第一章有机化学绪论

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1、授课教师：陈静蓉授课教师：陈静蓉有机化学成绩评定办法有机化学成绩评定办法卷面成绩：卷面成绩：60%65%平时成绩：平时成绩：40%35%平时成绩组成：（平时成绩组成：（1）课外兴趣活动课外兴趣活动4次，占次，占20%（以小组为（以小组为单位评定基分，优秀者或组织者可酌情上浮）；（单位评定基分，优秀者或组织者可酌情上浮）；（2）出勤）出勤率、课堂参与度以及课后作业共占率、课堂参与度以及课后作业共占1520%；（；（3）若能联系）若能联系生产、生活实际，结合有机化学知识组织一些班团活动或公生产、生活实际，结合有机化学知识组织一些班团活动或公益集体活动并能引起一定反响者，或参与与有机化学相关的益集体

2、活动并能引起一定反响者，或参与与有机化学相关的科学研究并取得一定进展者，平时成绩可酌情另加科学研究并取得一定进展者，平时成绩可酌情另加5%。与有机化学相关的课外兴趣活动内容包括：习题讲评、科普与有机化学相关的课外兴趣活动内容包括：习题讲评、科普介绍、生产生活中的有机化学、专题小结、中学有机化学研介绍、生产生活中的有机化学、专题小结、中学有机化学研究、诺贝尔化学奖介绍、有机化学文献、研究热点报道、参究、诺贝尔化学奖介绍、有机化学文献、研究热点报道、参观化工厂、环保宣传等；形式不限。观化工厂、环保宣传等；形式不限。一、有机化学及其重要性一、有机化学及其重要性有机化合物：有机化合物：碳化合物、碳氢化

3、合物及其衍碳化合物、碳氢化合物及其衍生物。生物。主要含碳、氢两种元素（此外也常主要含碳、氢两种元素（此外也常含有氧、氮、硫、磷等元素）。含有氧、氮、硫、磷等元素）。有机化学：有机化学：研究有机化合物来源、研究有机化合物来源、制备、结制备、结构、性能、合成、应用构、性能、合成、应用及相关理论、变化及相关理论、变化规律和方法的一门科学。规律和方法的一门科学。学习目的：学习目的：研究它们之间的相互转变和内在研究它们之间的相互转变和内在联系；从而归纳出一般的规律性并抽象为联系；从而归纳出一般的规律性并抽象为理论，再根据这些理论去指导实践。理论，再根据这些理论去指导实践。三项内容：分离、结构、反应和合成

4、三项内容：分离、结构、反应和合成 分离分离 从自然界或反应产物通过蒸馏、结晶、吸从自然界或反应产物通过蒸馏、结晶、吸附、萃取、升华等操作孤立出单一纯净的有机物。附、萃取、升华等操作孤立出单一纯净的有机物。 结构结构 对分离出的有机物进行化学和物理行为的对分离出的有机物进行化学和物理行为的了解，阐明其结构和特性。了解，阐明其结构和特性。 反应和合成反应和合成 从某一有机化合物从某一有机化合物( (原料原料) )经过一系经过一系列反应转化成一已知的或新的有机化合物列反应转化成一已知的或新的有机化合物( (产物产物) )。有机化学的重要性有机化学的重要性 有机化学是科学技术现代化的基础之一。有机化有

5、机化学是科学技术现代化的基础之一。有机化合物与化工、食品、纺织、医药、农药、材料、机械、合物与化工、食品、纺织、医药、农药、材料、机械、建筑及现代高新技术等各行业都有着密切的关系。人建筑及现代高新技术等各行业都有着密切的关系。人们的衣、食、住、行、工业建设和国防建设都离不开们的衣、食、住、行、工业建设和国防建设都离不开有机化合物。有机化合物。可以说，如果没有现代有机化学工业，可以说，如果没有现代有机化学工业，人们的生活将倒退几百年。人们的生活将倒退几百年。有机化学和有机化学工业有机化学和有机化学工业在国民经济和现代科学技术发展过程中具有极为重要在国民经济和现代科学技术发展过程中具有极为重要的地

6、位，已经为造福人类发挥了重要的作用。的地位，已经为造福人类发挥了重要的作用。随着科学技术的高速发展，一些随着科学技术的高速发展，一些边缘学科边缘学科相继出相继出现，如环境工程、纳米材料和生物制药，克隆技术以现，如环境工程、纳米材料和生物制药，克隆技术以及蛋白质、核酸等天然有机化合物的合成，这些学科及蛋白质、核酸等天然有机化合物的合成，这些学科都需要有机化学知识。这不仅促进了有机化学这门学都需要有机化学知识。这不仅促进了有机化学这门学科的发展，同时对于人们认识复杂的生命现象，控制科的发展，同时对于人们认识复杂的生命现象，控制遗传、征服顽症，从而进一步造福人类都将起着非常遗传、征服顽症，从而进一步

