有机化学第五章ppt课件
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大学有机化学课件第五章 旋光异构1
2. 含两个相同手性C原子的化合物
COOH HO H C C H OH
H HO COOH C C OH H HO HO COOH C C H H H H COOH C C OH OH
COOH
COOH
COOH
COOH
Ⅰ （-）酒石酸 （S，S）
OH
Ⅱ （+）酒石酸 （R，R）
COOH
Ⅲ
Ⅳ
内消旋酒石酸 （S，R）
3.11
4.80
内消旋体 （含有相同手性碳原子旋光 异构体数<2n）
对映体
非对映体
外消旋体
内消旋体
相同化合物
内消旋酒石酸（S，R）分子模型
5.5 含手性碳原子 的环状化合物的旋光异构
1，2-环丙烷二甲酸
H H H H H
1
H H COOH HOOC
1
H H H
2
*
HOOC
* COOH
*
HOOC (1R ,2 R )
5.1.2 旋光仪与比旋光度
1． 旋光仪 测定化合物的旋光度是用旋光仪，旋光仪 主要部分是有两个尼可尔棱镜（起偏棱镜和检 偏棱镜），一个盛液管和一个刻度盘组装而成。 若盛液管中为旋光性物质，当偏光透过该 物质时会使偏光向左或右旋转一定的角度，如 要使旋转一定的角度后的偏光能透过检偏镜光 栅，则必须将检偏镜旋转一定的角度，目镜处 视野才明亮，测其旋转的角度即为该物质的旋 光度α 。如下图所示
5.2.2 对称因素 1. 对称面
假设分子中有一平面能把分子切成互 为镜象的两半，该平面就是分子的对称面。
H 对称面 Cl H C H Cl C Cl 对称面
C
Cl
CH 3
具有对称面的分子无手性
汪小兰有机化学课件第四版第五章旋光异构
旋转受阻，两个苯环 不能在同一平面上
两个苯环成一定角度
总目录
(1)苯环上无取代基、有小取代基或苯环上有两个
相同基团时，分子有对称面，无手性。
NO2
NO2
Cl
NO2
NO2
(2)当苯环邻位连接两个体积较大的不同取代基时，
分子没有对称面与对称中心，有手性。
π 键相互垂直
所形成的平面也相互垂直
总目录
c
b CCC
d
a
当a=b或c=d，可找到对称面m，分子无手性。
当a≠b、c≠d，分子有手性。
cc
b
b
a
C
C
C
C
dd
C
C
a
总目录
2. 具有联苯类结构的化合物
是否有手性？
两个苯环可在一个平面上，有对称面，无手性。 当苯环邻位引入体积较大基团时，苯环旋转受阻。
Cl
H
CC
H
Cl
C2
n = 360°/180°=2
总目录
环丁烷
H
H
苯
H
H
C4
H
H
C
H
H
6
反-1,2-二氯环丙烷
H H
C2
H
Cl
Cl
H
总目录
2. 手性判据
Cl
HH
Cl
CC H
CC
Cl Cl
H
有对称面的物质与其镜像可重合，无手性
CH3
CH3
H C Cl Cl
Cl
C H
Cl
有对称面的物质与其镜像可以重合，无手性。
COOH
H OH m
H OH
高等有机化学课件酸碱理论.ppt
NC CN
(H3C)2
NC CN
二甲苯
橙色
NC CN
(H3C)4
NC CN
四甲苯
深红
NC CN
(H3C)6
NC CN
六甲苯
深紫色
其中各种甲苯是电子给予体（碱），四氰基乙烯是电子接受体（酸）。苯环上的甲 基越多，生成的电荷转移络合物的颜色越深，这表示甲基的数目增加致使电荷转移程 度加大。在紫外光谱中发生红移。
它具有可供公用的电子对 因此，一般的酸碱反应的实质是，碱的未公用的或 p 轨道的电子对与酸的空轨 道形成共价键。
A + :B Ag+ + 2:NH3 BF3 + :F-
AB [Ag(NH3)2]+
BF4-
一些不通常不像碱的物种，如乙烯和芳香族化合物，按路易斯酸碱理论都是碱。
如：
CH2
+
Ag+
CH2
第五章 酸碱理论和活泼中间体
§ 5-1 酸碱理论
