药用有机化学

药用有机化学课件主讲：伍伟杰化学副教授高级技师广东食品药品职业学院首届教学名师第一章绪论本章主要内容：有机物的定义、特性、结构、反应类型和分类。一、有机化合物和有机化学【有机化合物】指碳氢化合物及其衍生物。【有机化学】研究有机化合物及其衍生物的化学。二、有机化合物的特性1.容易燃烧例如：石油、煤、木材、动物尸体。有机化合物O2燃烧CO2+H2O2.熔沸点低例如：醋酸16118食盐8011413）熔点（C0）沸点（C03.种类繁多无机物：只有几百万种有机物：高达几千万种4.难溶于水而易溶于有机溶剂例如：石蜡溶于汽油而不溶于水。5.不导电例如：蔗糖溶液6.稳定性差例如：气温较高时，肉类很快变坏。7.反应速度慢，反应物复杂，产率低.反应速度慢：煤的生成需要几千万年。反应物复杂：三、有机化合物的结构【复习】碳原子的杂化类型1.sp3杂化2.sp2杂化3.sp杂化四、有机化合物共价键的属性（自学）五、有机化学反应的基本类型1.有机化学反应的类型（1）取代反应----在一定的条件下，有机化合物分子中的原子或原子团被其它原子或原子团取代的反应称为取代反应。【实例】CH4+Cl2光CH3Cl＋HCl（2）加成反应----有机化合物分子中π键的断裂，加进小的分子，形成两个新的σ键，这样的反应称为加成反应。【实例】CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br（3）消除反应----在一定的条件下，有机化合物分子内脱去一个小分子，生成不饱和化合物的反应。【实例】CH3CH2OHNaOH/醇CH2=CH2+H2O（4）氧化反应----有机化合物加氧或脱氢的反应。【实例】CH3CH2OHKMnO4CH3CHO（5）还原反应----有机化合物加氢或脱氧的反应。【实例】CH2=CH2+H2NiCH3CH3（6）聚合反应----在一定的条件下，简单的小分子加聚成大分子化合物的反应。（自学）2.有机化学反应机理（1）均裂与异裂均裂：异裂：（2）反应机理（略）ABA+BABA-+B+六、有机化合物的分类（一）按碳的骨架分类链状化合物（碳碳成链）碳环化合物（碳碳成环）脂环化合物（性质与链状化合物相似）芳香族化合物（大多数含苯环）杂环化合物（成环的原子除了碳原子外，还有其它杂原子）（二）按官能团分类（p8表1－5）官能团结构官能团名称物质类别碳碳双键烯烃碳碳三键炔烃－X卤原子卤代烃－OH羟基醇－SH巯基硫醇R－O－R醚醚键－CHO醛基醛酮基酮－COOH羧基羧酸－COO－酯键酯酰键酰胺或酰卤－CN氰基腈－NO2硝基硝基化合物－SO3磺酸基磺酸CC－CC－CO－CO－【习题】P95（1）（2）（3）（6）（7）动手哦第二章链烃本章主要内容：1.烷烃、烯烃、二烯烃、炔烃的命名法。2.各种链烃中碳原子的杂化状态以及分子的形成。3.链烃的同分异构现象。4.乙烷、环己烷的构象（难点）。5.顺反标记法和Z、E标记法（难点）。6.链烃的化学性质。7.游离基反应历程和亲电反应历程（难点）。8.电子效应—诱导效应和共轭效应（难点）。第一节烷烃【烃】只由碳氢两种元素组成的有机物称为烃。烃链烃环烃饱和烃（烷烃）不饱和烃烯烃炔烃二烯烃脂环烃芳烃一、烷烃的通式和同系列（一）烷烃的定义和通式1.烷烃的定义【烷烃】分子中碳碳之间以单键相连，每个碳原子的其余价键都与氢原子结合，这样的烃称为烷烃。2.烷烃的通式CnH2n+2(n≥1)（二）烷烃的同系列【同系列】如果一系列化合物，具有同一通式，结构相似，且在组成上相差一个或多个CH2，则该系列化合物称为同系列。【同系物】同系列中的化合物互为同系物。甲烷乙烷丙烷丁烷------CH4CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH2二、烷烃的结构（一）碳原子的sp3杂化2s2px2s2py2px2pysp3sp32pz2pz能量激发杂化杂化轨道基态激发态杂化态（二）烷烃的结构1.