH3Cl2022-7-2240再例：-氢活性氢活性Cl2CH3光照CH2ClCl2光照CH2CH3CCl2CH32HCl2光照CH(CH3)2CBr(CH3)2Br2HBr2022-7-2241本章节要求 烃基类型 命名（主要是IUPAC法）物性中BP/MP比较 光卤代反应（注意产物的方向）；碳基游离基的稳定性比较2022-7-2242第三章 不饱和烃 第一节：单烯烃第一节：单
19、烯烃(Unsaturated Hydrocarbon)一.结构1.单烯烃(Single alkene)的通式:CnH2n2.烯烃官能团：双键；3.乙烯结构式：原子4.键特点：肩并肩交盖；电子云呈面对称分布；丙烯结构式；CCHHHHSP2杂化CCHHHCHHH1232022-7-2243二.烯烃命名1.系统法(含普通法):类似烷烃称某烯;12345625，5 二甲基己烯1234567878辛二烯1，33，7 二甲基；6 乙基2022-7-22442.烯烃顺反异构体命名:*异构体分类;1.)烯烃上产生顺反异构的条件;2.)烯烃顺反异构体命名;a.基团优先(大小)顺序规则;b.Z/E命名 烯烃上的顺
20、反异构;c.命名注意事项;2022-7-2245同分异构体分类 1.结构异构(又称构造异构)是由分子中原子的排列顺序不同而引起的.例:正丁烷和异丁烷;1丁烯和2丁烯.2.立体异构(又称构型异构)是原子的排列顺序同但在三维空间的排列方式不同即分子的形状不同.例:2丁烯就有顺式和反式2丁烯.2022-7-2246烯烃上产生顺反异构的条件;CbCcdaabcdCCCH3CH3HCCCH3CH3HCH3CH2CH3CH22022-7-22472.烯烃顺反异构体命名;CCCH3CH3HCCHCH3CH3CH3CH2CH3CH2CHBrCCH3CH2CH3顺式反式Z式CHCCH3BrCH2CH3E式202
21、2-7-2248基团优先(大小)顺序规则 1.同位置遇见不同原子则比原子序数大则大(优先)2.比不出则向外移 3.遇到双键、叁键则重复两次、叁次.2022-7-2249举例CH C H2C H3C H2CHB r（小）（大）（大）（小）CCHCH2CH3（小）（大）（大）（小）CH2CHHCCHCCOHCICH2OHCHOCOOHCH(CH3)2C(CH3)3CH2CH3123456782022-7-2250Z/E命名 烯烃上的所有顺反异构:CCZ式E式（小）（大）（小）CC（大）（小）（大）（大）（小）2顺式E式CHCHCH3反式Z式顺式或Z 丁烯CH32CCHCH3CH3CH3CH2CCH
22、3CH2CH3反式Z CHBr（小）（大）（小）（大）溴，甲基 1 丁烯112345或Z 甲基 戊烯232022-7-2251三.性质 官能团FG烯相对讲活性比烷烃大CCHHCH3HCHCHHXCH3CCHXCHCX碱酸（亲电试剂E）亲电加成反应（又称马氏加成），中间体是R1.HHX2022-7-2252反应历程（两步）HCHHCCH3HCHHCHCH3HHE（亲电试剂）慢R中间产物也简称中间体R2。（）HCHHCCH3HCHCHHXCH3H快R2。（）X2022-7-22531.亲电加成反应:(?)反应 历程举例CH3CH2CH2BrCH3CHCH2HBrCH3CHBrCH3(主产物)（次产
23、物）反应速度(决定产物方向即主产物的生成)由中间体碳正离子的稳定性决定的;碳正离子稳定性顺序同碳游离基：即：烯丙基碳烯丙基碳叔碳基叔碳基仲碳基仲碳基伯碳基伯碳基;HCHHCCH3HRR2。（）CHCCH3HHH（）1。稳 定（多）（少）2022-7-2254诱导效应(Induction-effect)I 解释碳正离子稳定性和马氏加成RR上的正电荷越分散则该 越稳定X电负性大于氢原子，是吸电子基，引起负诱导（I）负诱导（I）影响结果是分子其余部分的电子云密度下降。CH3等R其电负性小于氢原子，是斥电子基，引起正诱导（I）正诱导（I）影响结果是分子其余部分的电子云密度增加。CHHCHClCCHHH
