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1、（二）蒽和菲（二）蒽和菲概况概况蒽和菲分子式均为C14H10，互为同分异构体（构造异构体）蒽和菲中所有原子共平面，各碳原子电子云密度差别比萘还大电子离域能（每个苯环平均值）大小次序：苯萘菲蒽结果苯、萘、菲、蒽芳香性依次降低，氧化和加成活性依次增加蒽和菲的取代、氧化和还原反应易发生在9、10位(改错)7/29/20241说明说明蒽较活泼，可在微波的作用下作为双烯体与顺丁烯二酸酐双烯合成(1min内即可完成，90%的转化率，加热法需90min)关于微波关于微波(microwave,MW)范围频率为300.3GHz的电磁波。3012GHz的微波用于雷达和远程通讯，为防干扰，规定工业和家用微波装置的频
2、率为2.45GHz在有机合成中的应用微波用于有机合成的研究始于20世纪70年代末至80年代初。我国也有人进行这方面工作原理不仅可作为热源，还可使反应加速要点进行有机合成时需用极性溶剂为介质，以便更有效地吸收微波能量。玻璃和聚四氟乙烯可透过微波，升温很少，作为反应器材。可用家用微波炉，现已有有机合成的专用微波炉7/29/20242七、芳烃的来源七、芳烃的来源（自学）（一）从煤焦油分离（一）从煤焦油分离干干馏馏煤在隔绝空气下强热。产物：固：焦炭；液：煤焦油；气：焦炉气煤焦油煤焦油干馏所得的黑色粘稠液体。煤焦油精馏后可得轻油沸程：170：苯、甲苯和二甲苯酚油沸程：210230：异丙苯，苯酚、甲苯酚和
3、二甲酚萘油（萘）、洗油（萘，苊，芴）、蒽油（蒽，菲）和沥青，沸程渐高注意注意沥青中稠环芳烃中有的有致癌性，称致癌烃。它们多为蒽和菲的衍性物。例，当蒽的9位或10位上有烃基时，致癌性增强7/29/20243多环芳烃的结构与致癌的关系，现仅为初步的经验规律。有关致癌的机理及其与致癌物结构的关系正在研究（二）从石油裂解副产物中分离（二）从石油裂解副产物中分离石油裂解得到乙烯、丙烯的同时，其副产物分馏可得到裂解轻油（苯、甲苯和二甲苯）和裂解重油（烷基萘）（三）石油芳构化（三）石油芳构化 （最主要来源，以满足三大合成材料需要）石油中含芳烃较少，但在一定温度（450500）、压力和铂催化下，石油中的含68
4、个碳原子的烷烃和环烷烃经催化脱氢、异构化和环化而转变为芳烃。这个过程在石油化学工业上称为铂重整(Ptreforming)7/29/20244补充材料补充材料富勒烯富勒烯 概况概况富勒烯(fullerene)由60个碳原子组成的C60，70个碳原子组成的C70，50个碳原子组成的C50等一类物质的总称，是除石墨、金刚石以外的另一种碳的同素异形体发现史及命名1985年，英国Kroto等人在实验中发现C60原子簇，认为它具有笼形结构，由12个五元环和20个六元环组成的球形32面体，具有很高的对称性。很像美国著名设计师R.B.Fuller所设计的蒙特利尔世界博览会网格球体主建筑，而命名为fullere
5、ne。由于其形似足球，亦称足球烯，足球分子，分子足球。Kroto于1996年获诺贝尔化学奖。其中研究最多的是C607/29/20245C60的结构的结构C60是由12个五元环和20个六元环组成的球形32面体，直径约0.8nm，60个顶点为60个碳占据。每个碳原子均以sp2或近似sp2杂化轨道与相邻碳原子形成3个键，不在同一个平面。每个碳剩下的一个p轨道或近似p轨道构成离域大键，具有芳香性C60的碳键长不完全相同由五边形和六边形共用的键长约为0.146nm，两个六边形共用的键长约为0.149nm。键角为116。分子中12个五边形最大程度地被20个六边形所分隔，是已知最对称分子之一7/29/202
