高中學(xué)生化學(xué)競賽結(jié)構(gòu)命名ppt課件

1、2019年奧林匹克化學(xué)競賽輔導(dǎo)講座-有機(jī)化學(xué)部分有機(jī)化合物的構(gòu)造和命名有機(jī)化合物的構(gòu)造和命名楊錦飛楊錦飛南京師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科南京師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院學(xué)學(xué)院n重點(diǎn)：重點(diǎn)： 構(gòu)造與性質(zhì)，有機(jī)合成構(gòu)造與性質(zhì)，有機(jī)合成n難點(diǎn)：難點(diǎn)： 立體化學(xué)，反響機(jī)理立體化學(xué)，反響機(jī)理n銜接：銜接： 中學(xué)大學(xué)中學(xué)大學(xué)n遷移：遷移： 經(jīng)過機(jī)理遷移經(jīng)過機(jī)理遷移 一一 、有機(jī)化合物的電子效應(yīng)、有機(jī)化合物的電子效應(yīng)電子效應(yīng)包含誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛效應(yīng)。電子效應(yīng)包含誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛效應(yīng)。經(jīng)過影響有機(jī)化合物分子中電子云的分經(jīng)過影響有機(jī)化合物分子中電子云的分布而起作用的。布而起作用的。 存在于不同的原子構(gòu)成的極性共價(jià)鍵中如：存在

2、于不同的原子構(gòu)成的極性共價(jià)鍵中如： Xd- Ad+ 在多原子分子中，這種極性還可以沿著分子鏈進(jìn)展傳送在多原子分子中，這種極性還可以沿著分子鏈進(jìn)展傳送 Xd- Ad+ Bdd+ Cddd+ Yd+ Ad- Bdd- Cddd- 由于原子或原子團(tuán)電負(fù)性的影響，引起分子中電子云沿由于原子或原子團(tuán)電負(fù)性的影響，引起分子中電子云沿鍵傳鍵傳送的效應(yīng)稱為誘導(dǎo)效應(yīng)。送的效應(yīng)稱為誘導(dǎo)效應(yīng)。 這種效應(yīng)這種效應(yīng) 經(jīng)過三個(gè)原子后其影響就很小經(jīng)過三個(gè)原子后其影響就很小 誘導(dǎo)效應(yīng)的方向，是以氫原子作為規(guī)范。用誘導(dǎo)效應(yīng)的方向，是以氫原子作為規(guī)范。用I表示表示 Yd+ d-CR3 HCR3 Xd- d+CR3 +I效應(yīng)效應(yīng)

3、比較規(guī)范比較規(guī)范 I 效應(yīng)效應(yīng)常見的具有常見的具有+I 效應(yīng)的基團(tuán)有：效應(yīng)的基團(tuán)有：O (CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2 CH3 D常見的具有常見的具有I效應(yīng)的基團(tuán)有：效應(yīng)的基團(tuán)有：CN，NO2 F Cl Br I RO C6H5 CH2=CH 共軛效應(yīng)傳統(tǒng)上以為是存在于共軛體系中一種極性與極化作用的相互影響。 本質(zhì)上共軛效應(yīng)是軌道離域或電子離域所產(chǎn)生的一種效應(yīng)。 共軛效應(yīng)一定存在于共軛體系中，共軛體系有以下幾類：1 CH2=CHCH=CH2 CH2=CHCN2 p CH2=CHCH2+ CH2=CHCH2 CH2=CHCH23 H3CCH=CH24p (CH3)3C+ (CH3

4、)3C 共軛效應(yīng)是經(jīng)過電子或p 電子轉(zhuǎn)移)沿共軛鏈傳送，只需共軛體系沒有中斷，如共軛體系只需共平面，其共軛效應(yīng)那么不斷可以沿共軛鏈傳送至很遠(yuǎn)的間隔。如：CH2CHCHCHCHCHCHCHCHOCH2CHCHCHCHCHCHCHCHOCH2 在共軛體系中，凡是可以給出電子推電子的原子或基團(tuán)，具有正共軛效應(yīng)，用+C表示；凡是具有吸引電子效應(yīng)的原子或基團(tuán)，稱其具有負(fù)共軛效應(yīng)，用C表示。 +C效應(yīng)多出如今p 共軛體系中，C效應(yīng)在共軛體系中比較常見。 如在苯酚、苯胺分子中，OH、NH2具有強(qiáng)+C效應(yīng)，在,不飽和羧酸及不飽和腈中。COOH與CN都具有強(qiáng)的C效應(yīng)。 具有具有+C效應(yīng)的基團(tuán)：效應(yīng)的基團(tuán)： O

5、NR2 NHR NH2 OR OH NHCOR OCOR CH3 F Cl Br 具有具有C效應(yīng)的基團(tuán)：效應(yīng)的基團(tuán)： CN NO2 SO3H COOH CHO COR COOR CONH2C。濃 H2SO4NO2+HNO3發(fā)煙100NO2NO2H2O+CH3+30H2SO4濃。CHNO322CH3NO2H3CNO2+NO2+ HNO3H2SO4濃。C5060硝基苯，有毒，苦杏仁氣味，液體！硝化反響硝化反響 1鄰、對位定位基對苯環(huán)反響性的影響鄰、對位定位基對苯環(huán)反響性的影響1甲苯甲苯HHHC - - -圖4-1 甲基對苯環(huán)上電子云密度的影響111111CH30.9991.0111.017圖4-2