24、HCCHHHCH3碱弱碱强标准2022-7-2255碳正离子稳定性:其正电荷越分散则该碳正离子越稳定。R1C R2R1C R2R3HC HC HR1HHH3。22131个（I）个（I）个（I）正电荷分散最多次之最少没分散无（I）叔碳正离子是最稳 仲碳正离子次稳甲基正离子最不稳伯碳正离子很不稳烃基R稳性总是：烯丙基大于叔碳基大于仲碳基大于伯碳基大于甲基即321。2022-7-2256举例（）2。()3。比较下列碳正离子的稳性CCH2CH3（CH2）3CH2CH2CH2CHCH3CH2C（CH3）2CH3（）1。3（）也是烯丙基型ABCDDCBA2022-7-2257再例比较下列碳正离子的稳性CH
25、2CH2CH2均是烯丙基型ABCDDCBACH2CH3OCH3O2NHOOCCH3O 强活化基（供电子给苯环）CH3 弱活化基O2N 强钝化基HOOC 中强钝化基2022-7-2258利用诱导效应解释马氏规则HCHHCCH3HCHCHHXCH3CHHCHCH3CCHHXCHCX酸（亲电试剂E）亲电加成反应（又称马氏加成），中间体是R1.HHXR中间产物也简称中间体碱强碱弱（反应慢）（反应快）XHHHHHXCCXHHHH中间体 是2022-7-22591.)与卤素亲电加成反应:(X=Br、Cl)E（亲电试剂）RR（）中间体 的稳性决定产物方向R1 CH CH2X2X2H2O中间体 是R1 CH
26、CH2X2。稳性好R1CH CH2XXHOXCH2R1CHXX2H2OHOXXXXX异裂（HO X ）2022-7-2260举例：RECH3CH3BrBrCH3OHBrCH3BrHBr2CCl4Br2H2O中间体 是 C 均使溴的四氯化碳溶液或溴 水退色C凡是Br500c。E（亲 电 试 剂）CH CH2H2OH OCH2CHClCH3CH2CH CH2CH3CH2Cl2Cl2ClClClCH3CH2Cl2CH3CH CHCH2ClH ClCH3CH2CH CH2Cl2022-7-22612.)与卤化氢HX亲电加成反应(马氏加成):HX=HCl、HBr、HI（）CH CH22。XCH3CH3X
27、HCH3HH中间体是RHX(1mol)HXHXRCHCH3RCHCH2HHCH3XHH()3。比（）稳定2（少稳）2022-7-22623.)与水在酸催化下的马氏水合 CH CH2中间体是RRCHCH3RCHCH2HH2OHH3O或OH （马氏水合）B2H6H2O2HOHOH3OHO（马氏水合）（反马氏水合）H OH（）2022-7-22632.游离基加成（反马氏加成）CH CH2中间体是RBrHBrRCHCH3BrRCHCH2HRCHCH2RCHCH2HBr中间体是RCHCH2HBrRO反应条件是在HBr/ROCHCHRCHCHRHBrCHCHRHBrHBrHBrRO中2022-7-2264
28、3.烯烃的氢化反应:顺式反式CCH2NiCHCH反应条件是在金属镍，铂或钯的催化下的协同反应：其特点是：一步完成，顺式加氢，放出氢化热HH是衡量烯的稳性：H大，则烯稳性小。H小，稳性好。氢化热例：CHCHCH3和CHCCH3HCH3CH3H大，稳性差些；2022-7-22654.烯烃的氧化反应:(得氧或去氢）CH3CH3HOHOHRCH)被KMnO4氧化：A 1.KMnO4/HOKMnO4/H2O或（氧化势低些）产物为二醇KMnO4/HOCH2RCHCH2OHOHKMnO4H2O或冷水溶液2022-7-22664.烯烃的氧化反应:(得氧或去氢）CH3RCH)被KMnO4氧化：B 1.KMnO4
