《有机反应机理》PPT课件
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福大高等有机第三章反应机理
的；即从左到右（电负性增加），碱性减弱，亲核性减弱； 如：CH3O->F- ；SH-> Cl－ ； ③同族元素中，从上到下，亲核性增加，碱性减弱； 如：I->Br－> Cl->F- ；C6H5S->C6H5O-； 因为大周期元素的原子具有较大体积，电子云易分散、极化，底 物易与亲核试剂之间部分地成键形成较稳定的过渡态，一些有易极 化的S组成的负离子，如：SCN-、S2O32-、SO32-，及电子云在2－3 个原子间发生位移的离子，如：N3-、CN-等具有较强的亲核性和相 对较弱的碱性；
1968年，Pearson通过实验，改变不同的亲核试剂， 用 S= Log
K(CH3I+Nu) K(CH3I+CH3OH)
表示亲核性强弱；
Nu CH3OH NO3 S 1 pKa -1.7
Nu
NH3
-
F
-
AcO
-
Cl
-
PhCOO-
C5H5N
Me2S
NO2-
1.5 2.7 4.3 4.4 -1.3 3.45 4.75 -5.7
R－ CH3CH2 - CH2=CHCH2 - CH3COOCH2 - C6H5CH2 - CH3OCH2 (RL) V(SN2) 1 40 100 120 400 (相对) 这是由于空间效应没有明显不同时，对过渡状态中中心碳的部分 正电荷具有给电子稳定作用，但是这种分散部分碳正电荷而起稳定 作用明显弱于SN1机理；
CH3 C2H5 (CH3)2CH (CH3)3C -
H2O
V(相对) 1.05
1
12
1.2×106
机理
SN2
SN2
SN1
SN1
与碳正离子稳定性顺序一致。
1968年，Pearson通过实验，改变不同的亲核试剂， 用 S= Log
K(CH3I+Nu) K(CH3I+CH3OH)
表示亲核性强弱；
Nu CH3OH NO3 S 1 pKa -1.7
Nu
NH3
-
F
-
AcO
-
Cl
-
PhCOO-
C5H5N
Me2S
NO2-
1.5 2.7 4.3 4.4 -1.3 3.45 4.75 -5.7
R－ CH3CH2 - CH2=CHCH2 - CH3COOCH2 - C6H5CH2 - CH3OCH2 (RL) V(SN2) 1 40 100 120 400 (相对) 这是由于空间效应没有明显不同时，对过渡状态中中心碳的部分 正电荷具有给电子稳定作用，但是这种分散部分碳正电荷而起稳定 作用明显弱于SN1机理；
CH3 C2H5 (CH3)2CH (CH3)3C -
H2O
V(相对) 1.05
1
12
1.2×106
机理
SN2
SN2
SN1
SN1
与碳正离子稳定性顺序一致。
化学学科史上最全最优有机反应机理总结145页PPT
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。—除 法律。 ——塞·约翰逊
总结
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
化学学科史上最全最优有机反应机理
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
2024版有机化学PPT完整全套教学课件
如比色法、分光光度法等。
色谱分析法
利用色谱技术进行定量分析， 包括气相色谱法、液相色谱法
等。
06
有机化学在生活与科技中的应 用
Chapter
有机化学在日常生活中的应用
1 2
洗涤剂与表面活性剂 日常生活中使用的洗涤剂、洗发水、沐浴露等， 其去污、乳化、发泡等功能依赖于有机化学合成 的表面活性剂。
塑料与橡胶制品 塑料瓶、塑料袋、橡胶轮胎等日常用品，都是由 有机化学合成的高分子材料制成的。
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。
药物剂型设计
通过有机化学手段，可以设计出具有特定释放性能的药物剂型，如缓 释剂、控释剂等。
有机化学在材料科学中的应用
高分子材料
