有机化合物的结构复习(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,有机化合物的结构,1.,常见元素的共价数,C,4,N,、,P,3,O,、,S,2,H,、,X,1,2.,碳原子的杂化状态：,sp,3,s,p,2,sp,碳原子的种类：,伯、仲、叔、季,3.,共价键的种类：极性键、非极性键,单键、双键、三键,键、,键,4.,电子效应：,诱导效应、共轭效应,5.,共轭体系：,-,共轭，,p-,共轭，超共轭,6.,同分异构,有机化合物的结构,构造异构,立体异构,位置异构,官能团异构,互变异构,顺反异构,构型异构,光学异构,构象异构,同,分,异,构,对映异构,非对映异构,有机化合物的结构,碳链异构,CH,3,-CH=CH,2,-,共轭,CH,3,-CH=CH-CH=CH,2,-,共轭，,-,共轭,NO,2,-,共轭,OH,P-,共轭,CH,3,-,共轭,CH,2,P-,共轭,有机化合物的结构,练习：,下列分子含有哪种共轭体系？,诱 导 效 应,共 轭 效 应,产生原因,成键原子电负性不同,轨道重迭,电子离域,存在,共轭及非共轭体系,只存在于共轭体系,传递,延分子链传递,随链的增长而减弱,.,无交替极化,定域、短程,延共轭体系传递,不随共轭体系增长而减弱,.,交替极化,离域、远程,表示,I(Induction),C(Conjugation),举例,H H H H,+,H C C C C Cl,H H H H,H,2,C CH CH CH,2,有机化合物分子中往往两种效应同时存在,共轭效应和诱导效应的比较,构象异构,1.,产生的原因：单键的旋转或扭曲,2.,特点：构象异构体不能分离,3.,构象的表示：透视式、纽曼投影式,4.,构象的稳定性：,5.,光学异构体费歇尔投影式与纽曼投影式,的关系及转换,乙烷、丁烷、取代乙烷、环丁烷、环戊烷、环己,烷、取代环己烷、十氢萘、糖类、甾体的构象,有机化合物的构象异构,乙烷的构象,稳定性：,交叉式,重叠式,链烃的构象异构,丁烷的构象,稳定性：,对位交叉式,邻位交叉式,部分重叠式,全重叠式,链烃的构象异构,a,H,H,H,H,H,H,H,H,H a,H,H,a,H,H,H,H,HH,H,H,H,a,重叠式,交叉式,重叠式,交叉式,纽曼投影式,透视式,链烃的构象异构,CH,3,-CH,2,a,型化合物,典型构象两种：交叉式和重叠式,稳定性：交叉式,重叠式,bCH,2,-CH,2,a,型化合物,典型构象四种：,对位交叉式，邻位交叉式，,部分重叠式，全重叠式,稳定性：,对位交叉式,邻位交叉式,部分重叠式,全重叠式,透视式,纽曼投影式,全重叠式,邻位交叉式 部分重叠式 对位交叉式,链烃的构象异构,练习：,画出,CH,3,-CH,2,CH,3,的典型构象，,CH,2,Cl-CH,2,Cl,的优势构象,和,CH,2,Br-CH,2,Cl,的最稳定构象，,HOCH,2,-CH,2,OH,的优势构象,.,CH,3,-CH,2,CH,3,的典型构象,Cl,CH,2,Cl-CH,2,Cl,稳定构象,H,H,Cl,H,H,Br,CH,2,Cl-CH,2,Cl,优势构象,H,H,Cl,H,H,CH,3,H,H,H,H,H,H H,H,H,H,H,3,C,H,OH,OH,H,H,H,HOCH,2,-CH,2,OH,优势构象,链烃的构象异构,环丁烷,蝶式,环戊烷,信封式,环己烷,船式,环己烷,椅式,脂环烃的构象异构,两种椅式构象可以通过分子的热运动发生环的,翻转而互变，这种互变叫做,转环作用,。