29、/HKMnO4/HKMnO4/或（氧化势高些）产物是酮和酸（双键断）KMnO4/HCH2KMnO4H2O或H2O热H2O或RCHOOCH2KMnO4/HKMnO4/HHOCOHORCOHOCH3C(CH2)4CHOOKMnO4/HCH3CO(CH2)4COHO2022-7-22674.烯烃的氧化反应:(得氧或去氢）CH3RCH)先被O3氧化，再被Zn还原水解：2.CH2H2ORCHOOCH2CH3C(CH2)4CHOOO3RCHOOOCH2ZnZnZnO3H2O产物只是醛和酮（没有酸因 是还原剂）反应必需分两步进行（先氧化后再被还原）得氧去氧得氧去氧2022-7-2268举例CH2CH3CCH
30、3CH2CH3CHCH3CHCH3CCH3OHCCH3HOCHCCH3CH2CH3CHCH3CCH3CH2CH3CH3KMnO4/HOKMnO4/HKMnO4/HZnO3H2O得氧去氧O OOOOOH2022-7-2269再例CH3HKMnO4/HOKMnO4/HCOCH3C(CH2)4CHOOKMnO4/HCH3CO(CH2)4COHOZnO3H2O得氧去氧CH3OHOHCH3CO（CH2）42022-7-2270第二节第二节 炔烃和二烯烃炔烃和二烯烃1炔烃(Alkyne)1.结构:1.)单炔与二烯烃是结构上的同分异构体,其通式均是CnH2n-2;不饱和度为2;2.)乙炔的结构;见P.562
31、.炔烃的性质:1.)亲电加成反应(同烯类似)2.)氢化反应用(同烯类似);3.)氧化(同烯类似);4.)炔烃的*水合反应(实为同烯类似的与水发生亲电加成亲电加成/马氏加成马氏加成反应);5.)末端炔的酸性(应用在末端炔的鉴别上);例子:2022-7-22712.炔烃的性质:4.)炔烃水合CHOHHOH2ORCHHH2OHH3O或 （类似烯马氏水合）H OH（）CHOCH3CHHCH2RCCH3OOORCHCH2RCCHH2OH2SO4HgSO4RCHCHHHO重排HCCH重排重排H2OH2SO4HgSO4H2SO4HgSO4H CCH3CH3CCHCH2CH3CCH32022-7-22722.
32、炔烃的性质:5.)末端炔的酸性(应用在末端炔的鉴别上);例子:RCC HSP杂化轨道的S成份多受核束缚大，其C原子电负性大，因此SP的C原子吸电子能力强，其末端炔CH键有一定极性，故而有弱酸性与银氨液能产生沉淀。Ag(NH2)2OHRCCAg此法应用于区别末端炔2022-7-2273二烯烃：同炔为结构上的同分异构体通式CnH2n-2有两个键CH CH (CH2)n CH CHCH CH CH CHCH C CH1 1）孤立二烯性质同单烯2）共轭二烯性质不同单烯3）累积二 烯结构不同于单烯二烯烃分类：累积二烯的结构：C1和C3同烯一样是SP2而C2则是SP杂化。2杂化，2022-7-2274例子
33、:丙二烯的结构 CH2=C=CH21.)C1和C3是 SP2杂化;而C2是SP杂化2.)1与2相互垂直;3.)ab垂直cd(在两个相互垂直的不同平面内)C CCabcd2022-7-22753.共轭二烯的结构共轭二烯的结构:例子:1,3-丁二烯的结构 CH2=CH-CH=CH2 1.)4个C原子是 SP2杂化 ,且分子共面;2.)P2与P3相互平行;1与2相互平行 3.)经P2与P3相互交盖使1与2形成大键（即-共轭体系又称联合体系是一个整体）；4.）CHHCHHHCHC2022-7-2276 5.）*共轭二烯的结构特点共轭二烯的结构特点:两个小键（1与2）以及它们的电子或P电子离域了（共享一
34、切）。键长改变（有平均化趋势）在苯环中完全均等。大电子云在共轭体系中分布不匀是多少交替的 氢化热下降，共轭体系更稳定。CH2 CH CH2 CH CH2H小H大CH2 CH CH CH CH3 共 轭 体 系，稳 性 好非 共 轭 体 系，稳 性 小C3多C4少C1多C2少123452022-7-2277*共轭的本质和分类 共轭实为轨道的交盖，由独立体变成一个联合整体（据其交盖方式主分为三种）-共轭（共轭二烯中1与2 的交盖）P-共轭和-超共轭（见下两例：）CH2CH3CHClCHHCH2CCH2CH2ClHCHCH2HCHCH3Cl三种共轭均有ClCH2022-7-2278*P-共轭解释烯丙
