1、第九章有機(jī)化合物第九章有機(jī)化合物學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求：1.了解有機(jī)化學(xué)的含義，掌握有機(jī)化學(xué)的特了解有機(jī)化學(xué)的含義，掌握有機(jī)化學(xué)的特性性2.了解有機(jī)化合物的基本命名原則了解有機(jī)化合物的基本命名原則3.了解有機(jī)化合物的幾類重要反應(yīng)了解有機(jī)化合物的幾類重要反應(yīng)9.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)十七世紀(jì)中葉，人們根據(jù)十七世紀(jì)中葉，人們根據(jù) 物質(zhì)來(lái)源而將物質(zhì)物質(zhì)來(lái)源而將物質(zhì)分為：分為：動(dòng)物物質(zhì)、植物物質(zhì)和礦物物質(zhì)動(dòng)物物質(zhì)、植物物質(zhì)和礦物物質(zhì)十九世紀(jì)初瑞典化學(xué)家柏十九世紀(jì)初瑞典化學(xué)家柏 齊利烏斯把動(dòng)物物齊利烏斯把動(dòng)物物 質(zhì)和植物物質(zhì)合并稱質(zhì)和植物物質(zhì)合并稱有機(jī)化合物有機(jī)化合物把礦物物質(zhì)稱把礦物

2、物質(zhì)稱為為無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)化合物“生命力生命力” 學(xué)說(shuō)學(xué)說(shuō)年，年青的德國(guó)化學(xué)家年，年青的德國(guó)化學(xué)家 伍勒伍勒 NH4Cl + AgCNO AgCl + NH4CNONH4CNO (NH2)2CO有機(jī)化合物是指含碳元素的化合物。有機(jī)化合物是指含碳元素的化合物。 研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成以及變化規(guī)律的科學(xué)叫有機(jī)化學(xué)。以及變化規(guī)律的科學(xué)叫有機(jī)化學(xué)。9.2 有機(jī)化合物的特點(diǎn)有機(jī)化合物的特點(diǎn) 組成簡(jiǎn)單、數(shù)目眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜組成簡(jiǎn)單、數(shù)目眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜一、結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)一、結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)數(shù)目：數(shù)目：1996年有機(jī)化合物已超過(guò)年有機(jī)化合物已超過(guò)1000萬(wàn)種，無(wú)機(jī)化

3、合萬(wàn)種，無(wú)機(jī)化合物只不過(guò)約物只不過(guò)約10萬(wàn)種。且新的有機(jī)化合物以每年新增加萬(wàn)種。且新的有機(jī)化合物以每年新增加萬(wàn)種，平均每天增加萬(wàn)種，平均每天增加1000種的非常驚人的高速度種的非常驚人的高速度問(wèn)世。問(wèn)世。 結(jié)構(gòu)：異構(gòu)現(xiàn)象結(jié)構(gòu)：異構(gòu)現(xiàn)象 例如：例如： C4H8CH3CH2CH=CH2CH3C=CH2CH3CH3CH=CHCH3CH3二、二、 典型有機(jī)化合物的理化特性典型有機(jī)化合物的理化特性1. 多數(shù)有機(jī)物較易燃燒多數(shù)有機(jī)物較易燃燒 2. 有機(jī)化合物的熔點(diǎn)及沸點(diǎn)較低有機(jī)化合物的熔點(diǎn)及沸點(diǎn)較低 3.多數(shù)有機(jī)化合物易溶于有機(jī)溶劑而不易溶于水多數(shù)有機(jī)化合物易溶于有機(jī)溶劑而不易溶于水 .有機(jī)物反應(yīng)速度慢，

4、而且常有副反應(yīng)發(fā)生有機(jī)物反應(yīng)速度慢，而且常有副反應(yīng)發(fā)生CCH3CHCH3HCCH3CHHCH39.3 有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)式的表示方法有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)式的表示方法1. 電子對(duì)代替價(jià)鍵表示分子結(jié)構(gòu)的式子叫電子對(duì)代替價(jià)鍵表示分子結(jié)構(gòu)的式子叫電子式電子式2. 用價(jià)鍵將分子中各原子相互連接起來(lái)表示分子結(jié)構(gòu)的用價(jià)鍵將分子中各原子相互連接起來(lái)表示分子結(jié)構(gòu)的 式子叫式子叫結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式3. 簡(jiǎn)化了的結(jié)構(gòu)式稱為簡(jiǎn)化了的結(jié)構(gòu)式稱為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式C HHHHCH3CH2CH2CH3C4H10CH3CHCH3CH3注意的問(wèn)題：注意的問(wèn)題： 1.每個(gè)原子的化合價(jià)正好飽和每個(gè)原子的化合價(jià)正好飽和 2.必須對(duì)應(yīng)唯一的一種

