楊高升有機(jī)化學(xué)

OrganicChemistry2013年2月(化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院有機(jī)化學(xué)教研室)gshyang@.c化樓前樓502室Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,3632-3641Chemistryisn’teverything,buteverythingisnothingwithoutchemistry化學(xué)不能代替一切，但沒有化學(xué)肯定沒有一切Chemistryisthefuture,andnofuturewithoutchemistry化學(xué)就是未來，沒有化學(xué)就沒有未來化學(xué)是一門中心學(xué)科NewConceptofChemistryTwosetsofthree

M’sMolecules,Materials,andMatterMakeit,Measureit,andModelit有機(jī)化學(xué)

OrganicChemistry大學(xué)本科化學(xué)各專業(yè)的主要基礎(chǔ)課程無機(jī)化學(xué)InorganicChemistry分析化學(xué)AnalyticalChemistry物理化學(xué)PhysicalChemistry教材：李景寧主編《有機(jī)化學(xué)》上、下冊(cè)第一學(xué)期（54學(xué)時(shí)）第一章緒論（2課時(shí)）第二章烷烴（5課時(shí)）第三章單烯烴（6課時(shí)）第四章炔烴和二烯烴（5課時(shí)）第五章脂環(huán)烴（2課時(shí)）第六章對(duì)映異構(gòu)（6課時(shí)）第七章芳烴（7課時(shí)）第八章現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)方法在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用（6課時(shí)）第九章鹵代烴（9課時(shí)）第十章醇、酚、醚（6課時(shí)）第二學(xué)期（48學(xué)時(shí)）第十一章醛和酮（11課時(shí)）第十二章羧酸（4課時(shí)）第十三章羧酸衍生物（8課時(shí)）第十四章含氮有機(jī)化合物（10課時(shí)）第十五章周環(huán)反應(yīng)（4課時(shí)）第十六章雜環(huán)化合物（5課時(shí)）第十七章碳水化合物（4課時(shí)）第十八章蛋白質(zhì)和核酸（1課時(shí)）第十九章萜類和甾族化合物（1課時(shí)）課時(shí)安排教學(xué)形式：講授、多媒體、課堂討論教室：生化樓2034，田樓8101(3月11,25;4月8,22)課表：星期一1,2兩節(jié)(雙周)；星期三3,4兩節(jié)考試：閉卷（教考分離，非任課教師命題）成績計(jì)算：平時(shí)25%（考勤10%、課堂練習(xí)及作業(yè)15%）期中考試15%（4月20日期中考試）

期終考試60%

二月三月四月五月六月星期一開學(xué)411182518152229132710星期三2761320273101724勞81522295端19輔導(dǎo)：生化樓前樓502室一、有機(jī)化學(xué)——研究有機(jī)化合物的化學(xué)§1有機(jī)化學(xué)(OrganicChemistry)二、有機(jī)化合物（有機(jī)物）

OrganicCompounds第一章緒論

Chapter1Introduction1820年：1769年：1773年：1780年：1805年：奎寧嗎啡乳酸尿素酒石酸葡萄汁尿液酸牛奶鴉片金雞納樹

1806年，J.Berzelius(柏則里)，“生命力”學(xué)說來源：從生物體中分離出來，只能由生物體內(nèi)的生命力制造出來有生機(jī)之物1、定義分離

1848年，L.Gmelin（葛美林）定義有機(jī)物——碳的化合物F.W?hlerA.LavoisierJ.Ligbig元素組成：所有有機(jī)化合物都含有碳元素分析方法NH4OCN加熱有機(jī)物的第一次人工合成有機(jī)物——碳?xì)浠衔锛捌溲苌?/p>

1874年，C.Schorlemmer（肖萊馬）定義經(jīng)典有機(jī)結(jié)構(gòu)學(xué)說1857年，A.Kekülě（凱庫勒）,A.Couper（庫柏）碳原子是四價(jià)的碳原子能夠相互結(jié)合成鏈或環(huán)——經(jīng)典有機(jī)結(jié)構(gòu)理論的核心1874年，J.H.Van’tHoff（范特霍夫）J.A.LeBel（勒貝爾）碳的四面體構(gòu)型學(xué)說J.H.van'tHoff現(xiàn)代有機(jī)結(jié)構(gòu)理論1917年，G.N.Lewis（路易斯）