6、 甲苯分子中苯環(huán)上電荷密度分布HO. - - -圖4-3 羥基對苯環(huán)上電子云密度的影響2苯酚苯酚2間位定位基對苯環(huán)反響性的影響間位定位基對苯環(huán)反響性的影響OON - -圖4-4 硝基對苯環(huán)上電子云密度的影響OON0.700.790.950.611、 按官能團(tuán)的優(yōu)先次序來確定分子所屬的主官能團(tuán)類 COOH、SO3H、COOR、COX、 CONH2、CN、CHO、COR、OH、 SH、NH2、 OR、CC、C=C、R 、2、 選取含有主官能團(tuán)在內(nèi)的碳鏈最長的取代基最多的側(cè)鏈位次最小的主鏈作為母體3、 將母體化合物進(jìn)展編號，使主官能團(tuán)位次盡量小4、 確定取代基位次及稱號，按次序規(guī)那么*給取代基列出次

7、序，較優(yōu)基團(tuán)后列出5、按系統(tǒng)命名的根本格式寫出化合物稱號* *次序規(guī)那么：次序規(guī)那么：a. 原子按原子序數(shù)的大小陳列，同位數(shù)按原子量大小次序陳列 I,Br,Cl,S,P,O,N,C,D,H b. 對原子團(tuán)來說，首先比較第一個(gè)原子的原子序數(shù)，如一樣時(shí)那么再比較第二、第三，以此類推。 CCCCHHHHHHHHHHCCCCClHOCHCHOCH=CH2CCHHH(C)(C)(D) (C)O看作看作c. 假設(shè)基團(tuán)含有雙鍵或三鍵時(shí)，那么當(dāng)作兩個(gè)或三個(gè)單鍵對待，以為連有兩個(gè)或三個(gè)一樣原子。有機(jī)化合物系統(tǒng)命名的根本格式有機(jī)化合物系統(tǒng)命名的根本格式構(gòu)型 + 取代基 + 母體R, S; D, L;Z, E; 順

8、 反取代基位置號 + 個(gè)數(shù) + 名稱（有多個(gè)取代基時(shí)，中文按順序規(guī)則確定次序，小的在前；英文按英文字母順序排列）官能團(tuán)位置號 + 名稱（沒有官能團(tuán)時(shí)不涉及位置號）CH3CH2CCHCH3HCH3CH2CH3(3R, 4S) 3, 4 二二 甲甲基基 己己烷烷構(gòu)構(gòu)型型取取代代基基位位置置號號取取代代基基 個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)取取代代基基 名名稱稱母母體體名名稱稱兩根兩根8碳的最長鏈，比較側(cè)鏈數(shù)來確定主鏈。多的優(yōu)先。主鏈有兩種編號方向，根碳的最長鏈，比較側(cè)鏈數(shù)來確定主鏈。多的優(yōu)先。主鏈有兩種編號方向，根據(jù)最低系列原那么，選第二行編號。該化合物的中文稱號是據(jù)最低系列原那么，選第二行編號。該化合物的中文稱號是2，

9、3，5三甲基三甲基4丙丙基辛烷。中文按順序規(guī)那么確定取代基次序。基辛烷。中文按順序規(guī)那么確定取代基次序。CH3CH2CH2CHCHCH3CH2CH3CH2CH3CH CHCH3CH38 7 6 5 4 3 2 1 2, 3, 4, 5*1 2 3 4 5 6 7 8 4, 5, 6, 7678CH3CH3CH2CH3123456CH3CH3CH2CH3123456CH3CH3CH2CH3123456(i)(ii)(iii) 運(yùn)用最低系列原那么無法確定哪一種編號優(yōu)先。在這種情況下，應(yīng)讓順序規(guī)那運(yùn)用最低系列原那么無法確定哪一種編號優(yōu)先。在這種情況下，應(yīng)讓順序規(guī)那么中較小的基團(tuán)位次盡能夠小?；衔锏?/p>

10、稱號是么中較小的基團(tuán)位次盡能夠小。化合物的稱號是1,3二甲基二甲基5乙基環(huán)己烷。乙基環(huán)己烷。 當(dāng)環(huán)上帶有兩個(gè)或兩個(gè)以上取代基時(shí)，如分子有反軸對稱性，構(gòu)型用順反表當(dāng)環(huán)上帶有兩個(gè)或兩個(gè)以上取代基時(shí)，如分子有反軸對稱性，構(gòu)型用順反表示，分子沒有反軸對稱性，構(gòu)型用示，分子沒有反軸對稱性，構(gòu)型用R，S表示。例如：表示。例如：CH3HH3CHCH3HHH3CHCH3H3CH順1,2二甲基環(huán)丙烷cis1,2dimethylcyclopropane(1S,2S)1,2二甲基環(huán)丙烷(1S,2S)1,2dimethylcyclopropane(1R,2R)1,2二甲基環(huán)丙烷(1R,2R)1,2dimethylcy