35、基碳正离子稳性_H原子 CH2 CH CH3或CH2R或CHR2CH3 或CH2R 或 CHR2烯丙基碳基CH2 CH CH2 或CHR或CR2CH2 或CHR 或CR2 H以H 离子断则生成了烯丙基碳正离子如果CH2 CH CH2 或CHR 或CR2CH2 或CHR 或CR2121233C3是SP2杂化 其P轨道上是空的只带个正电荷，且正电荷 分散在三个碳原子的共轭体系中为三个碳原子所共享故而特稳CH2 CHCHHCH2 CHCH2CH2 CH CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH CH2极限式极限式杂化式恒等2022-7-22794.共轭二烯的特性共轭二烯的特性:1.)1,4-加成C
36、H2 CH CH CH2共轭二烯的低温 1,2_加成和室温1,4_加成 HXCH2 CH CH CH2HCH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2HHXX1,2_加成产物稳性差1234CH2 CH CH CH2HXCH2 CH CH CH2XHCH2 CH CH CH2Br2HBrCH2 CH CH CH2BrBrCH2 CH CH CH2BrH产物稳性好1，4 加成多少1，4 加成2022-7-2280举例CH2 CH CH CH CH3C3多RC1多C2少HX123Br2HBr4CH2 CH CH CH CH3HXCH3 或CH3 或RBrHBrBrHXCH3XH2022-7-
37、22814.共轭二烯的特性共轭二烯的特性:2.)D-A双烯合成COOCH2CH3COOC2H5称 亲 双 烯 体和当 亲 双 烯 体 上 有 吸 电 子 基 时 则 反 应 容 易CHOCNCOOHCOOR吸 电 子 基COOCH3COOCH2CH3COOCH2CH3COOCH3OOOOOOO2022-7-2282本章节要求 烯烃的顺反异构体命名 烯烃的亲电加成、氢化和氧化反应 炔烃的水合和末端炔的酸性 共轭二烯的1,4-加成 辽解诱导效应并比较不同碳正离子的稳性 比较不同基团的优先(大小)顺序 烯烃的反马氏加成 共轭二烯的D-A协同1,4-周环加成2022-7-2283第四章 脂环烃一.分类
38、和命名:1.分类:1.)饱和环烷烃;2.)不饱和的环烯烃、环炔烃2.命名:类似开链烃，只需在前加“环”字。环 丙 烷环 丁 烷环 戊 烷环 己 烷环 戊 烯环 己 烯环 戊 二 烯环 己 二 烯1,3_1,3_2022-7-2284举例OHOHOHCH3CH3CH3CH3环戊二醇环己烷甲醛环戊醇环己二酸环戊二烯环己二醇1,3_1,3_CHOCOOHCOOHCOOHBr环己烷甲酸1_甲基1,3_环己二烯3,3_二甲基环己烯1_溴3_甲基OHOHCHOCOHOCHOCOOH即醛即酸反式1,3_顺式1233341234131121,3_2022-7-2285二.小员环的结构和性质小 员 环 环 丙
39、烷 的 结 构：1.109 5。109 5。小 于有 角 偏 差 存 在:1.）依 赖 外 力(角 张 力)压 缩 正 常 的 碳 碳 键 角2.)3.)形 成 了 弯 曲 的 碳 碳 键,交 盖 少,不 牢 易 断。要 形 成 环 丙 烷 则 必 需即 存 在 着 角 张 力因 此 环 丙 烷 的 环 不 牢，易 开 环4）小 员 环 的 稳 性 是 角 偏 差 越 小 越 稳 定，即平 面 环稳 性：小 于小 于和平 面 环非 平 面 环，角 偏 差 小 是 稳 定 环非 平 面 环非 平 面 环环 戊 烷 是环 己 烷 是 正 常 的109 5无 角 偏 差 存 在 是 很 稳 定 环2