酸碱概念是在化学变化中应用最广泛的概念之一。有机化学中异裂 反应几乎都可以认为酸碱反应过程。目前酸碱理论有六种之多，但在有 机化学中广泛使用的是勃朗斯德理论、路易斯理论和软硬酸碱理论。
一、勃朗斯德 (Brönsted) 理论
（一） 酸碱质子理论 这个理论认为，凡能给出质子的物质都是酸，凡能接受质子的物质都
+
NO2+
NO2 + H+
CH3Br + OH-
CH3OH + Br-
（2） 加成反应 一些不饱和键上的加成反应也可视为酸碱反应。如：
H2O: + Cl3CCH=O
Cl3C-CH(OH2)2
有机化学第5章 炔烃 二烯烃
Br
NaNH2的矿物油 , 150-160o C
NaNH2
KOH-C2H5OH
叁键移位
CH3CH2CCH
5.5.3 由金属炔化物制备炔烃
CH3CH2CCH
空气，CuCl , NH3 , CH3OH
CH3CH2CC-CCCH2CH3 二聚
R’X
RMgX NaNH2
CH3CH2C CMgX
CH3CH2C CNa
HC C乙炔基 ethynyl CH3C C1-丙炔基 1-propynyl HC CCH22-丙炔基 2-propynyl
•戊炔 的构造异构体: CH3CH2CH2C CH 1-戊炔 CH3CH2C CCH3 2-戊炔 (2) 炔烃的命名
• 系统命名:
CH3CHC CH CH3 3-甲基-1-丁炔
烯醇式
酮式
3 加卤素
*1 CH2=CH-CH2-CCH + Br2 (1mol)
CH2BrCHBr-CH2-CCH
Cl2 FeCl3
H Cl C C
Br2
？
Cl H
*2 HCCH
Cl2 FeCl3
CHCl2-CHCl2
反应能控制在这一步。
*3 加氯必须用催化剂，加溴不用。
4 硼氢化反应
R2BH
R-CCCu
HNO3
5.4.2 加成反应
1 加HX
*1 与不对称炔烃加成时，符合马氏规则。 *2 与HCl加成，常用汞盐和铜盐做催化剂。 *3 由于卤素的吸电子作用，反应能控制在一元阶段。 *4 反式加成。
CH3CH2CCCH2CH3 + HCl
催化剂
CH 3CH2 H C C Cl CH 2CH3
有机化学 第五章 二烯烃
对于环烯烃，也存在类似的分类，但累积二烯 烃几乎不存在。
王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院
5.1 二烯烃分类与命名
二、二烯烃的命名：
主链：选择同时包含两个双键的最长碳链，命 名为“某二烯”，并在前面注明位次，如：
H3C CH3 CH2 C C CH2
2, 3－二甲基－1, 3－丁二烯
顺反的命名：编号时顺式优先，将双键的顺反 构型分别标出并写在前面，如：
1,2–加成
CH2 CH CH CH2 Br Br
CH2 CH CH CH2 + Br2
1,4–加成
CH2 Br
CH CH CH2 Br
1, 2 –加成是普通的双键亲电加成， 1, 4 –加成 则属于特殊的加成反应
山东科技大学 化学与环境工程学院
王鹏
5.5 共轭二烯烃的化学性质
影响两种反应方式的因素：
CH2 CH C CH
CH2 CH CH CH2 O
CH2 CH C H
CH2 CH C N
• 由此可见，π，π–共轭体系的实质是两个π键通过单 键连接且发生相互作用
王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院
5.3 电子离域与共轭体系
π，π–共轭体系的形成：
• 重键-单键-重键的交替连接
π，π–共轭体系的特点：
山东科技大学 化学与环境工程学院
王鹏
5.5 共轭二烯烃的化学性质
二、共振论对这种反应现象的解释：
反应第一步是H+的进攻：
H2C CH CH CH2
HBr
H2C CH
CH
H
(II)
CH3 +
(I)
H2C CH CH CH3
9.21有机化学第五章烯烃.
