1、第三章：有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、構(gòu)型和構(gòu)象。分子結(jié)構(gòu)是指分子中的原子如何相互結(jié)合，包括原子相互連接的順序和方式，也是指分子中原子和基團(tuán)在空間中的相對(duì)位置，即幾何圖像。描述分子結(jié)構(gòu)通常分為三個(gè)層次：構(gòu)成、構(gòu)型和構(gòu)象。結(jié)構(gòu)是分子中原子相互連接的順序和方式。結(jié)構(gòu)異構(gòu)是指分子式相同，分子中原子相互連接的順序和方式不同。結(jié)構(gòu)異構(gòu)體有四種：碳鏈異構(gòu)、官能團(tuán)異構(gòu)、官能團(tuán)位置異構(gòu)和互變異構(gòu)。碳鏈異構(gòu)或骨架異構(gòu)是有機(jī)化合物中最常見的異構(gòu)現(xiàn)象。這種異構(gòu)現(xiàn)象中有大量的同分異構(gòu)體，但是它們的物理化學(xué)性質(zhì)非常接近，所以一般很難將它們分開。在各種異構(gòu)現(xiàn)象中，官能團(tuán)的位置異構(gòu)應(yīng)該說是出現(xiàn)頻率第二高的，僅次于骨架異構(gòu)。這種異構(gòu)現(xiàn)象

2、類似于骨架異構(gòu)現(xiàn)象，具有大量的異構(gòu)現(xiàn)象，相似的化學(xué)和物理性質(zhì)的異構(gòu)現(xiàn)象，這使得它很難分離，但比骨架異構(gòu)現(xiàn)象稍微容易分離。官能團(tuán)的異構(gòu)化可以將其列為第三位。例如，醇和醚、醛和酮、具有相同碳數(shù)的酸和酯等。這種異構(gòu)化是由于官能團(tuán)的不同，從而導(dǎo)致異構(gòu)體之間的化學(xué)和物理性質(zhì)的巨大差異，并且很容易分離。事實(shí)上，當(dāng)官能團(tuán)的位置移動(dòng)到極點(diǎn)時(shí)，你可以認(rèn)為這種異構(gòu)是一種特殊的現(xiàn)象。例如，醇可以看作是氧原子向一端移動(dòng)的結(jié)果，醛是羰基向一端移動(dòng)的結(jié)果，等等?；プ儺悩?gòu)是一種動(dòng)態(tài)異構(gòu)，兩種異構(gòu)體通過官能團(tuán)的變化在動(dòng)態(tài)平衡中迅速轉(zhuǎn)化為混合物，這種現(xiàn)象稱為互變異構(gòu)。這兩種異構(gòu)體被稱為互變異構(gòu)體。一般來說，它是溶液中的平衡，不

3、能分離，但可以用儀器檢測。至于結(jié)構(gòu)異構(gòu)，前三種異構(gòu)的突出特點(diǎn)是異構(gòu)體的數(shù)量沒有限制，碳數(shù)越多，異構(gòu)體越多。同分異構(gòu)體的物理和化學(xué)性質(zhì)相似但不同，因此很難分離。異構(gòu)體很難通過簡單的化學(xué)或物理方法相互轉(zhuǎn)化。因此，一般沒有專門的章節(jié)來描述它們。然而，應(yīng)該注意的是，一些異構(gòu)體不能清楚地區(qū)分它們屬于哪種異構(gòu)體，有時(shí)它們是幾種異構(gòu)體的混合物。例如環(huán)己烷和己烯，它們可以說是官能團(tuán)異構(gòu)和碳鏈異構(gòu)。互變異構(gòu)是一種平衡和客觀存在，特定化合物的化學(xué)和物理性質(zhì)沒有區(qū)別。只有兩種異構(gòu)體。無法分離，可以檢測。有機(jī)化合物的構(gòu)型是異構(gòu)的。構(gòu)型是指分子中原子和基團(tuán)在空間中的相對(duì)位置，這是分子結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)的一種明顯現(xiàn)象，即分子的幾