40、022-7-22862.环丙烷的性质:易开环(环不稳性)1从环丁烷起环烷烃性质类似于开链烷烃，例：233312313111.）开环反应类似烯加成2.)CH3H2NiBr2H2OBr2CCl4HXX=Cl,Br,I相似于带部分类似于带部分CH3CH2CH2CH3CH3CHBrCH2CH2BrCH3CH(OH)CH2CH2BrCH3CH CH2 CH2HX(HOBr)光照光照Br2Cl2CH3BrCH3ClHBrHClCH32022-7-2287再举例从环丁烷起环烷烃性质类似于开链烷烃，例：OHCH3CH2BrXCH3CH323321112CH3CH3OCH3CH3H2OBr2HXX=Cl,Br,
41、I相似于带部分类似于带部分(HOBr)1313光照HOCH3HClCl2HCl2022-7-22883.)环烯烃的性质同开链烯烃相似500c。CH3CH3ClCH3Cl2KMnO4/HOKMnO4/HCH3C(CH2)4CHOOKMnO4/HCH3CO(CH2)4COHOZnO3H2O得氧去氧OCH3OHOHCH3CO（CH2）4CH2022-7-2289又例H2OCH3Cl2HBrHXHBrROCH3BrHCH3HBrCH3OHCl部 分CH3CH3XHCH2CH COOHCH3COOH反 马 氏 加 成马 氏 加 成1 4 加 成D A协 同 反 应2022-7-22904.)环丙烷能使溴
42、水或溴四氯化碳溶液褪色但不与高锰酸钾溶液反应：用此反应区别环丙烷和烯烃CHCHCH3KMnO4/HCHCHCH3OOCH3CH2CH3CH3CHCH2KMnO4/HBr2H2OBr2CCl4例：例：请区别丙烷，环丙烷和丙烯三种气体2022-7-2291三.稳定环环己烷的构象1 2最 稳 定 构 象典 型 构 象：椅 式 构船 式 构 象象 和椅 式船 式全 交 叉 式，最 稳 定 占 比 例 最 高椅 式 是 优 势 构 象是 全 交 叉 式2022-7-22923.在椅式中有12个C-H键，其中6个是平伏键-e键；另6个是直立键-a键 在椅式构象中C-H键分为两类。第一类六个C-H键与分子的
43、对称轴平行，叫做直立键或a键（3a上方；3a下方）；第二类六个C-H键与直立键形成接近109.5的夹角，平伏着相环外伸展，叫做平伏键或e键（3e上方；3e下方）。如下图：2022-7-2293*椅式构象中的a-键和e-键可互变 在室温时，环己烷的椅式构象可通过C-C键的转动（而不经过碳碳键的断裂），由一种椅式构象变为另一种椅式构象，在互相转变中，原来的a键变成了e键，而原来的e键变成了a键。2022-7-22944.取代环己烷的稳定（优势）构象1.)单取代环己烷的优势构象:位-e键者稳!原因原因：取代基位a键的结构中的非键原子间斥力比位e键的大。从下图中原子在空间的距离数据可清楚看出。取代基越
44、大e键型构象为主的趋势越明显。2022-7-22952.)二元取代环己烷的优势构象:尽量让取代基位e-键者多而稳定（A）1，2-二取代2022-7-22962.)二元取代环己烷的优势构象:尽量让取代基位e-键者多而稳定（B）1，3-二取代2022-7-22973.)有大基团取代环己烷的优势构象:让大基团优先位e-键者稳定33311CH3CCH3CH3CH3例一：顺式 甲基 叔丁基环己烷1413411144例二：反式 甲基 叔丁基环己烷优势构象优势构象CH3CCH3HHCH3CH3例三：顺式 环己烷二甲酸HHCOOHHCOOH顺式 叔丁基环己醇优势构象HCOHHCH3CH3CH32022-7-2
45、2984.)十氢化萘的结构：有顺式稠合和反式稠合，但是反式比顺式稳2022-7-2299本章节要求 IUPAC（系统法）命名 小员环环丙烷易开环反应和鉴别 从环丁烷起环烷烃性质类似烷烃，环烯烃性质类似于开链烯烃 环己烷的稳定构象椅式构象 取代环己烷的优势构象2022-7-22100第五章 芳烃(含苯芳烃)芳烃定义:芳性定义:一类环状共轭体系特稳，不易加成而易在碳环上发生取代反应。芳烃分类:1.含苯芳烃、非苯芳烃 、有芳性的杂环化合物2.单环和多环芳烃 HEEH亲电试剂亲电取代2022-7-22101一一.单环单环含苯含苯芳烃芳烃及其衍生物及其衍生物命名命名1.少数少数以苯为母体：即命名为.苯苯