7、造福人类都将起着非常重要的作用。重要的作用。 有机化学是一门迅速发展的学科有机化学是一门迅速发展的学科 1901190120082008年，诺贝尔化学奖共年，诺贝尔化学奖共100100项，项，其中有机其中有机化学方面的化学奖化学方面的化学奖6060项，项，占化学奖的占化学奖的60%60%（一）（一）当代有机化学发展的一个重要趋势当代有机化学发展的一个重要趋势与生命与生命科学的结合科学的结合l在蛋白质、核酸的组成和结构的研究、顺序测定方在蛋白质、核酸的组成和结构的研究、顺序测定方法的建立、合成方法的创建等方面，有机化学为分子法的建立、合成方法的创建等方面，有机化学为分子生物学的建立和发展开辟了道

8、路生物学的建立和发展开辟了道路 ，确定，确定DNADNA为生物体为生物体遗传遗传物质物质, ,是由生物学家和化学家共同完成是由生物学家和化学家共同完成；l通过化学合成方法将无生命活力的有机小分子通过化学合成方法将无生命活力的有机小分子“变变成成”了有生命活力的有机大分子：蛋白质和核酸。了有生命活力的有机大分子：蛋白质和核酸。 19651965年我国成功地在世界上首次合成了具有生理活年我国成功地在世界上首次合成了具有生理活性的蛋白质性的蛋白质由由5151个氨基酸组成的个氨基酸组成的结晶牛胰岛素。结晶牛胰岛素。 近年来由于生物学的发展，近年来由于生物学的发展，对于复杂的生命现象的研对于复杂的生命现

9、象的研究已进入分子的水平究已进入分子的水平。这些复杂的有机分子结构，随着。这些复杂的有机分子结构，随着物理及化学的发展而被一一阐明（如胆甾醇、血红素、物理及化学的发展而被一一阐明（如胆甾醇、血红素、叶绿素等）。尤其是对核酸、蛋白质的结构研究，也已叶绿素等）。尤其是对核酸、蛋白质的结构研究，也已进入一定程度，并了解到二者在控制遗传信息的传递、进入一定程度，并了解到二者在控制遗传信息的传递、高等动物的记忆活动等许多方面的特殊作用。高等动物的记忆活动等许多方面的特殊作用。 随后，国外也合成出了随后，国外也合成出了124124个氨基酸组成的核糖核酸个氨基酸组成的核糖核酸酶，酶，188188个氨基酸组成

10、的生长激素。个氨基酸组成的生长激素。 19901990年美国政府启动的年美国政府启动的人类基因组计划人类基因组计划，可能是，可能是2020世纪在世纪在生物学领域内最大胆、最富有想象力的研究工作。该计划预计生物学领域内最大胆、最富有想象力的研究工作。该计划预计完成人类的全部约完成人类的全部约1010万条基因的结构和位置，测定这些基因的万条基因的结构和位置，测定这些基因的全部核苷酸序列全部核苷酸序列 。参与该计划的有法、德、日、中、英、美六。参与该计划的有法、德、日、中、英、美六国国1616个中心。个中心。美国和英国科学家美国和英国科学家20062006年年5 5月月1818日在英国日在英国自然自

11、然杂志网络版上发表了人类最后一个染色体杂志网络版上发表了人类最后一个染色体1 1号染色体的基因号染色体的基因测序。测序。 人类基因组工作框架图的组装完成后，人们的注意力转向人类基因组工作框架图的组装完成后，人们的注意力转向后基因组计划，从序列基因转移到结构基因和功能基因，进而后基因组计划，从序列基因转移到结构基因和功能基因，进而影响到化学学科的发展，给化学家提出众多的问题和挑战影响到化学学科的发展，给化学家提出众多的问题和挑战 。l1980年年2008年与生命科学有关的诺贝尔化学奖年与生命科学有关的诺贝尔化学奖13项项2008年年10月月8日，日，日本日本科学家下村修（伍兹霍尔海洋科学家下村修

12、（伍兹霍尔海洋生物学研究所）、生物学研究所）、美国美国科学家科学家马丁马丁查尔菲查尔菲（哥伦比（哥伦比亚大学）和亚大学）和钱永健钱永健（加利福尼亚大学圣迭戈分校）因（加利福尼亚大学圣迭戈分校）因为发现和发展了绿色荧光蛋白而获得了当年（为发现和发展了绿色荧光蛋白而获得了当年（2008）的的诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖。绿色荧光蛋白，简称绿色荧光蛋白，简称GFP绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白(greenfluorescentprotein，简称，简称GFP)是一是一种能在蓝色波长光线激发下种能在蓝色波长光线激发下发出荧光的特殊蛋白质发出荧光的特殊蛋白质，正是这种，正是这种神奇的性质，让它成为当今生物化学领域

