大学博士论文课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《大学博士论文课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学 博士论文 课件
- 资源描述:
-
1、第五章:有机化合物的结构、命名、第五章:有机化合物的结构、命名、同分异构现象及电子效应同分异构现象及电子效应朱成建朱成建教授、博导教授、博导 南京大学化学化工学院南京大学化学化工学院1、共价键、共价键(Covalent Bond)的一些基本概念的一些基本概念有机化合物中的原子主要以共价键相结合。有机化合物中的原子主要以共价键相结合。价键理论和分子轨道理论价键理论和分子轨道理论价键理论的要点价键理论的要点:(i)价键的形成可看作是原价键的形成可看作是原子轨道的重叠或电子配对的结果;子轨道的重叠或电子配对的结果;(ii)共价键共价键的饱和性;的饱和性;(iii)共价键的方向性。共价键的方向性。一、
2、有机化合物的结构一、有机化合物的结构(1)碳原子轨道的杂化)碳原子轨道的杂化(Hybridization)碳原子的价碳原子的价电子轨道电子轨道2S2P单个sp3杂化轨道四个sp3杂化轨道sp3杂化杂化s轨道和轨道和3个个p轨道杂化组成轨道杂化组成4个等同的方向性更强的个等同的方向性更强的sp3杂化轨道,对称轴彼此之间的夹角为杂化轨道,对称轴彼此之间的夹角为10928 sp2杂化杂化单个sp2杂化轨道三个sp2杂化轨道1个2p轨道s轨道和轨道和2个个p轨道杂化组成轨道杂化组成3个等同的方个等同的方向性更强的向性更强的sp2杂化轨道,其对称轴在同杂化轨道,其对称轴在同一个平面内,彼此之间的夹角为一
3、个平面内,彼此之间的夹角为120。单个sp杂化轨道2个sp杂化轨道2个2p轨道sp杂化杂化s轨道和轨道和1个个p轨道杂化组成轨道杂化组成2个等同的方向性更强个等同的方向性更强的的sp杂化轨道,其对称轴之间的夹角为杂化轨道,其对称轴之间的夹角为180。(2 2)有机分子中共价键的类型:)有机分子中共价键的类型:键与键与键键键键键键两个原子的轨道沿键轴方向重叠,电子云绕着键轴对称分布。两个原子的轨道互相平行进行最大的侧面重叠,电子云分布在两个原子键轴的平面的上方和下方。甲烷的分子结构甲烷的分子结构几个有机小分子的分子结构:几个有机小分子的分子结构:乙烷的分子结构乙烷的分子结构乙烯的分子结构乙烯的分
4、子结构乙炔的分子结构乙炔的分子结构(3)电子的离域)电子的离域离域键离域键 分子轨道理论:组成分子轨道理论:组成分子的所有原子的价分子的所有原子的价电子不只从属于相邻电子不只从属于相邻的原子,而是处于整的原子,而是处于整个分子的不同能级的个分子的不同能级的分子轨道中。分子轨道中。分子轨道的导出:原子轨道线性组合在讨论有机物的结构时,用价键法描述键部分,用分子轨道法描述键部分。丁二烯丁二烯4 4个个电子分布不是局限在电子分布不是局限在1,21,2碳原子和碳原子和3,43,4碳原子之间,碳原子之间,而是分布在包含而是分布在包含4 4个碳原子的个碳原子的2 2个分子轨道中,这样形个分子轨道中,这样形
5、成的键叫做离域键成的键叫做离域键(Delocalized Bond)(Delocalized Bond)。苯苯休克尔休克尔(Hckel)规律规律 苯环有特殊的稳定性,难于起加成反应,易于起苯环有特殊的稳定性,难于起加成反应,易于起取代反应,这些特性称为芳香性取代反应,这些特性称为芳香性(Aromaticity).但是,环丁二烯、环辛四烯与苯相似,都是环状共轭体系,但没有芳香性,具有典型烯烃性质,更活泼。环状平面共轭多烯体系中含有环状平面共轭多烯体系中含有4n+2个电子时,化个电子时,化合物就具有芳香性,这就是休克尔规律。合物就具有芳香性,这就是休克尔规律。_2、共价键的属性、共价键的属性键长键
