基本概念与理化性质比较汇总课件.ppt

1、基本概念与理化性质比较基本概念与理化性质比较一、有关物理性质的问题一、有关物理性质的问题 有机化学中的基本概念内容广泛，很难规定一个确切有机化学中的基本概念内容广泛，很难规定一个确切的范围。这里所说的基本概念主要是指有机化学的结构理的范围。这里所说的基本概念主要是指有机化学的结构理论及理化性能方面的问题，如：化合物的论及理化性能方面的问题，如：化合物的物理性质物理性质、共价共价键的基本属性键的基本属性、电子理论中诱导效应和共轭效应的概念电子理论中诱导效应和共轭效应的概念、分子的手性分子的手性、酸碱性酸碱性、芳香性芳香性、稳定性稳定性、反应活性反应活性等。等。这类试题的形式也很灵活，有这类试题的

2、形式也很灵活，有选择选择、填空填空、回答问回答问题题、计算计算等。等。1.沸点与分子结构的关系沸点与分子结构的关系 化合物沸点的高低，主要取决于分子间引力的大小，化合物沸点的高低，主要取决于分子间引力的大小，分子间引力越大，沸点就越高。而分子间引力的大小受分分子间引力越大，沸点就越高。而分子间引力的大小受分子的偶极矩、极化度、氢键等因素的影响。化合物的沸点子的偶极矩、极化度、氢键等因素的影响。化合物的沸点与结构有如下规律：与结构有如下规律：(1)在同系物中，分子的在同系物中，分子的相对质量增加，沸点升高；相对质量增加，沸点升高；直链异构体的沸点支链异构体；支链愈多，沸点愈低。直链异构体的沸点支

3、链异构体；支链愈多，沸点愈低。沸点沸点()：-0.5 36.1 27.9 9.5 CH3CH2CH2CH3;CH3CH2CH2CH2CH3;CH3CHCH2CH3;CH3 C CH3;CH3CH3CH3 (2)含极性基团的化合物含极性基团的化合物(如：醇、卤代物、硝基化合如：醇、卤代物、硝基化合物等物等)偶极矩增大，比母体烃类化合物沸点高。偶极矩增大，比母体烃类化合物沸点高。同分异构同分异构体的沸点一般是：体的沸点一般是：伯异构体仲异构体叔异构体伯异构体仲异构体叔异构体。CH3CH2CH2CH3;CH3CH2CH2CH2Cl;CH3CH2CH2CH2NO2;沸点沸点()：-0.5 78.4 1

4、53CH3CH2CH2CH2OH;CH3CHCH2CH3;OH CCH3OHCH3CH3;沸点沸点()：117.7 99.5 82.5 (3)分子中引入能形成缔合氢键的原子或原子团时，分子中引入能形成缔合氢键的原子或原子团时，则沸点显著升高，且该基团愈多，沸点愈高。则沸点显著升高，且该基团愈多，沸点愈高。CH3CH2CH3;CH3CH2CH2OH;CH2CH2CH2;OH OHCH2CHCH2;OH OHOH 沸点沸点()：-45 97 216 290CH3CH2OH,CH3CH2OCH2CH3;CH3COOH,CH3COOC2H5 ;沸点沸点()：78 34.6 118 77 形成分子间氢键

5、的比形成分子内氢键的沸点高。形成分子间氢键的比形成分子内氢键的沸点高。NO2OHNOHOO 沸点沸点()：279 215 (4)在顺反异构体中，一般顺式异构体的沸点高于反在顺反异构体中，一般顺式异构体的沸点高于反式。式。HHClClCH3CH3HHCH3CH3HHCCHHClClCC沸点沸点()：60.1 48 37 29 2.熔点与分子结构的关系熔点与分子结构的关系 熔点的高低熔点的高低取决于晶格引力的大小取决于晶格引力的大小，晶格引力愈大，晶格引力愈大，熔点愈高。而晶格引力的大小，主要受分子间作用力的熔点愈高。而晶格引力的大小，主要受分子间作用力的性质、分子的结构和形状以及晶格的类型所支配

6、。性质、分子的结构和形状以及晶格的类型所支配。晶格引力晶格引力：以：以离子间的电性吸引力最大离子间的电性吸引力最大，偶极分子间偶极分子间的吸引力与分子间的缔合次之的吸引力与分子间的缔合次之，非极性分子间的色散力最非极性分子间的色散力最小小。因此，化合物的熔点与其结构通常有以下规律：。因此，化合物的熔点与其结构通常有以下规律：1.以离子为晶格单位的无机盐、有机盐或能形成内盐以离子为晶格单位的无机盐、有机盐或能形成内盐的氨基酸等都有很高的熔点。的氨基酸等都有很高的熔点。2.在分子中引入极性基团，偶极矩增大，熔点、沸点在分子中引入极性基团，偶极矩增大，熔点、沸点都升高，故极性化合物比相对分子质量接近

