有機(jī)化學(xué)(醫(yī)學(xué)專業(yè))第一章緒論

第一章不作要求的題目：1-3、1-9、1-10習(xí)題集的4、6第一頁(yè)，共43頁(yè)。教材的問(wèn)題；學(xué)習(xí)輔導(dǎo)的問(wèn)題第二頁(yè)，共43頁(yè)。第一章緒論共價(jià)鍵理論與雜化軌道分子的極性和分子間的作用力有機(jī)化合物的官能團(tuán)和反應(yīng)類型有機(jī)酸堿理論分子軌道和共振結(jié)構(gòu)第三頁(yè)，共43頁(yè)。教學(xué)要求掌握有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、分類、命名法掌握有機(jī)化合物基本的化學(xué)性質(zhì)熟悉有機(jī)物物理性質(zhì)的變化規(guī)律了解有機(jī)化合物的生物學(xué)功能和它們?cè)卺t(yī)藥學(xué)上的用途第四頁(yè)，共43頁(yè)。生命論與早期的有機(jī)化學(xué)（1828年之前）有機(jī)化合物最早的有機(jī)化合物來(lái)自于動(dòng)植物體（有機(jī)體）生命論(Vitalism)認(rèn)為：有機(jī)化合物只能由有機(jī)體產(chǎn)生。無(wú)機(jī)化合物則存在于無(wú)生命的礦藏中，同時(shí)也可由有機(jī)體產(chǎn)生。第五頁(yè)，共43頁(yè)。有機(jī)化合物的提純?nèi)鸬浠瘜W(xué)家舍勒（Scheele，1742－1786）他一生發(fā)現(xiàn)、提純了不少化合物。在這之前，人們只知道下列有機(jī)化合物：C6H5CO2H第六頁(yè)，共43頁(yè)。第七頁(yè)，共43頁(yè)。1828年德國(guó)年輕化學(xué)家F.W?hler在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)典型的無(wú)機(jī)化合物—氰酸銨能轉(zhuǎn)化成有機(jī)化合物—尿素（從哺乳動(dòng)物尿中分離出來(lái)的化合物）。此后人們又陸續(xù)合成了許多有機(jī)化合物?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的事實(shí)打破了只能從有生命的機(jī)體得到有機(jī)化合物的錯(cuò)誤理念。許多生命物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核酸等如今也都成功地合成了。由于歷史的沿用，現(xiàn)在人們?nèi)匀皇褂谩坝袡C(jī)”兩個(gè)字描述有機(jī)物和有機(jī)化學(xué),不過(guò)它的含義與早期“有機(jī)”的含義已完全不同。第八頁(yè)，共43頁(yè)。有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)的現(xiàn)代定義：

有機(jī)化合物(organiccompounds)—含碳的化合物

有機(jī)化學(xué)(organicchemistry)是研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性能和合成方法的一門(mén)科學(xué)。

CO32-、CO2、CO、CN-、OCN-、SCN-等由于其性質(zhì)與無(wú)機(jī)物相似，習(xí)慣上仍列為無(wú)機(jī)物第九頁(yè)，共43頁(yè)。為什么把含碳化合物專門(mén)開(kāi)辟一個(gè)學(xué)科來(lái)進(jìn)行研究呢？有機(jī)化合物有著廣泛和巨大的用途，需要系統(tǒng)研究其性質(zhì)、理論及其合成方法；典型的有機(jī)物與無(wú)機(jī)物有著顯著的差異，需要用不同的方法和手段來(lái)進(jìn)行研究；比如：相對(duì)于無(wú)機(jī)化合物來(lái)說(shuō)，有機(jī)化合物多為共價(jià)鍵，易燃燒，熱穩(wěn)定性較差，大多不溶或難溶于水等等；反應(yīng)復(fù)雜且慢，一般產(chǎn)率達(dá)不到100%等等；到1990年，合成有機(jī)物已超過(guò)1000萬(wàn)種2001年2000多萬(wàn)種，2011年超過(guò)3000多萬(wàn)種第十頁(yè)，共43頁(yè)。一、路易斯共價(jià)鍵理論1916年Lewis提出了經(jīng)典共價(jià)鍵理論：當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上相同的原子或電負(fù)性相近的原子相互結(jié)合成分子，分子中原子間可以通過(guò)共享一對(duì)或幾對(duì)電子達(dá)到穩(wěn)定的稀有氣體的電子構(gòu)型，形成化學(xué)鍵。這種由共享電子對(duì)形成的化學(xué)鍵稱為共價(jià)鍵（covalentbonds）。稀有氣體除氦僅有兩個(gè)價(jià)電子外，其他的價(jià)電子層中均為八個(gè)電子，路易斯共價(jià)鍵理論又稱為八隅律（octetrule）。離子鍵共價(jià)鍵第十一頁(yè)，共43頁(yè)。

