沈阳药科大学高等有机化学课件(胡春版)——第一章-绪论ppt.ppt

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1、1高等有机化学高等有机化学电子教案电子教案胡胡 春春2高等有机化学高等有机化学3高等有机化学高等有机化学第第1章章 概论概论第第2章章 立体化学立体化学第第3章章 有机反应总论有机反应总论第第4章章 饱和碳原子的亲核取代反应饱和碳原子的亲核取代反应第第5章章 烯烃的加成反应烯烃的加成反应第第6章章 消除反应消除反应第第7章章 芳香性芳香性4高等有机化学高等有机化学第第8章章 芳香亲电取代反应芳香亲电取代反应第第9章章 羰基的加成反应及相关反应羰基的加成反应及相关反应第第10章章 分子重排反应分子重排反应第第11章章 协同反应协同反应第第12章章 自由基反应自由基反应第第13章章 有机光化学有机

2、光化学5第一章第一章 概论概论61-1 有机化学发展概况有机化学发展概况一、有机化学的研究范畴一、有机化学的研究范畴1.结构：包括聚集态结构、分子几何结构（原子、基团的连接次序、方式和三维空间排列）及电子结构（原子间或分子间的相互作用）三个方面。从多个层次上认识化学键的本质。2.性质：有机化合物发生化学变化时结构变化、能量变化和反应的深度和广度问题，包括热力学、动力学、立体化学等。3.合成方法：以应用为目的。71-1 有机化学发展概况有机化学发展概况二、有机化学的发展概况二、有机化学的发展概况 从历史角度，有机化学发展经历了天然有机物的分离和鉴定，有机物的合成，有机反应机理的揭示三个阶段。81

3、-1 有机化学发展概况有机化学发展概况二、有机化学的发展概况二、有机化学的发展概况1.天然有机化合物的分离和结构1884-1901,Otto Wallach萜类化合物的发现和结构(1910)1910-1914,R.M.Willstatter生物碱、醌类、色素（叶绿素）(1915)1912,F.Pregl有机化合物微量分析方法(1923)1901-1903,A Windaus甾体化合物的结构和与维生素D的关系(1928)1924-1940,R.Robinson生物碱、青霉素结构（1947）1948-1956,D.C.Hodgkin维生素B12结构(1964)1953,F.Sanger蛋白质结构(

4、1958)1953,J.D.Watson和 F.H.C.Crick发现DNA双螺旋结构(1962)91-1 有机化学发展概况有机化学发展概况二、有机化学的发展概况二、有机化学的发展概况2.有机化合物的合成1865-1910,A von Baeyer染料(1905)1899-1900,Victor Grignard(1912)1928,O.P.Diels和K.Alder(1950)1951-1977,R.B.Woodward有机合成(1965)1945-1967,H.C.Brown,G.Wittig有机硼和有机磷(1979)1965,中国合成牛胰岛素1955-1980,R.B.Merrifiel

5、d固相合成方法(1984)1950-1980,E.J.Corey有机合成方法(1990)1980-现在,W.S.Knowles,野依良治,K.B.Sharpless不对称合成101-1 有机化学发展概况有机化学发展概况二、有机化学的发展概况二、有机化学的发展概况3.有机结构理论和反应机理1885,A von Baeyer张力学说(1905)1930-1933,L.C.Pauling(1954)1964,R.S.Mulliken分子轨道理论(1966)1934-1960,O.Hassel构象分析(1969)1951-1953,E.O.Fischer和G.Wilkinson金属有机化学（二茂铁结构

6、）(1973)111-1 有机化学发展概况有机化学发展概况二、有机化学的发展概况二、有机化学的发展概况3.有机结构理论和反应机理1945-1969,J.W.Cornforth,V.Prelog 立体化学(1975)1951-1971,福井谦一,R.Hoffmann化学反应过程理论(1981)1967,E.J.Corey有机合成理论(1990)1962-现在,G.A.Olah碳正离子化学(1994)1987-现在,A.H.Zewail飞秒化学(1999)121-1 有机化学发展概况有机化学发展概况三、有机化学的发展趋势三、有机化学的发展趋势1.其他学科对有机化学的渗透和应用数学、物理方法的渗透和

7、应用：光谱技术，量子有机化学，理论有机化学计算机的应用：分子设计，组合化学与高通量筛选生物学的渗透和应用：结构生物学，化学生物学，蛋白质工程，人类基因组工程2.有机化学的广泛应用：医药科学、材料科学、环境科学131-2 现代共价键理论现代共价键理论一、原子轨道和化学键一、原子轨道和化学键1.原子轨道和电子云共价键由成键电子所在原子轨道重叠形成。原子轨道（）：电子在原子核外空间运动状态函数。电子云（2）：电子在核外空间运动出现的几率密度。s轨道围绕原子核呈球形对称，p轨道呈哑铃形。原子轨道图中“+”、“-”表示波函数位相，并不代表电荷。原子轨道中电子排布遵守Pauli不相容原理，能量最低原理，H