5、結(jié)構(gòu)必須對(duì)應(yīng)唯一的一種結(jié)構(gòu) C2H6OCH3CH2OHCH3OCH3 更簡(jiǎn)單的表示式是采用鍵線式，即碳和氫原子更簡(jiǎn)單的表示式是采用鍵線式，即碳和氫原子都不必標(biāo)出，只需要表明分子中的官能團(tuán)。例如：都不必標(biāo)出，只需要表明分子中的官能團(tuán)。例如：CH3-CH2-CH-CH-CH3OHCH3寫成OH寫成H2CH2CCH2CH2CH2H2C9.4 有機(jī)化合物的分類有機(jī)化合物的分類 一、按碳架分類一、按碳架分類 1.鏈狀化合物的（也稱開鏈化合物或脂肪族化合物）鏈狀化合物的（也稱開鏈化合物或脂肪族化合物） 2.碳環(huán)化合物碳環(huán)化合物 CH3CHCH3CH3CH3CH2OHCH3CH2COOHCH3H3C3.雜環(huán)

6、化合物雜環(huán)化合物 二、按官能團(tuán)分類二、按官能團(tuán)分類1.官能團(tuán)的含義官能團(tuán)的含義2.常見(jiàn)的官能團(tuán)及所屬類別舉例常見(jiàn)的官能團(tuán)及所屬類別舉例ON碳 碳 叁 鍵CCC=C碳碳雙鍵 官能團(tuán)官能團(tuán) 化合物類別化合物類別 化合物舉例化合物舉例烯 丙 烯 CH3CH=CH2炔 CHHC乙炔鹵素鹵素 -X 鹵代烴 氯 乙 烷 CH3CH2Cl羥基羥基 -OH 醇或酚 C2H5OHOH乙醇苯酚C-O-C醚 鍵醚 乙 醚 CH3CH2OCH2CH3乙 醛 CH3CHO醛 C HO醛基CO酮基酮 丙酮 CH3COCH3C ORO酯基羧酸酯 C OHO羧 基羧酸 乙酸 CH3COOH乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3氨

7、基 -NH2 胺 乙 胺 CH3CH2NH2硝基 -NO2 硝基化合物 NO2硝 基 苯氰基 -CN 腈 乙 腈 CH3CN9.5 有機(jī)化合物的命名有機(jī)化合物的命名一、一、 烴類的命名烴類的命名1. 烷烴的命名烷烴的命名 普通命名法普通命名法 普通命名法一般只適用于簡(jiǎn)單的，普通命名法一般只適用于簡(jiǎn)單的，含碳較少的烷烴。基本原則是根據(jù)分子中碳原子的數(shù)目含碳較少的烷烴。基本原則是根據(jù)分子中碳原子的數(shù)目而稱為某烷。而稱為某烷。 CH3CH2CH2CH2CH3正正戊戊烷烷CH3CHCH2CH3CH3異異戊戊烷烷CH3CCH3CH3CH3新新戊戊烷烷CH3(CH2)10CH3十二烷 烷基的概念及伯、仲、

8、叔、季碳原子和伯、仲、烷基的概念及伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、 叔氫原子叔氫原子 烷基烷基 CnH2n+1 CH3CH2CH2丙基丙基（CH3)2CH異丙基異丙基CH3CH3CH2CHCH2CH3CH3CH2CHCCH3CH3CH3CH3伯碳仲碳叔碳季碳 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法 原則：原則： 選擇主鏈選擇主鏈 給主鏈的碳原子編號(hào)（給主鏈的碳原子編號(hào)（“最低系列最低系列” 原則）原則） 寫出化合物的名稱寫出化合物的名稱CH3CH3CH2CHCH2CH33-甲基戊烷甲基戊烷CH3CH2CHCHCH2CH2CH2CH2CHCH3CH3CH3CH31098765432112345678910左往右：左

9、往右：3，4，9右往左：右往左：2，7，82,7,8- 三甲基癸烷最低系列原則最低系列原則 2. 不飽和烴不飽和烴-烯烴、二烯烴和炔烴的命名烯烴、二烯烴和炔烴的命名其原則基本和烷烴相似。其原則基本和烷烴相似。 選擇含有雙鍵在內(nèi)的最長(zhǎng)而連續(xù)的碳鏈作為主鏈，選擇含有雙鍵在內(nèi)的最長(zhǎng)而連續(xù)的碳鏈作為主鏈， 根據(jù)其所含碳原子數(shù)稱為某烯（或某炔或某二烯）。根據(jù)其所含碳原子數(shù)稱為某烯（或某炔或某二烯）。 主鏈編號(hào)時(shí)，從距雙鍵（或三鍵）較近一端開始，主鏈編號(hào)時(shí)，從距雙鍵（或三鍵）較近一端開始， 使雙鍵（或三鍵）所在的位次盡可能小。使雙鍵（或三鍵）所在的位次盡可能小。 命名時(shí)把雙鍵（或三鍵）碳原子中較小的編號(hào)寫

