(中职中专)高等有机化学完整版课件汇总全书电子教案(最新).pptx
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1、第一章第一章 绪论绪论 饱和烃烷烃2不饱和烃烯烃、二烯烃和炔烃3脂环烃4芳烃5卤代烃6绪论1目 录醇、酚、醚7羧酸及其衍生物9含氮化合物10杂环化合物11碳水化合物和蛋白质12合成高分子化合物13醛和酮8目 录有机化合物的特性2有机化合物的结构3有机化合物和有机化学1第一章 绪论有机化合物的分类4第一节 有机化合物和有机化学 有机化合物就是含碳化合物或碳氢化合物及其衍生物的总称。而有机化学就是研究含碳化合物或碳氢化合物及其衍生物的化学,是研究有机化合物的来源、制备、结构、性质、用途和有关理论的一门学科。第二节 有机化合物的特性1.1.容易燃烧容易燃烧2.2.熔点、沸点较低熔点、沸点较低3.3.
2、难溶于水、易溶于有机溶剂难溶于水、易溶于有机溶剂4.4.反应速率较慢反应速率较慢5.5.常伴有副反应常伴有副反应第三节 有机化合物的结构12有机化合物的结构有机化合物的结构共价键的形成及属性共价键的形成及属性一、基本建设的概念及分类(二)基本建设的分类(二)基本建设的分类1.1.按建设性质划分按建设性质划分新建项目扩建项目改建项目迁建项目恢复项目一、有机化合物的结构1.1.碳原子为四价,并可自相连接成链碳原子为四价,并可自相连接成链2.2.分子的化学结构与性质的关系分子的化学结构与性质的关系 有机物分子中的各原子,是按照一定的排列顺序相互连接的。分子中原子的排列顺序和连接方式,称为化学构造。有
3、机物的性质不仅决定于其分子组成,而且决定于其化学构造。表示有机化合物化学构造的式子称为构造式。二、共价键的形成及属性1.1.共价键形成的本质共价键形成的本质 共价键的形成,可以看做是电子配对或原子轨道重叠的结果。价键理论认为,共价键的形成是原子轨道重叠或者说电子云交盖的结果。二、共价键的形成及属性2.2.共价键的属性共价键的属性(1)键长(2)键能(3)键角(4)键的极性第四节 有机化合物的分类12按碳架分类按碳架分类按官能团分类按官能团分类一、按碳架分类1.1.开链化合物开链化合物2.2.碳环化合物碳环化合物(1)脂环族化合物(2)芳香族化合物3.3.杂环化合物杂环化合物二、按官能团分类 官
4、能团是指决定有机化合物分子主要化学性质的原子或原子团。原子团在有机化学中通称基团。有机化合物的反应,主要发生在官能团上。具有相同官能团的化合物,其性质相似。Thank youThank you第二章第二章 饱和烃饱和烃烷烷烃烃 烷烃的通式、同系列和同分异构现象2烷烃的命名3烷烃的结构1第二章 饱和烃烷烃烷烃的物理性质4烷烃的化学性质5烷烃的天然来源及重要的烷烃4第一节 烷烃的结构12甲烷的结构甲烷的结构正四面体结构正四面体结构共价键的形成及属性共价键的形成及属性一、甲烷的结构正四面体结构二、其他烷烃的结构 其他烷烃的分子结构和甲烷类似。其他烷烃的分子结构和甲烷类似。第二节 烷烃的通式、同系列和
5、同分异构现象12烷烃的通式和同系列烷烃的通式和同系列烷烃的同分异构现象烷烃的同分异构现象3碳原子和氢原子的类型碳原子和氢原子的类型一、烷烃的通式和同系列 即为烷烃的通式。即为烷烃的通式。结构和化学性质相似,在组成上相差一个或多个 ,具有同一通式的一系列化合物称为同系列。同系列中的各化合物互称同系物。二、烷烃的同分异构现象 在甲烷、乙烷、丙烷分子中,碳原子之间只有一种连接方式。从丁烷开始,分子中碳原子之间可有不同的连接方式,从而产生了构造异构体。三、碳原子和氢原子的类型 碳原子只与另外一个碳原子相连的,叫做伯碳原子。碳原子与另外两个碳原子相连的,叫做仲碳原子。碳原子与另外三个碳原子相连的,叫做叔
