大学有机化学课件

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03 胺的化学性质
包括碱性、亲核性、还原性、 氧化性以及酰化反应等。
0 胺的制备方法 4可通过氨或胺的烷基化、酰胺
还原、腈的还原以及含氮化合 物的重排等方法制备。
重氮和偶氮化合物
重氮化合物的结构和性质 重氮化合物含有重氮基团,具有不稳 定性,易放出氮气。
偶氮化合物的结构和性质
偶氮化合物含有偶氮基团,具有颜色, 并可用于染料和指示剂等。
医药领域中的有机化学知识应用举例
药物合成
有机化学在药物合成中发挥着重 要作用,许多药物都是通过有机
合成方法制备得到的。
药物分析
药物分析中的许多方法都涉及到 有机化学知识,如色谱法、光谱 法等,这些方法可以用于药物的
定性和定量分析。
药物代谢
药物在体内的代谢过程也涉及到 有机化学知识,如药物的吸收、来自分布、代谢和排泄等。07
有机化学在日常生活中的应用
食品中的有机化学知识应用举例
食品添加剂
许多食品添加剂都是有机化合物, 如防腐剂、色素、香料等,它们 能够改善食品的色、香、味和保 质期。
营养强化剂
维生素、矿物质等营养强化剂也常 是有机化合物,添加到食品中可以 提高食品的营养价值。
食品包装材料
食品包装材料中常使用有机高分子 化合物,如聚乙烯、聚丙烯等,它 们具有良好的加工性能和保护性能。
环境问题中的有机化学知识应用举例
1 2 3
大气污染 大气中的许多有机污染物都是有机化合物,如挥 发性有机物、多环芳烃等,它们对环境和人体健 康都有危害。
水体污染 水体中的有机污染物也常是有机化合物,如农药、 染料、酚类等,它们会导致水质恶化并危害水生 生物。
土壤污染 土壤中的有机污染物包括农药、多氯联苯等有机 化合物,它们会在土壤中积累并通过食物链危害 人类健康。

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大学有机化学课件大学有机化学课件第一章绪论教学目的1. 使学生了解有机化化学的研究对象和有机化合物的特殊性质。