4、何圖像。你能知道有機(jī)分子的構(gòu)型嗎？對(duì)于已知的分子，可以根據(jù)分子中每個(gè)原子的成鍵方式來判斷；對(duì)于未知的分子，它可以通過物理方法測量，如x光衍射。以乙烷、乙烷碳SP3雜化四面體結(jié)構(gòu)為例，為什么要研究有機(jī)分子的構(gòu)型？分子的幾何圖像對(duì)分子的化學(xué)和物理性質(zhì)的影響是非常驚人的。碳原子本身可以相互結(jié)合形成不同的同素異形體，例如最近發(fā)現(xiàn)的無定形碳、石墨、鉆石和足球烯烴。由于它們的幾何圖像不同，它們具有完全不同的性質(zhì)，它們的外觀是黑色粉末到塊狀、深灰色片狀、無色透明和黃色晶體。分子幾何圖像的細(xì)微差別對(duì)自然和生命現(xiàn)象有著不可估量的影響。絕大多數(shù)生命和物理化學(xué)過程都是由分子幾何圖像控制的，因此它不僅是有機(jī)化學(xué)的研究

5、對(duì)象，也是許多其他相關(guān)科學(xué)的研究對(duì)象。有機(jī)分子的構(gòu)型異構(gòu)是什么？同構(gòu)是指具有相同結(jié)構(gòu)的分子由于不同的構(gòu)型而異構(gòu)1.順反異構(gòu)，2-丁烯中的原子在空間上有兩種分布，不能重疊，而且由于鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，這四個(gè)原子或與雙鍵相連的基團(tuán)在空間上有兩種不同的排列，這兩種不同的化合物稱為順反異構(gòu)體。1.順反異構(gòu)化，因?yàn)榄h(huán)烷烴上的環(huán)不能任意旋轉(zhuǎn)，如果環(huán)上有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同取代基或原子的碳，也有順反異構(gòu)體。順反異構(gòu)化條件，(1)分子中存在不能自由旋轉(zhuǎn)的鍵或環(huán)面；(2)雙鍵中的兩個(gè)碳原子必須是不同的原子或基團(tuán)；(3)環(huán)中必須有兩個(gè)或多個(gè)帶有不同取代基或原子的碳。確定下列兩種化合物是否具有順反異構(gòu)性？順式-反式異構(gòu)體

6、標(biāo)記法，(1)順式-反式標(biāo)記法，(2)Z/E標(biāo)記法，順式-反式標(biāo)記法如果兩個(gè)相同的原子或基團(tuán)在雙鍵平面或環(huán)平面的同一側(cè)稱為順式，它們在不同側(cè)稱為反式。例如，順式、反式、順式-2-戊烯、反式、反式-2，4-己二烯、反式-環(huán)丙烷-1，2-二羧酸，Z/E標(biāo)記方法是按照原子或基團(tuán)大小的順序。位于雙鍵同一側(cè)的優(yōu)選的兩個(gè)原子或基團(tuán)是Z型，而位于雙鍵兩側(cè)的是E型。E-4-甲基-3-庚烯，一對(duì)順反異構(gòu)體是兩種不同的化合物，它們的物理和化學(xué)性質(zhì)不同。9-tricone，一種家蠅的雌性激素，bombykol，一種家蠶的雌性激素，胡蘿卜，烯烴和視覺化學(xué)，是將光能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的聚合物。聚合物將光能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的原理是

7、聚合物材料具有可逆的光化學(xué)變形能力。在光照下，許多聚合物都能觀察到光力學(xué)現(xiàn)象。在恒定外力的作用下，由這些材料制成的薄膜在光照下長度增加，當(dāng)光照停止時(shí)，薄膜將迅速恢復(fù)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)榫酆衔镏械囊恍┗鶊F(tuán)在光的作用下會(huì)發(fā)生變化。例如，一些含重氮苯的化合物在光照下具有光收縮特性。當(dāng)暴露在光下時(shí)，偶氮基團(tuán)通常是反式構(gòu)型，帶有延伸的分子鏈。當(dāng)暴露于光下時(shí)，分子鏈卷曲，反式構(gòu)型變?yōu)轫樖綐?gòu)型，因此聚合物膜收縮。2。對(duì)映異構(gòu)體，1。分子的手性和對(duì)稱性。手性與其鏡像不能重疊的現(xiàn)象。與鏡像相反，但不能重疊。如果一個(gè)分子和它的鏡像不能重疊，它被稱為手性分子。慣用手在有機(jī)化學(xué)中很重要，在生物化學(xué)中也很重要，在生物化