13、最有力的工具之一，神奇的性质，让它成为当今生物化学领域最有力的工具之一，被称为被称为“生物北斗生物北斗”。生物化学家们的研究对象常常是细胞、分子、基因等在显生物化学家们的研究对象常常是细胞、分子、基因等在显微镜下才会微镜下才会“现形现形”的物质。的物质。而而GFP的作用是在微观与宏观间的作用是在微观与宏观间架起一座桥梁，让科学家通过观察发光效应推测出分子水平上架起一座桥梁，让科学家通过观察发光效应推测出分子水平上的活动。的活动。这这3位发现位发现GFP的科学家最终获奖，也说明了这一成的科学家最终获奖，也说明了这一成果的重要性。果的重要性。华裔科学家华裔科学家钱永健钱永健的主要贡献是，从分子生物

14、学的角度解的主要贡献是，从分子生物学的角度解释了释了GFP的发光机理，的发光机理，并对并对GFP进行了定向改造，使其能发出进行了定向改造，使其能发出除绿色之外其他颜色的光，除绿色之外其他颜色的光，目前世界上使用的荧光蛋白大多是目前世界上使用的荧光蛋白大多是钱永健实验室改造后的变种钱永健实验室改造后的变种。荧光蛋白在三大领域荧光蛋白在三大领域“发光发光”：（1）有毒物质检测）有毒物质检测如：砷中毒问题在东南亚地区较为严重，常使很多人集体如：砷中毒问题在东南亚地区较为严重，常使很多人集体中毒。研究人员已经研发出带有荧光蛋白的抗砷性细菌，只要中毒。研究人员已经研发出带有荧光蛋白的抗砷性细菌，只要水中

15、含有砷，细菌就会发出荧光并被仪器检测到，提醒人们不水中含有砷，细菌就会发出荧光并被仪器检测到，提醒人们不要饮用。要饮用。（2）神经生物分析）神经生物分析荧光蛋白在神经生理学上的应用也很受人关注，在它的帮荧光蛋白在神经生理学上的应用也很受人关注，在它的帮助下助下（把（把GFP比作比作“分子侦探分子侦探”），），研究人员能看到以前所不研究人员能看到以前所不能见的新世界，包括大脑神经细胞的发育过程和癌细胞的传播能见的新世界，包括大脑神经细胞的发育过程和癌细胞的传播方式等。方式等。（3）转基因动物研究）转基因动物研究荧光蛋白的另一种重要应用就是转基因动物。荧光蛋白的另一种重要应用就是转基因动物。国内首

16、例绿色荧光蛋白国内首例绿色荧光蛋白“转基因转基因”克隆猪克隆猪中国工程院院士、著名蚕学家向仲怀说中国工程院院士、著名蚕学家向仲怀说这次转基因试这次转基因试验采用的是验采用的是绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白，别看衣服在阳光下是黄色的，在紫，别看衣服在阳光下是黄色的，在紫外线照射下就会看到绿色的荧光。外线照射下就会看到绿色的荧光。“我们掌握这项技术之后，我们掌握这项技术之后，同样可以将黑色、蓝色、紫色的荧光蛋白转入蚕的基因中，让同样可以将黑色、蓝色、紫色的荧光蛋白转入蚕的基因中，让它们吐出不同色彩的丝它们吐出不同色彩的丝”。将不同色彩的荧光蛋白用高科技嵌入蚕的基因中，让蚕吐将不同色彩的荧光蛋白用高科技嵌

17、入蚕的基因中，让蚕吐出的丝不仅自带色彩，还能在紫外线下发出荧光来。出的丝不仅自带色彩，还能在紫外线下发出荧光来。西南大学首次向媒体展示西南大学首次向媒体展示家蚕基因组的最新研究成家蚕基因组的最新研究成果果用转基因彩色丝绸用转基因彩色丝绸制出的世界上制出的世界上第一件转基第一件转基因蚕丝衣服因蚕丝衣服。（二）有机合成化学（二）有机合成化学 2121世纪，要实现世纪，要实现“理想的理想的”合成法。合成法。强调实用、环境友好、强调实用、环境友好、 资源可持续利用。资源可持续利用。 简单原料、温和条件，经过简单步骤，快速、简单原料、温和条件，经过简单步骤，快速、高选择性、高效地转化为目标分子。高选择性

18、、高效地转化为目标分子。2001年诺贝尔化学奖授予美国科学家威廉年诺贝尔化学奖授予美国科学家威廉诺尔斯、日本科学家野依良治诺尔斯、日本科学家野依良治（“手性催化手性催化氢化反应氢化反应”领域）领域）和美国科学家巴里和美国科学家巴里夏普夏普雷斯雷斯（“手性催化氧化反应手性催化氧化反应”领域）领域），以表，以表彰他们在彰他们在不对称合成不对称合成方面所取得的成就和贡方面所取得的成就和贡献。献。瑞典皇家科学院评价说，这三位获奖者为合瑞典皇家科学院评价说，这三位获奖者为合成具有新特性的分子和物质开创了一个全新成具有新特性的分子和物质开创了一个全新的研究领域。的研究领域。现在，像抗生素、消炎药和心现在，

