高中化学竞赛有机化学讲座课件.ppt
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1、高中化学竞赛有机化学讲座第1页,此课件共86页哦n重点:重点:结构与性质,结构与性质,有机合成有机合成n难点:难点:立体化学,立体化学,反应机理反应机理n连接:连接:中学大学中学大学 举一反三举一反三n迁移:迁移:通过机理迁移通过机理迁移 触类旁通触类旁通第2页,此课件共86页哦 一一、有机化合物的、有机化合物的电子效子效应电子效应包含诱导效应与共轭效应。电子效应包含诱导效应与共轭效应。通过影响有机化合物分子中电子云的分通过影响有机化合物分子中电子云的分布而起作用的。布而起作用的。第3页,此课件共86页哦 1.1.诱导效应诱导效应存在于不同的原子形成的存在于不同的原子形成的极性极性共价键中如:
2、共价键中如:Xd-d-A Ad+d+在多原子分子中,这种极性还可以沿着分子链进行传递在多原子分子中,这种极性还可以沿着分子链进行传递Xd-d-A Ad+d+Bdd+dd+Cdddddd+Yd+d+A Ad-d-Bdd-dd-Cddd-ddd-由于原子或原子团电负性的影响,引起分子中电子云沿由于原子或原子团电负性的影响,引起分子中电子云沿键传键传递的效应称为诱导效应。递的效应称为诱导效应。第4页,此课件共86页哦这种效应这种效应经过三个原子后其影响就很小经过三个原子后其影响就很小诱导效应的方向,是以氢原子作为标准。用诱导效应的方向,是以氢原子作为标准。用I表示表示Yd+d+d-d-CR3HCR3
3、Xd-d-d+d+CR3+I效应效应比较标准比较标准I效应效应第5页,此课件共86页哦常见的具有常见的具有+I I 效应的基团有:效应的基团有:O O (CH(CH3 3)3 3C C (CH(CH3 3)2 2CH CH CHCH3 3CHCH2 2 CHCH3 3 DD常见的具有常见的具有I效应的基团有:效应的基团有:CNCN,NONO2 2 F F Cl Cl Br Br I I RORO C C6 6H H5 5 CHCH2 2=CH=CH第6页,此课件共86页哦 共轭效应传统上认为是存在于共轭体共轭效应传统上认为是存在于共轭体系中一种极性与极化作用的相互影响。系中一种极性与极化作用的
4、相互影响。本质上共轭效应是轨道离域或电子离本质上共轭效应是轨道离域或电子离域所产生的一种效应。域所产生的一种效应。2.2.共轭效应共轭效应第7页,此课件共86页哦 共轭效应一定存在于共轭体系中,共轭体系有以下几类:共轭效应一定存在于共轭体系中,共轭体系有以下几类:(1)CH2=CHCH=CH2 CH2=CHCN(2)p CH2=CHCH2+CH2=CHCH2 CH2=CHCH2(3)H3CCH=CH2(4)p (CH3)3C+(CH3)3C第8页,此课件共86页哦 共轭效应是通过共轭效应是通过电子(或电子(或p 电子转移电子转移)沿共轭链传递,只要共轭体系没有中断,沿共轭链传递,只要共轭体系没
5、有中断,如如共轭体系只要共平面,其共轭效共轭体系只要共平面,其共轭效应则一直可以沿共轭链传递至很远的距离。应则一直可以沿共轭链传递至很远的距离。如:如:第9页,此课件共86页哦 在共轭体系中,凡是能够给出电子(推电子)的原子或基团,在共轭体系中,凡是能够给出电子(推电子)的原子或基团,具有正共轭效应,用具有正共轭效应,用+C表示;凡是具有吸引电子效应的原子表示;凡是具有吸引电子效应的原子或基团,称其具有负共轭效应,用或基团,称其具有负共轭效应,用C表示。表示。+C效应多出现在效应多出现在p共轭体系中,共轭体系中,C效应在效应在共共轭体系中比较常见。轭体系中比较常见。如在苯酚、苯胺分子中,如在苯
6、酚、苯胺分子中,OH、NH2具有强具有强+C效应,在效应,在,不饱和羧酸及不饱和腈中。不饱和羧酸及不饱和腈中。COOH与与CN都具有都具有强的强的C效应。效应。第10页,此课件共86页哦具有具有+C效应的基团:效应的基团:O NR2 NHR NH2 OR OH NHCOR OCOR CH3 F Cl Br 具有具有C效应的基团效应的基团:CN NO2 SO3H COOH CHO COR COOR CONH2第11页,此课件共86页哦硝化反应硝化反应第12页,此课件共86页哦取代定位规律的理论解释取代定位规律的理论解释 1邻、对位定位基对苯环反应性的影响邻、对位定位基对苯环反应性的影响(1)甲苯
7、)甲苯第13页,此课件共86页哦(2)苯酚)苯酚第14页,此课件共86页哦2间位定位基对苯环反应性的影响间位定位基对苯环反应性的影响第15页,此课件共86页哦二二 、命名、命名 1、按官能团的优先次序来确定分子所属的主官能团类按官能团的优先次序来确定分子所属的主官能团类 COOH、SO3H、COOR、COX、CONH2、CN、CHO、COR、OH、SH、NH2、OR、CC、C=C、R、2、选取含有主官能团在内的碳链最选取含有主官能团在内的碳链最长长的取代基最的取代基最多多的的侧链位次侧链位次最最小小的主链的主链作为母体作为母体3、将母体化合物进行编号,使主官能团位次尽量小将母体化合物进行编号,
8、使主官能团位次尽量小4、确定取代基位次及名称,按次序规则确定取代基位次及名称,按次序规则*给取代基列出次序,给取代基列出次序,较优基团后列出较优基团后列出5、按、按系统命名的基本格式系统命名的基本格式写出化合物名称写出化合物名称第16页,此课件共86页哦*次序规则次序规则:a.原子按原子序数的大小排列,同位数按原原子按原子序数的大小排列,同位数按原子量大小次序排列子量大小次序排列 I,Br,Cl,S,P,O,N,C,D,H b.对原子团来说,首先比较第一个原子的原子序数,对原子团来说,首先比较第一个原子的原子序数,如相同时则再比较第二、第三,以此类推。如相同时则再比较第二、第三,以此类推。c.