7、的非极性化合都升高，故极性化合物比相对分子质量接近的非极性化合物的熔点高。物的熔点高。3.在分子中引入极性基团，偶极矩增大，熔点、沸在分子中引入极性基团，偶极矩增大，熔点、沸点都升高，故极性化合物比相对分子质量接近的非极性化点都升高，故极性化合物比相对分子质量接近的非极性化合物的熔点高。但在羟基上引入烃基时，则熔点降低。合物的熔点高。但在羟基上引入烃基时，则熔点降低。OHOHOHOHOCH3 熔点熔点()：5.4 41.8 105 32 4.能形成分子间氢键的比形成分子内氢键的熔点高。能形成分子间氢键的比形成分子内氢键的熔点高。OHCHOOHCOHOCOHCH3OCOHOHOHCOCH3OHC

8、OOH熔点熔点()：116 -7 109 28 213 159 5.同系物中，熔点随分子相对质量的增大而升高，同系物中，熔点随分子相对质量的增大而升高，且分子结构愈对称，其排列愈整齐，晶格间引力增加，熔且分子结构愈对称，其排列愈整齐，晶格间引力增加，熔点升高。点升高。CH3CH3CH3CH3CH3CC CH3 熔点熔点()：10.4 56.8 3.溶解度与分子结构的关系溶解度与分子结构的关系 有机化合物的溶解度与分子的结构及所含的官能团有机化合物的溶解度与分子的结构及所含的官能团有密切的关系，可用有密切的关系，可用“相似相溶相似相溶”的经验规律判断。的经验规律判断。(1)一般离子型的有机化合物

9、易溶于水，如：有机酸一般离子型的有机化合物易溶于水，如：有机酸盐、胺的盐类。盐、胺的盐类。(2).能与水形成氢键极性化合物易溶于水，如：单官能与水形成氢键极性化合物易溶于水，如：单官能团的醇、醛、酮、胺等化合物，其中直链烃基能团的醇、醛、酮、胺等化合物，其中直链烃基4个碳个碳原子，支链烃基原子，支链烃基5个碳原子的一般都溶于水，且随碳原个碳原子的一般都溶于水，且随碳原子数的增加，在水中的溶解度逐渐减小。子数的增加，在水中的溶解度逐渐减小。CH3OH;C2H5OH;CH3CH2CH2OH;CH3CH2CH2CH2OH;任意比例互溶任意比例互溶 7.9%(3).能形成分子内氢键的化合物在水中的溶解

10、度减小。能形成分子内氢键的化合物在水中的溶解度减小。HOCOHOOHNO 一些易水解的化合物，遇水水解也溶于水，如酰卤、一些易水解的化合物，遇水水解也溶于水，如酰卤、酸酐等。酸酐等。二、酸碱性的强弱问题二、酸碱性的强弱问题 (4).一般碱性化合物可溶于酸，如有机胺可溶于盐酸。一般碱性化合物可溶于酸，如有机胺可溶于盐酸。含氧化合物可与浓硫酸作用生成盐，而溶于过量的含氧化合物可与浓硫酸作用生成盐，而溶于过量的浓硫酸中。浓硫酸中。CH3CH2OCH2CH3 +H2SO4CH3CH2OCH2CH3H+(5)一般酸性有机化合物可溶于碱，如：羧酸、酚、一般酸性有机化合物可溶于碱，如：羧酸、酚、磺酸等可溶于

11、磺酸等可溶于NaOH中。中。化合物酸碱性的强弱主要受其结构的化合物酸碱性的强弱主要受其结构的电子效应电子效应、杂化杂化、氢键氢键、空间效应空间效应和和溶剂溶剂的影响。的影响。1.羧酸的酸性羧酸的酸性 (1)脂肪族羧酸脂肪族羧酸 连有连有-I效应效应的原子或基团，使的原子或基团，使酸性增强酸性增强；连有；连有+I效应效应的原子或基团，使的原子或基团，使酸性减弱酸性减弱。CH3COOHpKa0.65 1.29 2.66 4.76Cl3CCOOHCl2CHCOOHClCH2COOH CH3CH2CH2COOHClClpKa2.84 4.06 4.52 4.82ClCH3CH2CHCOOHCH3CHC

12、H2COOHCH2CH2CH2COOH ICH2COOHpKa 1.23 2.66 2.86 2.90 3.16O2NCH2COOH FCH2COOHClCH2COOHBrCH2COOH-I效应效应，酸性，酸性。诱导效应具有加和性。诱导效应具有加和性。诱导效应与距离成反比。诱导效应与距离成反比。(2)芳香族羧酸芳香族羧酸 芳环上的取代基对芳香酸酸性的影响要复杂的多。芳环上的取代基对芳香酸酸性的影响要复杂的多。一般来说，在芳环上引入一般来说，在芳环上引入吸电子吸电子基团，使基团，使酸性增强酸性增强；引入引入供电子供电子基团使基团使酸性减弱酸性减弱。而且还与。而且还与基团所连接的位置基团所连接的位

