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第七章 有机化学基础 目 的 要 求 7.1 有机化合物概述 1.有机化合物和有机化学 2.有机化合物的特点 2)有机化合物物理性质上的特点。 3)有机化合物化学性质上的特点。 3.有机化合物分类 2)根据官能团分类 4.有机化合物的命名 命名原则：最长的碳链(有机化合物的分子主链) 构成母体名称，添加反映取代基情况的接头词或接尾词。 7.2 有机化合物的结构 1.有机化合物的异构现象 1)构造异构 分子中各原子连接方式和次序不同形成构造异构。 2)构型异构 反式异构体对称性较高，偶极矩为零，分子没有极性，顺 式异构体有微弱极性，所以顺式异构体的沸点一般比反式异构 体高；对称的反式异构体分子在晶格中排得较紧，熔点高。 ②对映异构(旋光异构)：因分子中的手性因素(两个立体异构体之间呈实物与镜像相互对映关系，彼此相似但不能叠合) 而产生的立体异构。 两种异构体对平面偏振光旋转的角度一样，方向相反，右 旋和左旋常用“＋”和“－”表示。 具有重要生理意义的有机化合物绝大多数都是手性的。 手性药物往往只有一个具有较强的生理效应，其对映体或 无活性，或活性很低，有些甚至产生相反的生理作用。 3)构象异构 由于单键旋转所形成的分子内原子和基团排布形象的不 同形成的异构，又叫旋转异构体。 2.有机化合物的结构分析 首先测定其物理形态和性质；再通过元素分析看其中有何 种元素，通过定量分析得到其相对组成，结合分子量可以得出 分子式；然后通过化学反应决定其含有哪些官能团及原子间键 联的方式。现在，更多地依靠有机化合物的各种光谱性质，如 红外(IR)、紫外(UV)、质谱(MS)、核磁共振(NMR)和X-衍射分 析来确知分子中每个原子的确切位置。 7.3 有机化学反应基本类型 1.有机化学反应分类 2.取代反应 1)自由基取代反应 卤代烷的亲核取代反应 3)亲电取代反应 由缺电子的亲电试剂的进攻而发生的取代反应。亲电试剂通常是正离子或含有空轨道的分子。苯的环状共轭结构容易遭受亲电试剂的进攻，发生亲电取代反应。 3.加成反应 1)亲电加成：由亲电试剂进攻而发生的加成反应。 4)协同加成反应(环加成反应) 3)亲核加成反应：由亲核试剂的进攻而发生的加成反应。 4.氧化、还原反应 1)氧化反应 烯烃氧化(强氧化剂)：碳碳双键断裂。双键碳原子有两个氢原子时，氧化成CO2和H2O；双键碳原子上连有一个氢原子和一个烷基时，氧化成羧酸；双键碳原子上连有两个烷基时，氧化成酮。 芳香烃氧化：一般氧化剂可将苯环上侧链与苯环连接的碳原子被氧化成羧基。只有氧化剂的氧化能力足够强时，才可以将苯环氧化，得到开链的氧化产物。 要想使醇氧化停留在醛的阶段，必须使用比较弱氧化剂。 2)还原反应 硝基化合物，特别是芳香族硝基化合物，除了常用硼氢化钠和氢化铝锂外，常用金属加盐酸的方法将其还原为胺。 5.消除反应 2)?-消除(1, 2-消除) 3)?-消除(1, 3-消除及更远) 6.缩合反应 通过缩合反应，可以形成新的碳碳键，增长碳链。如醇醛缩合反应、酯缩合反应等。 7.4 基本有机化合物的合成 1.烯烃的合成 2.炔烃的合成 1)炭化钙法 3.卤代烃的合成 1)卤代烷烃制备：由醇与氢卤酸作用。 4.醇的合成 3)醛酮的催化加氢或化学还原剂还原 4)复杂结构醇的制备：Grignard反应。 5.醚的合成 1)醇的脱水 2)醇(酚)钠和卤代烃作用合成不对称醚 6.醛酮的合成 2)醇的氧化剂氧化(脱氢)(实验室) 3)芳香酮的制备 7.羧酸的合成 芳香烃的苯环比较稳定较难氧化，而苯环上含有?-氢的烷基则不论长短，用强氧化剂氧化时，最后都变成羧基，这是通常制备芳香族羧酸的方法。 2)腈的水解 3)Grignard试剂和二氧化碳作用 8.胺的合成 1)硝基化合物的还原：主要用于芳香族伯胺的制备 3)还原胺化 ①氨或胺与醛或酮发生亲核加成，产物脱水消除得亚胺 ②亚胺不稳定，在氢及催化剂存在下，加压还原为胺 CaC2+2H2O == CH CH+Ca(OH)2 3C+CaO ===== CaC2+CO 2000℃ 2)利用天然气或石油 2CH4 CH CH+3H2 1500℃ 0.01~0.1s 4CH4+O2 CH CH+2CO+7H2 3)邻二卤代烃或偕二卤代烃在碱性条件下脱卤化氢 CH3-CH-CH-CH3 Cl Cl C2H5OH KOH CH3-C C-CH3 CH3-C-CH2-CH3 Cl Cl C2H5OH KOH C