9、如果基团含有双键或三键时,则当作两个或三个如果基团含有双键或三键时,则当作两个或三个单键看待,认为连有两个或三个相同原子。单键看待,认为连有两个或三个相同原子。第17页,此课件共86页哦有机化合物系统命名的基本格式有机化合物系统命名的基本格式第18页,此课件共86页哦本本化化合合物物有有两两根根8碳碳的的最最长长链链,因因此此通通过过比比较较侧侧链链数数来来确确定定主主链链。横横向向长长链链有有四四个个侧侧链链,弯弯曲曲的的长长链链只只有有二二个个侧侧链链,多多的的优优先先,所所以以选选横横向向长长链链为为主主链链。主主链链有有两两种种编编号号方方向向,第第一一行行取取代代基基的的位位号号是是
10、4,5,6,7,第第二二行行取取代代基基的的位位号号是是2,3,4,5,根根据据最最低低系系列列原原则则,选选第第二二行行编编号号。该该化化合合物物的的中中文文名名称称是是2,3,5三三甲甲基基4丙丙基基辛辛烷烷。注注意意本本化化合合物物中中有有两两种种取取代代基基。当当一一个个化化合合物物中中有有两两种种或或两两种种以以上上的的取取代代基基时时,中中文文按按顺顺序序规规则则确确定定次次序序,顺顺序序规规则则中中小小的的基基团团放放在前面。所以甲基放在丙基的前面。在前面。所以甲基放在丙基的前面。第19页,此课件共86页哦上上面面列列出出了了同同一一个个化化合合物物的的三三种种编编号号方方式式,
11、它它们们都都符符合合最最低低系系列列原原则则。也也即即应应用用最最低低系系列列原原则则无无法法确确定定哪哪一一种种编编号号优优先先。在在这这种种情情况况下下,中中文文命命名名时时,应应让让顺顺序序规规则则中中较较小小的的基基团团位位次次尽尽可可能能小。所以应取(小。所以应取(i)的编号,化合物的名称是)的编号,化合物的名称是1,3二甲基二甲基5乙基环己烷。乙基环己烷。第20页,此课件共86页哦当当环环上上带带有有两两个个或或两两个个以以上上取取代代基基时时,如如分分子子有有反反轴轴对对称称性性,构构型型用用顺顺反反表表示示,分分子子没没有有反反轴轴对称性,构型用对称性,构型用R,S表示。例如:
12、表示。例如:第21页,此课件共86页哦3(2甲基丙基甲基丙基)环己烯或环己烯或3异丁基环己烯异丁基环己烯第22页,此课件共86页哦当当官官能能团团是是卤卤素素、硝硝基基、亚亚硝硝基基、醚醚键键时时,将将官官能能团团作作为为取取代代基基,仍仍以以烷烷烃烃为为母体,按烷烃的命名原则来命名。母体,按烷烃的命名原则来命名。第23页,此课件共86页哦当当一一个个环环与与一一个个带带末末端端官官能能团团的的链链相相连连,而而此此链链中中又又无无杂杂原原子子和和重重键键时时,在在系系统统命命名名中中可可用用连连接接命命名名法法,即即将将两两者者的的名名称称连连接起来为此化合物的名称。接起来为此化合物的名称。
13、一个环与一个带末端官能团的链相连一个环与一个带末端官能团的链相连第24页,此课件共86页哦分分子子中中含含有有两两个个或或多多个个相相同同官官能能团团时时,命命名名应应选选官官能能团团最最多多的的长长链链为为主主链链,然然后后根根据据主主链链的的碳碳原原子子数数称称为为某某n醇醇(或或某某n醛醛、某某n酮酮、某某n酸酸等等),n是是主主链链上上官官能能团团的的数数目目,用用中中文文数数字字表表达达。编编号号时时要要使使主主链链上上所所有有官官能能团团的的位位置置号尽可能小。最后按名称格式写出全名。号尽可能小。最后按名称格式写出全名。含有两个或多个相同官能团含有两个或多个相同官能团第25页,此课
14、件共86页哦4丁基2,5庚二醇3羟甲基1,7庚二醇第26页,此课件共86页哦第27页,此课件共86页哦当当分分子子中中含含有有多多种种官官能能团团时时,首首先先要要确确定定一一个个主主官官能能团团,确确定定主主官官能能团团的的方方法法是是查查看看前前表表,表表中中排排在在前前面面的的官官能能团团总总是是主主官官能能团团。然然后后,选选含含有有主主官官能能团团及及尽尽可可能能含含较较多多官官能能团团的的最最长长碳碳链链为为主主链链。主主链链编编号号的的原原则则是是要要让让主主官官能能团团的的位位次次尽尽可可能能小小。命命名名时时,根根据据主主官官能能团团确确定定母母体体的的名名称称,其其它它官官