13、置有关。有关。A.对位取代芳香酸的酸性同时受诱导效应和共轭效对位取代芳香酸的酸性同时受诱导效应和共轭效应的影响。应的影响。COOHCOOHCOOHCOOHNO2ClHOCH3 -I、-C 效应效应 -I+C +C-I pKa 3.42 3.99 4.20 4.47 B.间位取代芳香酸的酸性，因共轭效应受阻，主要间位取代芳香酸的酸性，因共轭效应受阻，主要受诱导效应的影响。受诱导效应的影响。COOHCOOHCOOHCOOHCOOHNO2ClOHOCH3 -I 效应效应 -I -I -I pKa 3.45 3.83 4.08 4.09 4.20 C.邻位取代芳香酸的酸性都较苯甲酸的酸性强。邻位取代芳

14、香酸的酸性都较苯甲酸的酸性强。这主要是电子效应和空间效应综合影响的结果。由这主要是电子效应和空间效应综合影响的结果。由于于邻位取代基的空间效应使苯环与羧基难以形成共平面，邻位取代基的空间效应使苯环与羧基难以形成共平面，难以产生共轭效应难以产生共轭效应（苯环与羧基共轭时，苯环具有（苯环与羧基共轭时，苯环具有+C效效应）；另一方面应）；另一方面邻位取代基与羧基的距离较近，邻位取代基与羧基的距离较近，-I 效应的效应的影响较大，影响较大，故故酸性增强酸性增强。COOHCOOHCOOHNO2NO2NO2pKa2.17 3.42 3.45COOHCOOHCOOHOCH3OCH3OCH3pKa4.09 4

15、.094.47 有的有的邻位基团能与羧基形成氢键，邻位基团能与羧基形成氢键，使其羧基的氢更易使其羧基的氢更易解离，因此表现出更强的酸性。解离，因此表现出更强的酸性。2.醇的酸性醇的酸性 醇在醇在水溶液水溶液中的酸性次序为：中的酸性次序为：这种现象可用溶剂效应来解释，以水和叔丁醇为例：这种现象可用溶剂效应来解释，以水和叔丁醇为例：水的共轭碱水的共轭碱OH-能很好的被水溶剂化，因而较稳定；但叔能很好的被水溶剂化，因而较稳定；但叔丁醇的共轭碱丁醇的共轭碱(CH3)3CO-则因空间位阻较大难以被水溶剂则因空间位阻较大难以被水溶剂化化,所以不稳定。若所以不稳定。若在气相中在气相中，因不存在溶剂化效应，其

16、，因不存在溶剂化效应，其酸性的强弱次序则酸性的强弱次序则刚好相反刚好相反。H2O CH3OH CH3CH2OH (CH3)2CHOH (CH3)3COHpKa15.7 16 17 18 19 如果在醇分子中如果在醇分子中引入引入具有具有-I效应效应的原子或基团，其的原子或基团，其酸酸性性将明显将明显增强增强。pKa17 5.6CH3CH2OH CCH2OHN 烯醇类烯醇类化合物的化合物的酸性比醇酸性比醇类化合物类化合物强强的多。这是因的多。这是因为羟基氧原子的未共用电子对与双键发生共轭作用，从而为羟基氧原子的未共用电子对与双键发生共轭作用，从而降低了氧原子上的电子云密度，使降低了氧原子上的电子

17、云密度，使OH键的极性增强所键的极性增强所致。致。H:R CHCHO 若在若在R原子团中原子团中含有双键含有双键，特别是，特别是含羰基并与双键共含羰基并与双键共轭轭时，其时，其酸性则明显增强酸性则明显增强。pKa CH3OHO OEtOHO911CCH3CHCCH3CCHC 3.酚的酸性酚的酸性 酚的酸性比醇强，但比羧酸弱。酚的酸性比醇强，但比羧酸弱。pKa 4.76 9.98 17CH3COOHOHCH3CH2OH 取代酚的酸性取决于取代酚的酸性取决于取代基的性质取代基的性质和和取代基在苯环取代基在苯环上所处的位置上所处的位置。苯环上连有苯环上连有I、C基团使酚的基团使酚的酸性增强酸性增强；

18、连有；连有+I、+C基团使基团使酸性减弱酸性减弱。OHOHOHOHOHCH3NO2NO2NO2NO2NO2O2Npka10.2610.07.154.090.25 取代酚的酸性不仅与取代基的电子效应有关，还与取代酚的酸性不仅与取代基的电子效应有关，还与空空间效应间效应有关。有关。这是由于在这是由于在3,5 二甲基二甲基 4 硝基苯酚中，硝基苯酚中，3，5位两位两个甲基的空间效应个甲基的空间效应，使苯环与硝基不能处在一个平面上，使苯环与硝基不能处在一个平面上，苯环与硝基的共轭效应遭到破坏，即苯环与硝基的共轭效应遭到破坏，即硝基的硝基的I 效应减弱效应减弱。OHOHCH3NO2NO2CH3H3CH3

