温州大学有机化学课件第一章.ppt
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1、1第一节第一节 有机化合物和有机化学有机化合物和有机化学一、有机化合物的定义与特征一、有机化合物的定义与特征1、定义、定义1806年:年:瑞典瑞典伯齐利乌斯(伯齐利乌斯(J.Berzeliuus)有机化学是植物物质及动物物质的化学有机化学是植物物质及动物物质的化学,或是在或是在生命力生命力影响下所制成的物质的化学影响下所制成的物质的化学.2第一节、有机化合物和有机化学第一节、有机化合物和有机化学第一章第一章 绪绪 论论第二节、有机化合物的结构理论第二节、有机化合物的结构理论第三节、有机化学中的诱导效应第三节、有机化学中的诱导效应第四节、研究有机化合物的一般步骤第四节、研究有机化合物的一般步骤第
2、五节、有机化合物的分类第五节、有机化合物的分类3德德盖墨林(盖墨林(L.Gmelin)1848年年德德凯库勒(凯库勒(Kekl):有机化合物就是碳的化合物,有机化学就是有机化合物就是碳的化合物,有机化学就是研究碳化合物的化学。研究碳化合物的化学。德德肖莱马(肖莱马(K.Schorlemmer):有机化合物是碳氢化合物及其衍生物,有机化学有机化合物是碳氢化合物及其衍生物,有机化学就是研究碳氢化合物及其衍生物的化学。就是研究碳氢化合物及其衍生物的化学。以上两定义通用,但后者在国内更流行。以上两定义通用,但后者在国内更流行。42、有机化合物的特征、有机化合物的特征组成上的特征:组成上的特征:1、所含
3、元素种类少。、所含元素种类少。所有的有机化合物都所有的有机化合物都含有碳,绝大部分含有氢,此外常见的元素含有碳,绝大部分含有氢,此外常见的元素是是O、N、S、P、X。2、数目众多。数目众多。以传统的观点来看,有机化以传统的观点来看,有机化合物占化合物总数的合物占化合物总数的95%左右。左右。53、分子组成复杂、分子组成复杂VB12:C63H90N14O14PCo它含有它含有9个个C*,具有,具有512个立体异构体。个立体异构体。6性质上的特征:性质上的特征:2、热稳定性差。、热稳定性差。1、容易燃烧。、容易燃烧。3、难溶于水,易溶于有机溶剂。、难溶于水,易溶于有机溶剂。4、反应速度慢,副反应多
4、。、反应速度慢,副反应多。7有机化合物与无机化合物在组成和性质有机化合物与无机化合物在组成和性质上差别的根本原因在于:上差别的根本原因在于:有机化合物结有机化合物结构的基石构的基石 共价键:碳原子的四价。共价键:碳原子的四价。8二、有机化学二、有机化学一一)、建立时期(、建立时期(18世纪末世纪末 19世纪中叶)世纪中叶)这一时期的特点是:这一时期的特点是:1、主要工作是从天然物中提取纯的有机化合物。、主要工作是从天然物中提取纯的有机化合物。积累实验资料。积累实验资料。2、建立分析方法。分析纯有机化合物的化学、建立分析方法。分析纯有机化合物的化学组成。组成。这一这一时期,工作最显著的当属瑞典的
5、一位药剂时期,工作最显著的当属瑞典的一位药剂师舍勒(师舍勒(S.W.Scheele)9瑞典药剂师舍勒(瑞典药剂师舍勒(C.W.Scheele)1770年:年:酿酒副产物酿酒副产物 酒石酸。酒石酸。1776年:植物汁液年:植物汁液 草酸。草酸。1780年:酸牛奶年:酸牛奶 乳酸。乳酸。1784年:柠檬年:柠檬 柠檬酸。柠檬酸。1785年:苹果年:苹果 苹果酸。苹果酸。1780年:人尿年:人尿 尿素。尿素。1783年:橄榄油年:橄榄油 甘油。甘油。1786年:五味子年:五味子 没食子酸。没食子酸。10这个时期其他化学家的主要工作:这个时期其他化学家的主要工作:1773年:牛和骆驼尿年:牛和骆驼尿
6、马尿酸。马尿酸。1805年:鸦片年:鸦片 吗啡。吗啡。1815年:动物脂肪年:动物脂肪 胆固醇。胆固醇。1820年之后相继得到:年之后相继得到:金鸡呐碱、番木鳖碱金鸡呐碱、番木鳖碱 辛可宁碱等。辛可宁碱等。11分析方法的建立:分析方法的建立:1781年:年:法法拉瓦锡(拉瓦锡(Lavoisier)利用燃烧法分析了大量的有机化合物,发现植物利用燃烧法分析了大量的有机化合物,发现植物物质主要由物质主要由C、H、O三种元素组成;动物物质则三种元素组成;动物物质则主要主要C、H、O、N四种元素组成。拉瓦锡被称之四种元素组成。拉瓦锡被称之为有机定性分析的奠基人。为有机定性分析的奠基人。1811年:年:意