19、像抗生素、消炎药和心脏病药物等，都是根据他们的研究成果制造脏病药物等，都是根据他们的研究成果制造出来的。出来的。如如治疗帕金森氏症的药治疗帕金森氏症的药L-DOPA就是根据诺尔就是根据诺尔斯的研究成果制造出来的。斯的研究成果制造出来的。许多分子具有两种形态，互为镜像，正如人的左手和右手，许多分子具有两种形态，互为镜像，正如人的左手和右手，因此具有这样形态的分子被称为因此具有这样形态的分子被称为“手性分子手性分子”或或“手征性分子手征性分子”。在自然状态下，其中一种镜像形态通常居支配地位。在自然状态下，其中一种镜像形态通常居支配地位。但是，手性分子所具有的两种形态，在毒性等方面往往存但是，手性分

20、子所具有的两种形态，在毒性等方面往往存在很大差别。如在很大差别。如20世纪世纪60年代就曾因此造成过年代就曾因此造成过酞胺哌啶酮酞胺哌啶酮（一（一种孕妇使用的镇定剂，已被禁用）灾难，种孕妇使用的镇定剂，已被禁用）灾难，导致导致1.2万名婴儿的生万名婴儿的生理缺陷理缺陷。因此，能够独立地获得手性分子的两种不同镜像形态。因此，能够独立地获得手性分子的两种不同镜像形态极为重要。极为重要。三名获奖者所作出的重要贡献就在于开发出可以催化重要三名获奖者所作出的重要贡献就在于开发出可以催化重要反应的分子，从而能保证反应的分子，从而能保证只获得手性分子的一种镜像形态只获得手性分子的一种镜像形态。这。这种催化剂

21、分子本身也是一种手性分子，只需一个这样的催化剂种催化剂分子本身也是一种手性分子，只需一个这样的催化剂分子，往往就可以产生数百万个具有所需镜像形态的分子。分子，往往就可以产生数百万个具有所需镜像形态的分子。 镜面一对对映体（互为镜像）2005年诺贝尔化学获奖者分别是：法国石油研年诺贝尔化学获奖者分别是：法国石油研究所的伊夫究所的伊夫肖万、美国加州理工学院的罗伯特肖万、美国加州理工学院的罗伯特格拉布和麻省理工学院的理查德格拉布和麻省理工学院的理查德施罗克。施罗克。获奖原因：在有机化学的获奖原因：在有机化学的烯烃复分解反应烯烃复分解反应研究研究方面作出了贡献。烯烃复分解反应方面作出了贡献。烯烃复分解

22、反应广泛用于生产药广泛用于生产药品和先进塑料等材料，使得生产效率更高，产品更品和先进塑料等材料，使得生产效率更高，产品更稳定，而且产生的有害废物较少。稳定，而且产生的有害废物较少。瑞典皇家科学院瑞典皇家科学院说，这是重要基础科学造福于人类、社会和环境的说，这是重要基础科学造福于人类、社会和环境的例证。例证。【注：图片形象地表示一对舞者（烯烃），在催化注：图片形象地表示一对舞者（烯烃），在催化剂（金属卡宾）作用下，和另一对舞者（另一烯烃）剂（金属卡宾）作用下，和另一对舞者（另一烯烃）连成环状，接着相互改变搭档（形成两个新的烯烃）连成环状，接着相互改变搭档（形成两个新的烯烃）。】 1 1、种类繁多

23、、结构复杂。、种类繁多、结构复杂。已知的化合物有四千多万已知的化合物有四千多万种，其中有机化合物占绝大多数，每五年新合成和发种，其中有机化合物占绝大多数，每五年新合成和发现化合物就要翻一翻。为什么有机化合物数量如此之现化合物就要翻一翻。为什么有机化合物数量如此之多呢？原因有三：（多呢？原因有三：（1 1）C-C C-C 结合力强结合力强：组成有机化组成有机化合物的碳原子可以是一个碳原子到几十万甚至几百万合物的碳原子可以是一个碳原子到几十万甚至几百万个碳原子；个碳原子；（2）碳与碳之间可以多种方式结合：碳与碳之间可以多种方式结合：碳碳与碳之间可以与碳之间可以C-C、C=C、CC相互结合，并且可以

24、相互结合，并且可以形成链状或环状。（形成链状或环状。（3）有机化合物普遍存在有机化合物普遍存在异构现异构现象象使其数量大大增加。使其数量大大增加。二、有机化合物的特点二、有机化合物的特点 其卵的毒性最大，其卵的毒性最大，1g1g卵所含毒素足以杀死卵所含毒素足以杀死1010万只万只20g20g体重的小白鼠，所以体重的小白鼠，所以海葵毒素海葵毒素是迄今为止在非蛋是迄今为止在非蛋白毒素中毒性最强的化合物白毒素中毒性最强的化合物 。比神经性毒剂沙林高比神经性毒剂沙林高出几个数量级。出几个数量级。海葵毒素19801980年我国有关单位在民间普查时发现了沿海渔民年我国有关单位在民间普查时发现了沿海渔民使用