19、Cpka8.247.16 4.烃类的酸性烃类的酸性 烷烃的酸性较烷烃的酸性较NH3还要弱。还要弱。CH3CH3CH2CH2CHCHpka4036.525 其原因在于碳原子的杂化状态不同。其原因在于碳原子的杂化状态不同。烷基苯的酸性要比饱和烃的酸性强。烷基苯的酸性要比饱和烃的酸性强。这可由其这可由其失去质子的共轭碱来判断。失去质子的共轭碱来判断。失去质子后形成的环戊二烯负离子,因其具有芳香性而使其酸性增强。Ph3CHPh2CH2PhCH3CH4pka31.533.53540Ph3CPh2CHPhCH2稳定性：依次降低pka162023 5.胺的碱性胺的碱性 (1)脂肪胺的碱性脂肪胺的碱性 在气相

20、或不能形成氢键的溶剂中：在气相或不能形成氢键的溶剂中：在水溶液中：在水溶液中：胺胺在在水溶液中的碱性是电子效应、溶剂化效应和空间水溶液中的碱性是电子效应、溶剂化效应和空间效应综合影响的结果。效应综合影响的结果。(CH3)3N(CH3)2NHCH3NH2NH3(CH3)3N(CH3)2NHCH3NH2NH3pkb4.76 3.27 3.38 4.21NHHHHOHHOHHOHHOHH+NCH3HHHOHHOHHOHH+NCH3HHOHHOHHOHH+CH3CH3CH3CH3NH+胺分子中连有胺分子中连有 Cl、NO2等吸电子基团时，将使其等吸电子基团时，将使其碱性降低。碱性降低。(2)芳胺的碱性

21、芳胺的碱性 在水溶液中芳胺的在水溶液中芳胺的碱性碱性较较 NH3 弱弱。芳胺芳胺碱性的强弱次序为：碱性的强弱次序为：取代芳胺的碱性强弱与取代基的性质和在苯环上的位取代芳胺的碱性强弱与取代基的性质和在苯环上的位置有关。当苯环上置有关。当苯环上连有供电子基团连有供电子基团时，将时，将使碱性增强使碱性增强；连连有吸电子基团有吸电子基团时，将时，将使碱性减弱使碱性减弱。PhNH2Ph2NHPh3NNO2NH2NH2OCH3NH2ClNH2+CII+CI、Cpkb8.719.3810.5413.02 结论：结论：脂肪胺NH3芳胺三、反应活性中间体的稳定性问题三、反应活性中间体的稳定性问题 1.电子效应的

22、影响电子效应的影响 取代基的电子效应包括取代基的电子效应包括诱导效应和共轭效应诱导效应和共轭效应。它们将。它们将对活性中间体对活性中间体 碳正离子、碳负离子和碳自由基的稳碳正离子、碳负离子和碳自由基的稳定性产生影响定性产生影响。凡。凡能使电荷分散的因素能使电荷分散的因素，都将，都将使稳定性使稳定性增加增加。(1)碳正离子或碳自由基碳正离子或碳自由基(中心碳原子均为中心碳原子均为SP2杂化杂化)CH2+CH3+CH2+CH3CHCH3+A.B.C.D.,p-超共轭p,-共轭,p-超共轭CDAB CDABCDAB+CH3CHCHCH2=+CH3CHCH2CH3+A.B.C.D.有芳香性难伸展成平面

23、p,-共轭,p-超共轭A.Ph3CB.(CH3)3CC.CH3CHCH3CH3CH=D.CH3自由基3自由基2自由基乙烯型自由基 (2)碳负离子碳负离子 中心碳原子的杂化方式：中心碳原子的杂化方式：CSP2CSP3 键或苯环连接中心碳原子与烷基碳负离子 中心碳原子杂化方式不同：中心碳原子杂化方式不同：杂化轨道的杂化轨道的S成分增加，成分增加，诱导效应：诱导效应：中心碳原子中心碳原子连有强吸电子基连有强吸电子基时，将时，将使碳负离子的稳定使碳负离子的稳定性增加。性增加。生成的碳负离子稳定性增大。生成的碳负离子稳定性增大。HCCCH2CHCH3CH2(F3C)3CF3CCH3 中心碳原子中心碳原子

24、连有供电子基连有供电子基时，将时，将使碳负离子的稳定性使碳负离子的稳定性降低降低。CH3RCH2R2CHR3C 共轭效应：共轭效应：中心碳原子中心碳原子与与键直接相连键直接相连时，其未共用电子对因与时，其未共用电子对因与键共轭而离域，从而键共轭而离域，从而使碳负离子的稳定性增加使碳负离子的稳定性增加。(C6H5)3C(C6H5)2CHC6H5CH2 (1)自由基取代反应：自由基取代反应：反应的难易取决于活性中间体烃基自由基的稳定性，反应的难易取决于活性中间体烃基自由基的稳定性，烃基自由基越稳定，其反应速率越快，烃基自由基越稳定，其反应速率越快，C=OCH3CH2CHCOOEtCOOEtCHCO