碳原子既不容易得到電子,也不容易失去電子。因此,有機(jī)化合物分子中的原子間主要以共價(jià)鍵相結(jié)合,以滿足八隅律。

這種用電子對(duì)表示共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)的化學(xué)式稱為L(zhǎng)ewis結(jié)構(gòu)式。它主要用于說(shuō)明有機(jī)反應(yīng)機(jī)制中電子的轉(zhuǎn)移。

簡(jiǎn)化的Lewis結(jié)構(gòu)式:第十二頁(yè)，共43頁(yè)。

當(dāng)兩個(gè)原子互相接近到一定距離時(shí),自旋方向相反的單電子相互配對(duì),使電子云密集于兩核之間,降低了兩核間正電荷的排斥力,增加了兩核對(duì)電子云密集區(qū)域的吸引力，因此,使體系能量降低,形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵（穩(wěn)定性）。

每個(gè)原子所形成共價(jià)鍵的數(shù)目取決于該原子中的單電子數(shù)目,即一個(gè)原子含有幾個(gè)單電子,就能與幾個(gè)自旋方向相反的單電子形成共價(jià)鍵,這就是共價(jià)鍵的飽和性。

當(dāng)形成共價(jià)鍵時(shí),原子軌道重疊程度越大,核間電子云越密集,形成的共價(jià)鍵就越穩(wěn)定。因此,共價(jià)鍵總是盡可能地沿著原子軌道最大重疊方向形成,這就是共價(jià)鍵的方向性。二、現(xiàn)代共價(jià)鍵理論基本要點(diǎn)第十三頁(yè)，共43頁(yè)。形成共價(jià)鍵之后，氫分子的能量低于氫原子的能量，因此分子更穩(wěn)定。第十四頁(yè)，共43頁(yè)。三、碳的雜化軌道價(jià)鍵理論揭示了共價(jià)鍵的本質(zhì)，但它無(wú)法解釋甲烷分子(CH4)中4個(gè)碳?xì)滏I的鍵角相同，均為109°28′的事實(shí)。1931年鮑林在價(jià)鍵理論的基礎(chǔ)上，提出了雜化軌道理論

(orbitalhybridizationtheory)：原子在形成分子時(shí)，由于原子間的相互影響，同一個(gè)原子內(nèi)的不同類型、能量相近的原子軌道可以重新組合成能量、形狀和空間方向與原來(lái)軌道完全不同的新的原子軌道。這種重新組合過(guò)程稱為雜化，所形成的新的原子軌道稱為雜化軌道（hybridizationorbitals）。雜化軌道理論第十五頁(yè)，共43頁(yè)。在有機(jī)化合物中,碳并不直接以原子軌道參與形成共價(jià)鍵,而是先雜化,

