第八章有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)

第7章

有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)1.初步了解有機(jī)化合物的基本特征和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；3.初步了解有機(jī)反應(yīng)的基本類(lèi)型;本章教學(xué)要求2.了解有機(jī)化合物的分類(lèi)，初步掌握其命名規(guī)律；4.初步了解基本有機(jī)化合物的制備方法。有機(jī)化學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展1773年首次由尿內(nèi)取得純的尿素.1805年由鴉片內(nèi)取得第一個(gè)生物堿——嗎啡.1828年，德國(guó)化學(xué)家，維勒（wohler,F）首次人工用氰酸銨合成了尿素。從19世紀(jì)初至中期有機(jī)化學(xué)成為一門(mén)學(xué)科，建立了經(jīng)典的有機(jī)結(jié)構(gòu)理論。1857年凱庫(kù)勒提出了碳是四價(jià)的學(xué)說(shuō)。1865年，凱庫(kù)勒提出了苯的構(gòu)造式。

有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)、有機(jī)化合物的定義

有機(jī)化學(xué)（organicchemistry）是研究有機(jī)化合物的來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用以及有關(guān)理論和方法學(xué)的科學(xué)。

葛美林（Gmelin.L)和凱庫(kù)勒(KeKule.A)認(rèn)為碳是有機(jī)化合物的基本元素，把“碳化合物稱(chēng)為有機(jī)化合物”，“有機(jī)化學(xué)定義為碳化合物的化學(xué)”。

肖萊馬（Schorlemmer,c.)在此基礎(chǔ)上發(fā)展了這個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為碳的四個(gè)價(jià)鍵除自己相連之外，其余與氫結(jié)合，于是就形成了各種各樣的碳?xì)浠衔?-烴，其他有機(jī)化合物都是由別的元素取代烴中的氫衍生出來(lái)的。有機(jī)化合物可以定義為碳?xì)浠衔锛捌溲苌?/p>

有機(jī)化合物的特點(diǎn)有機(jī)化合物數(shù)目龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜；已知化合物中，有機(jī)物約占90%以上；有機(jī)化合物具有同分異構(gòu)體現(xiàn)象。正丁烷異丁烷含五個(gè)碳原子的烷烴分子即戊烷存在三種同分異構(gòu)體：分別稱(chēng)為正戊烷、異戊烷、新戊烷。含五個(gè)碳原子的存在5種同分異構(gòu)體：正己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷有機(jī)化合物的特性對(duì)熱不穩(wěn)定，容易燃燒熔沸點(diǎn)較低難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑（相似相溶）反應(yīng)速度比較慢發(fā)生副反應(yīng)同分異構(gòu)體的存在很普遍有機(jī)化合物的分類(lèi)1、按照碳原子的結(jié)合方式分類(lèi)開(kāi)鏈化合物（脂肪族化合物）環(huán)狀化合物脂環(huán)化合物芳香族化合物雜環(huán)化合物2、根據(jù)分子中所含的官能團(tuán)有機(jī)化合物命名原則采用系統(tǒng)命名法，先確定分子主鏈，在主鏈構(gòu)成的主體化合物名稱(chēng)基礎(chǔ)上，添加反映取代基情況的接頭詞或結(jié)尾詞，構(gòu)成有機(jī)化合物名稱(chēng)。直鏈飽和烴：甲、乙、丙、丁、戊、、己、庚、辛、壬、癸。戊烷辛烷支鏈飽和烴：找主鏈，標(biāo)位置。3，3-二甲基-