,a,e,脂环烃的构象异构,环己烷椅式构象中的,a,键和,e,键,根据许多实验事实，对环己烷和环己烷衍生,物的稳定构象总结出如下规律：,环己烷椅式构象比船式构象稳定,一元取代环己烷中，取代基在,e,键上稳定,多元取代环己烷中，,e,键多者稳定,环上有不同取代基时，最大取代基处于,e,键稳定,脂环烃的构象异构,CH,3,CH,3,(B),(B),(C),(B),1.,(A),2.,(A),3.,(A),CH,3,CH,3,(B),(A),CH,3,CH,3,(C),CH,3,4.,C D B A,CH,3,C A B,(D),A B,A B,脂环烃的构象异构,练习：按稳定性大小排序,H,H,H,Cl,H,H,H,H,H,H,H,H Cl,H,(A),(B),H,(C),(D),H,Cl,Br,Br,H,BrCl,H,Br,H,7.,H,H,H,H,CH,3,H,H,CH,3,H,H,H,(A),(B),6.,CH,3,CH,3,(B),C(CH,3,),3,(A),C(CH,3,),3,CH,3,(C),(CH,3,),3,C,CH,3,(D),(CH,3,),3,C,5.,C D A B,C A D B,A B,脂环烃的构象异构,练习：按稳定性大小排序,H,顺十氢萘,反十氢萘,平面表示法,H,H,H,H,H,稳定性：,反十氢萘顺十氢萘,构象表示法,H,H,脂环烃的构象异构,3,9-,二甲基二环,4.4.0,癸烷,CH,3,H,3,C,CH,3,H,3,C,H,CH,3,C(CH,3,),3,H,反,-1-,甲基,-3-,叔丁基环己烷,CH,3,(H,3,C),3,C,环己基,环己烷,脂环烃的构象异构,命名下列化合物并写出其优势构象,H,H,H,脂环烃的构象异构,写出下列化合物的优势构象,R,R,H,R,H,H,H,H,R,B,C,2,3,6,12,13,14,8,7,16,15,1,A,4,17,D,R,3,R,2,11,R,1,9,10,5,2.,甾体母核的构型,.,甾族化合物基本结构,(1),1.,甾体母核及编号,R,H,H,A/B,顺，,B/C,反，,C/D,反,正系,5-,构型,H,H,R,H,H,A/B,反，,B/C,反，,C/D,反,别系,5-,构型,H,H,CH,3,CH,3,R,CH,3,R,3.,甾体母核的构象,A/B,反，,B/C,反，,C/D,反,别系,5-,构型,A/B,顺，,B/C,反，,C/D,反,正系,5-,构型,OH H,CH,2,OH,OH H,CH,2,OH,H,HO,CH,2,OH,O,H,H,OH,H OH,H,HO,CH,2,OH,O,OH,H,H,H OH,-D-(,)-,吡喃葡萄糖,-D-(,)-,吡喃葡萄糖,HO,HO,OH,H,H,O,H HO,H,H,H,H,CH,2,OH OH,OH,O,H,H,OH OH,HO,HO,OH,H,H,O,H HO,H,OH,H,H,H,CH,2,OH H,OH,O,H,OH OH,N,式,A,式,N,式,A,式,稳定性：,-D-(,)-,吡喃葡萄糖,-D-(,)-,吡喃葡萄糖,1.,顺反异构形成的条件,2.,顺反异构体的命名：顺,/,反命名和,Z/E,命名,3.,顺反异构和构象异构的区别,顺反异构,(1),分子中存在着限制碳原子自由旋转的因素，,如双键或环如脂环）。,(2),不能自由旋转的碳原子连接的原子或基团必,须不同。,顺反异构形成的条件,顺反异构,顺反异构,下列化合物有无顺反异构？,CH,3,CH=CHBr,CH=CHCH,3,CH,3,CH,3,CH,3,C=CHCH,2,CH,3,CH,3,CH=CH,2,CH=CH,2,CH,3,Cl,CH=NOH,CH=CH,2,CH,3,CH,3,顺反命名法：,两个相同基团在双键,同,侧的称为,顺,式（,cis-,）；,两个相同基团在双键,两,侧的称为,反,式（,trans-,）。,顺反异构体的命名,:,Z/E,命名法：,首先确定双键上每一个碳原子所连接的两个原,子或基团 的优先顺序。,当两个优先基团位于同侧时，为,Z,构型,当两个优先基团位于异侧时，用,E,构型,Z/E,构型命名法适用于所有的顺反异构体。,顺反异构,旋光性：,使偏振光的振动平面发生旋转的特性。,旋光方向：,偏振光的振动平面旋转的方向。,右旋：,向右（顺时针）,用,“,+,”,或,“,d,”,表示,。