6、长(Bond Length):以共价键相结合的:以共价键相结合的两原子之间的距离。两原子之间的距离。离域键键长平均化离域键键长平均化价键CCCHC=CCC键长(pm)154110134120H2CCHCHCH2146.3pm136.0pm139.7pm键角键角(Bond Angle):分子中某一原子与另:分子中某一原子与另外两个原子形成的两个共价键之间的夹角。外两个原子形成的两个共价键之间的夹角。HHHHHHHCHHH109.5o120o180o环丙烷:香蕉形环丙烷:香蕉形的弯曲键,存在的弯曲键,存在角张力。角张力。HH105.5o键能:对多原子分子,键能指分子中几个键能:对多原子分子,键能指
7、分子中几个相同类型键的离解能的平均值。相同类型键的离解能的平均值。是化学键强度的主要衡量标准;相同是化学键强度的主要衡量标准;相同类型的键中,键能愈大,键愈稳定类型的键中,键能愈大,键愈稳定。键键能(kJ/mol)键键能(kJ/mol)CH 415.3CO357.7CC345.6CCl338.9C=C610CBr284.5CC835.1CI217.6键矩:正负电荷中心的电荷与正负键矩:正负电荷中心的电荷与正负电荷中心的距离的乘积。电荷中心的距离的乘积。m m=ed=ed分子的偶极矩是各键的键矩向量和。分子的偶极矩是各键的键矩向量和。3 3、有机化合物的结构表示法、有机化合物的结构表示法路易斯式
8、路易斯式CHCHHHHHCHCHHHCCHHHHHHCCHHHHCC CCCCHHHHHH凯库勒式凯库勒式结构简式:结构简式:CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 键线式键线式CH3OH另有锯架式、纽曼投影式、另有锯架式、纽曼投影式、Fischer投影式等投影式等要点:要点:掌握烷烃、乙烯、乙炔、掌握烷烃、乙烯、乙炔、1,丁二烯、苯的分子结构及键参数;休丁二烯、苯的分子结构及键参数;休克尔规则。克尔规则。1 1、按碳架分、按碳架分 二、有机化合物的分类二、有机化合物的分类 有机化合物开链化合物碳环化合物杂化化合物脂环化合物芳香族化合物2 2、按官能团分、按官能
9、团分 官能团官能团(Functional Group)(Functional Group):分子中能决定一类化合:分子中能决定一类化合物主要性质、特别能起反应的一些原子或原子团。物主要性质、特别能起反应的一些原子或原子团。化合物类别化合物类别官能团官能团化合物类化合物类别别官能团官能团烷烃烷烃无无醛或酮醛或酮C=O 羰基羰基烯烃烯烃C=C 双键双键羧酸羧酸COOH 羧基羧基炔烃炔烃CC 三键三键胺胺NH2(NH,N)氨基氨基芳烃芳烃芳环芳环磺酸磺酸SO3H 磺基磺基卤代烃卤代烃卤素卤素3、两种分类法结合运用、两种分类法结合运用OHCH2OHO环己醇苯甲醇-呋喃甲醛CHO三、有机化合物的命名三、
10、有机化合物的命名(Nomenclature)(一)普通命名法(一)普通命名法1、主碳链数目、主碳链数目 化合物类别化合物类别主碳链数目主碳链数目 10,天干:甲、乙、丙、丁等,天干:甲、乙、丙、丁等主碳链数目主碳链数目 10,汉数字,汉数字2、用正、异、新、仲、叔、季等表示、用正、异、新、仲、叔、季等表示某些特定的碳架结构某些特定的碳架结构。CH3CH2CH2COOH,正丁酸;(CH3)2CHCH2OH,异丁醇 CH3CCH3OHCH3CH3CCH3BrCH3叔丁醇叔丁基溴(二)系统命名法(二)系统命名法根据IUPAC命名原则,结合普通命名法的基本名称和汉语特点常见取代基常见取代基CH3甲基C