10-乙基-十二烷不飽和烴8-甲基-

3-壬烯芳香烴2-甲基苯酚鄰甲基苯酚3-甲基苯甲酸間甲基苯甲酸4-甲基硝基苯對(duì)甲基硝基苯含鹵素、羥基化合物1-氯-2-甲基苯丙醇苯酚醛、酮、胺類(lèi)化合物丙醛丙酮丙胺醚、酯類(lèi)化合物乙醚乙酸乙酯有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)組成有機(jī)化合物的化學(xué)鍵——共價(jià)鍵有機(jī)化合物都含有碳，碳原子位于元素周期表第二周期第四族，它有四個(gè)價(jià)電子,在形成分子時(shí),它既不易失去也不易得到四個(gè)電子使其成為惰性元素的電子結(jié)構(gòu)。碳與其它原子結(jié)合時(shí)，是采取各自提供數(shù)目相等的電子，作為雙方共有，并使每個(gè)原子達(dá)到穩(wěn)定的八電子結(jié)構(gòu)。這種由共用電子對(duì)所形成的鍵叫做共價(jià)鍵。由一對(duì)共用電子形成的鍵稱(chēng)為單鍵。由兩對(duì)或三對(duì)共用電子所形成的鍵分別叫做雙鍵或三鍵。雙鍵和三鍵也叫做多重鍵。例如:碳原子的sp3、sp2和sp雜化軌道甲烷分子中的碳原子是sp3雜化的，雜化后的四個(gè)sp3軌道構(gòu)成109°28′的夾角。在甲烷分子中，碳原子的四個(gè)sp3雜化軌道分別與四個(gè)氫原子1s軌道重疊形成鍵角為109°28′的正四面體分子。甲烷分子構(gòu)型烷烴分子中的碳?xì)滏I和碳碳鍵是碳原子的一個(gè)sp3雜化軌道與氫原子的1s軌道或另一個(gè)碳原子的一個(gè)sp3雜化軌道重疊而成。這樣形成的碳?xì)鋯捂I和碳碳單鍵，其電子云具有圓柱狀的軸對(duì)稱(chēng),叫做σ鍵。由于它是軸對(duì)稱(chēng)的,所以用單鍵相連的碳?xì)湓踊蛱继荚涌梢試@軸自由旋轉(zhuǎn)。乙烯分子中的碳原子與甲烷的碳原子不同，它是sp2雜化的。也就是說(shuō)，碳原子的三個(gè)p軌道中的兩個(gè)參與雜化，而另一個(gè)p軌道未參與雜化。雜化后生成了三個(gè)相同的sp2軌道。這三個(gè)軌道軸在同一個(gè)平面上，互成120°的角。另一個(gè)未參與雜化的p軌道的對(duì)稱(chēng)軸垂直于這個(gè)平面。在乙烯分子中,碳原子的三個(gè)sp2雜化軌道中的兩個(gè)同氫原子的1s軌道重疊形成碳?xì)洇益I。未參與雜化的兩個(gè)p軌道用側(cè)面互相重疊形成一個(gè)π鍵。雙鍵是由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵組成的.碳原子的2s軌道同一個(gè)2p軌道雜化，形成兩個(gè)相同的sp雜化軌道。它們對(duì)稱(chēng)地分布在碳原子的兩側(cè)，二者之間的夾角為180°。乙炔分子中的鍵就是由sp雜化軌道形成的。碳原子的一個(gè)sp雜化軌道同氫原子的1s軌道形成碳?xì)洇益I，另一個(gè)sp雜化軌道與相鄰的碳原子的sp雜化軌道形成碳碳σ鍵，沒(méi)有參與雜化的兩個(gè)p軌道與另一個(gè)碳的兩個(gè)p軌道相互平行，且“肩并肩”地重疊，形成兩個(gè)相互垂直的π鍵。有機(jī)化合物的異構(gòu)現(xiàn)象構(gòu)造異構(gòu)：分子中各個(gè)原子相互連接方式和次序叫構(gòu)造。分子式相同而構(gòu)造不同的化合物稱(chēng)為構(gòu)造異構(gòu)體。碳鏈異構(gòu)：分子中各個(gè)碳原子連接次序不同而形成的異構(gòu)體。官能團(tuán)異構(gòu)：某一原子的排列順序改變而產(chǎn)生另一種官能團(tuán)或特征結(jié)構(gòu)。官能團(tuán)位置異構(gòu)：取代基或官能團(tuán)在碳鏈或環(huán)上的位置不同而形成的異構(gòu)體。構(gòu)型異構(gòu)：構(gòu)造相同，分子中原子或基團(tuán)在空間的排列方式不同引起的異構(gòu)現(xiàn)象。順?lè)串悩?gòu)：因鍵的旋轉(zhuǎn)受阻而產(chǎn)生的立體異構(gòu)。對(duì)應(yīng)異構(gòu)手性：立體異構(gòu)體與其鏡像不能疊合的特征。構(gòu)象異構(gòu)：由于單鍵旋轉(zhuǎn)所形成的分子內(nèi)原子和基團(tuán)排布形象的不同。1、乙烷的重疊式和交叉式P187圖7-212、環(huán)己烷的船式和椅式結(jié)構(gòu)P187圖7-22有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)解析對(duì)有機(jī)化合物的研究，應(yīng)用最為廣泛的是：紫外光譜（ultraviolerspectroscopy縮寫(xiě)為UV）、紅外光譜（infraredspectroscopy縮寫(xiě)為IR）、核磁共振譜（nuclearmagneticresonance縮寫(xiě)為NMR）質(zhì)譜（massspectroscopy縮寫(xiě)為MS）.有機(jī)化學(xué)反應(yīng)基本類(lèi)型有機(jī)化學(xué)反應(yīng)基本類(lèi)型自由基反應(yīng)：均裂：共價(jià)鍵斷裂時(shí)，組成該鍵的一對(duì)電子由鍵和的兩個(gè)原子各自保留一個(gè)。自由基：均裂產(chǎn)生的帶單電子的原子（或基團(tuán)）按照均裂進(jìn)行的反應(yīng)叫做自由基反應(yīng)。有機(jī)化學(xué)反應(yīng)基本類(lèi)型離子型反應(yīng)