Br Br
C=C
+ Br2 CCl4
CC
红棕色
无色
烯烃加溴历程：
C=C
+
Br
Br
慢
烯烃
B+r
CC
Br
快
Br-
CC
Br
环状溴正离子
烯与卤素的加成反应是由Br+首先进攻的，
是亲电加成反应。
下列实验可以用来说明：
烯烃与卤素的加成反应，是由
亲电试剂首先进攻的分步反应。
实验一：
CH2=CH2 + Br2
结论：
C的稳定性决定了烯烃加成主要产物的 结构。
注意下列C的稳定性：
CH3
CH3 C+
CH3
3 £¡C+
CH3 CH3 C+H
2 £¡C+
CH3 C+H2
C+H3
1 £¡C+
C+H3
第一步加成的途径取决于生成碳正离子稳定 性。碳正离子的稳定性越大，也就越容易生成。
不同碳正离子的稳定性以如下次序减小：
CCl4 干燥
x (Br2不裉色)
CH2=CH2 + Br2
CCl4 微量水
CH2 CH2 (Br2裉色) Br Br
说明该反应是离子型反应。微量水可促使环状溴正
离子的形成。
实验二：
不同的取代乙烯与溴加成的相对反应速率：
CH2=CHBr 0.04
CH2=CH2 1.0
CH2=CHCH3 2.03
CH2=C(CH3)2 5.53
慢
Br
快
溴 离子
Br CH2 CH2 Br
大学有机化学第五章卤代烃PPT课件
思考题
思考题3：卤代烃的应用 举例说明卤代烃在日常生活和工业生产中的应用。
THANKS
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02
卤代烃的结构与性质
结构
卤素取代烃基
卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素取 代后的化合物，一般用R-X表示，其 中R是烃基，X是卤素原子。
碳卤键
碳卤键是卤代烃分子中碳原子和卤素 原子之间的共价键，键能较高，稳定 性好。
物理性质
状态
随着分子中碳原子数的增加，卤代烃由气态逐渐变为液态，最后变为固态。
溶解性
氧化还原反应
卤代烃可被氧化成酮、醇或醛，也可被还原成烃或醚。
04
卤代烃的应用与实例பைடு நூலகம்
应用领域
药物合成
卤代烃在药物合成中常作为重要的中间 体，用于合成多种药物，如抗生素、抗
癌药物等。
工业溶剂
卤代烃如四氯化碳、氯仿等常作为工 业溶剂，用于清洗、稀释和萃取等。
农业化学品
卤代烃在农业中用作杀虫剂、除草剂 和植物生长调节剂等，如2,4-D等。
分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃和芳 香族卤代烃。
卤代烃的命名
选择主链
选择最长的碳链作为主链，并标明其碳原子 数。
编号
从靠近卤素原子的碳原子开始编号，并标明 其他取代基的位置。
取代基
按照次序规则，列出其他取代基的名称和位 置。
系统命名法
采用国际通用的IUPAC系统命名法，遵循“ 取代基在前，数字在后”的原则。
大学有机化学第五章卤代 烃ppt课件
• 卤代烃的分类与命名 • 卤代烃的结构与性质 • 卤代烃的合成与反应机理 • 卤代烃的应用与实例 • 习题与思考题
01
卤代烃的分类与命名
卤代烃的分类
有机化学 第5章 芳烃
Cl
催化剂： 催化剂：FeCl3 、FeBr3 、AlCl3等 卤素活性： 卤素活性：F > Cl > Br > I 芳烃活性： 芳烃活性：烷基苯 > 苯 > 卤代苯
Cl
Cl Cl2 FeCl3
39％ ％
Cl Cl
Cl Cl
Cl 55 ％
6％
CH3
CH3 Cl
Cl2
CH3 Cl
CH3
FeCl3 ,25℃
H H 120° H o.140nm 120° H H H
0.140nm
价键理论： ② 价键理论：
苯分子的轨道结构