通过有机化学合成，可以制备出具有优异性能的高分子材料，如 聚乙烯、聚丙烯等塑料，以及合成橡胶、合成纤维等。
功能材料
利用有机化学方法，可以合成出具有特殊功能的材料，如光电材料、 生物医用材料等。
02
有机化合物的结构与性质
Chapter
有机化合物的分类与命名
分类
按照碳架、官能团、同系物等进行分 类，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。
命名
采用系统命名法，根据有机化合物的碳 架结构和官能团进行命名，遵循IUPAC 命名规则。
有机化合物的结构特点
色谱分析法
利用色谱技术进行定量分析， 包括气相色谱法、液相色谱法
等。
06
有机化学在生活与科技中的应 用
Chapter
有机化学在日常生活中的应用
1 2
洗涤剂与表面活性剂 日常生活中使用的洗涤剂、洗发水、沐浴露等， 其去污、乳化、发泡等功能依赖于有机化学合成 的表面活性剂。
塑料与橡胶制品 塑料瓶、塑料袋、橡胶轮胎等日常用品，都是由 有机化学合成的高分子材料制成的。
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。
药物剂型设计
通过有机化学手段，可以设计出具有特定释放性能的药物剂型，如缓 释剂、控释剂等。
有机化学在材料科学中的应用
高分子材料
通过有机化学合成，可以制备出具有优异性能的高分子材料，如 聚乙烯、聚丙烯等塑料，以及合成橡胶、合成纤维等。
功能材料
利用有机化学方法，可以合成出具有特殊功能的材料，如光电材料、 生物医用材料等。
02
有机化合物的结构与性质
Chapter
有机化合物的分类与命名
分类
按照碳架、官能团、同系物等进行分 类，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。
命名
采用系统命名法，根据有机化合物的碳 架结构和官能团进行命名，遵循IUPAC 命名规则。
有机化合物的结构特点
《有机化学人名反应》课件
人名反应的定义与重要性
定义
人名反应是指以科学家或化学家的名字命名的有机化学反应。这些反应通常具 有独特性、重要性或实用性。
重要性
人名反应是化学领域中的重要知识，掌握这些反应有助于理解有机化学的基本 原理，提高解决实际问题的能力。同时，人名反应也是化学领域中科学研究的 成果，体现了人类对化学反应的深入认识和探索。
一种重要的烷基化反应
详细描述
Friedel-Crafts反应是一种在芳香化合 物中引入烷基的亲电取代反应。通常 在路易斯酸（如AlCl3）催化下进行， 该反应广泛应用于有机合成中。
Wittig 反应
总结词
制备烯烃的经典方法
详细描述
Wittig反应是一种通过磷酸酯和醛之间的反应制备烯烃的方法。该反应涉及一个五元环 过渡态，生成具有特定立体化学特征的烯烃。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在材料科学中的应用
材料科学是一个跨学科的领域，涉及材料的设计、制备、性 能和应用。人名反应在材料科学中的应用主要涉及新型材料 的合成和改性。
通过人名反应，可以合成出具有优异性能和功能的新型材料 ，如高分子材料、陶瓷材料、复合材料等。这些材料在能源 、环境、信息等领域具有广泛的应用前景，为科技进步和社 会发展提供重要支持。
亲电取代反应
总结词
亲电取代反应是一种有机化学反应，其中亲电试剂进攻并取代反应物分子中的某 个基团。
详细描述
这类反应通常发生在苯环、芳香烃和杂环化合物的反应中，其中亲电试剂具有正 电性，能够进攻富电子的碳原子。常见的亲电取代反应包括：EAS reaction、 Elimination reaction等。
详细描述
这类反应通常发生在烯烃、炔烃和芳香烃的反应中，其中加成试剂能够与不饱和键结合形成新的键。 常见的加成反应包括：Diels-Alder reaction、Addition reaction等。
有机反应机理第六章(一)
有机反应机理
与含未共用电子对的亲核试剂反应（续）
When the nucleophile is RCO2H, the carbonyl O makes the new bond, not the O of the OH group
