4位置异构和官能团异构
官能团异构体
四、共价键的断裂
共价键的断裂有两种方式：均裂和异裂 均裂：A—B→A● + B●（成键的一对电子平均分给两个原子或原子团） 均裂生成的带单电子的原子或原子团，称为游离基（或自由基）经过 均裂生成游离基的反应，称为游离基反应（或自由基反应）
异裂：A — B→A+ + B- （成键的一对电子为某一原子或原子团所占有） 经过异裂生成离子的反应称为离子型反应（分为亲电和亲核反应两种）
CH3CH2OH
第三节 有机化合物构造式的表达方式
蛛网式
结构简式
H3C CH CH2 CH3
H HH HH HC C C C C H
HH HHH
CH2 CH3
CH3CHCH2CH2CH2CH3 CH3
键线式
OH
第四节 有机化合物中的共价键 一、共价键的形成：碳原子不易获得或失去价电子，总是和
其他原子各提供一个电子而形成两个原 子共用的电子对，即形成共价键。 碳原子始终为四价，并可自相结合成键 。 二、共价键的特征：饱和性 方向性
碳架异构体：因碳架不同而引起的异构体; 如:
CH3
C4H10
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
位置异构体：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的 异构体; 如:
OH
C3H8O
CH3CH2CH2OH
CH3CHCH3
官能团异构体：由于分子中官能团不同而产生的异构体; 如:
C2H6O
CH3OCH3
第五节 有机化合物的分类
一 按碳架分类
链形化合物 (脂肪族化合物)
环形化合物
碳环化合物
杂环化合物
有机化学中的异构体
有机化学中的同分异构同分异构体包括构造异构体与立体异构体而构造异构体中包括碳架异构、位置异构、官能团异构。
立体异构又包括构象异构与构型异构。
(一)立体异构一、构象异构1、定义由于高分子链的构象不同所造成的异构体,又称内旋转异构体。
注:(1)小分子的稳定构象数=3^(n-3) (n为分子中单键碳原子数目,n>2)(2)高分子的可实现构象数远小于3^(n-3),但一个高分子的可实现构象数远多于一个小分子的稳定构象数(因高分子的n值很大)。
2、构象与构型的主要区别(1)、从起因方面瞧,构象就是由单键内旋转所造成的原子空间排布方式;构型就是由化学键所固定的原子空间排列方式。
(2)、从改变方面瞧,构象发生改变时不虚破坏化学键,所需能量较少(有时分子的热运动就足够),较易于改变;而构型发生改变时需要破坏化学键,所需能量较大,不轻易改变。
(3)、从分离方面瞧,不同的构象不能用化学的方法分离,而不同构型可以用化学的方法分离。
(4)、从数目方面瞧,稳定构象数只具有统计性,且稳定构象数远多于有规构型数;而有规立构的构型数目可数。
3、晶体中的高分子链构象晶体中的分子链构象有螺旋形构象、平面锯齿形构象等。
(1)、两个原子或基团之间距离小于范德华半径之与时,将产生排斥作用。
(2)、分子链在晶体中的构象,取决于分子链上所带基团的相互排斥或吸引作用的情况。
(3)、有规立构高分子链在形成晶体时,在条件许可下总就是尽量形成时能最低的构象形式。
(4)、基本结构单元中含有两个主链原子的等规聚合物,大多倾向于形成螺旋体构象。
(5)、若存在分子内氢键,将影响分子链的构象。
4、溶液中的高分子链构象(1)、高分子溶液中,除了刚性很大的棒状分子之外,柔性分子链大多都呈无规线团状。
(2)、当呈螺旋形构象的高聚物晶体溶解时,可由棒状螺旋变成部分保持棒状螺旋小段的线团状构象。
二、构型异构构型异构:就是原子在大分子中不同空间排列所产生的异构现象。
有机化学命名与异构
哈乌 斯式
19
羟基全右是Ｄ－核（核糖） 二羟脱氧即脱核（脱氧核糖）
有机化合物异构专题
构造异构：分子式相同，分子中原子相互 连接的方式和次序不同。 碳链异构 同 分 异 构 官能团异构
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3 CH3
CH3CH2OH
CH3OCH3
CH3CHCH3 Cl
OH C CH3
双环[2.2. 1 ]庚烷
13
（三）、含多官能团脂环族和芳香族化合物
1、母体：选主要官能团为母体。
2、编号：主要官能团为最小位。 COOH OH Cl NH2 4-氨基-3-氯苯酚
SO3H 3-羟基-4-磺酸基苯甲酸
14
OH
优先次序规则（英果尔-凯恩规则）
①按原子序数大小排，大前小后，孤对电子最后。 I ＞Br＞Cl＞S＞F＞O＞N＞C＞H＞孤电子对 53 35 17 16 9 8 7 6 1
27
Fischer投影式：投影原则：碳链竖直，小号
在上,横前竖后---得标准费歇尔投影式.