2. 使学生掌握有机化合物的结构表示方法和有机化合物的分类方法。

能够正确书写简单有机物的电子式、结构式和结构简式;认识一般有机官能团和能给单官能团有机化合物分类。

3. 使学生掌握杂化轨道概念,能判别简单有机物分子中碳原子的杂化类型。

4. 使学生熟悉有机化合物分子中化学键:偶极矩、σ键、π键的特点和酸碱电子理论,了解有机物结构特点与一般理化性质的关系;了解价键理论和分子轨道理论。

教学重点有机物的结构表示方法、杂化轨道理论及有机物分类方法。

教学难点杂化轨道理论、价键理论与分子轨道理论,σ键、π键的特点。

课堂组织第一节有机化学的研究对象简述:从人类生存、生产的历史阐明有机物的历史性与广泛性,人类生存离不开有机物的事实。

给出有机物的原始概念、演变后的现代概念及其演变历程。

阐明有机物与无机物在结构和性质上的差异。

分析有机物与无机物互相转化的关系及相对性。

归纳出有机化学的研究对象为烃及其衍生物的组成、结构、制备、性质及其变化规律。

第二节有机化合物特性从人类生活的衣食住行必须物来分析有机物的共同性质(或有机物的特性)1.从衣食住行必需品的种类数量分析得到有机物数量多的印象。

简单解释:碳链延长与分枝所致。

2.从生活中的防火知识进行演绎,得出大多数有机物易燃的结论。

简单解释:碳碳键和碳氢键大都可以转变成碳氧键和氢氧键并且放出能量。

3.从酒精、食油、燃气等有机物存在状态导出有机物低熔点性质:简单解释:分子化合物,弱极性键所致。

4从石油、食油、氯仿、苯的水溶性导出大多数有机物不溶于水的结论。

简单解释:相似者相溶。

5.从绝缘体引出大多数有机物不导电的性质。

诸如反应慢、副反应多性质也从生活事实导出。

总结:有机物的结构决定有机物性质---结构式的重要性。

第三节有机化合物中的化学键1.价键理论回顾中学化学键概念,写出几种简单无机物、有机物的电子式;简述价键理论要点。

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17
烯烃、炔烃衍生物及其应用
01
烯烃衍生物
包括醇、醛、酮、羧酸等,具有广泛的应用,如合成香料、药物、塑料
等。
02
炔烃衍生物
包括炔醇、炔醛、炔酮等,可用于合成橡胶、染料、农药等。
2024/1/24
03
烯烃、炔烃及其衍生物的应用
在有机合成中具有重要的地位,可用于合成各种复杂的有机化合物,同
时也是许多天然产物和生物活性物质的重要合成原料。
2024/1/24
偶氮化合物的结构特点
含有偶氮基(-N=N-)的有机化合物, 偶氮基两端连接两个烃基。
偶氮化合物的物理性质
多数偶氮化合物为有色物质,难溶于 水。
偶氮化合物的化学性质
相对稳定,不易被氧化;能在一定条 件下发生还原反应;能与金属离子形 成络合物等。
29
生物碱简介及应用
01
生物碱的定义
一类含氮的碱性有机化合物, 在植物界中分布广泛,具有显 著的生理活性。
24
醛、酮类化合物结构与性质
醛类化合物
羰基与一个烃基和一个氢原子相连形 成的化合物,具有刺激性气味和还原 性。常见的醛有甲醛、乙醛等。
酮类化合物
羰基与两个烃基相连形成的化合物, 具有酮味和一定的稳定性。根据烃基 的不同,可分为脂肪酮、芳香酮等。
2024/1/24
25
羧酸及其衍生物结构与性质
2024/1/24
3
农药领域
一些杂环和元素有机化合物具有杀虫、 除草等活性,被用作农药的活性成分。 例如,吡啶类化合物可用于合成新型杀 虫剂,含磷化合物可用于制备除草剂。
2024/1/24
/1/24
35
羧酸类化合物
羧基与烃基相连形成的化合物,具有酸性、还原性和酯化反应等性质。常见的羧酸有甲 酸、乙酸等。

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化学性质有影响, 而且对生物大分子的空间状态与生物 功能有重要意义.
• 超分子体系: 两种或两种以上的化学物质通过分子间的
弱相互作用所形成的复杂有序具有且具有特定功能的体 系. 几种分子间力的加和与协同, 具有一定的方向性和选 择性, 决定着分子识别和位点识别, 只有具备分子识别功 能的组装方式, 才能保证组装体系高级结构的有序性. 超分子体系是与生命现象有关的功能的基本单位, 生命 的奥秘、生物的神奇存在于特殊的组装体之中.
酸: 凡是能给出(提供)质子(H+)的物质. 例如 CH3COOH 碱: 凡是能接受(结合)质子(H+)的物质. 例如 CH3COOˉ 酸性(或碱性): 是指它们给出(或接受)质子的能力.
2. 路易斯(lewis)定义的酸碱:
分子轨道包括: 成键轨道、反键轨道
(能量由低到高)
分子轨道理论的电子离域观点,对价电子在分子中 运动形态的描述更为确切,并能很好地解释共轭分子的 特性,但除共轭分子外,其它分子中电子离域的程度很小, 仍可以方便地采用价键理论(包括轨道杂化理论和共振 论)解释有机物的结构.
3.轨道杂化理论 1931年 Pauling 和 Slater 提出
①价键理论(简称V.B法) ②轨道杂化理论 ③共振论 ④分子轨道理论(简称M.O法)
其中, 轨道杂化理论和共振论是价键理论的发展和延伸.
• 表征共价键基本性质(属性)的物理量:
① 键长
② 键角 反映了有机物分子的空间构型.
③ 键能(E) 和 键离解能(D) 衡量共价键强度的物理量. 对于多原子分子,键能是同类共价键的键离解能的 平均值. 例如 甲烷中的C–H 键.
(functianal group) 官能团: 是指有机物分子结构中最能代表该类化合物主