有机反应机理
与亲核试剂反应
有机反应机理
与亲核试剂反应
Pi-bond nucleophiles can also add to carbocations and a new carbocation is formed
第6章 活性中间体的研究
6.1 活性中间体概述 6.2 碳正离子 6.3 卡宾 6.4 碳负离子
6.5 有机自由基
有机反应机理
1活性中间体的研究在机理研究中有何意义和作用？ 2 有机反应中常见的活性中间体有哪些？
3 掌握有机自由基、卡宾、碳正离子、碳负离子
等常见活性中间体的结构、产生的条件和反应性
有机反应机理
相邻原子上的未共用电子对，键和键对碳正离 子的稳定化作用
有机反应机理
相邻原子上有未共用电子对时的共振结构
R X C
R
R X C
R
稳定化作用顺序：周期表自左向右，自上而下降低 X = N > O > F；X = O > S
有机反应机理
氮原子的稳定化作用最强，因此，亚胺正离子是 一个较稳定的中间体
有机反应机理
碳正离子重排的实例
Pinacol rearrangement 邻二叔醇重排，频哪醇重排
有机反应机理
酸催化下，邻二叔醇失去一分子水，重排成醛或酮 的反应：
R R
1
R C R
1
R H R
1
C
与含未共用电子对的亲核试剂反应（续）
When the nucleophile is RCO2H, the carbonyl O makes the new bond, not the O of the OH group
有机反应机理
与亲核试剂反应
有机反应机理
与亲核试剂反应
Pi-bond nucleophiles can also add to carbocations and a new carbocation is formed
第6章 活性中间体的研究
6.1 活性中间体概述 6.2 碳正离子 6.3 卡宾 6.4 碳负离子
6.5 有机自由基
有机反应机理
1活性中间体的研究在机理研究中有何意义和作用？ 2 有机反应中常见的活性中间体有哪些？
3 掌握有机自由基、卡宾、碳正离子、碳负离子
等常见活性中间体的结构、产生的条件和反应性
有机反应机理
相邻原子上的未共用电子对，键和键对碳正离 子的稳定化作用
有机反应机理
相邻原子上有未共用电子对时的共振结构
R X C
R
R X C
R
稳定化作用顺序：周期表自左向右，自上而下降低 X = N > O > F；X = O > S
有机反应机理
氮原子的稳定化作用最强，因此，亚胺正离子是 一个较稳定的中间体
有机反应机理
碳正离子重排的实例
Pinacol rearrangement 邻二叔醇重排，频哪醇重排
有机反应机理
酸催化下，邻二叔醇失去一分子水，重排成醛或酮 的反应：
R R
1
R C R
1
R H R
1
C
有机化学ppt课件完整版
氨基酸、蛋白质和多肽
氨基酸
构成蛋白质的基本单元，分为必需氨基酸和非必 需氨基酸。
蛋白质
由氨基酸通过肽键连接而成的高分子化合物，具 有多种生物功能。
多肽
由多个氨基酸通过肽键连接而成的化合物，生物 活性多样，包括激素、生长因子等。
脂类化合物
脂肪酸
构成脂肪的基本单元，分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
甘油酯
原理。
现代时期
20世纪至今，以量子力学和统计 力学为基础，发展出了现代有机 化学的理论和方法，如分子轨道 理论、价键理论、反应机理理论
等。
有机化学与生产生活的关系
材料领域
合成纤维、塑料、橡胶等高分子材料广泛应用于服装、家 居用品、交通工具等领域。
医药领域
合成药物如抗生素、抗癌药物等对于治疗疾病具有重要意 义。同时，天然药物中提取的有效成分也是有机化学的研 究对象。
炔烃
炔烃的通式与结构特点
通式为CnH2n-2，含有碳碳三键。
炔烃的物理性质
与烷烃和烯烃相比，炔烃的物理性质有所不同。
炔烃的化学性质
主要包括加成反应、氧化反应、聚合反应等，与烯烃类似但也有所 不同。
芳香烃
01
02
03
04