mirror
COOH H OH CH3 HO COOH H
（–）乳酸
CH3
（+）乳酸
28
4. 对映异构体的标记（命名）：
（1）D/L法 （相对构型）
CHO H CHO
OH
CH2OH
HO
L–（–）甘油醛
H CH2OH
= =
= =
= =
顺，顺一 顺，顺一
H H C H C H 22 CH 55 3 C C
反，反一 反，反一
H H 1 CH CH 33
=CC CC= = C C = H H
反，顺一 反，顺一
有机物的组成、结构和性质
解析 证明溴乙烷的水解产物时，应等水解反应完成 后，静置，取上层清液先加入足量硝酸，使溶液酸化 后再加入硝酸银溶液才可以，否则会因溶液显碱性而 干扰实验，故答案为C。
答案 C
的酸性物质，其结构如下图。下列叙述正确的是
（）
答案 D 解析 在有机分子结构中，与苯环、碳碳双键直接相 连的碳原子是在官能团所在的平面上，故只有2 甲基 丙烷的碳原子不可能处于同一平面。
”
A. B.1 mol迷迭香酸最多能和9 mol氢气发生加成反应 C.迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应D.1 mol迷迭香酸最多能和含5 mol NaOH的水溶液
酚、芳香 醇、芳香 醚
2.
CnH2n+1NO2
硝基烷、氨基酸
CH3CH2—NO2与H2NCH2—COOH
Cn (H2O) m
单糖或二糖
葡萄糖与果糖（C6H12O6）、 蔗糖与麦芽糖（C12H22O11）
2. （1 碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。 （2）芳香族化合物同分异构体的书写要注意两个
C（N3）4
C+6N2↑
解析 （1）反应①中很显然PhCH2CH3中的H被Cl代替生
成PhCHCH3, 属取代反应，同样④中—Cl被—N3代
Cl
替，A正确；Ⅰ可以发生氧化反应，B错误；由合成路线 知Ⅱ为PhCH CH2,可与H2O加成生成I，C正确；Ⅱ与H2、 Br2均会发生加成反应，D
答案（1）
,
Y
（3）写出反应②的化学方程
式：
（4）与环氧氯丙烷互为同分异构体，且属于醇类的
Cl
物质（不含 C 构）有
OH 及 C
C OH 结
种。
OH
构造异构体
构造异构体构造异构体是旋光异构体。
1.异构体分类异构体分为以下三类：1、碳链异构：由于碳原子的连接次序不同而引起的异构现象。
2、官能团位置异构：由于官能团的位置不同而引起的异构现象。
3、官能团异类异构：由于官能团的不同而引起的异构现象。
化学上同分异构现象是指具有相同化学式，有同样的化学键而有不同的原子排列的化合物。
化合物具有相同分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。
立体异构体（stereoisomerism），根据IUPAC 金色书的定义是指具有相同原子连接顺序，但原子在空间排列不相同的同分异构体。
这种异构现象称为立体异构。
具有不同光学性质的立体异构体又称光学异构体，光学异构”以前将立体异构划分为几何异构、旋光异构和构象异构三类，但目前较好的分类是将其分为对映异构和非对映异构两类，其中非对映异构又包括顺反异构（即几何异构）和构象异构。
2.构造异构与构型异构是什么？构造异构有这几种⒈碳链异构：异构体的分子式相同而碳骨架不同的现象。
正丁烷CH3CH2CH2CH3和异丁烷(CH3)2CHCH3 ⒉位置异构：异构体的分子式相同而分子中官能团或取代基在碳骨架上的位置不同的现象。
又可分为官能团位置异构和取代基位置异构。
⑴官能团位置异构是因官能团取代不同类型的氢而引起的。
1-丁烯CH2=CHCH2CH3和2-丁烯CH3CH=CHCH3 ⑵取代基位置异构是取代基取代不对称环上不同类型的氢而引起的。