經(jīng)典的價(jià)鍵理論1927年，W.Heitler（海特勒）F.London（倫敦）

現(xiàn)代價(jià)鍵理論1931年，L.C.Pauling（鮑林）

雜化軌道理論1932年，R.S.Mulliken（密立根）

F.Hund（洪特）

分子軌道理論L.C.Pauling有機(jī)化合物——碳?xì)浠衔锛捌溲苌铩嫉幕衔?、特點(diǎn)（相對(duì)于無機(jī)化合物而言）1）分子組成復(fù)雜，數(shù)量龐大（2000萬以上）組成有機(jī)分子的原子數(shù)目多同分異構(gòu)現(xiàn)象普遍VB12：C63H90N14O14PCo2）容易燃燒(–)(+)H2↑與Na反應(yīng)部分溶于水-23℃C2H6O甲醚與水混溶78.2℃C2H6O乙醇結(jié)構(gòu)式溶解性沸點(diǎn)分子式3）熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低4）一般難溶于水5）反應(yīng)速度比較慢6）反應(yīng)復(fù)雜，副反應(yīng)多書寫有機(jī)化學(xué)反應(yīng)方程式的要求反應(yīng)物與產(chǎn)物之間要用箭頭（→），而不用等號(hào)（=）一般只寫出主要反應(yīng)及其有機(jī)產(chǎn)物（無機(jī)產(chǎn)物可以不寫）在箭頭之上要注明必需的反應(yīng)條件，如催化劑，溫度、壓力等一般不要求配平，但在計(jì)算理論產(chǎn)量以及書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式時(shí)需要配平三、有機(jī)化學(xué)的研究內(nèi)容有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成和反應(yīng)及其歷程等四、有機(jī)化學(xué)的重要性1、促進(jìn)有機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，提供更多、更好的化工產(chǎn)品，造福人類2、促進(jìn)其他學(xué)科的發(fā)展，尤其是生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展。建立了生物化學(xué)、分子生物學(xué)等3、對(duì)環(huán)境的影響4、有機(jī)化學(xué)是化學(xué)各專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課，有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能對(duì)各專業(yè)都是必需的奎寧（存在于金雞鈉皮中，抗瘧藥物）1908年

Rabe，測定了結(jié)構(gòu)

1944年Woodward完成全合成

2001年

Stork完成立體選擇性全合成撲瘧喹啉戊喹啉氯喹合成抗瘧藥物ET旱FE膜：乙烯-四氟鏈乙烯掙共聚厲物五、仰有機(jī)謙化學(xué)卷的發(fā)攤展年份獲得者國籍主要貢獻(xiàn)1902E.費(fèi)歇爾(EmilFischer)德國研究糖和嘌呤衍生物的合成1905拜爾(AdolfvonBaeyer)德國研究有機(jī)染料和芳香族化合物1910瓦拉赫(OttoWallach)德國研究脂環(huán)族化合物1912格林尼亞(VictorGrignard)薩巴蒂埃(PaulSabatier)法國有機(jī)鎂試劑的制備及應(yīng)用金屬催化氫化1915威爾斯泰特(RichardWillst?tter)德國研究植物色素,特別是葉綠素1928文道斯(AdolfWindaus)德國研究膽固醇的組成及其與維生素的關(guān)系1930費(fèi)歇爾(HansFischer)德國研究血紅素和葉綠素，合成血紅素1937哈沃斯(WalterHaworth)卡雷(PaulKarrer)英國瑞士研究碳水化合物和維生素C與有予機(jī)化婚學(xué)有翁關(guān)的李諾貝秀爾化捕學(xué)獎(jiǎng)慕獲獎(jiǎng)挺名錄年份獲得者國籍主要貢獻(xiàn)1939布特南德(AdolfButenandt)盧齊卡(LeopoldRuzicka)德國瑞士研究萜類化合物1947魯濱遜(RobertRobinson)英國研究生物堿和其他天然產(chǎn)物1950迪爾斯(OttoDiels)阿爾德(KurtAlder)英國瑞士發(fā)現(xiàn)雙烯合成1955杜?維尼奧(VincentduVigneaud)美國研究多肽和激素的合成1963齊格勒(KaulZiegler)納塔(GiulioNatta)德國意大利研究乙烯和丙烯的催化聚合反應(yīng)1965武德沃德(R.B.Woodward)美國發(fā)展有機(jī)合成藝術(shù)的杰出成就1969巴頓(DerekH.R.Barton)哈塞爾(OddHassel)英國挪威研究有機(jī)化合物的三維構(gòu)象及構(gòu)象分析1975普雷洛格(VladimirPrelog)康福思(J.W.Cornforth)瑞士英國有機(jī)分子與反應(yīng)的立體化學(xué)反應(yīng)（酶催化）的立體化學(xué)1979布朗(HerbertC.Brown)維蒂希(GeorgWittig)美國德國研究有機(jī)硼化學(xué)研究有機(jī)磷化學(xué)年份獲得者國籍主要貢獻(xiàn)1981霍夫曼(RonaldHoffmann)福井謙一(KenichiFukui)美國日本提出分子軌道對(duì)稱守恒原理1984梅里菲爾德(R.B.Merrifield)美國創(chuàng)立多肽固相合成法1987克拉姆(DonaldJ.Cram)萊恩(Jaen-MarieLehn)佩德森(CharlesJ.Pedersen)美國法國美國研究冠醚研究主客體化學(xué)研究超分子化學(xué)1990科瑞(EliasJ.Corey)美國發(fā)展有機(jī)合成的理論和方法學(xué)1994歐拉(George.Olah)美國研究碳正離子化學(xué)1996柯爾(R.F.Curl,Jr.)克羅托(H.W.Kroto)斯莫利(R.E.Smalley)美國英國美國研究富勒烯化學(xué)(C60)2001諾爾斯(WilliamS.Knowles)野依良治(RyojiNoyori)夏普萊斯(K.BarrySharpless)美國日本美國研究不對(duì)稱催化氫化和不對(duì)稱催化氧化2005伊夫?肖萬(YvesChauvin)羅伯特?格拉布(R.H.Grubbs)里查德?施羅克(R.R.Schrock)法國美國美國研究烯烴復(fù)分解反應(yīng)年份獲得者國籍主要貢獻(xiàn)2010理查德·赫克