11、H2CH3CH2CH2CH3CH(CH3)2CH2CH(CH3)2C(CH3)3CH2CH2CH2CH3CHCH2CH3CH3C5H6CH2C5H6乙基丙基异丙基丁基异丁基仲丁基叔丁基苯基苄基1、化合物母体名称的选择、化合物母体名称的选择对于多官能团化合物,选择哪一个官能团作对于多官能团化合物,选择哪一个官能团作为化合物的母体名称,遵循如下顺序:为化合物的母体名称,遵循如下顺序:优先顺优先顺序序基团基团作官能团母体作官能团母体名名作取代基名作取代基名1COOH羧酸羧酸羧基羧基2SO3H磺酸磺酸磺基磺基3COOR酯酯烃氧羰基烃氧羰基4COX酰卤酰卤卤甲酰基卤甲酰基5CONH2酰胺酰胺氨基甲酰基氨
12、基甲酰基6CN腈腈氰基氰基7CHO醛醛甲酰基甲酰基8CO(R)酮酮酮羰基酮羰基9OH醇、酚醇、酚羟基羟基10NH2胺胺氨基氨基11OR醚醚烃氧基烃氧基12CC 炔炔炔基炔基13C=C烯烯烯基烯基14R烃基烃基X、NO2、NO只作为取代基出现在命名中,只作为取代基出现在命名中,分别称为卤素、硝基、亚硝基。分别称为卤素、硝基、亚硝基。2、母体化合物主碳链的选择、母体化合物主碳链的选择主碳链的选择应:主碳链的选择应:(i)包含母体主官能团包含母体主官能团(ii)尽可能多的包含更多其它官能团(命名尽可能多的包含更多其它官能团(命名时作取代基)的最长碳链为主链时作取代基)的最长碳链为主链3、主碳链碳原子
13、的编号、主碳链碳原子的编号(i)主官能团所属碳原子(所连碳原子)的主官能团所属碳原子(所连碳原子)的编号尽可能小编号尽可能小(ii)对于仅含取代基的烃类化合物,应从最对于仅含取代基的烃类化合物,应从最靠近取代基的一端开始编号靠近取代基的一端开始编号4 4、命名书写原则、命名书写原则取代基位次取代基位次(取代基数目)取代基名称(取代基数目)取代基名称(主(主体官能团位次)母体名称体官能团位次)母体名称CH3CHCH2CH2CHCCH2CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH32,5,6,6四甲基辛烷CH3CHCH2BrCCCH35溴2己炔(i)将原子或原子团游离价所在的原子按原子序数大将原子或原
14、子团游离价所在的原子按原子序数大小排列,原子序数大的原子优先于原子序数小的小排列,原子序数大的原子优先于原子序数小的原子。原子。例如:例如:BrClOCH(ii)对同位素元素,则按相对原子质量大的优先于相对同位素元素,则按相对原子质量大的优先于相对原子质量小的排列。对原子质量小的排列。例如:例如:TDH5 5、次序规则、次序规则 在系统命名法中,取代基排列的先后顺序、顺反构在系统命名法中,取代基排列的先后顺序、顺反构型的确定、手性化合物的构型等都是根据次序规则,型的确定、手性化合物的构型等都是根据次序规则,按一定的方法确定。按一定的方法确定。(iii)对于多原子基团,如果游离价所在原子相对于多
15、原子基团,如果游离价所在原子相同,则把与它们相连的其它原子也按原子序数同,则把与它们相连的其它原子也按原子序数排列,再依次逐个比较它们的优先顺序,直到排列,再依次逐个比较它们的优先顺序,直到可比较出它们的顺序为止。可比较出它们的顺序为止。例如:例如:CH2Cl优先于优先于CHF2CH2CH(CH3)2优先于优先于CH2CH2CH(CH3)2(iv)(iv)对于含重键如双键或三键的基团,可以把对于含重键如双键或三键的基团,可以把它认为是与两个或三个相同的原子相连。它认为是与两个或三个相同的原子相连。取代基排列的先后顺序:按次序规则优先的基团靠近母取代基排列的先后顺序:按次序规则优先的基团靠近母体