25、CH3COOEtCHCOCH3COCH3 2.化学反应速率化学反应速率A.(CH3)3CHB.CH4C.CH3CH3D.(CH3)2CH2(CH3)3CCH3CH3CH2(CH3)2CHADCB (2)亲电加成反应：亲电加成反应：亲电加成反应的反应速率取决于碳碳不饱和键电子亲电加成反应的反应速率取决于碳碳不饱和键电子 烯烃双键碳原子上烯烃双键碳原子上连有供电子基连有供电子基时，将使时，将使反应活性反应活性增大增大，反应速率加快反应速率加快；反之，反应速率减慢。；反之，反应速率减慢。ACB HX与烯烃发生亲电加成反应，其反应速率取决于与烯烃发生亲电加成反应，其反应速率取决于HX离解的难易。离解的

26、难易。云密度的大小，云密度的大小，电子云密度越大电子云密度越大，反应速率越快反应速率越快。(CH3)2CHCH(CH3)2CH2CHCOOHCH2CHCH3A.B.C.HIHBrHCl (3)亲电取代反应：亲电取代反应：芳香族化合物亲电取代反应的反应速率取决于芳环上芳香族化合物亲电取代反应的反应速率取决于芳环上电子云密度的高低。当芳环上连有电子云密度的高低。当芳环上连有供电子基供电子基（除卤素外的（除卤素外的第一类定位基）时，将使芳环上的电子云密度增大，第一类定位基）时，将使芳环上的电子云密度增大，反应反应第一类第二类第二类第一类DCAEB (4)亲核取代反应：亲核取代反应：A.烃基结构：烃基

27、结构：SN1反应反应电子效应电子效应是影响反应速率的主要因素。是影响反应速率的主要因素。凡有利于碳正离子生成，并能使之稳定的因素均可加速凡有利于碳正离子生成，并能使之稳定的因素均可加速SN1反应。反应。速率加快速率加快；连有；连有吸电子基吸电子基（卤素和第二类定位基）时，将（卤素和第二类定位基）时，将使芳环上的电子云密度降低，使芳环上的电子云密度降低，反应速率减慢反应速率减慢。ClA.B.NO2C.D.OCH3E.COOEt(例外)(强)(弱)卤代烃发生卤代烃发生SN1反应的活泼顺序是：反应的活泼顺序是：如：如：ABCDABCD 这里值得这里值得注意注意的是：当的是：当杂原子杂原子与中心碳原子

28、直接相连与中心碳原子直接相连时，因中间体碳正离子的正电荷得到分散而时，因中间体碳正离子的正电荷得到分散而有利于有利于SN1反反CH2XR3CXR2CHXRCH2XCH3X,A.CH3CH=CHCH2ClB.CH3CHCH2CH3ClC.CH3CH2CH2CH2ClD.CH3CH2CH=CHCl烯丙型卤2RX1RX乙烯型卤CH2ClA.CH2ClClB.C.CH2ClCH3OD.CH2ClO2NCH2+CH2Cl+CH2CH3O+CH2O2N+应的进行。如：应的进行。如：CH3OCH2ClCH3CH2CH2CH2ClCH3OCH2CH2ClA.B.C.CH3OCH2+CH3CH2CH2CH2+C

29、H3OCH2CH2+ABC SN2反应反应空间效应空间效应是影响反应速率的主要因素。是影响反应速率的主要因素。、碳原子上烃基增多碳原子上烃基增多，不但不利于亲核试剂从背，不但不利于亲核试剂从背后进攻，且造成过渡态拥挤，从而后进攻，且造成过渡态拥挤，从而使使SN2反应反应活性降反应反应活性降低。低。SN2反应的活泼顺序为：反应的活泼顺序为：1RXCH3X2RX3RXA.(CH3)2CHCH2BrB.CH3CH2BrC.CH3CH2CH2BrD.(CH3)3CCH2BrABCD B.离去基团：离去基团：无论无论SN1反应还是反应还是SN2反应，离去基团总是带着一对电反应，离去基团总是带着一对电子离

30、开中心碳原子。子离开中心碳原子。离去基团的碱性越弱离去基团的碱性越弱，容易离开中心碳原子，其，容易离开中心碳原子，其反应反应活性越高。活性越高。IBrClF碱 性离去能力卤代烃的反应活性顺序是：卤代烃的反应活性顺序是：RIRBrRCl依依 次次 减减 弱弱依依 次次 减减 弱弱 C.亲核试剂：亲核试剂：亲核试剂主要影响亲核试剂主要影响SN2反应。反应。试剂中亲核原子相同时，其亲核能力为：试剂中亲核原子相同时，其亲核能力为：HOArORCOOROHH2ORO 同同周期元素周期元素形成的不同亲核试剂，其亲核能力为：形成的不同亲核试剂，其亲核能力为：同族元素同族元素形成的不同亲核试剂，中心原子的形成