8、und规则。141-2 现代共价键理论现代共价键理论一、原子轨道和化学键一、原子轨道和化学键2.价键法（VB法）1927年Heiter和London提出处理化学键的量子力学方法，后来经过Pauling等进一步完善。价键法（VB法），又称为电子配对法。基本要点：(1)形成共价键的两个原子均具有未成对电子，并且自旋方向相反；每一对电子形成一个共价键。(2)原子价数：原子的未成对电子数。(3)共价键具有饱和性。(4)共价键具有方向性。(5)能量相近的轨道可进行杂化，形成能量相等的杂化轨道。151-2 现代共价键理论现代共价键理论一、原子轨道和化学键一、原子轨道和化学键2.价键法（VB法）161-2

9、现代共价键理论现代共价键理论二、分子轨道理论二、分子轨道理论 分子轨道理论分子轨道理论：是以“形成共价键的电子是分布在整个分子之中”的离域观点为出发点的。价键理论：是以“形成共价键的电子只处于形成共价键两原子之间”的定域观点为出发点的。分子轨道即分子中价电子的运动状态，可用波函数来描述。分子轨道理论的基本要点：（1）分子轨道是由原子轨道通过线性组合而成；（2）组合前后的轨道数守恒：即有几个原子轨道就可以组合成几个分子轨道。（3）原子轨道组合成分子轨道遵守最大重叠原则，能量近似原则，对称性匹配原则。（4）电子在分子轨道中的排布与原子中电子在核外排布类似。171-2 现代共价键理论现代共价键理论二

10、、分子轨道理论二、分子轨道理论181-2 现代共价键理论现代共价键理论二、分子轨道理论二、分子轨道理论节面191-2 现代共价键理论现代共价键理论二、分子轨道理论二、分子轨道理论2pZ,A2pZ,B原子轨道分子轨道反键成键201-3 结构和性能结构和性能一、取代基效应一、取代基效应1.电子效应 诱导效应：在有机化合物中由于电负性不同的取代基的影响，使整个分子中成键电子云按取代基团的电负性所决定的方向而偏移的静电效应。211-3 结构和性能结构和性能一、取代基效应一、取代基效应1.电子效应场效应：分子中极性取代基的电荷直接通过空间或溶剂分子传递的电子效应。221-3 结构和性能结构和性能一、取代

11、基效应一、取代基效应1.电子效应共扼效应：由于原子间电负性不同，引起分子中电子密度分布的不均衡，通过共扼键传递，而且不论距离远近，其作用贯穿整个共扼体系中，这样所产生的电子效应。231-3 结构和性能结构和性能一、取代基效应一、取代基效应1.电子效应超共扼效应：在C-H键中，由于电子离域引起的一种电子效应，与共扼或p共扼作用很不相同。RHmethylethyli-propylt-butylv1.001.661.481.341.35241-3 结构和性能结构和性能一、取代基效应一、取代基效应2.空间效应空间效应：分子内多基团之间或两个分子相互接近时，由于基团之间的非键相互作用所引起的取代基效应。

12、251-3 结构和性能结构和性能一、取代基效应一、取代基效应3.取代基效应和线形自由能关系有机化合物的取代基和性质之间存在密切关系。取代基改变化合物的极性、酸性、反应速度等，其定量关系有：Hammett方程，Taft方程等。261-3 结构和性能结构和性能二、溶剂效应二、溶剂效应溶剂效应：溶剂对反应过程和反应速度产生的影响。溶剂效应：271-3 结构和性能结构和性能三、构象分析三、构象分析1.构象：围绕分子中单键旋转所构成的原子或基团在空间的排列方式。2.构象分析：研究分子中各种典型构象（特别是优势构象），以及典型构象与物理化学性质的关系。281-4 有机反应机理理论有机反应机理理论一、离子对

13、理论一、离子对理论291-4 有机反应机理理论有机反应机理理论二、自由基理论二、自由基理论301-4 有机反应机理理论有机反应机理理论三、分子轨道对称性守恒原理三、分子轨道对称性守恒原理311-4 有机反应机理理论有机反应机理理论四、过渡态理论四、过渡态理论1.1932年Pelzer和Wigner等提出过渡态理论。2.过渡态：处于反应途径中能够最高点的活化配合物。321-4 有机反应机理理论有机反应机理理论四、过渡态理论四、过渡态理论33The Latest CAS Registry Number and Substance Count Date 04/9/2008 09:46:59 EST

14、Count 34,692,904 organic and inorganic substances 59,773,912 sequences CAS RN 1013211-75-0 is the most recent CAS Registry NumberCAS also provides specialized databases of chemical reactions,regulated chemicals,commercially available chemicals and Markush substance information.Specialized Substance Collections Count CASREACT 14,729,626 Single and multi-step reactions CHEMLIST 246,542 Inventoried/regulated substances CHEMCATS 20,793,206 Commercially available chemicals MARPAT 762,889 Searchable Markush structures 34Thank you very much!Thank you very much!