6、46C60的性质的性质C60密度1.7gcm-1，比石墨和金刚石轻；不溶于水，在已烷、苯、二硫化碳和四氯化碳非极性溶剂中有一定的溶解度。C60可进行多种化学反应：加氢、氧化、亲电加成、亲核加成、自由基反应、与金属反应C60的制备的制备石墨为原料，在约1.3104Pa的氦气氛下，用石墨电极进行接触电弧蒸发法制备，经分离可得C60的应用的应用20世纪为苯，21世纪为富勒烯C60自发现和常量合成至今，仅很短时间，研究尚处于初级阶段，但涉及面很广。研究表明，它在许多领域将发挥巨大作用C60是纳米级材料，可用作记忆元件，超级耐高温润滑剂，可制造高能蓄电池、燃料、太空火箭推进剂由于C60结构的特殊性，表现
7、出很强的非线性光学性质，在光学计算机和光纤通讯中有特殊价值7/29/20247C60与某些磷脂的复合物能与某些癌细胞结合，为摧毁和杀灭癌细胞提供了条件纯的C60是绝缘体，但钾嵌入的C60具有超导性质富勒烯的出现，为化学、物理学、电子学、天文学、材料科学、生命科学和医学等学科开辟了崭新的研究领域，其意义非常重大。随着研究的深入，富勒烯及其衍生物的应用潜力将不断被开发出来，而造福人类笼内嵌有金属原子的60分子7/29/20248第四节有机化合物的结构特征第四节有机化合物的结构特征立立体体化化学学有机化学的一个分枝。研究有机化合物分子的结构及其对物质物理性质和化学反应的影响分分子子结结构构(mole
8、culestructure)分子中各原子间相互的结合，包括分子的构造、构型和构象构构造造和和构构造造异异构构 构造是分子中原子在空间排列情况。分子中原子连接方式和排列次序不同产生的异构称构造异构(P426)。包括碳架异构、官能团位置异构、官能团异构和互变异构(各举例)立立体体异异构构(stereoisomery)分子式和结构式相同，立体结构(分子中各原子在空间排列方式)不同而产生的异构。包括构象异构和构型异构：构造相同，构型不同的分子称构型异构体，分为顺反异构和对映异构。已讨论构造和顺反异构，介绍构象和对映异构7/29/20249一、构象异构一、构象异构（一）乙烷的构象（一）乙烷的构象构构象象
9、键旋转，原子或基团在空间不同排布方式称构象。因构象不同产生的异构称构象异构。特点：无数，快速互变，无法分离重重叠叠式式构构象象(eclipsedconformation)两甲基的氢原子正处于相互对映的位置，相距最近交交叉叉式式构构象象(staggeredconformation)一个甲基的氢原子处于另一个甲基两个氢原子之间，相距最远(讲丙烷的表示)7/29/202410构象表示法构象表示法透视式表示法从斜侧面观察分子模型，直观纽曼（Newman）投影式表示法从碳碳键的延长线上观察，两个碳原子重叠，严谨（下页可见）不同构象的能量曲线不同构象的能量曲线交叉式构象中氢原子相距最远，能量最低，重叠式构
10、象中氢原子相距最近，能量最高，两者之差(能叠)12.6kJmol17/29/202411（二）环己烷的构象（二）环己烷的构象 椅椅型型构构象象(chairconformation)C1，C2，C4，C5四个碳同平面，C3和C6在平面上、下方，“椅子”船船型型构构象象(boatconformation)C1，C2，C4，C5四个碳同平面，C3和C6在平面上面，“小船”7/29/202412讨论讨论能能量量比比较较船型能量高，不稳；椅型能量低，稳（约高30kJmol1）。两种构象可相互转化，但椅型约占99.9%原因原因 椅型相邻碳的碳氢键皆交叉式(顺错式)，无扭转张力，船型非如此(C1与C2，C4