芳香烃的结构特点
含有苯环或其他芳香体系的烃 类化合物。
芳香烃的分类
根据苯环上取代基的不同，可 分为苯、甲苯、二甲苯等。
感谢观看
01
分子式相同但连接方式不同，如正丁烷和异丁烷。
立体异构
02
分子式相同、连接方式也相同，但空间构型不同，如顺反异构
、对映异构等。
同分异构体的性质差异
03
由于结构上的差异，同分异构体在物理性质、化学性质以及生
《有机人名反应》课件
4. Heck反应
概念和原理，反应机理，应用和实例。 • 介绍Heck反应的概念和原理 • 解释反应机理 • 探讨反应在有机合成中的应用和实例
5. Sonogashira反应
概念和原理，反应机理，应用和实例。 • 介绍Sonogashira反应的概念和原理 • 解释反应机理 • 探讨反应在有机合成中的应用和实例
总结
通过学习这些有机人名反应，可以更好地了解化学反应的原理和应用，有助 于提高对化学知识的理解和掌握。
《有机人名反应》PPT课 件有 Nhomakorabea人名反应
本课程将介绍一些以有机人名命名的反应。这些反应是化学家们在研究中发 现和发展出来的，具有一定的实用价值。
1. Friedel-Crafts反应
概念和原理，反应机理，应用和实例。 • 介绍Friedel-Crafts反应的概念和原理 • 解释反应机理 • 探讨反应在各个领域中的应用和实例
2. Grignard反应
概念和原理，反应机理，应用和实例。 • 介绍Grignard反应的概念和原理 • 解释反应机理 • 探讨反应在有机合成中的应用和实例
3. Wittig反应
概念和原理，反应机理，应用和实例。 • 介绍Wittig反应的概念和原理 • 解释反应机理 • 探讨反应在有机合成中的应用和实例
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第1章学习要点
1 什么是反应机理？研究反应机理有何意义？ 2 研究反应机理的步骤和方法 3 如何表示反应机理？ 4 共振结构，酸碱理论等概念 5 重要离子型反应的机理
1.1 反应机理的定义和研究机理的方法
1.1.1 定义 理想的机理模型： 建立体系所有原子空间位置与时间的函数关系， 可以求任意时刻体系中所有原子的空间位置
哪一步是速率控制步骤(rate determining step, rds)
反应条件对反应速率有何影响
可以认为
反应机理是对组成一个化学反应的全部基元过程、 全部中间体（Int.）以及与中间体、反应物（R）和 产物（P）相关联的过渡态（TS）的总体描述
以上也可看作是反应机理的定义
1.1.2 研究机理的步骤和方法 研究机理的步骤
研究机理的方法
动力学方法-速率 速率与温度的关系-活化参数 速率与浓度的关系-动力学方程
同位素的应用 动力学同位素效应 平衡同位素效应 同位素标记
活性中间体的研究 立体化学的研究 密切相关体系的研究
1.2 反应机理的分类与表示法 1.2.1 有机反应与机理的分类 1.2.2 有机反应机理的表示法
自由基（ free-radical）反应 反应中伴随单电子转移过程 自由机反应可能为链反应，也可能为非链反应
周环（ pericyclic）反应 经由环状过渡态的协同反应
金属催化（metal-catalyzed）反应
由过渡金属催化或促进的各种反应
有些过渡金属 (如 TiCl4, FeCl3) 在反应中仅起Lewis 酸的作用；有些金属在反应中仅提供电子（如Na 和Li） 这些金属参与的反应一般分类为极性反应，周环 反应或自由基反应
IUPAC表示机Biblioteka 的符号及意义见下表符号 A D + * E N R e n r H h xh C P int SS {}
位置 中 中 中 中 下标 下标 下标 下标 下标 下标 下标 下标 下标 中 中 下标 下标 上标 中
意义 成键（associative） 断键（dissociative） 分步反应 分步反应（中间体寿命短） 亲电（eletrophilic） 亲核（nucleophilic） 均裂 同 E（周边原子上） 同 N（周边原子上） 同 R（周边原子上） 同 E（亲电试剂为 H） 同 h（周边原子上） H 与载体之间的断键或成键 扩散控制（结合） 扩散控制（离解） 紧密离子对 溶剂分隔离子对 速率控制步骤 重复的反应