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重排反应通常发生在含有不稳 定结构或官能团的化合物中, 需要加热或加入催化剂。在重 排过程中,分子的骨架结构可 能发生变化。
重排反应在有机合成中具有重 要的应用价值,可以用于合成 具有特定结构或官能团的有机 化合物。同时,重排反应也是 研究有机化合物结构和性质的 重要手段之一。
08
有机化学在生活中的应 用
定义
特点
加成反应在有机合成中具有重要的应用价值,可以用 于合成各种烯烃、醇、醛、酮等有机化合物。
应用
加成反应通常发生在分子中的不饱和键上,需要一定 的反应条件和催化剂。
消除反应
定义
消除反应是指有机化合物分子中 失去一个小分子(如水、卤化氢
等),形成不饱和键的反应。
种类
包括脱水消除、脱卤化氢消除、 热消除等。
反应。此外,醇还可以与酸反应生成酯,是重要的有机合成原料。
酚类化合物结构与性质
结构特点 酚类化合物的分子中含有苯环和羟基(-OH)官能团,通 式为Ar-OH,其中Ar为苯基或其衍生物。
物理性质 酚类化合物一般为无色或淡黄色的固体或液体,具有特殊 的气味和较强的毒性。酚的熔点和沸点较高,易溶于有机 溶剂。
化学性质
03
可发生加成、氧化、还原等反应,如与氢气加成生成醇,被弱
氧化剂氧化成酸。
酮类化合物结构与性质
结构特点
羰基(C=O)两侧连接烃基或芳基,无双键性质。
物理性质
沸点较高、难溶于水、易溶于有机溶剂。
化学性质
主要发生加成和还原反应,如与氢气加成生成醇,被还原剂还原 成仲醇。
醌类化合物结构与性质
结构特点
04
醇、酚、醚类化合物
醇类化合物结构与性质
01
结构特点

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有机化合物分类及命名
分类
按照碳架分类,如开链化合物、碳环化合物和杂环 化合物等;按照官能团分类,如烃、醇、酚、醚、 醛、酮、羧酸、酯等。
命名
有机化合物的命名遵循一定的规则和原则,如 IUPAC命名法,根据化合物的结构特征和官能团进 行命名。
有机化学发展历史
1 2 3
早期历史 有机化学的起源可以追溯到古代,人们开始使用 天然有机化合物,如木材、油脂、药物等。
芳香烃分子中含有苯环结构, 苯环上的碳原子以共价键相连 形成平面六边形结构。这种结 构使得芳香烃具有较高的稳定 性和特殊的化学性质。
芳香烃的物理性质与烷烃、烯 烃和炔烃有所不同。例如,芳 香烃通常具有较强的气味和毒 性,且熔沸点较高。
芳香烃的化学性质较为特殊, 可以发生取代反应、加成反应 和氧化反应等多种反应。但由 于苯环结构的稳定性较高,这 些反应通常需要较为苛刻的条 件。
到商业上可得的原料或易于合成的中间体。
应用
02
在复杂有机分子的合成设计中,逆合成分析法是一种有效的策
略,可以帮助化学家快速找到合成路径。
优点
03
能够简化合成步骤,提高合成效率,降低成本。
官能团转化策略
官能团的定义
决定有机化合物化学性质的原子或原子团。
官能团转化
通过一系列化学反应,将一个官能团转化为另一个官能团,以实 现目标分子的合成。
烯烃、炔烃的化 学性质
烯烃和炔烃的化学性质 非常活泼,可以发生加 成反应、聚合反应、氧 化反应等多种反应。加 成反应包括与氢气、卤 素、水等的加成,聚合 反应则可以形成高分子 化合物。
芳香烃结构与性质
芳香烃的通式与命名
芳香烃的结构特点
芳香烃的物理性质