16、名称体名称6 6、构型标记、构型标记(1 1)顺、反)顺、反(trans,cis(trans,cis)命名命名烯烃:双键两个碳原子所连相同基团烯烃:双键两个碳原子所连相同基团在同一边时,称为顺式在同一边时,称为顺式,反之为反式。反之为反式。HH3CHCH3HH3CHCOOH顺2丁烯反2丁烯酸环烷烃:相同取代基团在环的同一边时,环烷烃:相同取代基团在环的同一边时,称为顺式,反之为反式。称为顺式,反之为反式。CH3HCH3HCH3HHCH3反1,4二甲基环己烷顺1,4二甲基环己烷(2)(2)双键化合物的双键化合物的 Z/EZ/E命名法命名法若双键两碳原子所连若双键两碳原子所连优先优先基团在同基团在
17、同一边,称为一边,称为 Z Z 构型,反之为构型,反之为 E E 构型构型。HCH3CH(CH3)2(Z)2,3二甲基3己烯CH3CH2HCH3CH(CH3)2CH3CH2(E)2,3二甲基3己烯(3)手性化合物的)手性化合物的 R/S 标记标记把与不对称碳原子相连的四个基团按次序规把与不对称碳原子相连的四个基团按次序规则排序,将优先顺序最小的基团置于观察者的最则排序,将优先顺序最小的基团置于观察者的最远处,这时其余三个基团按次序是顺时针排列的远处,这时其余三个基团按次序是顺时针排列的为为 R 构型,反之为构型,反之为 S 构型。构型。CanhIngoldPrelog SystemH3CCH3
18、CH3H3CCOOHH2NH ClHHH(2E,4R)4甲基2己烯(2S,4R)4氨基2氯戊酸H3CHCClHCH2(3S)3氯1丁烯(4)手性化合物的)手性化合物的 D、L标记法标记法D、L标记法是以甘油醛的构型为参照,相对比标记法是以甘油醛的构型为参照,相对比较而得到的相对构型表示法,在糖类化合物、较而得到的相对构型表示法,在糖类化合物、氨基酸等少数情况下使用。氨基酸等少数情况下使用。Fischer投影式投影式HCH2OHHOCHOEmil Fischer1902年年,Nobel Prize确定用确定用D/L表示绝对表示绝对构型构型7、环状化合物的命名、环状化合物的命名(1)单脂环烃:简单
19、环烷烃,在母体环名)单脂环烃:简单环烷烃,在母体环名称前加取代基的位次和名称称前加取代基的位次和名称(2)单环芳烃:以苯为母体,烷基为取代基)单环芳烃:以苯为母体,烷基为取代基H3CCH(CH3)21甲基甲基4异丙异丙基环己烷基环己烷H3CCH31,3二甲苯二甲苯对于结构较复杂的苯的衍生物,对于结构较复杂的苯的衍生物,苯环通常作为取代基命名苯环通常作为取代基命名CH3CH2CHCHCOOHCH32甲基3苯基戊酸(3)简单杂环化合物)简单杂环化合物以杂环为母体,从杂原子开始编号以杂环为母体,从杂原子开始编号NHON1234512345612345NH3COCH32甲基4甲氧基吡啶(三)部分化合物
20、的俗名、缩写(三)部分化合物的俗名、缩写蚁酸、醋酸、草酸、硬脂酸、软脂酸、酒石蚁酸、醋酸、草酸、硬脂酸、软脂酸、酒石酸、肉桂酸、苦味酸、葡萄糖、果糖、麦芽酸、肉桂酸、苦味酸、葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、核糖、脱氧核糖、甘氨酸、卤仿、糖、蔗糖、核糖、脱氧核糖、甘氨酸、卤仿、甘油;甘油;DMF、THF、DMSO、DNA、RNA 要点:要点:1、掌握母体的选择、主碳链的选择以、掌握母体的选择、主碳链的选择以及编号原则。及编号原则。2、能够正确运用次序规则,对烯烃的、能够正确运用次序规则,对烯烃的Z/E构型、手性化合物的构型、手性化合物的R/S构型进行构型进行标记。标记。四、有机化合物的同分异构现象四
展开阅读全文