(RichardF.Heck)根岸榮一

(Ei-ichiNegishi)鈴木章

(AkiraSuzuki)美國日本日本鈀催化交叉偶聯(lián)

報(bào)道位有機(jī)躺化學(xué)歐發(fā)展菠的主敗流雜柔志六、勁我國慨有機(jī)擴(kuò)化學(xué)譯研究敏的重及大成獄就19元65年，暴牛胰掃島素志的合劑成牛胰島深素的糧分子微結(jié)構(gòu)朗圖合成妖牛胰鑒島素歪的科巡壽學(xué)家怠們19盆81年，崖酵母t-進(jìn)RN妻A的合做成20請(qǐng)11年度華拉斯毒克獎(jiǎng)字公布效獲獎(jiǎng)感名單,中國卸科學(xué)叼家屠呦恩呦因發(fā)再現(xiàn)并且提煉茶出用霸以治隊(duì)療瘧濕疾的釀青蒿鉛素而會(huì)獲得“臨床斯醫(yī)學(xué)直獎(jiǎng)”。一陸位中拳國人妄摘取青有著篩諾貝懷爾獎(jiǎng)鄰風(fēng)向隨標(biāo)之吉美譽(yù)侮的拉斯票克獎(jiǎng),把一叼種植唐物青郊蒿推責(zé)到世女界面找前,有輿糾論稱兩這是必為反街中醫(yī)吃論者振給出休的最霞好證本明；覆而實(shí)認(rèn)際上,青蒿紛素的喉研制養(yǎng)跟中華醫(yī)的形關(guān)聯(lián)陽極其正微弱,青蒿詞因?yàn)橘|(zhì)錯(cuò)誤紡的煎然熬方剩法導(dǎo)步致價(jià)溪值盡壩失,一度后被中應(yīng)醫(yī)當(dāng)無用毛垃圾噴扔掉扯。有人對(duì)此此形咱容說王：一群科藏學(xué)家痕在中押醫(yī)垃圾堆箏里發(fā)稠現(xiàn)了仇寶貝速。共價(jià)漫鍵的珍形成與可看饅作是兩個(gè)咽自旋厲方向杯相反清的未成對(duì)逐電子左相互展配對(duì)或原子犁軌道誕重疊的結(jié)恭果。成鍵的援電子只在個(gè)鍵連擱的兩千個(gè)原皺子的壓區(qū)域慨內(nèi)運(yùn)創(chuàng)動(dòng)，即價(jià)衛(wèi)電子敬是定域的§2共價(jià)退鍵理基論一、錢價(jià)鍵貍理論CH4共價(jià)社鍵的謀飽和興性共價(jià)脹鍵的鵲方向蝦性能量潛相近闖的原學(xué)子軌杏道可屠以進(jìn)謎行雜厚化，本組成妻能量相等叉的雜并化軌院道，陶這樣企可使挑原子望的成謙鍵能谷力增強(qiáng)，崖體系擺能量合降低飽，從信而形雕成更孩穩(wěn)定挑的分簡子σ鍵和π鍵π鍵σ鍵最大成重疊聾，結(jié)翅合成刷鍵重疊驢少，腎不能叮成鍵二、務(wù)分子圣軌道會(huì)理論認(rèn)為壓成鍵徒電子簡是在閑整個(gè)保分子雙中運(yùn)詳動(dòng)的理，即告價(jià)電稅子是離域脆的。分幫子中截電子減的運(yùn)什動(dòng)狀證態(tài)可勸以用波函番數(shù)Ψ來描疤述，行稱做分子去軌道。各販分子口軌道稼都有梨對(duì)應(yīng)的能沫量，鎖通常涌稱為隸分子紅軌道視的能級(jí)分子叼軌道抄（）是由原子鉛軌道搏（）線性圣組合而成的，級(jí)有幾語個(gè)原挖子軌宏道參全與組殺合就仿可以服形成謠幾個(gè)懇分子軌座道。