8、學(xué)中，碳水化合物、氨基酸、核酸和許多其他天然存在的分子都是慣用手。D-異構(gòu)體具有強(qiáng)興奮性，l-異構(gòu)體具有抗興奮性，D-(-)具有殺菌作用，L- (-)無藥效，Z-R(具有生理活性)。如何判斷有機(jī)分子是否具有手性？分子的手性與分子的對(duì)稱性有關(guān)。一般來說，如果分子結(jié)構(gòu)中沒有對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心，那么分子就具有手性。目前，它可以通過x光衍射來確定。3)對(duì)稱軸。只有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的分子是不對(duì)稱的分子。手性分子。光學(xué)異構(gòu)體的性質(zhì)在相同的非手性條件下，光學(xué)異構(gòu)體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是相同的。名稱：熔點(diǎn)/oC 25(20%水)溶解度pka1 pka2 ()-酒石酸170 12o 139 2.93 4.23 (-)-酒

9、石酸170-12o 139 2.93 4.23，例如：解熱鎮(zhèn)靜劑(R)-酞胺哌啶酮(“沙利度胺”)，1)確定下列化合物是否具有光學(xué)活性：3 .含手性碳原子分子的立體化學(xué)，1。含有一個(gè)手性碳原子的分子，1)手性碳原子和與四個(gè)不同原子或基團(tuán)相連的碳原子的概念。含有手性碳的分子是具有一對(duì)對(duì)映體的手性分子。D20=3.8o(水)，D20=-3.8o(水)，對(duì)映體，兩種不能相互重疊的立體異構(gòu)體。膽酸3，7，12-三羥基異戊酸，3-戊烯-2-醇有多少構(gòu)型異構(gòu)體？2)左旋體、右旋體和外消旋體。使平面偏振光左轉(zhuǎn)的左手物體用“()”或“L”表示。使平面偏振光右轉(zhuǎn)的右手物體用“()”或“d”表示。左旋體和右旋體具

10、有相同的旋光方向和相反的旋光方向?？偁罨ㄐ颍旱攘孔笮陀倚幕旌衔?。沒有光學(xué)活動(dòng)。外消旋物由()或(RS)或(dl)或DL表示。費(fèi)歇爾投影公式規(guī)定，投影時(shí)，兩個(gè)與手性碳相連的橫向鍵向前，兩個(gè)垂直鍵向后，交點(diǎn)為手性碳。用于標(biāo)記下列化合物中手性碳原子的構(gòu)型：2 .具有兩個(gè)手性碳原子的分子，1)具有兩個(gè)不同手性碳原子的分子，對(duì)映體關(guān)系：和；和非對(duì)映體關(guān)系：和，和，和，和，非對(duì)映體：它們有相同的結(jié)構(gòu)但不同的構(gòu)型，它們不是物體和鏡子之間關(guān)系的立體異構(gòu)體。2)含有兩個(gè)相同手性碳原子的分子，中間體：分子內(nèi)形成兩個(gè)對(duì)映體半體的化合物。(具有平面對(duì)稱因子)。具有兩個(gè)手性中心的介孔結(jié)構(gòu)必須是(rs)構(gòu)型。中間體沒有光學(xué)活性(兩個(gè)具有相同取代和相反構(gòu)型的手性碳原子在同一個(gè)分子中，光學(xué)活性被抵消)。中間體不能被分離成光活性化合物。指出(a)和(b)、(a)和(c)之間的下列關(guān)系(對(duì)映體或非對(duì)映體)。外消旋2，3-丁二醇重疊構(gòu)象和交叉構(gòu)象的對(duì)稱因子，寫出1，2-二溴環(huán)丙烷的構(gòu)型異構(gòu)體。下列化合物是對(duì)映異構(gòu)體、非對(duì)映異構(gòu)體還是同一個(gè)化合物？4.沒有手性碳原子的旋光異構(gòu)體；1.丙烯型分子，其中中心碳原子的兩個(gè)鍵的平面正交相交，并且在兩端的碳原子上有四個(gè)基團(tuán)，并且它們中的每兩個(gè)都在