31、的不同亲核试剂，中心原子的可极化度可极化度越大，其亲核能力越强。越大，其亲核能力越强。RSRORSHROHIBrClF在质子性溶剂中 下列亲核试剂在质子溶剂中与下列亲核试剂在质子溶剂中与CH3CH2I反应，试比较反应，试比较它们的反应速率：它们的反应速率：BCAFNH2HOR3CR2NROF考虑同族元素的亲核性CH3CH2CH2OA.B.(CH3CH2CH2)3CC.(CH3CH2CH2)2NCH3CH2CH2CH2OA.B.(CH3)3COC.CH3CH2CHOCH3BCA考虑空间位阻BCA考虑亲核性强弱亲核原子相同亲核原子相同亲核原子不同BCABCA (5)亲核加成：亲核加成：亲核加成反应

32、主要包括醛、酮的亲核加成反应和羧酸亲核加成反应主要包括醛、酮的亲核加成反应和羧酸及其衍生物的亲核加成反应。及其衍生物的亲核加成反应。A.OB.CH3CH2OC.HO同族元素A.CH3CH2COOB.CH3CH2OC.CH3CH2S同周期元素考虑亲核性强弱A.SB.CH3CH2OC.(CH3)3CO即考虑亲核性强弱,又考虑空间位阻 亲核加成反应的亲核加成反应的反应速率取决于反应速率取决于羰基化合物本身的结羰基化合物本身的结构，即构，即羰基碳原子的正电荷量。羰基碳原子的正电荷量。而而羰基碳原子的正电荷量羰基碳原子的正电荷量又取决于取代基的又取决于取代基的电子效应电子效应和空间效应。和空间效应。当当

33、羰基连有羰基连有吸电子基团吸电子基团时，将使羰基碳原子的正电性时，将使羰基碳原子的正电性增大，增大，反应活性增强反应活性增强；反之，反应活性减弱。；反之，反应活性减弱。当当连有能连有能与羰基发生共轭的基团与羰基发生共轭的基团时，因共轭效应的结时，因共轭效应的结果，使羰基碳原子的正电荷得到分散，故果，使羰基碳原子的正电荷得到分散，故反应活性降低反应活性降低。不同醛、酮的羰基的反应活性顺序是：不同醛、酮的羰基的反应活性顺序是：C=OHHC=OHCH3C=ORHC=OHPhC=OCH3CH3 羧酸衍生物的反应活性顺序是：羧酸衍生物的反应活性顺序是：C=OCH3RC=ORRC=OCH3PhC=OPhR

34、C=OPhPhRCOXRCOORCORCOORRCONH2 按亲核加成反应的活泼顺序排列：按亲核加成反应的活泼顺序排列：A.ClCH2CHOB.CH2CHCHO=C.CH3CH2CHOD.BrCH2CHOADCBA.CHONO2CHOB.C.CHOCH3D.CHOClADCB 按酯化反应速度由快到慢排列为序：按酯化反应速度由快到慢排列为序：A.CH3COClB.CH3COOC2H5C.CH3CONH2D.(CH3CO)2OADBC ADBCBCAC2H5OH 酯化：用A.(CH3)3CCOOHC.(CH3)2CHCOOHCH3CH2COOHB.考虑空间效应和电子效应A.乙 酸B.丙 酸C.，甲

35、基丙酸D.二甲基丙酸考虑空间效应苯甲酸酯化：D.A.正丙醇B.乙 醇C.甲 醇仲丁醇ADBC用苯甲醇酯化：A.2,6-二甲基苯甲酸B.邻甲基苯甲酸C.苯甲酸BCA (6)消除反应：消除反应：消除反应主要指卤代烃脱消除反应主要指卤代烃脱HX和醇的分子内脱水。和醇的分子内脱水。卤代烃：卤代烃：3RX2 RX1 RXRIRBrRClRF 醇：醇：按按E1反应活性由大到小排列：反应活性由大到小排列：3ROH2ROH1ROHA.CHBrCH3CHBrCH3NO2B.CHBrCH3OCH3CH3C.D.CHBrCH3CHCH3NO2+CHCH3+OCH3CHCH3+CH3CHCH3+ADBCCH3CCH2

36、CH3CH3ClA.B.BrCH2CH2CHCH3ClC.CH3CHClCH3CHCH3BCA 按按E2反应活性由大到小排列：反应活性由大到小排列：BCAA.CH3CH3BrB.CH3CH3BrCH3CH3BrC.CH3CH3BrHHHCH3CH3BrHHHCH3CH3BrHHH四、关于芳香性问题四、关于芳香性问题 芳香性的判断依据：芳香性的判断依据：1.必须是闭合的环状共轭体系；必须是闭合的环状共轭体系；2.成环原子要共平面或接近共平面；成环原子要共平面或接近共平面；3.电子必须符合电子必须符合4n+2 的休克尔规则。的休克尔规则。1.单环体系芳香性的判断：单环体系芳香性的判断：含含杂原子的

37、平面单环体系，也可用休克尔规则来判断杂原子的平面单环体系，也可用休克尔规则来判断是否具有芳香性。是否具有芳香性。HH161,6 位的两个氢相互排斥成环原子不能共平面没有芳香性CH2避免了1,6 位氢原子间的排斥作用有芳香性 2.稠环体系：稠环体系：稠环指的是由单环多烯稠并而成的多环多烯体系。稠环指的是由单环多烯稠并而成的多环多烯体系。若若稠环体系的成环原子接近或在一个平面上，仍可用稠环体系的成环原子接近或在一个平面上，仍可用休克尔规则判断。其方法是：休克尔规则判断。其方法是：略去中心桥键，直接利用休克尔规则进行判断，若略去中心桥键，直接利用休克尔规则进行判断，若电子数符合电子数符合 4n+2