甲烷分子的形成【甲烷正四面体分子模型】109.5ºCHHHHCHHHH2.乙烷的分子形成三、烷烃的同分异构现象（一）碳链异构【例：C5H12】CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH3（二）构象异构1.乙烷的构象乙烷不同构象的能量曲线图结论：【最稳定构象】交叉式【最不稳定构象】重叠式2.丁烷的构象【最稳定构象】对位交叉式【最不稳定构象】全重叠式四、烷烃的命名碳原子的分类伯、仲、叔、季碳伯、仲、叔氢CH3CCH3CCH3HH3CCHHCHHH4o3o2o1oC3o2o1oH(季)(叔)(仲)(伯)（一）普通命名法1.直链烷烃的命名――根据分子中碳原子的数目称“某”烷。“某”：十个碳以内用“天干”表示；十个碳以上用十一、、十二、十三------表示；【实例】2.有支链烷烃的命名冠“异”字根据所有碳数目（含侧链）称异“某”烷【说明】“R”部分不能再有侧链，否则不能用此法进行命名。【例】CH3CHCH3RCH3CHCH2CH3CH3冠“新”字根据所有碳数目（含侧链）称新“某”烷【说明】“R”部分不能再有侧链，否则不能用此法进行命名。【例】CH3CCH3CH3RCH3CCH3CH3CH2CH2CH3（二）系统命名法1.烷基的命名【烷基】烷烃分子中去掉1个氢原子后剩下的部分。例:－CH3－CH2CH3－CH2CH2CH3-CH(CH3)2甲基乙基正丙基异丙基【烷基的命名】“烃”字改“基”字。CH3CCH3CH3CH3CHCH3CH3CH2CHCH3异丙基仲丁基叔丁基CH3CCH3CH3CH3CHCH3CH3CH2CHCH3异丙基仲丁基叔丁基2.烷烃的命名【命名原则】最长碳链为主链，主链等长选多侧，主链碳数称“某烷”。从近到远来编号，从简到繁来命名，相同基团要合并，编号总和要最小。位置用“阿拉”，数目同“汉字”，逗号短线要分明。【堂上练习】命名下列化合物：CH3CHCH2CH2CHCHCH2CHCH2CH3CH3CHCH33CH3动手哦五、烷烃的性质（一）烷烃的物理性质（自学）（二）烷烃的化学性质烷烃性质稳定，与强酸、强碱、氧化剂、还原剂都不起反应。1.卤代反应反应条件：光照反应类型：游离基反应反应式：【反应历程】（自学）（1）链引发：ClCl光照2ClClCl光照2ClCl+CH4HCl+CH3CH3+Cl2CH3Cl+Cl（2）链增长Cl+HCH2ClHCl+CH2ClCH2Cl+Cl2CH2Cl2+ClCl+HCHCl2HCl+CHCl2------------（3）链终止Cl+ClCl2Cl+CH3CH3ClCH3+CH3CH3CH32.氧化反应烷烃＋O2燃烧CO2+H2O+QCH4+O2燃烧CO2+H2O六、烷烃的来源和重要的烷烃（自学）第二节烯烃烯烃的官能团＞C＝C＜烯烃的通式：CnH2n(n≥2)一、烯烃的结构（一）碳原子的sp2杂化能量激发杂化杂化轨道基态激发态杂化态2s2px2s2py2px2pysp2sp22pz2pz2pzxyzsp2杂化轨道构型2pz轨道（二）乙烯分子的形成（二）乙烯分子的形成乙烯的球棍模型二、烯烃的异构现象和命名（一）烯烃的异构现象1.碳链异构现象－－由于碳原子的连接方式不同而引起的异构现象。【例】1－戊烯与2－甲基1－丁烯CH2CHCH2CH2CH3CH2CCH2CH3CH32.官能团位置异构现象－－由于官能团位置的不同而引起的异构现象。【例】1－丁烯与2－丁烯CH2CHCH2CH3CH3CHCHCH33.顺反异构现象－－由于双键或脂环上不能自由旋转的碳原子所连接的原子或原子团在空间的排列方式不同而引起的异构现象。【产生顺反异构现象的条件】a.