15、能能团团作作为为取取代代基基用用词词头头表表示示,分分子子中中如如涉涉及及立立体体结结构构要要在在名名称称最最前前面面表表明明其其构构型型。然然后后根据名称的基本格式写出名称。根据名称的基本格式写出名称。含有多种官能团含有多种官能团第28页,此课件共86页哦第29页,此课件共86页哦(S)3甲基甲基6甲氧基甲氧基3己醇己醇第30页,此课件共86页哦(S)3甲酰基5羟基戊酸第31页,此课件共86页哦3氧代戊醛3甲氧基1,2丙二醇第32页,此课件共86页哦第33页,此课件共86页哦第34页,此课件共86页哦2甲基甲基2-对羟基苯基丙酰氯对羟基苯基丙酰氯第35页,此课件共86页哦第36页,此课件共8
16、6页哦(1)1,6-二甲基环己烯 (2)1-甲基-3-环丁基环戊烷(3)3-叔丁基-2-己烯-4-炔 (4)3-硝基-4-羟基苯磺酸(5)1-苯基-3-丁炔-1-醇 (6)4-甲氧基-3-溴-2-环己烯-1-醇(7)4-苯基-3-羟基戊醛 (8)2-甲基-6-羰基-3-庚烯醛(9)N,4-二甲基-2-硝基苯甲酰胺(10)(11)(12)第37页,此课件共86页哦三、三、同分异构同分异构第38页,此课件共86页哦 烯烃分子中烯烃分子中 CCCC 不能自由旋转,两个甲基不能自由旋转,两个甲基在双键的同侧或在双键的异侧,前者称为顺式,在双键的同侧或在双键的异侧,前者称为顺式,后者称为反式。后者称为反
17、式。3.1 3.1 顺反异构顺反异构第39页,此课件共86页哦 (1)分子中要有限制旋转的因素。如:分子中要有限制旋转的因素。如:键键 、环。、环。(2 2)在烯烃分子中,构成双键的任何一个碳原子上所连接的)在烯烃分子中,构成双键的任何一个碳原子上所连接的两个原子或原子团都必须不相同。两个原子或原子团都必须不相同。产生顺反异构现象,必须具备两个条件:产生顺反异构现象,必须具备两个条件:第40页,此课件共86页哦“较优较优”基团在双键同侧用字母基团在双键同侧用字母“Z”Z”表示,反之则以表示,反之则以“E”E”表示表示第41页,此课件共86页哦3.2 3.2 对映异构对映异构n构造相同,构型不同
18、并且互呈镜象对映构造相同,构型不同并且互呈镜象对映关系的立体异构现象称为对映异构。关系的立体异构现象称为对映异构。n对映异构体最显著的特点是对平面偏振对映异构体最显著的特点是对平面偏振光的旋光性不同,因此也常把对映异构光的旋光性不同,因此也常把对映异构称为旋光异构或光学异构。称为旋光异构或光学异构。第42页,此课件共86页哦n 平面偏振光n光是一种电磁波,光波的振动方向与其前进方向垂直。n普通光在所有垂直于其前进方向的平面上振动。3.2.1 3.2.1 平面偏振光平面偏振光第43页,此课件共86页哦平面偏振光平面偏振光只在一个平面上振动只在一个平面上振动光波振动方向与前进方向示意图光波振动方向
19、与前进方向示意图第44页,此课件共86页哦3.2.2 3.2.2 旋光物质旋光物质n物质将振动平面旋转了一定角度,我们把具有此种性质的物质称为旋光性物质或光学活性物质。第45页,此课件共86页哦通常把与四个互不相同的原子或基团相连接的碳原通常把与四个互不相同的原子或基团相连接的碳原子叫不对称碳原子子叫不对称碳原子 。第46页,此课件共86页哦3.2.3 3.2.3 手性与对称因素手性与对称因素n 物质与其镜象的关系,与人的左手、右手一样,物质与其镜象的关系,与人的左手、右手一样,非常相似,但不能叠合,因此我们把物质的这种非常相似,但不能叠合,因此我们把物质的这种特性称为手性。特性称为手性。n手
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