10、在命名時(shí)把雙鍵（或三鍵）碳原子中較小的編號(hào)寫在烯烴或炔烴的名稱前面，取代基的位置、數(shù)目和名稱也烯烴或炔烴的名稱前面，取代基的位置、數(shù)目和名稱也寫在烯烴或炔烴之前，其取代基的順序是先寫簡(jiǎn)單，后寫在烯烴或炔烴之前，其取代基的順序是先寫簡(jiǎn)單，后寫復(fù)雜的。寫復(fù)雜的。 CH3CCH=CH2CH3CH33,3-二甲基1丁烯CH2=CCH2CH3CH2CH2CH32-乙基1戊烯CCH3CH3CHCCH34-甲基2戊炔烯基的名稱：烯基的名稱： CH2=CH乙烯基CH3CH=CH丙烯基CH2=CHCH2烯丙基3. 脂環(huán)烴的命名脂環(huán)烴的命名 單環(huán)烴的系統(tǒng)命名與脂肪烴基本相同，只是以碳環(huán)單環(huán)烴的系統(tǒng)命名與脂肪烴基本

11、相同，只是以碳環(huán)為母體，母體的名稱是在相應(yīng)脂肪烴的名稱前冠以為母體，母體的名稱是在相應(yīng)脂肪烴的名稱前冠以“環(huán)環(huán)”字。不飽和脂環(huán)烴母體環(huán)的編號(hào)，以重鍵位次最小字。不飽和脂環(huán)烴母體環(huán)的編號(hào)，以重鍵位次最小為原則，環(huán)烷烴中環(huán)的編號(hào)為原則，環(huán)烷烴中環(huán)的編號(hào),仍按最低系列原則編號(hào)。仍按最低系列原則編號(hào)。 CH3CH31 1, ,2 2- -二二甲甲基基環(huán)環(huán)己己烷烷CH34 4- -甲甲基基環(huán)環(huán)己己烯烯CH2=CHCHCH33 3- -環(huán)環(huán)戊戊基基丁丁烯烯4.芳香烴的命名芳香烴的命名 命名有兩種方法，一種是以芳香環(huán)作為母體，將其他命名有兩種方法，一種是以芳香環(huán)作為母體，將其他烴基看作芳香環(huán)上的取代基；另一

12、種是將芳香環(huán)看作烴的烴基看作芳香環(huán)上的取代基；另一種是將芳香環(huán)看作烴的取代基來(lái)命名。取代基來(lái)命名。CH2CH3乙苯CH(CH3)2異丙苯CH2-CH=CH23 3- -苯苯基基丙丙烯烯CH3C2H5間甲乙苯1-甲基-3-乙基苯CH3CH(CH3)2CH2CH31-甲基-2-乙基-4-異丙基苯12345678萘萘CH32 2- -甲甲基基萘萘或或- -甲甲基基萘萘CH3CH2CH32 2- -甲甲基基- -1 1- -乙乙基基萘萘二、二、 烴的衍生物的命名烴的衍生物的命名 烴分子中的氫原子被其他原子或官能團(tuán)取代后烴分子中的氫原子被其他原子或官能團(tuán)取代后生成的化合物叫做烴的衍生物，其命名與烴的命名

13、相似。生成的化合物叫做烴的衍生物，其命名與烴的命名相似。 1. 脂肪族衍生物的命名脂肪族衍生物的命名 對(duì)簡(jiǎn)單的衍生物，首先區(qū)分化合物的類別（醇、鹵代烴、對(duì)簡(jiǎn)單的衍生物，首先區(qū)分化合物的類別（醇、鹵代烴、醛、羧酸等），然后按照碳原子的數(shù)目和烴基的名稱命名。醛、羧酸等），然后按照碳原子的數(shù)目和烴基的名稱命名。 CH2=CHCH2Br烯烯丙丙基基溴溴CH3CHCH3OH異異丙丙醇醇CH3COCH3丙酮CH3OCH2CH3甲乙醚CH3CHCH2COOHCH3異丁酸結(jié)構(gòu)復(fù)雜的烴的衍生物，采用系統(tǒng)命名法結(jié)構(gòu)復(fù)雜的烴的衍生物，采用系統(tǒng)命名法 CH3CHCHOCH32 2甲甲基基丙丙醛醛CH3CH2CHCHC