25、海葵治病的情况。研究发现了使用海葵治病的情况。研究发现了海葵很有价值的海葵很有价值的生物活性和药用价值生物活性和药用价值: :镇痛、镇痛、镇咳、镇咳、抗缺氧、抗负压、抗缺氧、抗负压、降压、抗凝、抗菌、抗癌、兴奋平滑肌，甚至还有降压、抗凝、抗菌、抗癌、兴奋平滑肌，甚至还有“通乳下奶通乳下奶”作用，被称之为作用，被称之为“石奶石奶”。 岩沙海葵毒素具有很高的抗癌活性和很强的溶血作岩沙海葵毒素具有很高的抗癌活性和很强的溶血作用。用。它是目前已知最有效和特异性的细胞膜活化剂，它是目前已知最有效和特异性的细胞膜活化剂，可作为膜研究中一种新的工具药，其作用机理尚不可作为膜研究中一种新的工具药，其作用机理尚

26、不完全清楚，目前对其毒理和药理学作用正在进行广完全清楚，目前对其毒理和药理学作用正在进行广泛深入的研究，泛深入的研究，可望获得高效生化活性的剧毒毒物，可望获得高效生化活性的剧毒毒物，及新型心血管药和抗癌化疗药物。及新型心血管药和抗癌化疗药物。海葵毒素是一个结构复杂的天然产物，分子式是海葵毒素是一个结构复杂的天然产物，分子式是C C129129H H223223N N3 3O O5454, ,平均分子量平均分子量26802680，有有6464个手性中心和个手性中心和7 7个骨架内双键，可能的异构体是个骨架内双键，可能的异构体是2 27171。美国化学与工程新闻评论说：如果有机合成也有珠美国化学与

27、工程新闻评论说：如果有机合成也有珠穆朗玛峰的话，穆朗玛峰的话，海葵毒素海葵毒素( (palytoxinpalytoxin) )的合成就是珠的合成就是珠穆朗玛峰。穆朗玛峰。哈佛大学哈佛大学KishiKishi教授领导的研究小组经过教授领导的研究小组经过8 8年努力，年努力，于于19891989年完成了海葵毒素的全合成。海葵毒素的全年完成了海葵毒素的全合成。海葵毒素的全合成是有机化学合成是有机化学100100多年来积极探索、不断积累的结多年来积极探索、不断积累的结果，它的成功预示着有机合成必将步入新的辉煌。果，它的成功预示着有机合成必将步入新的辉煌。 八硝基八硝基立方烷立方烷八硝基立方烷八硝基立方

28、烷是世界上威力最大的常规新型炸药，八硝基立方烷是世界上威力最大的常规新型炸药，化学式为化学式为C8(NO2)8。立方烷的碳架键角只有。立方烷的碳架键角只有90度，度，大大小于大大小于109度度28分，因而八硝基立方烷是一种高分，因而八硝基立方烷是一种高能化合物，氧平衡为能化合物，氧平衡为0，可以完全分解释放大量能，可以完全分解释放大量能量。量。分解反应：分解反应：C8(NO2)8=8CO2+4N2分解产物完全是气体分解产物完全是气体,体积膨胀将引起激烈爆炸。体积膨胀将引起激烈爆炸。与与TNTTNT、黑索金等炸药相比污染小。、黑索金等炸药相比污染小。但合成困难。但合成困难。2.2.性能特点：性能

29、特点： 熔点、沸点低，热稳定性差；熔点、沸点低，热稳定性差；一般一般400m.p.（NaCl）=801；b.p.（NaCl）=1413 容易燃烧，生成容易燃烧，生成CO2和和H2O；但但CCl4不但不不但不燃烧，而且可以作灭火剂燃烧，而且可以作灭火剂 难溶于极性大的水，易溶于非极性的有机溶剂；难溶于极性大的水，易溶于非极性的有机溶剂；但但CH3COOH、C2H5OH、CH2-CH-CH2 等易等易溶于水溶于水OHOHOH如：如：易溶于易溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯等。乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯等。 原子间主要以共价键结合；原子间主要以共价键结合；反应条件反应条件催化剂催化剂加热加热光照光照（

30、活化分子）（活化分子）（增加分子热运动）（增加分子热运动） 反应速度慢、副反应多。反应速度慢、副反应多。CH3CH2CH3+Cl2hhCH3CH2CH2Cl+CH3CHCH3ClCH3CH2CHCl+ClCH2CH2CH2ClClCH3CHCH2Cl+CH3-C-CH3ClClCl所以写有机反应式常用所以写有机反应式常用“ ”“ ”而不用而不用“ ”“ ”一、布朗斯特酸碱质子理论一、布朗斯特酸碱质子理论凡是能给出质子的分子或离子都是酸凡是能给出质子的分子或离子都是酸; ;凡是能与质子结合的凡是能与质子结合的分子或离子都是碱分子或离子都是碱. . 共轭酸碱对概念：共轭酸碱对概念：二、路易斯酸碱电