大学化学《有机化学 绪论》课件

大学化学《有机化学 绪论》课件
第 1 章 绪论 ——有机化学的昨天、今天和明天
本章提纲
1.1 有机化学的产生和发展 1.2 有机化学的成就
1 学科建设 2 学术成就 3 研究思路
1.1 有机化学的产生和发展
1773年 由尿中得到了尿素。 1805年 由鸦片中得到了第一个生物碱——吗啡。 1806年Berzelius J(柏则里)首先引用“有机化学”,同时提出“生命力” 学说。 1828年Wöhler F(魏勒)用无机物氰酸铵合成了尿素。 1845年Kolbe H(柯尔柏)合成了醋酸 1848年Gmelin L(葛美林)提出“有机化学是研究碳的化学”。 1854年Berthelot M(柏塞罗)合成了油脂, Butlerov A(布特列洛夫) 合成H4CNO
NH4CNO 氰酸铵
O
H2NCNH2
尿素
Kolbe H的工作(1845年)
C + 2S CS2 + 3 Cl2
CS2 Fe
CCl4 + S2Cl2
2 CCl4
C2Cl4 + 2 Cl2
C2Cl4 + 2 H2O + Cl2
CCl3COOH + 3 HCl
CCl3COOH + 3 H2
CH3COOH + 3 HCl
1.2 有机化学的成就
1 学科建设
1 制备了上千万种的化合物 1928年(第一个),1990年(1000万种), 1999年(2443万种) 。
2 建立了一套系统鉴定和测定有机化合物的方法。 吗啡(1805年)发现,历经150年才测出它的结构,现在使用先进的 仪器,几个月、几天、几个小时就可以测定一个化合物的结构。
材料化学 由无机材料发展为无机、有机材料并重,将来有机材料将会占主导地位。

有机化学PPT完整全套教学课件

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特点
有机化合物种类繁多,结构复杂 ,具有独特的物理和化学性质。
有机化学的历史与发展
01
02
03
早期历史
有机化学的起源可以追溯 到古代,但真正的发展始 于18世纪。
近代发展
19世纪以后,随着化学理 论的不断完善和实验技术 的进步,有机化学得到了 迅速发展。
现代有机化学
20世纪以来,有机化学在 理论、实验方法和应用领 域等方面都取得了巨大进 展。
通过有机合成制备具有特定功能的材料, 如光电材料、催化剂等。
合成具有生物活性的化合物,如酶抑制剂、 受体配体等,并进行生物活性评价。
05
有机化合物的鉴定与分析
Chapter
有机化合物的分离与纯化技术
蒸馏法
利用物质沸点的差异进行分离, 包括简单蒸馏、分馏、减压蒸馏
等。
萃取法
利用物质在两种不互溶溶剂中的 溶解度差异进行分离,包括液-
有机化合物的化学性质
• 取代反应:有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应,如卤代烃的水解反应、 酯的水解反应等。
• 加成反应:有机化合物分子中不饱和键(双键或三键)两端的原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合 物的反应,如烯烃与氢气的加成反应、炔烃与卤素的加成反应等。
对已知化合物进行结构修饰和改造, 优化其性能,满足特定需求。
有机合成的基本策略与方法
逆合成分析
从目标分子出发,逆向分析其结 构,设计合理的合成路线。
保护与去保护策略
在合成过程中,对某些官能团进 行保护,以避免不必要的副反应 ,合成完成后再进行去保护。
01 02 03 04
合成子的选择与连接
选择合适的合成子,通过化学键 的连接形成目标分子。
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C H 3C H C H 2C H 2C H C H 2C H 3 OH OH
3–甲基–2–丁醇 (3-methyl-2-butanol)
2,5–庚二醇 (2,5-heptanediol)
7
C H 3C H 2C H 2C H C H 2C H 2C H 2O H CH CH2
CH3
OH
4–丙基–5–己烯–1–醇

