《基础有机化学大纲》课件

基础有机化学大纲什么是有机化学****碳元素生命基础研究含碳化合物及其性质的学科碳元素在生物体中扮演着至关重要的角色广泛应用广泛应用于医药、化工、农业等领域有机化学的重要性生命的基础日常生活中的应用食品科学与农业有机化学是研究生命的基础，它探索构成生有机化学的应用广泛，从合成药物、塑料、有机化学在食品科学、农业和环境科学中发命体的有机分子的结构、性质和反应染料和农药等，到开发新材料和能源技术挥着重要作用，例如研究食品成分、农药和环境污染物有机化学的发展史早期古代文明就已利用有机化合物，如染料、香料和药物世纪18化学家开始系统地研究有机化合物，并发展了新的合成方法世纪19有机化学成为一门独立的学科，并取得了巨大进展，如结构理论的建立世纪20有机化学发展迅速，包括合成新材料、药物和农药世纪21有机化学继续发展，并在纳米技术、生物技术等领域发挥重要作用有机化学的分类按结构分类按官能团分类脂肪族化合物链状结构，例如烷烃、烯烃、炔烃烃只含有碳和氢元素，例如甲烷、乙烷脂环族化合物环状结构，例如环烷烃、环烯烃卤代烃含有卤素原子，例如氯甲烷、溴乙烷芳香族化合物苯环结构，例如苯、甲苯、萘醇含有羟基，例如甲醇、乙醇醛含有醛基，例如甲醛、乙醛酮含有酮基，例如丙酮、丁酮羧酸含有羧基，例如甲酸、乙酸胺含有氨基，例如甲胺、乙胺醚含有醚键，例如二甲醚、乙醚有机化合物的命名命名法IUPAC1国际纯粹与应用化学联合会制定的命名法，它提供了IUPAC一个系统化的命名系统，适用于所有有机化合物普通命名法2基于历史传统或特定化合物的特性，一些有机化合物有特定的俗名官能团命名法3根据化合物中存在的官能团来命名，例如，醇类、醛类、酮类等有机化合物的性质沸点溶解度反应性有机化合物沸点受分子间作用力影响，有机化合物溶解度与极性、氢键形成能有机化合物反应性取决于官能团、反应如范德华力、氢键等力等有关条件等因素烷烃的结构特点烷烃是由碳和氢两种元素组成的化合物，碳原子之间以单键连接，每个碳原子都与四个氢原子相连烷烃的结构特点主要包括以下几个方面碳原子之间以单键连接，形成碳链•每个碳原子都与四个氢原子相连，满足饱和状态•烷烃的结构可以是直链状、支链状或环状•烷烃的命名规则选择最长碳链1首先要找出分子中包含的最长碳链作为主链编号并命名取代基2从主链的一端开始编号，使取代基的位置编号最小再根据取代基的种类，用相应的名称来命名取代基组合命名3将取代基的名称和位置编号放在主链名称之前，并用连字符连接，多个取代基时，按照字母顺序排列烷烃的性质可燃性化学稳定性烷烃可以燃烧生成二氧化碳和水，并烷烃的化学性质相对稳定，不易发生释放大量热量反应，这也是它们作为燃料的主要原因之一光化学反应在紫外线照射下，烷烃可以发生卤代反应，生成卤代烷烃烯烃的结构特点烯烃分子中含有碳碳双键，比烷烃活泼，能发生加成反应、氧化反应和聚合反应等烯烃的双键是由一个键和一个键组成的σπ烯烃的命名规则主链选择1包含双键的最长碳链为主链编号确定2从离双键最近的一端开始编号命名规则3双键位置加烯“”烯烃的性质化学性质物理性质用途烯烃比烷烃更活泼，主要原因是碳碳双键烯烃的物理性质与烷烃相似，其熔点和沸烯烃是重要的化工原料，广泛用于合成塑中存在一个键，容易断裂点也随碳原子数的增加而升高，但比同碳料、橡胶、合成纤维等π原子数的烷烃稍高炔烃的结构特点三键结构线性结构杂化sp炔烃分子中含有碳碳三键，由一个键和两由于三键的结构特点，炔烃分子呈线性结构炔烃分子中的碳原子采用杂化，两个σsp