1-甲萘和2-甲萘⒊官能团异构是异构体的分子式相同而分子中的官能团不同的现象。
乙醇CH3CH2OH 和甲醚CH3OCH3的分子式都是C2，但官能团不同。
3.构造异构包括什么？构造异构可分为以下3类：异构体的分子式相同而碳骨架不同的现象。
正丁烷CH3CH2CH2CH3和异丁烷(CH3)2CHCH3 ⒉位置异构：异构体的分子式相同而分子中官能团或取代基在碳骨架上的位置不同的现象。
有机化学 第四章 立体异构
（二）、旋光仪和比旋光度
Nicol棱镜
旋光仪的工作原理
WXG-4圆盘旋光仪
t： 比旋光度 [ α ]λ
测定温度
比旋光度
[α] t λ=
波长
α
旋光度（旋光仪上的读数）
l × ρ
溶液的浓度（g/ml） 盛液管长度（dm）
质量浓度ρB = 1g/ml的旋光物质溶液，放在l = 1dm长的盛液管中测得的旋光度为这个物质的比
CHO H OH CH2OH COOH [O] HgO H OH CH2OH
D-（+）-甘油醛
D-（-）-甘油酸
If the —OH or —NH2 which attaches to the
chiral carbon atom lies on the right，the
molecule is called ―D‖；if on the left，i H H Cl F H
有对称中心的分子能和它的镜像重合，没有手性
一般来讲，一种分子不能重叠镜像的条件是这 种分子没有对称面，也没有对称中心。
Plane of Symmetry
对映异构体
对映体的物理性质和化学性质一般 都相同，比旋光度的数值相等，但旋光 方向相反；等量对映体的混合物称为外 消旋体（Racemate） ，用dl或（± ） 表示。 Racemic Mixtures
手性分子
Amino acid possesses a carbon with four different attached groups (R, NH2, H, COOH); there is no such carbon in propanoic acid.
同分异构现象分为三类
同分异构现象分为三类：构造异构、立体异构和电子互变异构
构造异构包括：碳架异构（比如正丁烷和异丁烷）、位置异构（比如1-丙醇和2-丙醇）、官能团异构（比如丙醛和丙酮）、互变异狗（比如葡萄糖和果糖）、价键异构（比如苯和杜瓦苯），显然这些异构产生的原因都是因为化学键之间的不同形成的
立体异构包括：构型异构（顺反异构、旋光异构）、构象异构（比如交叉型和重叠型），显然这些异构产生的原因都是因为原子的对称中心或者对称面两端不对称所致。
第四章 立体异构
Cl
C CH3
C Br
CH3
C
C H
(E)- 2-氯-1-溴丙烯
(Z)- 2-氯-1-溴丙烯
2. 次序规则
（1）将与双键碳原子直接相连的原子按原 子序数大小排列，原子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数大者为“较优”基 团；若为同位素，则质量高者为“较优”基团。
I > Br > Cl > S > P > F > O > N > C > D > H
H C CH3
这种在有双键或环状结构的分子中，由于旋转受阻 使与双键或环相连接的原子或原子团在空间的排布方式不 同所引起的立体异构现象叫做顺反异构现象。各种异构 体互称为顺反异构，又称几何异构。
2.产生顺反异构的原因和条件
产生的原因：由于双键中的π键限制了σ键 的自由旋转，使得两个甲基和两个氢原子在空间 有两种不同的排列方式。
三、含一个手性碳原子的化合物的旋光异构
1．对映体和外消旋体 H3C
C
CH3 H HO
C
HOOC
H OH
COOH
乳酸的一对对映体（透视式） 对映体：互为实物和镜像关系的异构体叫做对 映异构体，简称对映体。