分子内存在限制碳原子自由旋转的因素（碳碳双键或脂环）。b.每一个不能自由旋转的碳原子所连接的两个原子或原子团不能相同。4.顺反异构的标记法（1）顺反标记法【条件】两个不能自由旋转的碳原子所连接的四个原子或原子团必需有两个相同但相同的两个不能连在同一个碳原子上。【判断】两个相同的原子或原子团同侧位顺式，反侧位反式。CCCH3HC2H5CH3注意哦（2）Z、E标记法【条件】两个不能自由旋转的碳原子所连接的四个原子或原子团可以相同，也可以不相同，但相同的两个不能连在同一个碳原子上。【判断】两个优先的原子或原子团同侧为Z型，反侧为E型。CCCH3HC2H5Cl1.顺／反和Z／E之间没有必然关系。2.有顺／反必然有Z／E，但有Z／E不一定有顺／反。【堂上练习】用顺／反和Z／E标记下列化合物：CCCH3CH3HOCl注意哦（二）烯烃的命名【命名原则】1.含双键最长碳链为主链，根据主链碳数称“某烯”。2.近双键一端开始编号。3.双键的位置要标出。4.其余类似烷烃。例：CH3CH2CHCHCH2CHCH3CH3（三）常见烯烃基的命名【烯基】烯烃分子中去掉1个氢原子后剩下的基团。常见的烯基：CH2=CH-乙烯基CH3CH=CH-丙烯基（或1－丙烯基）CH2=CHCH2-烯丙基（或3－丙烯基）CH2=CCH3异丙烯基（或2－丙烯基）三、烯烃的性质（一）加成反应π键断裂，两个一价原子或原子团加到π键两端的碳原子上，形成两个新的σ键。1.催化加氢CH2＝CH2+H2PtCH3－CH32.亲电加成（1）加卤素【特征反应】烯烃能使溴水或溴的四氯化碳溶液（棕红色）褪色。【实例】CH2＝CH2+Br2CH2BrCH2Br(棕色)（无色）烯烃Br2水或Br2/CCl4棕红色褪去（2）加卤化氢CH2＝CH2+HClCH3CH2Cl【问题】如果不对称的烯烃与卤化氢加成，情况又如何？CH3CH＝CH2+HBr－CH3CHBrCH3CH3CH2CH2Br【马氏规则】不对称烯烃与不对称试剂加成时，试剂中带正电部分总是加到含氢较多的双键上，而带负电部分总是加到含氢较少的双键上。【注意】反马氏规则反马氏规则适应条件：1)试剂只能是HBr,其它不行。2）必须有过氧化物存在。各种卤化氢的反应活性：HI＞HBr＞HCl【原因】a.卤原子的半径b.卤离子的还原性强弱诱导效应定义：成键原子由于电负性不同而产生极性，并通过静电引力沿着碳链向某方向传递，使分子中电子云分布发生改变的现象。＋I吸电子诱导效应，－I供电子诱导效应基团电负性的顺序：－F－Cl－Br－I－OCH3－OH－NHCOCH3－C6H5－CH=CH2－H－CH3－C2H5－CH(CH3)2－C(CH3)3诱导效应解释马氏规则（3）加水也可以在加热条件，在硫酸作用下加水.如果是不对称的烯烃加水，同样遵循马氏规则。【实例】CH2＝CH2+HOHH3PO4/硅藻土300oC,7MPaCH3CH2OH（4）加硫酸CH2＝CH2+HOSO2OHCH3－CH2OSO2OH（5）加次卤酸（HOX）CH3CHCH2+HOXCH3CHCH3OX3.α－H的卤代反应CH3CHCH2+Cl2500oCCH2CHCH2Cl（二）氧化反应与高锰酸钾反应:【特征反应】烯烃能使KMnO4溶液（紫色）褪色。烯烃KMnO4溶液紫红色褪去【烯烃双键断键氧化规律】1.双键碳含两个H（边端烯）变为CO2;2.双键碳含一个H变为－COOH;（羧基）3.双键碳不含氢变为＞C=O（酮基）【实例】CH3CH＝CH2CH3CH＝CHCH2H3CCCH2CH3堂解：某化合物分子式为C5H10，与高锰酸钾酸性溶液反应生成一分子酮和一分子羧酸。试推导该化合物的结构式。【讨论】1.改为C6H122.生成一分子酮并放出CO2动动脑（三）烯烃的聚合反应(自学)四、重要的烯烃（自学）第三节二烯烃二烯烃的通式CnH2n-2（n≥3）一、二烯烃的