14、H2CH3OH CH34 4甲甲基基3 3己己醇醇CH3CHCH2CHCOOHCH3CH2CH34 4甲甲基基2 2- -乙乙基基戊戊酸酸CH3CH2C CHCH2CCH3O CH3O4 4甲甲基基2 2，5 5- -庚庚二二酮酮CH3CCH3OHCH2CHO3 3- -甲甲基基- -3 3- -羥羥基基丁丁醛醛CH2=CCOOCH3CH32 2- -甲甲基基- -丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯2. 芳香族衍生物的命名芳香族衍生物的命名 芳香族衍生物的命名基本上與脂肪烴命名相同。通常，芳香族衍生物的命名基本上與脂肪烴命名相同。通常，當(dāng)環(huán)上有硝基（當(dāng)環(huán)上有硝基（-NO2）、鹵素（）、鹵素（-X）時(shí)，把芳環(huán)

15、當(dāng)作母體；）時(shí)，把芳環(huán)當(dāng)作母體；含有其他官能團(tuán)如：羥基（含有其他官能團(tuán)如：羥基（-OH）、氨基）、氨基(-NH2)、醛基、醛基(-CHO)、羧基、羧基(-COOH)等時(shí)等時(shí) ，把芳環(huán)當(dāng)作取代基進(jìn)行，把芳環(huán)當(dāng)作取代基進(jìn)行命名。命名。 OHNO2鄰硝基苯酚OHCOOH鄰羥基苯甲酸SO3HCl1-氯-2-萘磺酸3 . 雜環(huán)化合物的命名雜環(huán)化合物的命名 目前主要采用音譯法進(jìn)行命名。一般在同音漢字目前主要采用音譯法進(jìn)行命名。一般在同音漢字的左邊，加上一個(gè)的左邊，加上一個(gè)“口口”旁。旁。 O呋喃(furan)S 噻吩(thiophene)NH 吡咯(pyrroe)N 吡啶(pyridine)9.6 有機(jī)反

16、應(yīng)有機(jī)反應(yīng) 有機(jī)反應(yīng)的類型也多種多樣，根據(jù)反應(yīng)物和生成物有機(jī)反應(yīng)的類型也多種多樣，根據(jù)反應(yīng)物和生成物之間的關(guān)系，我們?cè)谶@里介紹之間的關(guān)系，我們?cè)谶@里介紹裂化反應(yīng)裂化反應(yīng)、取代反應(yīng)取代反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)、加成與加聚反應(yīng)加成與加聚反應(yīng)、縮合及縮聚縮合及縮聚反應(yīng)等。反應(yīng)等。一、一、 裂化反應(yīng)裂化反應(yīng) 裂化反應(yīng)是在一定條件下，把相對(duì)分子質(zhì)量大的烴裂化反應(yīng)是在一定條件下，把相對(duì)分子質(zhì)量大的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小的烴的過(guò)程。裂化反應(yīng)分為熱裂反斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小的烴的過(guò)程。裂化反應(yīng)分為熱裂反應(yīng)和催化裂化兩類。應(yīng)和催化裂化兩類。 1. 熱裂反應(yīng)熱裂反應(yīng) 熱裂反應(yīng)就是在隔絕空氣、高溫的條件下發(fā)生熱

17、裂反應(yīng)就是在隔絕空氣、高溫的條件下發(fā)生鍵斷裂的反應(yīng)。鍵斷裂的反應(yīng)。 CH3HCCH2HH460H3CCH=CH2 + H2CH3460CH2CH2HCH2=CH2 + CH42. 催化裂化反應(yīng)催化裂化反應(yīng) 催化裂化是應(yīng)用催化劑如催化裂化是應(yīng)用催化劑如-氧化鋁氧化鋁-硅膠，在硅膠，在450550的溫度下，將較大分子的烷烴斷裂成帶支鏈的的溫度下，將較大分子的烷烴斷裂成帶支鏈的烷烴、烯烴和芳烴的過(guò)程。烷烴、烯烴和芳烴的過(guò)程。 CH3(CH2)5CH3CH3(CH2)4CH=CH2 + H2脫氫CH3CH3 + 3H2環(huán)化芳構(gòu)化脫氫CH3(CH2)3CH CH3CH3異 構(gòu) 化二、二、 取代反應(yīng)取代反