6、碳原子。碳原子与另外四个碳原子相连的,叫做季碳原子。与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子,分别叫做伯、仲、叔氢原子。第三节 烷烃的命名12普通命名法普通命名法系统命名法系统命名法一、普通命名法(1)根据烷烃分子中碳原子的数目叫做“某烷”,“某”是指烷烃中碳原子的数目。(2)为了区分异构体,常把直链烷烃叫做“正”某烷;把链端第二位碳原子上连有一个甲基支链,此外再无其他支链的,叫做“异”某烷;把链端第二位碳原子上连有两个甲基支链的,叫做“新”某烷。二、系统命名法 系统命名法是一种普遍适用的命名方法。它是采用国际上通用的IUPAC命名原则,结合中国文字特点制定出的命名方法。(1)选择主链(2)主链编号(3
7、)写出全称第四节 烷烃的物理性质1.1.物态物态2.2.沸点沸点第四节 烷烃的物理性质3.3.熔点熔点第四节 烷烃的物理性质4.4.相对密度相对密度5.5.溶解性溶解性第五节 烷烃的化学性质12氧化反应氧化反应卤代反应卤代反应34裂化反应裂化反应异构化反应异构化反应一、氧化反应 烷烃在空气中完全燃烧时,都生成二氧化碳和水,并放出大量的热。因此,烷烃可以用作能源。但这种燃烧通常是不完全的,特别是在空气不充足的情况下,易生成大量有毒的一氧化碳。若控制适当条件,烷烃可发生部分氧化,生成醇、醛、酮和羧酸。二、卤代反应 烷烃中的氢原子被卤原子取代的反应,叫做卤代反应。卤代反应是烷烃的典型反应。有机物分子
8、中的某些原子或原子团,被其他原子或原子团所代替的反应,叫做取代反应。三、裂化反应 在隔绝空气及高温条件下,使含碳原子数较多的烷烃裂开化小,生成小分子烷烃的反应,叫裂化反应。裂化反应分为热裂化和催化裂化两种。不用催化剂的裂化叫做热裂化,在催化剂,存在下的裂化叫做催化裂化。四、异构化反应 由一种异构体转化为另一种异构体的反应,叫异构化反应。烷烃的异构化反应被用于石油加工工业中。如将直链烷烃异构化成带支链的烷烃,可以提高汽油的辛烷值,从而提高汽油的质量。第六节 烷烃的天然来源及重要的烷烃12烷烃的天然来源烷烃的天然来源重要的烷烃重要的烷烃甲烷甲烷一、烷烃的天然来源1.1.石油石油 石油是古代动、植物
9、体深埋地下经细菌、地热、压力及其他无机物的催化作用而生成的物质。2.2.天然气天然气 天然气是蕴藏在地层内的可燃性气体,它的主要成分是甲烷。二、重要的烷烃甲烷 甲烷大量存在于自然界,是天然气、油田气和沼气的主要成分。油田气是指开采石油时逸出的可燃性气体。沼气是指埋藏在水底或地下的动、植物残体在隔绝空气的情况下腐烂、分解而得到的可燃性气体。Thank youThank you第三章第三章 不饱和烃不饱和烃烯烃、二烯烃和炔烃烯烃、二烯烃和炔烃 二烯烃2炔烃3烯烃1第三章 不饱和烃烯烃、二烯烃和炔烃第一节 烯烃12烯烃的结构烯烃的结构烯烃的通式和同分异构现象烯烃的通式和同分异构现象34烯烃的命名烯烃
10、的命名烯烃的物理性质烯烃的物理性质56烯烃的化学性质烯烃的化学性质重要的烯烃重要的烯烃一、烯烃 烯烃的结构特征是分子结构中含有碳碳双键。二、烯烃的通式和同分异构现象1.1.烯烃的通式烯烃的通式 烯烃的通式为 。2.2.烯烃的同分异构现象烯烃的同分异构现象 由于烯烃含有碳碳双键,碳碳双键又不能自由旋转,因此,同分异构现象比烷烃复杂。三、烯烃的命名1.1.普通命名法普通命名法2.2.系统命名法系统命名法(1)选主链(2)编号(3)以双键碳原子中编号较小的数字表示双键的位次,写在母体烯烃的前面。(4)支链当取代基看待,这与烷烃的命名原则相似。四、烯烃的物理性质五、烯烃的化学性质1.1.加成反应加成反