后成鍵。碳原子有3種雜化形式—sp3、sp2

和

sp

雜化?；鶓B(tài)：共價(jià)鍵的屬性：鍵長(zhǎng)；鍵角；鍵能；極性。第十六頁(yè)，共43頁(yè)。Sigma鍵和Pi鍵sp3雜化：4個(gè)sp3軌道sp2雜化：3個(gè)sp2+1個(gè)p軌道sp雜化：2個(gè)sp+2個(gè)p軌道Sigma鍵：bondingorbitalliesalongtheinternuclearaxisPi鍵：side-to-sideoverlapofporbitals第十七頁(yè)，共43頁(yè)。分子軌道理論分子軌道理論（MO理論）是處理雙原子分子及多原子分子結(jié)構(gòu)的一種有效的近似方法。價(jià)鍵理論著重于用原子軌道的重組雜化成鍵來(lái)理解化學(xué)，而分子軌道理論則注重于分子軌道的認(rèn)知，即認(rèn)為分子中的電子圍繞整個(gè)分子運(yùn)動(dòng)。分子軌道時(shí)原子軌道的線性組合。有幾個(gè)原子軌道相組合，就形成幾個(gè)分子軌道。分子軌道中有：成鍵軌道；反鍵軌道；非鍵軌道。第十八頁(yè)，共43頁(yè)。共振理論共振論認(rèn)為，如果一個(gè)物質(zhì)存在兩種以上滿足共振要求的路易斯結(jié)構(gòu)，這類物質(zhì)只能用共振式來(lái)書(shū)寫(xiě)，而且它們實(shí)際上綜合具有這些結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。每一個(gè)共振中的結(jié)構(gòu)稱為共振結(jié)構(gòu)或極限結(jié)構(gòu)，而這樣的物質(zhì)看作由共振結(jié)構(gòu)“雜化”而成，稱為雜化體。雜化體共振結(jié)構(gòu)第十九頁(yè)，共43頁(yè)。分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式表示法分子結(jié)構(gòu)：指分子中原子的成鍵次序和鍵合方式。分子式：C2H6O沸點(diǎn)：

78.2℃

-23℃第二十頁(yè)，共43頁(yè)。1-丙醇環(huán)戊烷短線式

縮簡(jiǎn)式

鍵線式脂肪族化合物常用縮簡(jiǎn)式、環(huán)狀化合物常用鍵線式！第二十一頁(yè)，共43頁(yè)。有機(jī)化合物分類

按碳架分類

鏈狀化合物

環(huán)狀化合物

直鏈

支鏈

碳環(huán)

雜環(huán)芳環(huán)不飽和飽和第二十二頁(yè)，共43頁(yè)。按官能團(tuán)分類常見(jiàn)官能團(tuán)

類別官能團(tuán)名稱化合物舉例名稱烯烴碳碳雙鍵乙烯

炔烴碳碳三鍵乙炔

鹵代烴—X(F、Cl、Br、I)

鹵素CH3CH2Cl

氯乙烷

醇-OH醇羥基C2H5OH

乙醇

酚–OH酚羥基

C6H5OH

苯酚烷烴無(wú)CH3-CH3

乙烷

第二十三頁(yè)，共43頁(yè)。

酮羰基CH3COCH3

丙酮

羧酸—COOH羧基CH3COOH

乙酸

類別官能團(tuán)名稱化合物舉例名稱

胺—NH2

氨基

C6H5NH2

苯胺

醚醚鍵C2H5OC2H5

乙醚

醛醛基CH3CHO

乙醛第二十四頁(yè)，共43頁(yè)。有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化第二十五頁(yè)，共43頁(yè)。有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析步驟第二十六頁(yè)，共43頁(yè)。有機(jī)化合物的研究程序:（1）分離提純（苯的純化）（2）物理常數(shù)測(cè)定（熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等）（3）元素分析和實(shí)驗(yàn)式確定（實(shí)驗(yàn)式：CH）（4）相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定和分子式（分子式：C6H6）（5）結(jié)構(gòu)的確定

（甲）官能團(tuán)分析

（乙）化學(xué)降解及合成

（丙）譜學(xué)分析

以苯為例第二十七頁(yè)，共43頁(yè)。為何要學(xué)有機(jī)化學(xué)？OrganicmoleculesconstituethechemicalbrickoflifeCarbohydratesFatsProteinsVitaminsEnzymes……第二十八頁(yè)，共43頁(yè)。Foxglove(毛地黃）:toxicplantDigoxin:heartstimulantManydrugsareorganiccompound！第二十九頁(yè)，共43頁(yè)。紫杉醇紅豆杉第三十頁(yè)，共43頁(yè)。

虞美人南唐.李煜春花秋月何時(shí)了？往事知多少?小樓昨夜又東風(fēng)，故國(guó)不堪回首月明中。雕欄玉砌應(yīng)猶在，只是朱顏改。問(wèn)君能有幾多愁？恰似一江春水向東流。