7、大利意大利阿佛加德罗(阿佛加德罗(Avagardro)发明了分子量测定法。发明了分子量测定法。1811年:年:法法盖盖.吕萨克(吕萨克(Gay _ Lussaac)改进了拉瓦锡的分析方法,使得化合物中改进了拉瓦锡的分析方法,使得化合物中C、H、O的含量可进行定量测定。的含量可进行定量测定。121814年:年:瑞典瑞典伯齐利乌斯(伯齐利乌斯(Berzelius)对有机分析方法又进行了改进补充相继创对有机分析方法又进行了改进补充相继创 立了立了C.H.O的定量分析法。的定量分析法。(有机定量分析有机定量分析 的奠基人)的奠基人)1830年:年:法法杜马(杜马(J.B.Dumas)创立了创立了N的测
8、定法。的测定法。1831年:年:德德李比希(李比希(J.Libig)集前人之大成,建立了完善的有机分析方集前人之大成,建立了完善的有机分析方 法,对有机化合物中的元素分析可以得到法,对有机化合物中的元素分析可以得到 精确的结果。他建立的分析方法,至今人精确的结果。他建立的分析方法,至今人 们仍在沿袭使用。们仍在沿袭使用。到到19世纪中叶,随着实验资料的积累、分析方法的建立,世纪中叶,随着实验资料的积累、分析方法的建立,使有机化学形成了自己的体系,成为了一门科学。使有机化学形成了自己的体系,成为了一门科学。13有机合成的发展有机合成的发展与与“生命力生命力”论(论(Vital Power)的的破
9、破产产“有机物是生命过程的产物,所以有机物有机物是生命过程的产物,所以有机物只能在细胞中受一种奇妙的只能在细胞中受一种奇妙的生命力生命力的作用的作用才能产生。生命力是活细胞所固有的,人工无才能产生。生命力是活细胞所固有的,人工无法创造生命力,也就无法用化学的方法制造有法创造生命力,也就无法用化学的方法制造有机物。生命力是什麽呢?神秘,不可捉摸。机物。生命力是什麽呢?神秘,不可捉摸。”伯齐利乌斯伯齐利乌斯(Berzelius)14“我应当告诉您,我制出了尿素,而且不求我应当告诉您,我制出了尿素,而且不求助于肾或动物无论人或犬。助于肾或动物无论人或犬。”1828年:年:德德维维 勒(勒(Whler
10、)在加热氰酸铵时得到了尿素,他怀着兴奋的在加热氰酸铵时得到了尿素,他怀着兴奋的心情将这件事告诉了他老师心情将这件事告诉了他老师“生命力论生命力论”的的代表人物代表人物 Berzelius:“尿素的合成是特别值得注意的事实,因尿素的合成是特别值得注意的事实,因为它提供了一个从无机物人工制成有机物为它提供了一个从无机物人工制成有机物并确实是动物体上的实物的例证。并确实是动物体上的实物的例证。”_1828年年 Whler151845年:柯尔贝年:柯尔贝(Kolbe)完全以无机完全以无机物为原料合成了醋酸。物为原料合成了醋酸。1854年:柏赛罗年:柏赛罗(Berthelot)合成了油脂。合成了油脂。人
11、们又合成了酒石酸、柠檬酸、琥珀酸、苹人们又合成了酒石酸、柠檬酸、琥珀酸、苹果酸果酸等。等。在一连串铁的实事面前,在一连串铁的实事面前,“生命力生命力”论就象论就象一艘触礁的破船,被淹没在有机合成的浪滔一艘触礁的破船,被淹没在有机合成的浪滔之中。开辟了有机合成的新纪元。之中。开辟了有机合成的新纪元。16二)发展时期(二)发展时期(19世纪中世纪中 20世纪三十年代)世纪三十年代)这这一一时期的特点是:化学家们开始对有机化合物进时期的特点是:化学家们开始对有机化合物进行理论上的研究,建立经典的结构理论。具有代表行理论上的研究,建立经典的结构理论。具有代表性的工作如下:性的工作如下:1857年:年:
12、德德凯库勒(凯库勒(A.KeKl)英英库库 伯(伯(Couper)提出碳原子的四价以及碳原子之间提出碳原子的四价以及碳原子之间 可以相互成键的概念可以相互成键的概念。1861年:年:俄俄布特列洛夫提出化学结构布特列洛夫提出化学结构 的概念。的概念。1865年:凯库勒提出了苯的结构。年:凯库勒提出了苯的结构。171916年:年:德德W.Kossel 英英路易斯(路易斯(Lewis)分别提出离子键和共价键理论。分别提出离子键和共价键理论。1874年:年:荷兰荷兰范范.特荷夫(特荷夫(Van,Hoff)法法勒勒.贝尔(贝尔(Le Bel)提出碳原子正四面体的学说。提出碳原子正四面体的学说。经典结构理