31、子理论二、路易斯酸碱电子理论能够接受电子对的物质叫路易斯酸能够接受电子对的物质叫路易斯酸. .能够给出电子对的物质能够给出电子对的物质叫路易斯碱叫路易斯碱. .路易斯酸要比布朗斯特酸概念广泛得多。路易斯酸要比布朗斯特酸概念广泛得多。路易斯酸在有机反应中常称为亲电试剂路易斯酸在有机反应中常称为亲电试剂; ;路易斯碱在有机反路易斯碱在有机反应中常称为亲核试剂应中常称为亲核试剂. . 三、有机化学中的酸碱理论三、有机化学中的酸碱理论 18581858年德国化学家年德国化学家凯库勒凯库勒（FAKekule）和英国和英国有机化学家有机化学家库帕库帕（ASCouper）分别提出了分别提出了“碳的碳的四价概

32、念四价概念”和和“碳碳可以相互结合成键碳碳可以相互结合成键”的学说。的学说。为有机化学结构理论的建立奠定了基础。为有机化学结构理论的建立奠定了基础。 18611861年俄国化学家年俄国化学家布特洛夫布特洛夫（AMButlerov）提提出了出了“化学结构概念化学结构概念”。认为有机分子中的原子不是。认为有机分子中的原子不是机械堆积，而是按一定化学关系结合，化学结构决定机械堆积，而是按一定化学关系结合，化学结构决定化学性质。化学性质。四、有机化学中的结构理论四、有机化学中的结构理论 18741874年荷兰化学家年荷兰化学家范霍夫范霍夫（JHVantHoff）和法国和法国化学家化学家勒贝尔勒贝尔（J

33、ALebel）同时同时提出提出了组成有机化合了组成有机化合物分子的物分子的“碳原子的四面体构型碳原子的四面体构型”学说，建立了有学说，建立了有机机立体化学立体化学的基础，并阐明了的基础，并阐明了旋光异构体现象旋光异构体现象。 18851885年德国化学家年德国化学家拜尔拜尔（ABaeyer）提出了环状化提出了环状化合物的合物的“张力学说张力学说”，至此建立了有机化学经典结构，至此建立了有机化学经典结构理论。理论。 到了二十世纪到了二十世纪2020年代以来，有机结构理论迅速发展，提年代以来，有机结构理论迅速发展，提 出了出了“价键理论价键理论”、“分子轨道理论分子轨道理论”和和“分子轨道分子轨道

34、对称守恒原理对称守恒原理”，揭示了化学键的微观本质，建立了现代，揭示了化学键的微观本质，建立了现代结构理论的基础，使理论有机化学沿着微观和定量的方向迅结构理论的基础，使理论有机化学沿着微观和定量的方向迅速发展。速发展。激发激发杂化杂化sp3杂化杂化sp2杂化杂化sp杂化杂化基态碳原子基态碳原子激发态碳原子激发态碳原子轨道杂化理论轨道杂化理论1 1、spsp3 3杂化杂化四面体形四面体形2 2、spsp2 2杂化杂化平面三角形平面三角形3 3、spsp杂化杂化直线型直线型1、键长：、键长：成键原子的核间距离成键原子的核间距离d :ab键长键长r1 :a原子范氏半径原子范氏半径r2 :a原子共价半

35、径原子共价半径r3 :b原子范氏半径原子范氏半径r4 :b原子共价半径原子共价半径 d=r2 + r4r1dr4r2r3ba共价键的属性（参数）共价键的属性（参数）0.154nm0.134nm0.120nm注意：注意：不同不同的共价键的共价键有不同的键长有不同的键长不同化合物，其相同的原子不同化合物，其相同的原子核间的键长稍有差别核间的键长稍有差别2、键角：、键角：两个共价键之间的夹角两个共价键之间的夹角注意注意： 不同分子有不同分子有“同一种同一种”的键角，差别很大。的键角，差别很大。CH2CH2CH260。 同一类型同一类型的化合物连接的化合物连接不同的原子（基团）不同的原子（基团）键键

36、角有所不同。角有所不同。键长、键角决定着分子的立体形状。键长、键角决定着分子的立体形状。 键能键能是指一个共价键的强度，一般共价键结合得是指一个共价键的强度，一般共价键结合得牢固牢固，则，则其其键能键能就就大大。3. 3. 键能键能将将1mol1mol分子（气态）解离为原子（气态）时所分子（气态）解离为原子（气态）时所吸收的能量。吸收的能量。单位：单位：kJ/molA（气气）+B（气气）A-B（气气） 键的键的形成形成放热放热，H为为负值负值断裂断裂吸热，吸热，H为为正值正值Cl+ClCl2H=-242kJ/mol(放热放热) )Cl22ClH=+242kJ/mol(吸热吸热) ) 键能是指破

37、坏或形成某一个共价键所需的平均能量。键能是指破坏或形成某一个共价键所需的平均能量。一一般来说，有机分子的键能越小，键就越活泼；键能越大，键般来说，有机分子的键能越小，键就越活泼；键能越大，键就比较稳定。就比较稳定。双原子双原子分子分子键能键能也就是键的也就是键的离解能离解能；多原子多原子分子同类型共价键的分子同类型共价键的键能键能，是各个键，是各个键离解能的平均值离解能的平均值。如：如：离解能离解能H（kJ/mol）CH4 CH3+H+435.1CH3 CH2+H+443.5CH2 CH+H+443.5CH C+H+338.9H=（435.1+443.5+443.5+338.9）=1661kJ