O R C

OH R

O C


O
Y ( Y : X , O R ', O C R ', N H R ')
羧酸
OH
羧酸衍生物 羟基(hydroxyl group) 醇和酚的官能团
2
C
OH
醇 (alcohols)
Ar OH
羟基直接与饱和碳原子—— sp3杂化碳原子连接。
羟基直接与芳环上的碳原子 酚 (phenols) 连接。
共 轭 酸
Y

O
烷氧负离子 水合离子
O H + H O H Y + H 3O
+
共 轭 碱

酚氧负离子
14
表 9 .1 一 些 弱 酸 的 p K a 值 酸 C 6H 5O H C H 3O H H 2O C H 3C H 2O H (C H 3 ) 3 C O H HC H2 NH3 C H 3C H 3 CH pKa
26
(2) 一元醇的脱氢 伯醇或仲醇高温时,在金属的催化作用下 发生脱氢反应,生成醛或酮:
Cu
C H 3C H 2O H
金属: Cu, Ag, Ni等 (3) α–二醇的氧化 α–二醇与HIO4作用, C―C 键断裂,生成 羰基化合物: OH
O I O RCHOH + O R 'C H O H OH R 'C H RCH O O OH O I OH
Nu + R OTs
SN2
Nu
R + O Ts
22
10.4.4 氧化反应
[O ]
(1) 一元醇的氧化 伯醇 羧酸 O
[O ]

O R C
进一步氧化
OH
ROH
R
C
H
O OH
F C H 2C H 2C H 2O H
K 2C r2O 7 H 2 S O 4 ,H 2 O
F C H 2C H 2 C
3–氟–1–丙醇
(2)空间效应的影响: 空阻减弱溶剂化作用(溶 剂化作用有利于酚羟基的离解),从而使酸性减弱。
OH OH NO2 OH NO2
>
NO2
>
>
NO2
O 2N
OH
pka
7.15
7.22
O 2N
8.39
NO2 OH NO2
4.09
OH (C H 3)3C C H 2 C H 2C (C H 3)3
0.25
C H 2C (C H 3)3
84%
(C H 3 ) 2 C H
O
CH2
异丙醇钠
苄氯
异丙基苄基醚
酚与卤代烃或硫酸酯在碱的作用下 生成芳醚:
A rO H
N aO H
A rO N a
R X ( X = C l, B r , I , O S O 2 O R ')
A rO R + N aX
反应先生成芳氧负离子,随之发生SN2反应
19
OH + N aO H
27
~300 ℃
C H 3C H O
-H 2O
RCHO R 'C H O
+
H IO
3
AgIO3
加入AgNO3, 可用于α–二醇的鉴定。
(4) 酚的氧化
酚在氧化剂的作用下生成醌:
OH
K 2C r2O 7 H 2S O 4, H 2O
O
对苯二醌 (氢醌)
OH
O
对苯醌
28
10.4.5 与三氯化铁显色反应
酸性极弱 17
OH
+ N aO H
ONa
+ H 2O
(I)
ONa + C O 2 + H 2O OH + N aH C O 3
(II)
H2CO3: pKa = 6.38
分离、鉴别酚
18
10.4.2 醚的生成
通常使用醇和酚的金属盐与卤代烃或 硫酸二甲(乙)酯作用,生成相应的醚:
(C H 3)2C H O N a + C H 2C l
PCC试剂不氧化 C=C 键
O C H 2O H
PCC C H 2 C l2
C
H
香茅醇
香茅醛 (82%)
24
b. 活性MnO2
该氧化剂对活泼的烯丙位醇具有很好的选择性氧 化作用,而不影响C=C双键。
CH CH
3 CH 3
CH
MnO
2 OH
2
3
= CHCH = CHC = CHCH
CH 2 Cl 2
CH3 2 H3 C C OH + 2 K
2 C H 3C H 2O N a
CH3 2 H3 C C
+ H2
O K + H2
CH3
CH3
NaH, NaNH2, NaOH, KOH
酚的酸性
取代基
O C H 3C OH
OH
OH
pKa = 18 pKa = 9.89 表9.2 取代 酚的酸性常数
pKa (25℃) 邻 间 对 取代基 2,4 –二硝基 2,4,6–三硝基 (苦味酸) (picric acid)
11
10.4 醇和酚的化学性质—醇和酚的共性
醇的反应部位:
H C O H
弱碱性
亲核取代 反应
O
C C
Nu:
H C C H
H
O
H
A
质子化
H
H
C
O H
消除反应
氧化反应
弱酸性
12
酚的反应部位:
酸性
芳醚的形成 芳环上的 亲电反应
13
醇与酚化学反应的共性:
10.4.1 弱酸性
H R O H + O H
R O + H O H H
O
H 2S O 4
O OH