38、的规则，就有芳香性。的规则，就有芳香性。SNNH13N只有一对电子参与共轭体系有芳香性3N上的未共用电子 未参与共轭有芳香性 N上的未共用电子 未参与共轭有芳香性 电子数1281010没有芳香性没有芳香性有芳香性有芳香性 3.环状有机离子：环状有机离子：+电子数=成环原子数1有芳香性 电子数=成环原子数+1没有芳香性由此推断：由此推断：+没有芳香性有芳香性 4.富烯及衍生物：富烯及衍生物：这类化合物都具有较大的偶极矩，说明它们的电荷分这类化合物都具有较大的偶极矩，说明它们的电荷分离程度较大。因此，这类化合物在用休克尔规则判断其是离程度较大。因此，这类化合物在用休克尔规则判断其是否具有芳香性时，

39、否具有芳香性时，先将分子写成偶极结构式，先将分子写成偶极结构式，分别对含有分别对含有两个电荷相反的共轭环进行判断，两个电荷相反的共轭环进行判断，若两个环的若两个环的电子数都电子数都符合符合 4 n+2 的休克尔规则，的休克尔规则，那么那么整个分子就具有芳香性。整个分子就具有芳香性。+电子数 电子数2 6 6 6有芳香性有芳香性五、关于立体异构问题五、关于立体异构问题 1.几何异构：几何异构：产生的原因：产生的原因：双键或环使单键的自由旋转受到限制，双键或环使单键的自由旋转受到限制，而使分子具有不同的空间排布方式，即构型不同。而使分子具有不同的空间排布方式，即构型不同。含含双键的化合物：双键的化

40、合物：只要有一个双键原子连有相同的原只要有一个双键原子连有相同的原子或基团，就不存在顺反异构（子或基团，就不存在顺反异构（N原子上的孤对电子可看原子上的孤对电子可看成是一个基团）。成是一个基团）。环烃环烃化合物：化合物：必须两个或两个以上的环碳原子连有不必须两个或两个以上的环碳原子连有不同的原子或基团。同的原子或基团。CCababCNabOHNNaaH3CH3CCH3CH3HHHH 2.旋光异构旋光异构:如果一个分子与其镜象不能重叠，它就是手性分子。如果一个分子与其镜象不能重叠，它就是手性分子。手性分子又称为光学活性化合物。手性分子又称为光学活性化合物。互为镜象的两个化合物称为对映异构体，简称

41、对映体。互为镜象的两个化合物称为对映异构体，简称对映体。互为对映体的两个化合物，除旋光方向相反外，一般的化互为对映体的两个化合物，除旋光方向相反外，一般的化学性质、物理性质相同。学性质、物理性质相同。一个化合物有无手性，一般可根据分子是否存在对称一个化合物有无手性，一般可根据分子是否存在对称面和对称中心来判断。面和对称中心来判断。如果一个分子如果一个分子既没有对称面，既没有对称面，也没也没有对称中心，有对称中心，则该分子即为手性分子。则该分子即为手性分子。(1)判断饱和键的分子是否有手性：判断饱和键的分子是否有手性：通常看是否有手性碳原子。通常看是否有手性碳原子。若分子中若分子中只含一个只含一

42、个手性碳原子，它一定是手性分子，手性碳原子，它一定是手性分子，存在一对对映体。存在一对对映体。CCCOOHCOOHCH3CH3HOHHOHCOOHCOOHCH3CH3HHOHHO含两个手性碳两个不同手性碳2 n旋光异构体数目：=2 2=4 个2 n-1对映体数目：=2 2-1=2 对两个相同手性碳旋光异构体数目：3 个对映体数目：1 对、内消旋体 1个HHCOOHCOOHHCOOHCOOHClClClHClHCOOHCOOHClHClHCOOHCOOHClHCl对 映 体内消旋体 (2)含杂原子的对映异构：含杂原子的对映异构：(3)含手性轴和手性面化合物：含手性轴和手性面化合物：典型的含手性轴

43、化合物典型的含手性轴化合物丙二烯型化合物：丙二烯型化合物：NNCH3CH3C2H5C6H5C6H5C2H5CH2=CHCH2CH2CH=CH2+CCCH3CH3C2H5C6H5C6H5C2H5CH2=CHCH2CH2CH=CH2+CCCaabb 两端的不饱和碳原子两端的不饱和碳原子只要有一个不饱和碳原子连有两只要有一个不饱和碳原子连有两个相同的原子和基团，那么，这个分子就没有手性。个相同的原子和基团，那么，这个分子就没有手性。同理，螺环化合物也是如此。同理，螺环化合物也是如此。(4)环状化合物：环状化合物：顺反异构和旋光异构往往同时存在。顺反异构和旋光异构往往同时存在。顺式异构体、顺式异构体、

