医学有机化学第一章绪论

2020/4/131有机化学的重要性有机化学生化药理学生理学微生物学免疫学遗传学卫生学2020/4/132有机化学的学习方法课前预习：找出疑点、难点问题做出标记。课堂认真听讲：做好笔记（标记重点、增加内容）课后复习：多做练习（书后练习、复习资料）2020/4/133第一章绪论2020/4/134一、有机化合物和有机化学有机化合物（organiccompound）：碳氢化合物及其衍生物。有机化学（organicchemistry）：是研究有机化合物的来源、结构、性质、制备、应用、反应理论等的一门科学。2020/4/1351、数目众多、结构复杂2、易燃3、熔沸点较低4、难溶于水、易溶于有机溶剂5、反应慢、副反应多二、有机化合物的性质2020/4/136三、有机化合物的结构有机化合物中C原子与其它元素以共价键相结合C与C原子单键相连CCC、C间双键相连CCC、C间三键相连CCC、C间首尾相连成环CCCCCC2020/4/1371）成键的两个电子必须自旋方向相反。2）共价键有饱和性，元素原子的共价数等于该原子的未成对电子数。3）最大重叠原理，原子轨道重叠的愈多，形成的键愈稳定。1、现代价键理论2020/4/1382、碳原子的杂化理论xyzS轨道xyzp轨道在成键过程中，由于原子间相互影响，几个能量相近的原子轨道重新组合成新的原子轨道,这个过程称为轨道的杂化。2020/4/139(1)碳原子的SP3杂化碳原子在基态时的电子构型为：0112222221zyxPPPSS2S2Px2Py2Pz激发2S2Px2Py2Pz杂化SP32020/4/1310每个轨道由1/4S和3/4P轨道杂化组成，C原子位于正四面体的中心，4个SP3杂化轨道的方向都指向正四面体的顶点，轨道间的夹角为109°28′，当一个碳原子与其它四个原子直接键合，该碳原子为SP3杂化。109o28'2020/4/1311（2）碳原子的SP2杂化SP2杂化轨道乙烯的分子模型每个SP2轨道由1/3S和2/3P轨道杂化组成，3个SP2轨道在同一平面，轨道间的夹角为120°，没有参与杂化的p轨道垂直于SP2杂化轨道所在的平面，当一个碳原子与其它三个原子直接键合，该碳原子为SP2杂化。杂化2S2Px2Py2Pz2Pz激发2S2Px2Py2Pz2020/4/1312（3）碳原子的SP杂化C2PzSPSP杂化轨道乙炔的分子模型SP杂化轨道由1/2S和1/2P轨道杂化组成，2个SP轨道间的夹角为180°，余下的两个相互垂直的P轨道又都与呈直线的杂化轨道垂直，当一个碳原子与其它两个原子直接键合，该碳原子为SP杂化。激发杂化2Px2Py2Pz2S2S2Px2Py2PzSP2020/4/13131、有几个原子轨道参加杂化，就形成几个杂化轨道，杂化轨道中未成对电子都形成σ键。2、杂化轨道的成键能力增强。3、杂化轨道有一定的空间构型：sp3、sp2、sp杂化轨道的空间构型分别为正四面体、正三角形、和直线形。4、杂化只发生在分子的形成过程中。小结：2020/4/1314例题判断CH3CHO的结构式、各键角的近似值,画出分子形状示意图。HC1C2OHHH由于C1、C2分别连接4个和3个其它原子，从而C1采取SP3，C2采取SP2杂化。因此可以确定C1周围的键角接近109°28′，C2周围的键角接近120°。分子形状如图所示：CCOHHHH~109.5°~120°2020/4/1315CH3.游离基的杂化轨道CH3-负离子的杂化轨道未杂化的P?轨道2P↑↓未杂化的P?轨道2P1CH3+正离子的杂化轨道2020/4/1316σ键：成键原子轨道沿键轴以“头碰头”的方式发生轨道重叠所形成的共价键。π键：若有两个相互平行的p轨道以“肩并肩”的方式发生重叠。