氢化热低（208.5< 119.3），苯具有特殊稳定性。 ），苯具有特殊稳定性 氢化热低（208.5<3×119.3），苯具有特殊稳定性。
苯的结构式： 苯的结构式：
或
或
苯同系物（单环芳烃） 5.2 苯同系物（单环芳烃）异构和命名
Cl Cl Cl Cl Cl Cl
（B）加氯
3 Cl2
紫外光
只有γ异构体有杀虫效果： 六六六有八种异构体，只有γ异构体有杀虫效果：
Cl Cl Cl Cl Cl
Cl
（3）氧化反应
(苯环本身的氧化) 苯环本身的氧化
O
2
空 9 O2(空气)
V2O5 400-500 ℃
2
O 70% O
4 CO2 4 H2O
O , N(CH3)2 ,
R,
NH2 ,
Cl ,
OH ,
Br ,
OCH3 ,
I, C6H5
NHCOCH3
OCOCH3 ,
间位定位基（ （2）第二类定位基 间位定位基（间位异构体 ）第二类定位基—间位定位基 > 40%） ） 使苯环钝化， 使苯环钝化，并使新引进的取代基主要进入 其间位。例如 例如： 其间位 例如：
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COOH COOH
旋光仪原理示意图
偏振光 旋光性 比旋光度
旋光性物质 旋光度α
右旋物质“ +” 左旋物质“ -”
α
t= λ
α C.L
手征性分子：当一个分子不存在对称因素时，该分 子的实物和镜象不能重合。简称不对称分子。
不对称碳原子(手性碳原子)：
a C* d C b a ≠ b ≠c ≠ d
c
三、含一个不对称碳原子的旋光异构体
H H
*
*
H
a
HH a
*
*
a
H
aH a
H
H
六、不含不对称碳原子化合物的旋光异构 有少数旋光物质的结构中并不含不对称碳原子， 但整个分子是手性分子，也具有旋光性。
1.取代的丙二烯型化合物
a
d
CCC
b
c
a
C b
C
d
C e
2.取代的联苯型化合物
d C
e
C
a
C b
NO2 NO2
NO2 NO2
COOH COOH
COO观 H 察方
C*
H
OH
CH 3
透视式
≡
R-乳酸
H
OH
CH 3
观察方向 HOOC C*
HO H3C
CHO
观察方向 COOH
≡ HO
H
H CH3
S-乳酸
CHO
HC
OH
HO
C
H
CH 2 OH
R-甘油醛
CH 2 OH
S-甘油醛
CH 3
H
Cl
H
Cl
C 2H 5
（ 2 S ， 3 R ） — 2 ， 3 — 二 氯 戊 烷
第五章 旋 光 异 构
本章要点：
1.掌握旋光异构、内消旋体、外消旋体等概念 2.熟练掌握费歇尔投影式 3.熟练掌握D、L及R、S构型命名法
构造异构体 （平面）
碳架异构 位置 官能团
异构体
构型异构 构象异构
顺反异构 旋光异构
对映异构 非对映异构
一、物质的旋光性
α
自然光 起偏镜 偏振光 盛液管检偏镜
COOH
H
OH
HO
H
COOH
Ⅳ (2R,3R)
Ⅰ和Ⅱ是相同化合物 Ⅲ和Ⅳ是对映体
内消旋体 ：含有不对称碳原子的非手性分子， 用i或meso表示。
五、含有不对称碳原子的环状化合物
H
H
a Hb
*
H
b
Ⅰ
bHa *
bⅡH
H
a Hb
*
*
H
H
ⅢHa来自H H**
H
b
H
bHa
*
*
H
H
Ⅳ
H
HH a
*
*
b
H
H
H
H
a
⑶ R/S 与 D/L比较 ①均表示构型, R/S绝对构型， D/L相对构型 ②含有多个不对称碳原子时， D/L以最后一个不对称碳
原子的构型来定， R/S每一个都需标明。 ③D/L表示法与Ｒ/Ｓ表示法没有对应关系
四、 含有两个不对称碳原子的旋光异构体
1. 含两个不相同的不对称碳原子
32
HO C2HC*H-C*HC HO OH OH
2
C* CH-O C-H 2OC H -H OH -H OH