44、1,3 二取代环丁烷和二取代环丁烷和1,4 二取代环二取代环己烷己烷（无论两个取代基相同与否，是顺式还是反式）均（无论两个取代基相同与否，是顺式还是反式）均因因有对称面而无旋光性。有对称面而无旋光性。内消旋体内消旋体 不是内消旋体不是内消旋体aabbH3CCH3HHH3CCH3HHH3CHCH3H 其他三元、四元、五元、六元环状化合物，其他三元、四元、五元、六元环状化合物，只要是反只要是反式异构体式异构体，因分子中既无对称面，也无对称中心，因而因分子中既无对称面，也无对称中心，因而均均有旋光性有旋光性(无论两个取代基相同与否无论两个取代基相同与否)。(5)内消旋体、外消旋体、非对映体和差向异构

45、体：内消旋体、外消旋体、非对映体和差向异构体：内消旋体：内消旋体：分子中含相同的手性碳原子，且有对称面。分子中含相同的手性碳原子，且有对称面。对称的手性碳原子的构型必定相反，即一对称的手性碳原子的构型必定相反，即一 个为个为R 型，另一个为型，另一个为S 型。型。COOHCOOHHHOHOHRSCH3CH3HHHHClClSR 外消旋体：外消旋体：等量对映体的混合物。等量对映体的混合物。非对映体：非对映体：构造相同，构型不同但又不呈镜象关系的构造相同，构型不同但又不呈镜象关系的化合物，互为非对映体。化合物，互为非对映体。COOHCOOHHHOHOHCOOHCOOHHHOHHOBrCH3COOH

46、HBrCH3COOHH 差向异构体：差向异构体：在含多个手性碳原子的旋光异构体中，在含多个手性碳原子的旋光异构体中，若两个异构体若两个异构体只有一个手性碳原子的构型不同，其余各手只有一个手性碳原子的构型不同，其余各手性碳原子的构型均相同，性碳原子的构型均相同，这两个异构体就互为差向异构体。这两个异构体就互为差向异构体。差向异构体必定是非对映体，非对映体不一定是差向差向异构体必定是非对映体，非对映体不一定是差向异构体。异构体。COOHOHCH3HHHClClCOOHHOCH3HHHClClSSSRSS互为差向异构体，也是非对映体互为差向异构体，也是非对映体。是非对映体，但不是差向异构体。是非对映

47、体，但不是差向异构体。3.构象异构：构象异构：一般是指同一构型分子中由于单键旋转而产生的原子一般是指同一构型分子中由于单键旋转而产生的原子或基团在空间的不同排列形式或基团在空间的不同排列形式,这种异构称为构向异构。这种异构称为构向异构。COOHCOOHOHCOOHHHHBrClCOOHHOHHHBrCl 在构型一定的分子的无数个构象中，其在构型一定的分子的无数个构象中，其优势构象优势构象(即即稳定构象稳定构象)通常通常是能量最低的构象。是能量最低的构象。判断分子构象的稳定性主要考虑：判断分子构象的稳定性主要考虑：各种张力和偶极各种张力和偶极 偶极相互作用，一般说来，偶极相互作用，一般说来，稳定

48、构象是各种张力最小，偶稳定构象是各种张力最小，偶极极 偶极相互作用最大的那种排列。偶极相互作用最大的那种排列。(1)直链烃及其衍生物：直链烃及其衍生物：从能量上看：从能量上看：大的原子或基团处于对位交叉式是最稳大的原子或基团处于对位交叉式是最稳定的构象，定的构象，因为这样排布原子或基团彼此间的距离最远，因为这样排布原子或基团彼此间的距离最远，相互排斥力最小。相互排斥力最小。处于邻位交叉的原子或基团，处于邻位交叉的原子或基团，若能形成分子内氢键，若能形成分子内氢键，则邻位交叉式是优势构象。则邻位交叉式是优势构象。ClClClClClClClClHHHHHHHHHHHHHHHHClClClOHHH

49、HHHHHH (2)环己烷及取代环己烷的优势构象：环己烷及取代环己烷的优势构象：优势构象优势构象 一取代环己烷一取代环己烷的优势构象：的优势构象：取代基处于取代基处于 e 键稳定。键稳定。二二取代环己烷取代环己烷的优势构象：的优势构象：在在满足两个原子或基团的空间构型的前提满足两个原子或基团的空间构型的前提下：下：处于处于 e 键的键的 取代基多者稳定；取代基多者稳定；大的取代基处于大的取代基处于 e 键稳定。键稳定。？RR1-甲基-2-异丙基 环己烷顺-CH(CH3)2CH31-甲基-2-异丙基 环己烷反-写出下列化合物的优势构象：写出下列化合物的优势构象：12413513CH3CH3CH3OCH3(CH3)3CC6H5OHOHHHClCH3C6H5CH3CH3(CH3)3COCH3CH3OOHHHHClHHCH3