11、应 烯烃与其他试剂反应时,键断裂,试剂中的两个一价原子或原子团分别加到双键两端的碳原子上,形成两个新的 键,这种反应叫做加成反应。(1)催化加氢(2)加卤素(3)加卤化氢(4)加硫酸(5)加水(6)与次卤酸加成五、烯烃的化学性质2.2.氧化反应氧化反应 烯烃与冷、稀高锰酸钾中性或碱性溶液作用时,烯烃 键断裂,双键的两个碳原子上各加上一个羟基,生成邻二醇。同时,高锰酸钾的紫红色迅速褪去,并产生褐色的二氧化锰沉淀。由于反应现象明显,可用来检验分子中不饱和键的存在。五、烯烃的化学性质3.3.聚合反应聚合反应 由相对分子质量小的化合物相互作用转变为相对分子质量很大的化合物的反应,叫聚合反应。能起聚合反
12、应的相对分子质量小的化合物叫单体。聚合后的产物叫聚合物或高聚物。五、烯烃的化学性质4.a-4.a-氢原子的反应氢原子的反应 有机化合物分子中,与官能团直接相连的碳原子叫做a-碳原子。与a-碳原子相连的氢原子叫做a-氢原子。a-氢原子由于受烯烃双键的影响,在一定条件下比较活泼,容易发生取代反应。六、重要的烯烃1.1.乙烯乙烯2.2.丙烯丙烯3.3.异丁烯异丁烯第二节 二烯烃12二烯烃的通式、分类和命名二烯烃的通式、分类和命名共轭二烯烃的结构和性质共轭二烯烃的结构和性质3天然橡胶和异戊二烯天然橡胶和异戊二烯一、二烯烃的通式、分类和命名1.1.二烯烃的通式二烯烃的通式2.2.二烯烃的分类二烯烃的分类
13、(1)累积二烯烃(2)共轭二烯烃(3)孤立二烯烃一、二烯烃的通式、分类和命名3.3.二烯烃的命名二烯烃的命名(1)选取含两个双键的最长碳链做主链,“某二烯”。(2)从距双键最近的一端依次编号,并用阿拉伯数字标明两个双键的位次于“某二烯”。(3)取代基的位次、数目、名称写在母体二烯烃名称的前面。二、共轭二烯烃的结构和性质1.1.共轭二烯烃的结构共轭二烯烃的结构(1)键长趋于平均化(2)极性交替、相互传递(3)共轭体系的能量较低、分子较稳定二、共轭二烯烃的结构和性质2.2.共轭二烯烃的性质共轭二烯烃的性质 共轭二烯烃的化学性质,由于它含有两个碳碳双键,因而具有一般烯烃的性质,可发生加成、聚合等反应
14、。但因共轭二烯烃分子中两个共轭双键结构特殊,与一般双键不同,因而又具有下列特性。(1)1,2-加成和1,4-加成反应(2)双烯合成反应(3)聚合反应三、天然橡胶和异戊二烯 天然橡胶主要来自橡胶树。从橡胶树得到的白色胶乳,经脱水加工即凝结成块状的生橡胶,它是工业上橡胶制品的原料。把天然橡胶进行干馏,可得到异戊二烯。第三节 炔烃12炔烃的结构炔烃的结构炔烃的通式、构造异构和命名炔烃的通式、构造异构和命名3炔烃的物理性质炔烃的物理性质4炔烃的化学性质炔烃的化学性质5重要的炔烃重要的炔烃乙炔乙炔一、炔烃的结构二、炔烃的通式、构造异构和命名1.1.炔烃的通式炔烃的通式 炔烃的通式为 。2.2.炔烃的构造
15、异构炔烃的构造异构 炔烃的构造异构现象和烯烃相似3.3.炔烃的命名炔烃的命名 炔烃的系统命名法与烯烃相似,只需将“烯”字改成“炔”字即可。三、炔烃的物理性质四、炔烃的化学性质1.1.加成反应加成反应(1)催化加氢(2)加卤素(3)加卤化氢(4)加水(5)加醇(6)加乙酸四、炔烃的化学性质2.2.氧化反应氧化反应 炔烃和烯烃类似,也可被高锰酸钾溶液氧化,碳碳三键断裂。乙炔的最终氧化产物为二氧化碳,其他炔烃氧化则生成两分子羧酸或羧酸及二氧化碳等物。四、炔烃的化学性质3.3.聚合反应聚合反应 乙炔与乙烯相似,也能发生聚合反应。当催化剂及反应条件不同时,乙炔聚合的产物也不同。四、炔烃的化学性质4.4.