18、應(yīng) 有機(jī)化合物分子中的某些原子被其他原子或基團(tuán)有機(jī)化合物分子中的某些原子被其他原子或基團(tuán)取代的反應(yīng)總稱為取代反應(yīng)。取代的反應(yīng)總稱為取代反應(yīng)。 1 . 烷烴的取代反應(yīng)烷烴的取代反應(yīng) 在高溫或光照條件下，烷烴可與氯氣、溴、硝酸、在高溫或光照條件下，烷烴可與氯氣、溴、硝酸、硫酸等試劑發(fā)生取代反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹵代烴、硝基硫酸等試劑發(fā)生取代反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹵代烴、硝基化合物、烷基磺酸化合物。由于反應(yīng)劇烈，產(chǎn)物往往化合物、烷基磺酸化合物。由于反應(yīng)劇烈，產(chǎn)物往往是復(fù)雜的混合物。是復(fù)雜的混合物。 或光照CH4+Cl2CH3Cl+HClCH2Cl2+HClCHCl3+HClCCl4+HCl2. 單環(huán)芳烴的取代反

19、應(yīng)單環(huán)芳烴的取代反應(yīng) 苯環(huán)上的氫原子容易被其他原子或基團(tuán)取代，這是單環(huán)芳烴苯環(huán)上的氫原子容易被其他原子或基團(tuán)取代，這是單環(huán)芳烴最重要的反應(yīng)。主要有鹵代、硝化、磺化、烷基化和?；?。最重要的反應(yīng)。主要有鹵代、硝化、磺化、烷基化和?；?。 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) 55-60X2+FeX3X(X=Cl 、Br)+ HX Cl2CH3FeCl3+ClCH3CH3Cl+58%42% 硝代反應(yīng)硝代反應(yīng) HONO2濃 H2SO450-60+NO2 H2O+NO2 HONO2濃 H2SO495+ H2ONO2NO2+30NO2濃 H2SO4CH3HO+NO2CH3CH3NO2+ 磺化反應(yīng)磺化反應(yīng) HO SO3H

20、+SO3H H2O+ 烷基化和酰基化反應(yīng)烷基化和?；磻?yīng) CH3CH2Cl無(wú)水AlCl3+CH2CH3乙苯+ CH3CClO無(wú)水AlCl3CCH3O苯乙酮三、三、 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 因此有機(jī)化學(xué)中一般把與氧結(jié)合（分子中加入氧）因此有機(jī)化學(xué)中一般把與氧結(jié)合（分子中加入氧）或失去氫（分子中去掉氫）的反應(yīng)叫做氧化，把與氫或失去氫（分子中去掉氫）的反應(yīng)叫做氧化，把與氫結(jié)合或失去氧叫做還原。結(jié)合或失去氧叫做還原。 1.氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)不飽和烴的氧化不飽和烴的氧化 CH=CH2RKMnO4(稀冷)中性或堿性ROHCH-CH2OH+ MnO2RCH=CH2KMnO4酸性RCOOH + HCOOHH

21、2O + CO2RC=RKMnO4酸性CRHRC=OR+ RCOOHKMnO4酸性RCCRRCOOH + RCOOH 芳環(huán)側(cè)鏈氧化芳環(huán)側(cè)鏈氧化 CH(CH3)2C(CH3)3KMnO4 + H2SO4COOHC(CH3)3 醛的氧化醛的氧化 RCHO2Ag(NH3)2+2OH -2AgRCOONH4H2O3NH3吐倫試劑吐倫試劑 RCHO2Cu2+5OH -RCOO -3H2OCu2O費(fèi)林試劑費(fèi)林試劑 2. 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 醛和酮的還原反應(yīng)醛和酮的還原反應(yīng) 還原成醇：還原成醇： RCHOH2NiRCH2OH伯 醇RCORH2NiRCHROH仲醇CH3CH =CHCHONiH2巴巴豆豆醛醛CH3CH2CH2CH2OHCH3CH =CHCHONaBH4CH3CH =CHCH2OH還原成烴還原成烴 RCHO(R)ZnHg + HClRCH2H(R)四、四、 加成反應(yīng)與加聚反應(yīng)加成反應(yīng)與加聚反應(yīng) 1. 加成反應(yīng)加成反應(yīng) 不飽和烴的加成反應(yīng)不飽和烴的加成反應(yīng) CH2=CH2CCl4+ Br2BrCH2CH2BrCH3CH=CH2+ HClCH3CHCH3ClCH3CH2Cl1-氯丙烷2-氯丙烷RCH=CH2+H2SO4RCHCH3OSO3H(硫酸氫酯）馬氏加成馬氏加成 + H2ORCHCH3OSO3HRCHCH3OHHC