竄其中獻(xiàn)能量澡比原頸來原脈子軌屈道低沈的稱嚴(yán)為成鍵軌道，高烘的成帝為反鍵釀軌道，相弓等的朵稱為非鍵汪軌道1=c111+c1222=c211–c222根據(jù)悟分子耕軌道朋的對(duì)跑稱性坡的不炮同可餡以將方其分聾為σ軌道和π軌道電子匪從原職子軌捏道進(jìn)薪入分牌子軌共道時(shí)謀要遵霉循能期量最轎低原理塔、保盯里不桶相容壞原理涼和洪槳特規(guī)父則。忠分子火的總張能量為攪各電霜子占獵據(jù)的悶分子當(dāng)軌道億的能果量總釀和電子各從原利子軌合道進(jìn)穗入成女鍵分應(yīng)子軌規(guī)道，丘形成唉化學(xué)眨鍵，從而轉(zhuǎn)使體梨系能丘量減兩低，水形成厚穩(wěn)定缸分子僑。能父量降炕低愈多淡，形角成的也分子答愈穩(wěn)以定原子悠軌道餅要有舅效地楚組合喊成分筍子軌界道，摔必須串遵循爭以下三障條原戰(zhàn)則：至（1）對(duì)技稱性駝匹配示原則糾，（2）最事大重疊替原則潮，（3）能屯量相刺近原席則..++–..+.+.++.+.–σ軌道原子芝軌道蓬線性至組合方式犬一能級(jí)成鍵紗軌道σ反鍵貝軌道σ*+.+.原子似軌道能量節(jié)面..++––..+–..++––..+–+–π軌道原子跟軌道幸線性從組合方式在二..能級(jí)反鍵蔽軌道π*成鍵豪軌道π原子持軌道能量節(jié)面1、鍵史長2、鍵踐角例如冤：C—和C僅C—資H或C=前C斧C第—O鍵長瓜：0.房誠15稱4鴨nm偶0.視10尊9繩nm賠0.譽(yù)13災(zāi)4梅nm附0齊.1唱43屈n款m三、展共價(jià)模鍵的方屬性成鍵挨原子贈(zèng)的平齒衡核卵間距荒。單生位：nm或?處于卡不同秒化學(xué)線環(huán)境歸中的霞相同赴共價(jià)勁鍵的削鍵長忽也稍關(guān)有差禿異一般臨地：記鍵長晨越短陶，化鼻學(xué)鍵習(xí)越牢眨固，紀(jì)越不轉(zhuǎn)容易難斷開不同等的共棕價(jià)鍵炎有不虎同的營鍵長同一結(jié)原子詢上的雜兩個(gè)芝共價(jià)溫鍵之泡間的蹤蝶夾角例如躁：H3C—鹿CH3H3C—假CH=將CH2H2C=迷HC—CH=半CH2鍵長謙：0.粗15甲4部nm幸0.防15宅1難nm陽0.卻14依7么nm3、鍵狂能（E）、鍵的量離解看能（Ed）化學(xué)應(yīng)鍵的齡鍵能兆越大罩，鍵摸越牢池固多原訂子分燥子共幕價(jià)鍵捧的鍵置能是師同一得類鍵軍的平謠均離解衛(wèi)能例如報(bào)：甲烷誦中C?H鍵的扇鍵能綿：41宜5.島3雅kJ幕/m長ol鍵能北（E）鍵的樸離解鍛能（Ed）4、鍵饞矩，撞分子獎(jiǎng)的偶極誦矩鍵矩超：反映禽極性遺共價(jià)追鍵的姓極性京大小，單被位為D或C?m分子誓的偶果極矩獎(jiǎng)：分子土的偶涼極矩繳是各拉鍵鍵鋤矩的診矢量汁和μ=敲q×dq：電荷d：正負(fù)吉電荷擺中心刺之間蹦的距謙離d+d-例如與：CH3Cl初CC我l4偶極贏矩（C宿?滅m）6.冶47蝦×10-3弊00均裂異