外消旋体；它们的等量混合物可组成一个外消 旋体，用（±）表示 。外消旋体无旋光性。
2．构型的表示方法
构象的两种表示方法
透视式
H
H H C H H C H H
H C H H H
C H
交叉式
重叠式
纽曼投影式：
H H H H
H H
H H
HH
H H
交叉式
重叠式
交叉式构象为优势构象
乙烷处于交叉式构象时，两个碳 上的氢原子相距最远，相互排斥力最 小，因而内能最低。重叠式构象内能 最高。但二者内能相差仅12.5kJ/mol， 室温时，分子热运动所提供的能量就 能使各个构象相互转化，因而不能分 离出乙烷的某一构象异构体。
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→
׀ C
• 2、醇或卤代烃的同分异构体的书写 下面以书写C5H12O属于醇的同分异构体来说明方法：
①先写出所有可能的碳链异构：
C-C-C-C-C、 C-C-C-C、 ׀ C
C ׀ C-C-C ׀ C
②用箭头或序号标出—OH的位置：
→ → →
→ → → →
结论：将氢原子和羟基补齐可得有8种同分异构体。
CnH2nO2
羧酸、酯、羟基醛
酚、芳香醇、芳香 醚 硝基烷、氨基酸 单糖或二糖
CH3COOH、HCOOCH3与 HO－CH2CHO
CnH2n－6O CnH2n+1NO2 Cn(H2O)m
CH3CH2NO2与H2NCH2COOH 葡萄糖与果糖(C6H12O6)、蔗糖与麦芽糖 (C H O )
烯烃、醇、卤代烃同分异构体的书写
例、书写C4H8分子的同分异构体(5种) CH3CH2CH=CH2 (CH3)2C﹦CH2 CH3CH=CHCH3
反馈练习
1.判断下列异构属于何种异构？
1 CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3 OH
2 CH3CH2CH2OH和 CH3CHCH3 • CH3CH2CHO和 CH3COCH3 官能团异构 位置异构 官能团异构
1、烯烃的同分异构体书写 下面以书写C4H8属于烯烃类的同分异构体来说明方法： ①先写出所有可能的碳链异构：C-C-C-C、 C-C-C ׀
C
②用箭头或序号标出双键的位置：C—C—C—C、 C—C—C
结论：将氢原子和双键补齐可得有三种同分异构体。 思：C5H10 属于烯烃类的同分异构体有几种？
→ →
1.请写出分子式为C4H8属于烯烃类的同分 异构体
2.请写出分子式为C4H8的同分异构体
1.请写出分子式为C4H8属于烯烃类的同分 异构体
2.请写出分子式为C4H8的所有同分异构体我展示来自我回答 我质疑 我补充
同分异构体书写的一般规律： 碳链异构 位置异构 官能团异构 一、位置异构：官能团在碳链或碳环上的位置不同。
4 CH3— CH — CH3和 CH3 CH2CH2 CH3 碳链异构 CH3 5 CH2=CHCH2CH2CH3和CH3CH2CH = CHCH3 位置异构
2、书写C5H10烯烃的同分异构体(5种) 3、书写C4H10O中属于醇类的同分异构体 （4 种） 4、书写C4H9Cl的同分异构体（4种）
第二课时
位置异构和官能团异构
学习目标
1.熟练掌握位置异构类型的同分异构体的书
写
2.熟练掌握官能团异构类型的同分异构体的
书写
学习重难点
学习重点：官能团位置和官能团的类别异 构
学习难点：官能团的类别异构
1. 阅读教材P9-10，完成导学提纲 了解感 知部分。
2. 思考导学提纲上深入学习部分的知识内 容。
→
二、官能团异构：官能团种类不同而产生的异构。
组成通式 CnH2n CnH2n－2 CnH2n+2O CnH2nO 可能的类别 烯烃、环烷烃 炔烃、二烯烃和环 烯烃 醇、醚 醛、酮、烯醇、环 醇、环醚 典型实例 CH2＝CHCH3与△ CH2＝CHCH＝CH2与CH≡CCH2CH3 C2H5OH与CH3OCH3