sp个键组成，每个碳原子都与另外一个原子，碳原子和与其相连的原子位于一条直线上杂化轨道形成一个键，另外两个杂化轨πσsp形成三键道分别与其他原子形成键σ炔烃的命名规则选择最长碳链1包含三键的碳链编号碳原子2从离三键最近的一端开始编号命名3用炔字表示三键，并加上相应的数字表示三键的位置“”炔烃的性质可燃性加成反应炔烃具有很高的燃烧热，燃烧时产生炔烃能发生加成反应，例如与卤素、明亮的火焰氢气、水等物质加成爆炸性乙炔等低级炔烃与空气混合易爆炸，需注意安全芳香烃的结构特点芳香烃的结构特点主要包括含有苯环结构•苯环上的碳原子为杂化•sp2苯环中的电子云分布均匀，形成电子云，具有高度稳定性•π芳香烃的命名规则母体名称1以苯为母体取代基位置2编号或邻、间、对取代基名称3按字母顺序排列芳香烃的性质稳定性亲电取代反应芳香烃由于电子离域，使得分子由于电子云的富电子性，易发生ππ结构更加稳定，不易发生加成反亲电取代反应，如硝化反应、卤应化反应、磺化反应等燃烧芳香烃燃烧产生明亮的火焰并伴有浓烟，因为芳香烃富含碳元素，燃烧不充分醇类化合物的结构醇类化合物是指分子中含有羟基的有机化合物，羟基与饱和碳原子相连-OH醇类化合物的结构可分为两部分烃基和羟基烃基是指与羟基相连的碳氢链，:羟基是醇类化合物的官能团醇类化合物的结构决定了它的物理性质和化学性质例如，甲醇的沸点较低，而乙醇的沸点较高这是因为乙醇分子间可以形成氢键，而甲醇分子间不能形成氢键醇类化合物的命名选择最长碳链首先找到含有羟基的最长碳链作为主链编号并确定羟基位置从靠近羟基的一端开始编号，并用数字表示羟基的位置添加支链名称如果有支链，按照支链的位置和名称添加前缀添加醇字“”最后在主链名称后添加醇字，表示该化合物为醇类“”醇类化合物的性质物理性质化学性质用途123低级醇易溶于水，高级醇则难溶于水醇可以发生氧化反应、酯化反应、脱醇类化合物在工业、医药、化工等领水反应等域有着广泛的应用醚类化合物的结构醚类化合物是由两个烃基通过氧原子连接而成的有机化合物醚的结构通式是，其中和可以是相同或不同的烃基R-O-R RR醚的结构特点是氧原子连接两个烃基，氧原子上有两个孤对电子醚的化学性质比较稳定，不容易发生氧化反应，也不容易与强酸反应醚类化合物的命名简单醚1命名为烷氧基烷例如，命名为甲氧基甲烷CH3OCH3复杂醚2将较小的烷氧基作为取代基，并命名为烷基取代的醚环醚3以氧环为母体命名，并用数字标明取代基的位置醚类化合物的性质化学性质物理性质醚类相对惰性，一般情况下不会醚类一般具有较低的沸点，且具发生加成、氧化等反应但强酸有较低的极性，因此，醚类一般性条件下，醚键可以断裂，生成不溶于水，但易溶于大多数有机醇类溶剂用途醚类常作为有机溶剂，用于萃取、反应等醛类化合物的结构甲醛乙醛苯甲醛最简单的醛类，化学式为它是一种化学式为，是一种无色、有强烈刺化学式为，是一种无色、有苦杏HCHO CH3CHO C6H5CHO无色、有刺激性气味的气体，可溶于水激性气味的液体，可溶于水仁味的液体，可溶于水醛类化合物的命名母体选择包含醛基的最长碳链作为母体编号从醛基碳原子开始编号命名醛基用醛字表示“”醇类化合物的性质极性氢键12由于羟基的存在，醇类醇类分子之间可以形成氢键，-OH化合物具有极性，使其能够与导致其沸点升高，并使其具有水和其他极性溶剂混合较高的粘度反应活性3羟基的存在使醇类化合物具有反应活性，能够参与各种化学反应-OH，例如氧化、酯化和脱水反应酮类化合物的结构酮类化合物是指含有羰基的化合物，其中羰基连接在两个烃基上C=O酮类化合物的结构特点是羰基碳原子连接两个烃基，使其具有以下特征:羰基碳原子上的两个烃基可以相同，也可以不同•酮类化合物可以是链状或环状的•酮类化合物可以含有其他官能团•酮类化合物的命名母体名称1选择最长的含羰基的碳链作为母体官能团位置2用阿拉伯数字标明羰基碳原子的位置取代基命名3用阿拉伯数字和取代基名称表示取代基的位置和名称酮类化合物的性质化学性质酮类化合物通常是可燃的，易燃性与结构有关酮类化合物具有较高的化学稳定性，不易被氧化，但可以发生加成、缩合等反应酮类化合物一般具有特殊的气味，例如丙酮具有水果味。