13、论的建立被认为是有机化学的发经典结构理论的建立被认为是有机化学的发展时期展时期18三)近代有机化学三)近代有机化学l近代有机化学是指近代有机化学是指1926年以后,经典的结构理年以后,经典的结构理论与量子力学相结合,以及各种先进的物理方论与量子力学相结合,以及各种先进的物理方法手段引入之后发展起来的有机化学。法手段引入之后发展起来的有机化学。l过去的有机化学被认为是:过去的有机化学被认为是:实验现象的记录,实验现象的记录,实验经验的积累的所谓实验经验的积累的所谓“经验经验 技巧技巧”的一的一门艺术。门艺术。l 现在的有机化学已经成为:现在的有机化学已经成为:构思巧妙、逻辑严构思巧妙、逻辑严密、
14、理论严格,比较成熟的近代科学了。密、理论严格,比较成熟的近代科学了。l特点:理论比较严格,手段比较先进。特点:理论比较严格,手段比较先进。19近代有机化学的特征:近代有机化学的特征:1、物理手段的引入使研究方法现代化。、物理手段的引入使研究方法现代化。2、新的合成方法不断涌现,新的化合物大量产生。、新的合成方法不断涌现,新的化合物大量产生。3、深入研究反应机理,从微观上对有机反应作深入、深入研究反应机理,从微观上对有机反应作深入 了解。了解。有机化学已经进入:有机化学已经进入:从宏观到微观、从静态到动态、从宏观到微观、从静态到动态、从定性到定量、从体相到表相、从定性到定量、从体相到表相、从平衡
15、态到非平衡态的研究领域。从平衡态到非平衡态的研究领域。20有机化学的两个前沿阵地:有机化学的两个前沿阵地:1、有机化学与生物化学相结合,、有机化学与生物化学相结合,从分子水平来研究生物学问题。从分子水平来研究生物学问题。2、有机化学与现代物理学相结合、有机化学与现代物理学相结合,使研究方法现代化。使研究方法现代化。21近代有机化学可归纳为四个新来描述:近代有机化学可归纳为四个新来描述:1、新的有机化合物和新的有机反应层出不穷。、新的有机化合物和新的有机反应层出不穷。1900年:年:15万万 年增加量年增加量1945年:年:110万万 (2.1万)万)1961年:年:175 (4万)万)1972
16、年:年:400万万 (20万)万)1984年:近年:近800万万 (33万)万)1990年:年:1057.6万万 (42万)万)上世纪最后一天据上世纪最后一天据 美国美国CA统计统计:2343万(万(128万万/年增)年增)22近代有机化学中的部分重要合成:近代有机化学中的部分重要合成:1972年:年:美美哈佛大学教授伍德哈佛大学教授伍德(Woodward)合成合成VB12.1965年:我国化学家合成了具有生物活性的结晶年:我国化学家合成了具有生物活性的结晶 牛胰岛素。是我国化学家在探索生命奥牛胰岛素。是我国化学家在探索生命奥 秘的征途上所攀登上的第一座高峰。秘的征途上所攀登上的第一座高峰。2
17、31970年:美国化学家合成了由年:美国化学家合成了由188个氨基个氨基 酸组成的酸组成的 人生长激素。人生长激素。1981年:我国科学家又合成了生命遗传物年:我国科学家又合成了生命遗传物 质质:酵丙氨氨酸转移核糖核酸。酵丙氨氨酸转移核糖核酸。1984年:发现足球烯年:发现足球烯C60.现在合成了现在合成了C76、C78、C84、C90、C94 等等.将可将可 用作高级润滑剂用作高级润滑剂.242、新理论、新概念日新月异。、新理论、新概念日新月异。1965年:年:美美Woodward Hoffmann 提出提出 “分子轨道对称守恒原理分子轨道对称守恒原理”。1963年:年:美美 Pearson
18、 提出软硬酸碱理论。提出软硬酸碱理论。二十世纪二十世纪80年代初:年代初:美美赫尔顿(赫尔顿(Herndon)提出)提出“结构共振论,使结构共振论,使 得鲍林的共振论得以定量化。得鲍林的共振论得以定量化。25近几十年来,有机化学理论的研究主要集中近几十年来,有机化学理论的研究主要集中在对反应活性中间体和过渡态结构的阐明上,在对反应活性中间体和过渡态结构的阐明上,发现的新活性中间体有发现的新活性中间体有双自由基、阴离子自双自由基、阴离子自由基、非经典碳阳离子、叶立德、卡宾、乃由基、非经典碳阳离子、叶立德、卡宾、乃春、苯炔春、苯炔等。等。263、新方法新技术不断发展、新方法新技术不断发展在合成方法
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- 温州 大学 有机化学 课件 第一章
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