,左旋：,向左（逆时针）,用,“,-,”,或,“,l,”,表示,。,右旋体：,使偏振光的振动平面,向右,旋转的物质，,左旋体：,使偏振光的振动平面,向左,旋转的物质,旋光度,：使偏振光的振动平面旋转的角度。,比旋光度,：,光学异构,分子结构不对称,旋光性,分子对称因素：,对称面、对称中心、对称轴,具有对称面或对称中心的分子，是非手性分子，无手性。,没有对称面和对称中心的分子，是手性分子，有手性。,光学异构,旋光性与分子结构的关系,含有手性碳原子的化合物，不一定是手性的。,含有手性碳原子的化合物，一定有旋光异构体。,手性碳原子与旋光异构体数目的关系：,2,n,旋光异构体常用费歇尔投影表示,CH,3,CH-CH,3,CH,3,CH-CH,2,-CH,3,CH,3,CH-CH-CH,3,CH,3,手性硅原子,Si,*,，手性氮原子,N,*,，手性磷原子,P,*,*,*,H,3,C,CH,2,CH,3,*,CH,3,*,CH,3,Br Br,OH,Cl,光学异构,手性碳原子,与四个不同基团相连结的碳原子。,用,C,*,表示,下列分子有无手性碳原子？,含多个手性碳原子的化合物中：,所有手性碳构型都相同，为,同一物,；,所有手性碳构型都相反，为,对映体,；,部分手性碳构型相反，为,非对映体,；,只有一个手性碳构型相反，为,差向异构体,。,互为物体与镜象关系的立体异构体叫做,对映体,不呈物体与镜象关系的立体异构体叫做,非对映体。,有两个以上手性中心时，就有非对映异构现象。,等量左旋体和右旋体的混合物称为,外消旋体，,一般用（,）或（,dl,）来表示。,内消旋体,用,meso,表示,光学异构,内消旋体,外消旋体,同,没有旋光性,没有旋光性,异,化合物，,不能分离成具有,旋光性的化合物,混合物，,可以分离成旋光性相,反的两种化合物。,含有对称因素，,没有对称因素。,内消旋体和外消旋体的比较,含有手性碳原子的化合物，不一定是手性的。,光学异构,S-1-,氯,-1-,溴丙烷,S-2-,溴丁烷,(2S,3Z)-4-,甲基,-2-,苯基,-3-,己烯,R-3,4-,二甲基,-1-,戊烯,1S,2R-,顺,-1,2-,二溴环戊烷,光学异构,a,b,d,e,b,C=C=C,当,a,分子中无对称因素，为手性分子,CH,3,COOH,H,3,C,HOOC,d,e,时,光学异构,丙二烯型化合物,两个苯环不能共平面,两个苯环相互垂直,一对对映体,光学异构,单键旋转受阻的联苯型化合物,有,无,有,HOOC,O,2,N,O,2,N,HOOC,COOH,O,2,N,NO,2,HOOC,NO,2,无,COOH HOOC,O,2,N,COOH,无,有,COOH HOOC,O,2,N,C,C,C,H,H,3,C,Cl,H,C,C,C,C,6,H,5,C,6,H,5,Cl,CH,3,光学异构,判断下列化合物有无旋光异构？,光学异构,判断下列化合物有无旋光异构？有无旋光性？,H,CH,3,C(CH,3,),3,H,CH,2,CH,3,CH=CHCH,3,H,Cl,COOH,Cl,H,COOH,H,H,CH,3,Br,Br,CH,3,H,CH,2,OH,OH,CH,2,OH,CH,2,OH,Cl,H,C C C,H,H,Br,H,C,C,Br,H,COOH,CH,3,H,H,3,C,Br,Cl,Cl,Cl,Br,Cl,无 无,无 无,CH,3,无 无,H H,有,无,CH,3,有 有,H,3,C OH,无 无,H,有 有,无 无,有 有,H H,有 有,有,无,有 有,光学异构体的性质,1.,除旋光方向不同外，对映体有相同的物理性质。,2.,除了对旋光性试剂外，对映体的化学性质相同。,3.,非对映体物理性质不同，化学性质相似。,4.,外消旋体与左旋体或右旋体物理性质不同,手性分子在手性条件下有手性，,在非手性条件下无手性。,光学异构,环状闭合共轭体系,共平面,电子数,=4n+2(n=0,1,2,3.),H,ckel,规则,:,判断芳香性的规律,休克尔规则,