3、共价键的类型222020/4/1317键和键的主要特点键键存在可以单独存在不能单独存在，只能与键共存形成“头碰头”，重叠程度大“肩并肩”，重叠程度小性质圆柱形对称；成键的两原子可沿键轴“自由”旋转；键较牢固、稳定；镜面对称；不能自由旋转；键不牢固、不稳定；C-C键：1键C=C键：1键+1键C≡C键：1键+2键2020/4/13184、共价键的参数(1)键的极性：取决于成键原子电负性的差值。差值越大，极性越大；差值为零，则是非极性共价键。电负性：元素的原子在分子中吸引电子的能力。HFHBrHClHIH3CClδ-δ+HH2020/4/1319在外界电场（如溶剂、试剂、极性容器）影响下，引起共价键极性改变的现象称为键的极化性。极化度表示成键两原子的核电荷对成键电子云约束的相对程度。核对成键电子云的约束越小，键的极化度就越大，越易发生化学反应。注1：共价键的极化性是一种暂时现象，当除去外界电场时就会恢复到原来状态。注2：极化度的大小与成键原子的体积、电负性、键的种类有关。(2)键的极化性2020/4/1320四、有机化合物的反应1、共价键的断裂方式（1）均裂：共价键断裂时，成键的一对电子由键合的两个原子各留一个，生成带单电子的原子或基团（称为自由基或游离基），此过程为均裂。Y:CC+Y..自由基（或游离基），是电中性的。2020/4/1321（2）异裂：共价键断裂时，成键的一对电子保留在一个原子上，产生正负离子。Y:CC+Y+-C+Y+-异裂的特点：生成有机离子。共价键断裂时共用电子对完全归属于其中的一个原子所有。2020/4/1322①自由基反应（游离基反应）：按共价键均裂进行的反应。反应条件：过氧化物（ROOR），光照（hv），高温。②离子型反应：按共价键异裂进行的反应。离子型反应可分为亲电反应和亲核反应两种类型：由亲电试剂（正离子或能接受电子对的分子，如H+、Cl+、Br+、NO2+、BF3和AlCl3等）进攻负离子或富电子的原子而引起的反应称为亲电反应。亲电反应又分为亲电取代和亲电加成反应。2、反应类型2020/4/1323由亲核试剂（负离子或能提供电子对的分子，如OH-、CN-、H2O、ROH、NH3和RNH2等）进攻正离子或缺电子的原子而引起的反应称为亲核反应。亲核反应又分为亲核取代和亲核加成反应。综上所述：有机反应的类型归纳如下：有机反应自由基反应自由基取代反应自由基加成反应离子型反应亲电取代反应亲电加成反应亲核取代反应亲核加成反应亲电反应亲核反应卤代烃的取代醛酮的加成芳香烃（苯）的取代烯烃的加成甲烷的卤代丙烯在过氧乙醚中与溴加成2020/4/1324（一）按基本骨架分类1、链状化合物（又叫脂肪族化合物）2、环状化合物（1）碳环化合物（包括脂环族化合物，芳香族化合物）（2）杂环化合物（二）按官能团分类五、有机化合物的分类2020/4/1325练习：填空题1、有机化合物分子中的化学键主要是共价键，共价键分为（）键和（）键2、有机化学反应的基本类型是（）和离子型反应，其中离子型反应包括（）和（）3、有机化合物中碳原子的杂化方式有以下三种：分别是（）（）（）4、在有机化学反应中，键的断裂方式有以下两种：（）（）5、按均裂进行的反应叫（），按异裂进行的反应叫（）答案：1、σ，π2、自由基反应，亲电反应，亲核反应3、sp3,sp2,sp4、均裂，异裂5、自由基反应，离子型反应2020/4/1326下列试剂那些是亲电试剂那些是亲核试剂OH-、Cl+、CN-、ROH、NH3、RNH2、H+、Br+、NO2+、BF3、H2O、AlCl3指出下列各化合物分子中碳原子的杂化状态：H3CCHCHCHOCH3CHCH2H2CCCHCH3HCCCH2CHCH22020/4/1327本章要点1、有机化合物和有机化学的概念2、键的极性和极化性3、碳原子的杂化类型、几何构型及其代表物4、有机化学反应的类型