46、1.)烷基苯烷基苯 ;2.)卤代苯或卤苯卤代苯或卤苯 ;3.)硝基苯硝基苯34123411311CH3CH(CH3)2ClClCH3BrNO2NO2或邻二氯苯或间二硝基苯间溴甲苯甲苯异丙苯或对硝基乙苯C2H5O2NCHCH3CH2CH3CH3异丙基NOO或NO2硝基邻/O；对/P；间/M只能用在用在单个苯环上乙基或C2H5乙基或特别注意：2022-7-221022.大多数(尤其是含苯芳烃衍生物)以苯为取代基命名为苯基苯基.OHOCH3苯酚NH2CHOCOOHSO3HSOOOHCCHOOOHOH磺酸基羟基羧基醛基苯甲醚苯胺苯甲醛苯甲酸苯磺酸2022-7-221033.多个FG同位一物选母体FG原
47、则 系统法命名原则要先选母体且书写顺序：构型取代基母体（从右到左写）即酸SOOOHCCHOOOHOH磺酸基羟基羧基醛基CROCZO羧酸衍生物酮NH2ORCHCHCC胺基烷氧基烯炔烃基卤素RXO2N先于硝基第一排总为母体这三者总为取代基先于先于第二排大多为母体但少数取代基先于2022-7-22104举例O环戊二醇OHOH1,3_顺式123134121OHCH3O2NOCH3BrCHBrNO2NO2或间二硝基苯间溴甲苯乙烯苯酚对硝基苯乙酮NH2NH2CHOOHCH3OH2NSO3HH2N苯甲醚邻苯二胺苯甲醛对氨基苯磺酸硝基 甲基21244邻溴 CH2CCH3O2NCH3CH（OH）COOH羟基丙酸
48、12345345羟 基 氨基 甲氧基2022-7-22105二二.苯的结构苯的结构:形成了形成了闭合闭合的的大大键键HHHHHHHHHHHHHHHHHH平面环分子6个碳原子均 是SP2杂化2312211HEEH极限式杂化式环状共轭体系特殊性稳易碳环上发生亲电取代2022-7-22106三三.含苯芳烃的性质（化性）含苯芳烃的性质（化性）1.亲电取代：1.)卤代：卤代：X2=Cl2,Br2反应需反应需FeX3催化催化HEEH易 碳 环 上 发 生 亲 电 取 代亲 电 试 剂C lEX2F e X3XF e X4XC l26 0。约F e C l3cH C lC l2F e C l36 0c大 于
49、。C l反 应 比 苯 难 了C lC lC lC lC H3C l2F e C l3C H3C lC H3C lc。3 0室 温反 应 比 苯 易 了 X 钝 化 了 苯 环 是 O 位 和 P 位 定 位 基 C H3活 化 了 苯 环 也 是 O 位 和 P 位 定 位 基2022-7-221072.)硝代：反应需浓硝酸加浓硫酸催化硝代：反应需浓硝酸加浓硫酸催化31亲电试剂 EH50。约c100c。NO2反应比苯难了CH3CH3NO2CH3O2Nc。30室温反应比苯易了NO2硝基是钝化了苯环的M位定位基CH3活化了苯环也是O位和P位定位基HONO2NO2H2SO4H2OHNO3H2SO4
50、NO2NO2NO2H2O90_HNO3H2SO42022-7-221083.)磺代：反应在浓硫酸中进行脱水磺代：反应在浓硫酸中进行脱水31亲电试剂SOOOH磺酸基EH80。约c200c。SO3H反应比苯难了SO3H磺酸基是钝化了苯环的M位定位基HOSO3HH2SO4H2OH2OH2SO4SO3HSO3HSO3HH2OH2O固体强酸苯磺酸是间苯二磺酸2022-7-221094.)F-C反应：需无水三氯化铝催化反应：需无水三氯化铝催化E亲电试剂亲电试剂CH2ClCH2CH3CH3CH3CH2HClHHCH3活化了苯环也是O位和P位定位基A.FC 烷基化反应：RRClAlCl3AlCl4RHCH3C