11、与C5为重叠式) 椅型C3和C6相离远，无非键张力，船型C3和C6两个向内伸的氢原子间距离较近而互相排斥，产生非键张力意义意义构象对有机物性质和反应有重要影响，在某些情况下起决定性作用。例：六六六有八种构象异构体，杀虫效能最好的是异构体7/29/202413椅型结构的椅型结构的a键和键和e键键椅型的C1，C3和C5同平面，C2，C4和C6同平面，两平面平行 a键(直立键axialbonds)椅型的6个与对称轴平行的碳氢键e键(平伏键equatorialbonds)剩余的6个碳氢键称e键或平伏键(b应为e)。意义氢被其它体积大原子或基团Y取代时，Y处于e键上比在a键上的构象稳定。Y体积越大，在e
12、键上的比例越大。环上连有不同的取代基，大的取代基优先处于e键(请将图中的Hb改为He)7/29/202414二、对映异构二、对映异构（一）偏振光和旋光性（一）偏振光和旋光性 平面偏振光平面偏振光(planepolarizedlight)只在一个平面内振动的光，简称偏振光。偏振光振动的平面称偏振平面旋光性旋光性(opticalactivity)物质能使偏振光振动平面旋转的性质。有旋光性的物质称旋光性物质或光学活性物质。能使振动平面向右旋转的称右旋光化合物；反之，左旋光化合物。用“+”“-”表示。不能使振动平面转动的物质称无旋光性或非光学活性物质7/29/202415（二）旋光度和比旋光度（二）旋
13、光度和比旋光度 旋旋光光度度 旋光性物质使偏振光振动平面旋转的角度。与物种、浓度、长度有关比比旋旋光光度度(specificrotatorypower)浓度1gmL-1，长度1dm的旋光度。是旋光性物质的一个物理常数例，葡萄糖溶液右旋，20钠光，比旋光度52.5：7/29/202416（三）分子的手性与旋光性（三）分子的手性与旋光性 手手性性分分子子(chiralmolecule)可相互对映但不能重叠的分子。手性分子都有旋光性，具有旋光性的分子都是手性分子 对映异构体对映异构体(enantiomorph)构造相同，构型不同，互为实物与镜像关系不能重合的立体异构体，称对映异构体，简称对应体。（+
14、）-乳酸（2-羟基丙酸）与（-）-乳酸是对映异构体7/29/202417不对称碳原子不对称碳原子或手性碳原子手性碳原子(asymmetricorchiralcarbonatom)连四个不同的原子或基团的碳原子，用C*表示。含一个手性碳原子的开链化合物，有两种对映异构体，都有旋光性例，COOHC*HOHCH3，2溴丁烷：CH3CHBrCH2CH3含有手性原子的分子不一定是手性分子内内消消旋旋体体(mesomer)同一分子含两个手性碳原子，且所连四个原子或基团相同，构型相反，旋光能力彼此抵消，分子不具有旋光性。例，酒石酸：CHOOHHC*OHHOC*HCOOH外外消消旋旋体体(racemate)对
15、映体的左旋体与右旋体等量混合，形成不具有旋光性的混合物注意注意外消旋体多为混合物，内消旋体是纯物质7/29/202418对映体的特点和应用对映体的特点和应用熔、沸点、折光率、在非手性溶剂中溶解度及与非手性试剂反应速率都相同旋光性、与手性试剂反应速率、在手性溶剂中转化速率不同生物体内酶和各种底物多有手性。对映体生理活性往往不同。例，()-氯霉素有疗效，(+)-氯霉素无疗效；()-尼古丁毒性比(+)-尼古丁大得多；兔子吸收左旋苹果酸盐，排泄对映体；右旋葡萄糖在动物体内的代谢作用极为重要，左旋葡萄糖不被代谢不不对对称称合合成成或手手性性合合成成(asymmetricorchiralsynthesis)生成有光学活性物质的合成 。广泛用于有机反应机理、酶催化活性、有生物活性的天然产物的合成、药物合成等领域。是有机化学最活跃的研究领域之一。2001诺贝尔化学奖：手性催化氢化反应研究7/29/202419思考题P501习题6的1，2，3习题10的1,22005年4月26日25-26到此止7/29/202420