38、/mol 故甲烷故甲烷C-H键的键的键能键能为：为：1661/4=415.3kJ/mol而而CH4C+4H4 4、键的极性、键的极性 由两个电负性不同的原子组成共价键时，由由两个电负性不同的原子组成共价键时，由于成键的两个原子对价电子的吸引力不同，使成于成键的两个原子对价电子的吸引力不同，使成键电子云在两个原子间的分布不对称，造成共价键电子云在两个原子间的分布不对称，造成共价键的正负电荷中心不重合形成极性键。键的正负电荷中心不重合形成极性键。HCl+-电负性大电负性大带部份负带部份负电荷电荷极性键极性键=3.4410-30Cm=5.1710-30Cm=0双原子分子双原子分子中，键的偶中，键的偶

39、极矩就是分极矩就是分子的偶极矩子的偶极矩多原子组成多原子组成的分子，分的分子，分子的偶极矩子的偶极矩是分子中各是分子中各个键偶极矩个键偶极矩的矢量和的矢量和 共价键共价键极性极性的大小是用键的的大小是用键的偶极矩偶极矩来量度的。来量度的。 键的键的极性大极性大，偶极矩大偶极矩大。 键的键的极性小极性小，偶极矩小偶极矩小。 偶极矩（偶极矩（）等于等于正、负电荷正、负电荷中心中心距离（距离（d）与其所与其所带带电荷（电荷（q）的乘积。的乘积。 偶极矩偶极矩的单位为的单位为德拜德拜（Debye.P 荷兰物理学家荷兰物理学家),),简写简写为为D D。1 1D=10=10-8-8cm 1010-10-

40、10静电单位。静电单位。即即=dq单位：单位：D（德拜）德拜） 分子的分子的偶极矩偶极矩可以是可以是分子本身所固有分子本身所固有的，也可在的，也可在外界电场外界电场作用下产生作用下产生, ,前者称为分子的前者称为分子的永久性偶极矩永久性偶极矩, ,后者称为后者称为诱导偶极诱导偶极矩矩。断裂方式：决定于分子结构和反应条件。断裂方式：决定于分子结构和反应条件。2.2.异裂异裂-两个原子间的共用电子对不均匀的裂解两个原子间的共用电子对不均匀的裂解1.1.均裂均裂-两个原子间的共用电子对均匀的裂解两个原子间的共用电子对均匀的裂解自由基（游离基）自由基（游离基）（游离基反应）（游离基反应）C YC+Y均

41、裂均裂（离子型反应）（离子型反应）C Y碳正离子碳正离子C+Y + +- -碳负离子碳负离子 C+Y+ +- -异裂异裂五、共价键的断裂五、共价键的断裂 共价键共价键是有机物中的主要价键类型，有机化合物之间的化是有机物中的主要价键类型，有机化合物之间的化学变化大都涉及到共价键的学变化大都涉及到共价键的断裂断裂和和形成形成。（一）按官能团分类（一）按官能团分类 官能团官能团是分子中比较活泼，容易发生化学反应是分子中比较活泼，容易发生化学反应的原子或基团，的原子或基团，官能团官能团对化合物的性质起着对化合物的性质起着决定性决定性的作用。的作用。 根据根据官能团官能团不同，可将有机化合物分为：不同，

42、可将有机化合物分为：烷烷烃、烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、烃、烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、醌、羧酸、硝基化合物、胺等。醌、羧酸、硝基化合物、胺等。六、有机化合物的分类六、有机化合物的分类（二）按碳架分类（二）按碳架分类如：如：如：如：脂环化合物脂环化合物芳香族化合物芳香族化合物 （脂肪族化合物）（脂肪族化合物）C2H5-OH、CH3COOH如：如：CH3CH2CH3、CH3-CH=CH2、分分三三大大类类2.2.碳环化合物碳环化合物3.3.杂环化合物杂环化合物1.1.开链化合物开链化合物七、有机化学的学习方法七、有机化学的学习方法 有机化学是一门化学专业的基础课，是学习其

43、有机化学是一门化学专业的基础课，是学习其有机化学是一门化学专业的基础课，是学习其有机化学是一门化学专业的基础课，是学习其它课程的基础它课程的基础它课程的基础它课程的基础, , , ,也是中学教学的的重点。也是中学教学的的重点。也是中学教学的的重点。也是中学教学的的重点。1 1、要重视和喜欢这门课、要重视和喜欢这门课端正态度端正态度 对每一章都要进行对每一章都要进行对每一章都要进行对每一章都要进行及时总结及时总结及时总结及时总结，对所学内容，对所学内容，对所学内容，对所学内容有意有意有意有意识进行前后联系识进行前后联系识进行前后联系识进行前后联系。每次课不缺席，及时完成作业，每次课不缺席，及时完