李后主（李煜）飲的“牽肌酒”，據(jù)說(shuō)是番木鱉堿。五代時(shí)期的南唐滅亡后，末代皇帝李煜成了宋朝的俘虜，被俘汴京。他從至高無(wú)上的皇帝淪為一名階下囚后，經(jīng)常借填詞詠詩(shī)排遣時(shí)日，其中不時(shí)流露出對(duì)往日生活的思念，以及淪落后的惆悵、悲憤、哀怨、憂傷之情。第三十一頁(yè)，共43頁(yè)。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與醫(yī)藥的關(guān)系1902年

E．費(fèi)歇爾(EmilFischer)德國(guó)人研究糖和嘌呤衍生物的合成1927年維蘭德(HeinrichWieland)德國(guó)人，研究膽酸的組成1928年文道斯(AdolfWindaus)德國(guó)人，研究膽固醇的組成及其與維生素的關(guān)系1929年哈登(SirArthurHarden)英國(guó)人，研究糖的發(fā)酵作用及其與酶的關(guān)系；

奧伊勒(SirArthurHarden)瑞典人，研究輔酶1930年

H．費(fèi)歇爾(UailsFischer)德國(guó)人，研究血紅素和葉綠素，合成血紅素第三十二頁(yè)，共43頁(yè)。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與醫(yī)藥的關(guān)系1937年

哈沃斯(SirWalterHaworth)英國(guó)人，研究碳水化合物和維生素C

卡雷(PaulKarrer)瑞士人，研究類胡蘿卜素、核黃素、維生素B2

1938年

R．庫(kù)恩(RiehardKuhn)德國(guó)人，研究類胡蘿卜素和維生素1939年

布特南德(AdolfButenandt)德國(guó)人，研究性激素

盧齊卡(LeopoldRuzicka)瑞士人，研究聚亞甲基和高級(jí)萜烯

第三十三頁(yè)，共43頁(yè)。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與醫(yī)藥的關(guān)系1955年

杜·維尼奧(VincentDuVigneaud)美國(guó)人，合成多肽和激素

1957年

托德(SirAlexanderRobertusTodd)英國(guó)人，研究核苷酸和核苷酸輔酶1958年

桑格（FrederickSanger）英國(guó)人，測(cè)定胰島素分子結(jié)構(gòu)1962年

肯德魯(JohnCowderyKendrew)英國(guó)人，測(cè)定血紅蛋白的結(jié)構(gòu)

佩魯茲(MaxFerdinandPerutz)英國(guó)人，測(cè)定血紅蛋白的結(jié)構(gòu)

第三十四頁(yè)，共43頁(yè)。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與醫(yī)藥的關(guān)系1964年

D．C霍奇金(DorothyCrowfootHodekin)(女)英國(guó)人，測(cè)定抗惡性貧血癥的生化化合物維生素B12的結(jié)構(gòu)1965年

伍德沃德(RobertBurnsWoodward)美國(guó)人，人工合成固醇、葉綠素、維生素B12和其他只存在于生物體中的物質(zhì)1970年

萊洛伊爾(LuisFedericoLeloir阿根廷人，發(fā)現(xiàn)糖核苷酸及其在碳水化合物合成中的作用1972年

安芬林(ChristianBorhmerAnfinsen)美國(guó)人，研究酶化學(xué)的基本理論

摩雷(StanfordMoore)美國(guó)人，研究酶化學(xué)的基本理論

斯坦(WilliamH．Stein)美國(guó)人，研究酶化學(xué)的基本理論第三十五頁(yè)，共43頁(yè)。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與醫(yī)藥的關(guān)系1980年

W．吉爾伯特(WalterGilbert)美國(guó)人，第一次制備出混合脫氧核糖核酸

P．伯特(PaulBerg)美國(guó)人，建立脫氧核糖核酸結(jié)構(gòu)的化學(xué)和生物分析法

桑格(FrederickSanger)英國(guó)人，建立脫氧核糖核酸結(jié)構(gòu)的化學(xué)和生物分析法1984年

梅里菲爾德(BraceMerrifield)美國(guó)人，研究多肽合成1989年

切赫(T．R．cech)美國(guó)人，關(guān)于發(fā)現(xiàn)核糖核酸催化作用的研究

奧爾特曼(S．Altnan)美國(guó)人，關(guān)于發(fā)現(xiàn)核糖核酸催化作用的研究第三十六頁(yè)，共43頁(yè)。與有