C 3 * HO 2-C-H CHC -O HH -O H OH
CHO
H
OH
H
OH
CH 2 OH
Ⅰ (2R,3R)-(-)-赤藓糖 D-(-)-赤藓糖
CHO
HO
H
H
OH
CH 2 OH
III (2S,3R)-(-)-苏阿糖 D-(-)-
CHO
COOH
[O]
H C OH
CH 2OH D -(+) - 甘油醛
COOH
CH 2 OH D -(-) -甘 油 酸
[H] H C OH
CH 3 D -(-) -乳酸
Ｄ构型不一定是右旋，也不一定是左旋。 构型与旋光方向之间没有简单的联系。
⑵Ｒ,Ｓ构型表示法
这种方法根据化合物的实际模型或投影式就能判定构型。
要求：1.给出费歇尔投影式能想象出立体结构。 2.立体结构能用费歇尔投影式表示。
3. 构型及其表示方法
⑴ Ｄ,Ｌ构型(相对构型)表示法
绝对构型：原子或基团在空间的真实排列。
CHO
CHO
HC
OH
CH 2 OH
D - ( + ) - 甘 油 醛
HO
C
H
CH 2 OH
L -(-) -甘 油 醛
CHO H C OH
COOH H C OH
CH 3
COOH
COOH H C OH
COOH
COOH H OC H
H HO
CH3
CH3
HO
H
CH3
CH3
费歇尔投影式写法注意点： 1. 投影式不能离开纸面旋转。 2. 投影式在纸面旋转180º和360º，结构保持不变。 3. 投影式在纸面旋转90º和270º，结构变成它的对映体。 4. 固定一个基团，其他三个基团依次旋转，构型不变。
1. 对映异构体和外消旋体
返回
H
H3C C COOH
乳酸
OH
COOH
COOH
H
CH 3
OH
CH 3 H
HO
乳酸的两种构型
互相呈实物与镜像的关系，它们的熔点相同，酸性 相同，一般化学性质相同，比旋光度数也相同，只是 旋光方向相反。这样的异构体叫光学对映体。
（+）-乳酸 （-）-乳酸
等量的光学对映体混合时，左旋体所具有的旋光度， 恰好被其右旋体抵销，因此失去了旋光性。这种特 殊的混合物，称为外消旋体。
（±）表示外消旋体。 旋光异构现象：
2. 费歇尔（Fisher）投影式 投影原则是：把与手性碳原子结合的左右横向的两个 键伸向手性碳原子的前面 ，即伸向观察者；把上下
竖立的两个键伸向手性碳原子的后面。 常称为“横前竖后”，即横键朝前，竖键朝后的意思。
标准写法是把碳链写在上下竖立的位置，并把氧化态 较高的基团放在碳链的上端，把其它的原子或基团放 在左右横向位置。
命名原则：它先按顺序规则将与手性碳原子所连的 四个原子或基团确定一个从大到小的优先次序 （如ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ），然后让次序最小的原子或基团 （ｄ）远离观察者（向最小基团方向观察）若ａ→ｂ→ｃ 的排列次序是顺时针排列就称为Ｒ型，相反反时针排列 的就称为Ｓ型。
COOH H C OH
CH 3
R-乳酸
COOH观察方向
HO
H
HO
H
CH 2 OH
Ⅱ (2S,3S)-(+)-赤藓糖 L-(+)-
CHO
H
OH
HO
H
Ⅳ
CH 2 OH
(2R,3s)-(+)-苏阿糖
L-(+)-
Ⅰ和Ⅱ；Ⅲ和Ⅳ 是对映体 Ⅰ和Ⅲ 或Ⅳ ； Ⅱ和或Ⅲ Ⅳ 是非对映体
非对映体：不仅旋光性不同，其它物理性质不同， 化学性质也不完全相同。
差向异构体：
若含有n个不相同的不对称碳原子,则有2n个旋光异构体
R
a
b
a
d
R
b
a
a
d
R`
赤型
R`
苏型
2. 含两个相同的不对称碳原子 HOOCH- C - H-COOH
OHOH
COOH
COOH
酒石酸
H
OH
H
OH
HO
H
HO
H
COOH
Ⅰ (2R,3S)
COOH Ⅱ
(2S,3R)
COOH
HO
H
H
OH
Ⅲ COOH
(2S,3S)