44、成作业，每次课不缺席，及时完成作业，每次课不缺席，及时完成作业，不欠帐。不欠帐。不欠帐。不欠帐。记好笔记，记好笔记，记好笔记，记好笔记，不懂的及时答疑。不懂的及时答疑。不懂的及时答疑。不懂的及时答疑。2 2、培培养养自自己己的的立立体体思思想想, ,注注重重有有机机化化学学中中的的立体化学问题。立体化学问题。3 3、建立逆向思维方法建立逆向思维方法. .4 4、抓抓住住“构构- -性性- -用用”这这条条主主线线； 重重视视有有机机化化学学中中化化学学反反应应的的机机理理学学习习；不不能能简简单单地地、机械地记反应方程式。机械地记反应方程式。5 5、理解的基础上记忆，切忌题海战术！、理解的基础

45、上记忆，切忌题海战术！反应机理是对一个反应过程的详细描述，是根据很反应机理是对一个反应过程的详细描述，是根据很多实验事实总结后提出的，多实验事实总结后提出的，它有一定的适用范围，它有一定的适用范围，能解释很多实验事实，并能预测反应的发生。如果能解释很多实验事实，并能预测反应的发生。如果发现新的实验事实无法用原有的反应机理来解释，发现新的实验事实无法用原有的反应机理来解释，就要提出新的反应机理。就要提出新的反应机理。反应是有机化学的反应是有机化学的“词汇词汇”，而机理则是有机化学，而机理则是有机化学的的“语法语法”。二者组合才能形成强有力的交流方式，二者组合才能形成强有力的交流方式，进行合理化和

46、预测性分析。进行合理化和预测性分析。选用教材：选用教材： 有机化学有机化学（上、下），高等教育出版社，（上、下），高等教育出版社，胡宏纹主编。胡宏纹主编。教学参考书：教学参考书： 1. 1.基础有机化学基础有机化学（上、下），高等教育出（上、下），高等教育出版社，邢其毅等主编版社，邢其毅等主编 2. 2.有有机机化化学学（上上、下下），高高等等教教育育出出版版社社，曾昭琼主编曾昭琼主编有机化学教材及参考书有机化学教材及参考书有有机机化化学学（上上、下下册册），（第第四四版版），科科学学出版社，莫里森等编出版社，莫里森等编 有有机机化化学学习习题题精精解解（上上、下下册册），科科学学出出版版社，

47、冯骏材等社，冯骏材等 基基础础有有机机化化学学习习题题解解答答与与解解题题示示例例，北北京京大大学出版社，邢其毅等主编学出版社，邢其毅等主编有有机机化化学学例例题题与与习习题题，高高等等教教育育出出版版社社，裴裴伟伟、冯骏材主编伟伟、冯骏材主编有有机机化化学学学学习习及及解解题题指指导导，科科学学出出版版社社，冯冯金城、郭生主编金城、郭生主编3.6.7.4.5.参考文献参考文献 1. 1. 徐光宪徐光宪“2121世纪化学的前瞻世纪化学的前瞻”大学化学大学化学, , 2001,162001,16（1 1）：）： 1-61-6 2 2 张礼和张礼和“生命科学进展中的化学研究机遇生命科学进展中的化学

48、研究机遇”大学大学化学，化学，20012001，1616（1 1）：）：13-1613-16 3 3 吴毓林吴毓林“中国有机合成化学家的攀登中国有机合成化学家的攀登”化学通报化学通报, , 19991999，1212，25-3225-32 4 4 国家自然科学基金委员会编，有机化学国家自然科学基金委员会编，有机化学, ,科学出科学出版社，版社，19941994 5 5 杜灿屏杜灿屏 “2121世纪中国有机化学发展战略世纪中国有机化学发展战略研研讨会纪要讨会纪要”，化学进展，化学进展，20012001，1313，2 2，323-327 323-327 6 6 张滂张滂“有机化学与诺贝尔奖有机化学

49、与诺贝尔奖” 化学通讯，化学通讯，20022002，2 2，1-31-3重要的有机化学期刊重要的有机化学期刊1.Science(IF=24.38)2.Nature(IF=28.83)3.J.A.C.S(IF=5.725):JournaloftheAmericanChemicalSociety(美国化学会志）美国化学会志）4.德国应用化学（德国应用化学（Angew.Chemie）5.J.O.C(IF=3.5):TheJournalofOrganicChemistry（有机化有机化学）学）6.OragnicLetters(IF=4)（有机快报）（有机快报）7.英国的化学通讯（英国的化学通讯（Chem.Comm.8.四面体四面体（Tetrahedron）9.四面体通讯四面体通讯（TetrahedronLetters(IF=2.6)10.中国科学（中国科学（B辑）辑）11.高等学校化学学报高等学校化学学报思考题思考题1. 1. 什么叫构象？乙烷、丁烷的构象有哪些什么叫构象？乙烷、丁烷的构象有哪些？2. 2. 甲烷的氯代为何常得到混合物：如一氯甲烷的氯代为何常得到混合物：如一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甚至高级烷烃的氯代物？甚至高级烷烃的氯代物？