提出机理假设，使符合已知的事实
否 设计实验，验证假设
否
是
设计新的实验进一步验证假设
是
如果对假设中所有可实验验证的特征都作了实验 研究，则停止实验，接受所提出的机理假设
如何提出机理假设？ 如何设计实验验证假设？
根据已有的实验事实提出机理假设
如何设计实验验证假设，就涉及到研究机理 的方法问题，这也是我们这门课要讨论的重点
2. Robert B. Grossman. The Art of Writing Reasonable Organic Reaction Mechanisms, Springer-Verlag Press, New York: 2003
第1章 绪论
1.1 反应机理的定义和研究机理的方法 1.2 反应机理的分类与表示方法 1.3 重要极性反应及机理回顾
课程介绍 讨论有机反应机理的不同角度
1 根据有机和结构理论讨论机理（基础有机化学和 结构有机化学）
2 逐一介绍不同反应的机理（高等有机化学）
3 以机理的研究方法为线索来讨论机理（物理有机 化学） 本课程以3为重点，兼顾1,2
主要参考书
1. 魏运洋，李建. 化学反应机理导论，科学出版社， 北京：2004
1.2.1 有机反应与机理的分类 按反应物与产物的关系分类 按反应机理分类
按反应物与产物的关系分类 加成反应（addition) 消除反应（elimination) 取代反应（ substitution) 重排反应（rearrangement)
加成反应（addition)
某些化合物分子可通过键的断裂形成两部分，两
CO2Et H
H
机理？
重排反应（rearrangement）
HO
O
KH
按反应机理分类 极性（polar）或离子型反应 自由基（ free-radical）反应 周环（ pericyclic）反应
金属催化（metal-catalyzed）反应
极性（polar）反应
极性反应也称离子型反应
极性反应中电子成对地由亲核试剂向亲电试剂转 移 或由占有轨道向空轨道转移
部分分别与含有不饱和键的底物反应,使底物的
键断裂，形成两个新的键，这样的反应称作加成 反应
加成反应实例
R
HBr
Br
R
HBr
Br
R
(BzO)2
R
机理？
O Ph CH3
CH3MgBr
HO CH3 Ph CH3
消除反应（elimination)
底物分子中与两个原子或基团相连的键断裂，形
成一个新的 键，这样的反应称作消除反应
1.2.2 有机反应机理的表示法 用符号表示 用反应式表示
用符号表示
用 Ingold符号表示 SN2：bimolecular nucleophilic substitution SN1: two step mechanism of nucleophilic substitution
E2：bimolecular elimination
用 Ingold符号表示机理的多重性 一种符号多种机理 一种机理多种符号
IUPAC表示法 1989年，IUPAC推荐了一套表示反应机理的方法， 规定了近20种符号及其用法
Robert D. Guthrie, William P. Jencks. Acc Chem Res, 22(10), 1989:343~348
量子化学和计算机技术的进步以及飞秒化学 (10－15s)的发展从理论上和实验上为此提供了可能
未来我们对于反应机理的认识可能朝这个方向发展
就目前而言，对于一个复杂化学反应机理的理解 主要包括
反应由哪些基元步骤构成 每一步的产物是什么
从反应物到产物经过什么样的中间状态 （中间体；过渡态, transition state, TS）
CH3
Ph
OH
H2C H
cat. TsOH
CH3
Ph
+ H OH
机理？
取代反应（ substitution）
底物分子中以 键相连的原子或基团被新的原子或 基团取代的反应
取代反应实例
H3C
Ac2O AlCl3
H3C
CH3 + HOAc O
CO2Et H
S
Bu3SnH
cat. AIBN
O SCH3