16、炔氢原子的反应炔氢原子的反应 在炔烃分子中,与三键碳原子直接相连的氢原子叫做炔氢原子。五、重要的炔烃乙炔1.1.乙炔的制法乙炔的制法(1)电石法(2)天然气部分氧化法五、重要的炔烃乙炔2.2.乙炔的性质和用途乙炔的性质和用途Thank youThank you第四章第四章 脂环烃脂环烃 环烷烃的同分异构现象2环烷烃的性质3脂环烃的分类和命名1第四章 脂环烃重要的环烷烃4第一节 脂环烃的分类和命名12脂环烃的分类脂环烃的分类单环脂环烃的命名单环脂环烃的命名一、脂环烃的分类 脂环烃可按照分子中碳环的数目分为单环脂环烃、二环脂环烃及多环脂环烃。按分子中组成环的碳原子数,又可分为三元环,四元环,五元环
17、,六元环等。单环脂环烃又可按成环的碳碳键是否饱和,分为饱和脂环烃和不饱和脂环烃两类。环烷烃为饱和脂环烃,环烯烃,环炔烃为不饱和脂环烃。二、单环脂环烃的命名 脂环烃与相应的开链烃相似,在相同碳原子数的开链烃名称前加一“环”字即可。环烷烃有两个或多个不同的取代基时,要以含碳原子数最少的取代基作为1位。当环上有不饱和键及取代基时,要用阿拉伯数字编号,不饱和键位次愈小愈好,并应小于取代基的位次。环上其他取代基按最低系列原则循环编号,环上取代基的列出次序与链烃相同。第二节 环烷烃的同分异构现象 环烷烃可看成链状烷烃分子内两端的伯碳原子上各去掉一个氢原子后相互连成的环状化合物,它比相应烷烃少两个氢,因此,
18、环烷烃的通式为 ,与烯烃的通式相同。因此,环烷烃与相同碳原子数的烯烃互为同分异构体。第三节 环烷烃的性质12环烷烃的物理性质环烷烃的物理性质环烷烃的化学性质环烷烃的化学性质一、环烷烃的物理性质二、环烷烃的化学性质1.1.开环加成反应开环加成反应 小环环烷烃与烯烃相似,易发生环破裂而与试剂加成,称开环反应,或称加成反应,也可合称开环加成反应。(1)加氢(2)加卤素(3)加卤化氢二、环烷烃的化学性质2.2.取代反应取代反应 与烷烃相似,在光或热的作用下,环戊烷、环己烷以及更高级的环烷与溴作用,发生环上氢原子的取代反应。二、环烷烃的化学性质3.3.氧化反应氧化反应 环烷烃既像烷烃,又像烯烃。环戊烷、
19、环己烷和烷烃化学性质相似,性质稳定,易发生取代反应。小环环烷烃 与烯烃相似,易开环发生加成反应。环丙烷、环丁烷可使溴水褪色,不能使高锰酸钾水溶液褪色。第四节 重要的环烷烃 环己烷是最重要的环烷烃。环己烷的化学性质与烷烃相似,具有类似烷烃的稳定性,除能发生取代反应外,还可进行去氢和氧化等反应。环己烷的工业制法,主要是通过石油馏分分离法和苯催化加氢法,而苯催化加氢法是目前普遍采用的方法。Thank youThank you第五章第五章 芳烃芳烃 单环芳烃及其衍生物的命名2单环芳烃的性质3苯的结构1第五章 芳烃苯环上取代反应的定位规律4萘6芳烃的工业来源7重要的单环芳烃5第五章 芳烃第一节 苯的结构
20、12苯的凯库勒构造式苯的凯库勒构造式苯分子结构的近代概念苯分子结构的近代概念一、苯的凯库勒构造式 这个式子,称为苯的凯库勒构造式,或简称为苯的凯库勒式。二、苯分子结构的近代概念第二节 单环芳烃及其衍生物的命名12单环芳烃的构造异构和命名单环芳烃的构造异构和命名单环芳烃衍生物的命名单环芳烃衍生物的命名一、单环芳烃的构造异构和命名 苯分子去掉一个氢原子后剩下的原子团叫做苯基,可用ph-表示。芳烃分子去掉一个氢原子后剩下的基团称芳基可用Ar-表示。若需编号时,把苯基上含有自由键的碳原子编为第1位。二、单环芳烃衍生物的命名(1)当取代基为硝基、卤素等时,一般以芳烃为母体,上述基团为取代基,叫做“某基芳