C H 3O H +
C
C
O C H 3 + H 2O
甲醇
苯甲酸
甲基苯甲酸酯
(70%)
(0.6 mol) (0.1 mol)
加入苯,蒸出水和苯的共沸物,除去水, 使平衡向右移动。 醇还可以与其它酰基化试剂发生酯化反应:
O ROH + R 'C Cl O R 'C OR
O R 'C OR
相对酸性:
A rO H > R O H > R C > H2 > NH3 > RH CH
9 .8 9
1 5 .5 1 5 .7 4 1 5 .9 1 8 .0 25 35 38 50
相对碱性:
R > NH2 > H > RC > R O > H O > A rO
-
C
-
-
15
2 C H 3C H 2O H + 2 N a
bp(℃) C4 以下 流动液体; C5 ~ C11 油R H O R H O R
10
H
O
酚也能形成分子间 氢键。
[补充] 什么叫氢键? 形成氢键的条件? X H Y (静电引力) (分子间和分子内 均可形成) X、Y :通常是 F、O、N , 电负性很大、体 积较小、而且具有未共用电子对的原子. 氢键 不属于化学键, 但它有方向性和饱和性. 氢键 比化学键弱, 比范德华力强. 氢键 对分子的物理和化学性质有明显的影响. 氢键的形成也影响着醇和酚在水中的溶解度。
CC
H H
O
H
图 10.1 甲醇和苯酚的结构示意图
sp3杂化碳原子 C-O σ键
0 .1 4 3 n m
sp2杂化碳原子 p,π–共轭
0 .1 4 2 n m
H H C O
O
109°
H H 1 0 8 .5 °
H
9
10.3 醇和酚的物理性质
C12 以上蜡状固体; 多数酚为无色液体。 沸点:低级醇的沸点比相对分子质量相近 的烷烃高得多 甲醇 乙烷
pKa = 4.74
pKa (25℃)
―H ―CH3 ―Cl ―NO2 ―OCH3
9.89 10.20 8.11 7.17 9.98
9.89 10.10 8.80 8.28 9.65
9.89 10.17 9.20 7.15 10.21
3.96
0.38
16
苯环上的取代基对酚酸性强弱的影响
(1)电子效应的影响: 吸电子基团使酸性增强, 给电子基团使酸性减弱。
HO
O
25
仲醇的氧化:
仲醇
R CH R ' OH
[O]
K 2C r2O 7

RCR' O
H 2 S O 4 ,H 2 O
H2CrO4 铬酸
OH
N a 2 C r2O 7 H 2 S O 4 ,H 2 O
O
环己醇
R R' C R" OH
环己酮(85%)
[O ]
不反应
叔醇无α–氢, 一般条件下不被氧化
21
酰氯
O O R O H + R 'C O C R '
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