21、烃”。(2)当取代基为氨基、羟基、醛基、羧基、磺酸基等时,则把它们各看成一类化合物,分别叫做苯胺、苯酚、苯甲醛、苯甲酸、苯磺酸等。(3)当苯环上有多种取代基时,首先要选好母体。选择母体要遵照取代基团的优先次序。第三节 单环芳烃的性质12单环芳烃的物理性质单环芳烃的物理性质单环芳烃的化学性质单环芳烃的化学性质一、单环芳烃的物理性质 第三节 环烷烃的性质12环烷烃的物理性质环烷烃的物理性质环烷烃的化学性质环烷烃的化学性质一、环烷烃的物理性质二、单环芳烃的化学性质1.1.取代反应取代反应(1)卤代反应 苯分子中的氢原子易被卤原子取代,生成卤苯,并放出卤化氢,这个反应叫做卤代反应,习惯上也叫卤化反应。
22、二、单环芳烃的化学性质(2)硝化反应 苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物共热,苯环上的氢原子被硝基取代,生成硝基苯,这类反应叫做硝化反应。二、单环芳烃的化学性质(3)磺化反应 苯与浓硫酸或发烟硫酸作用,苯环上的氢原子被磺酸基取代生成苯磺酸,这类反应叫做磺化反应。二、单环芳烃的化学性质(4)傅列德尔-克拉夫茨反应 在无水氯化铝等催化剂的催化下,芳烃环上的氢原子被烷基或酰基取代,分别称烷基化反应或酰基化反应,统称傅列德尔-克拉夫茨反应,简称傅-克反应。烷基化反应酰基化反应二、单环芳烃的化学性质2.2.加成反应加成反应 芳烃易起取代反应而难于加成,但在一定条件下,仍可发生加成反应。二、单环芳烃的化学性质3.
23、3.氧化反应氧化反应(1)苯环氧化(2)侧链氧化 烷基苯的侧链氧化反应,多用于合成羧酸或鉴别烷基苯。第四节 苯环上取代反应的定位规律12取代基定位规律取代基定位规律取代定位规律的应用取代定位规律的应用一、取代基定位规律1.1.邻对位定位基邻对位定位基 这类定位基能使新导入的基团主要进入邻位和对位,同时使苯环活化,反应比苯易于进行。与苯环直接相连的原子一般都是饱和的,这些基团多数具有未共用电子对,大多数具有能供给电子的性能,是供电子取代基。一、取代基定位规律2.2.间位定位基间位定位基 这类定位基能使新导入的基团主要进入它的间位,同时使苯环钝化,反应比苯难于进行。与苯环直接相连的原子一般都是不饱
24、和或带正电荷的,上述间位定位基都具有很强的吸电子性能,是吸电子取代基。二、取代定位规律的应用1.1.预测反应的主要产物预测反应的主要产物(1)如果原有的两个定位基不属于同一类,第三个取代基进入苯环的位置,主要由邻、对位定位基决定。(2)若原有两取代基属于同一类,第三个取代基进入苯环的位置,主要由较强的定位基决定。二、取代定位规律的应用2.2.选择合理的合成路线选择合理的合成路线 定位规律对于合成苯的衍生物具有重要的指导作用,因为在合成苯的二元或多元取代物时,定位基的定位效应在取代反应中起着主导作用。通过适当地安排各步合成反应的先后顺序,可以获得较高的产率,避免复杂的分离手续,从而提高经济效益。
25、第五节 重要的单环芳烃12苯苯甲苯甲苯3苯乙烯苯乙烯一、苯 苯的工业来源,主要从焦炉气和煤焦油中提取,以及从石油的高温裂解或石油的铂重整得到。苯的用途很广,它是化学工业和医药工业重要的基本原料,可用来制备染料、塑料、树脂、农药、合成药物、合成橡胶、合成纤维、合成洗涤剂等。二、甲苯 甲苯为无色、易挥发的易燃液体,气味与苯相似,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,毒性亦与苯相似。甲苯的主要工业来源,一部分来自煤焦油,大部分从石油的芳构化得到。甲苯的主要用途是用作化工原料及溶剂等。三、苯乙烯 苯乙烯为无色、易燃的液体,难溶于水,有毒。聚苯乙烯是一种性能优良的塑料。苯乙烯在室温时也会慢慢聚合,因此,
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