11、clopropaneClBrEtMe123456ClBrEtMe123456(1S,3S)1甲基1乙基3氯3溴環(huán)己烷(1S,3S)1bromo1chloro3ethyl3methylcyclohexaneCH2CHCH3CH31236543(2甲基丙基甲基丙基)環(huán)己烯或環(huán)己烯或3異丁基環(huán)己烯異丁基環(huán)己烯CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH2CH2CH3123456H3C中文名稱 4甲基2乙基1丙基苯英文名稱 2ethyl4methyl1propylbenzene中文名稱 1甲基3,5二乙基苯英文名稱 1,3diethyl5methylbenzene當(dāng)官能團(tuán)是鹵素、硝基、亞硝基、醚鍵時(shí)

12、，將官能團(tuán)作為取代基，仍當(dāng)官能團(tuán)是鹵素、硝基、亞硝基、醚鍵時(shí)，將官能團(tuán)作為取代基，仍以烷烴為母體，按烷烴的命名原那么來命名。以烷烴為母體，按烷烴的命名原那么來命名。BrCH2CH2CCH2CH3H3CHBrHH3CHCH3CH2CCH2CCH2CH3 (S)3甲基1溴戊烷(S)1bromo3methylpentane (3S,5R)3甲基5溴庚烷(3R,5S)3bromo5methylheptaneCH3NO2 (1S,3R)1甲基3硝基環(huán)己烷(1S,3R)1methyl3nitrocyclohexane 反1氯甲基4亞硝基環(huán)己烷trans1chloromethyl4nitrosocycloh

13、exaneONCH2Cl當(dāng)一個(gè)環(huán)與一個(gè)帶末端官能團(tuán)的鏈相連，而此鏈中又無雜原子和重鍵時(shí)，當(dāng)一個(gè)環(huán)與一個(gè)帶末端官能團(tuán)的鏈相連，而此鏈中又無雜原子和重鍵時(shí)，在系統(tǒng)命名中可用銜接命名法，即將兩者的稱號銜接起來為此化合物的在系統(tǒng)命名中可用銜接命名法，即將兩者的稱號銜接起來為此化合物的稱號。稱號。CH2OHCOOH環(huán)己甲醇cyclohexanemethanol環(huán)己烷羧酸cyclohexanecarboxylic acid一個(gè)環(huán)與一個(gè)帶末端官能團(tuán)的鏈相連一個(gè)環(huán)與一個(gè)帶末端官能團(tuán)的鏈相連分子中含有兩個(gè)或多個(gè)一樣官能團(tuán)時(shí)，命名應(yīng)選官能團(tuán)最多的長鏈為主鏈，然后根分子中含有兩個(gè)或多個(gè)一樣官能團(tuán)時(shí)，命名應(yīng)選官能團(tuán)最

14、多的長鏈為主鏈，然后根據(jù)主鏈的碳原子數(shù)稱為某據(jù)主鏈的碳原子數(shù)稱為某n醇或某醇或某n醛、某醛、某n酮、某酮、某n酸等，酸等，n是主鏈上官能團(tuán)的是主鏈上官能團(tuán)的數(shù)目，用中文數(shù)字表達(dá)。編號時(shí)要使主鏈上一切官能團(tuán)的位置號盡能夠小。最后按數(shù)目，用中文數(shù)字表達(dá)。編號時(shí)要使主鏈上一切官能團(tuán)的位置號盡能夠小。最后按稱號格式寫出全名。稱號格式寫出全名。含有兩個(gè)或多個(gè)一樣官能團(tuán)含有兩個(gè)或多個(gè)一樣官能團(tuán)CH3CHCH2CHCHCH2CH3OHOHCH2CH2CH2CH31 2 34 5 6 75 6 7 84丁基2,5庚二醇HOCH2CH2CHCH2CH2CH2CH2OHCH2OH1 2 3 4 5 6 712 3

15、 4 5 63羥甲基1,7庚二醇OHCCHOOO丁二醛butanedial3甲基2,4,6庚三酮3methyl2,4,6heptanetrioneOHOOCCOOHClClOO戊二酸pentanedioic acid乙二酰二氯ethanedioyl dichlorideH2NNH2OOC2H5OOC2H5OONCCN丁二酰胺butanediamide丙二酸二乙酯diethyl propanedioate己二腈hexanedinitrile 當(dāng)分子中含有多種官能團(tuán)時(shí)，首先要確定一個(gè)主官能團(tuán)，確定主官當(dāng)分子中含有多種官能團(tuán)時(shí)，首先要確定一個(gè)主官能團(tuán)，確定主官能團(tuán)的方法是查看前表，表中排在前面的官能

16、團(tuán)總是主官能團(tuán)。然后，能團(tuán)的方法是查看前表，表中排在前面的官能團(tuán)總是主官能團(tuán)。然后，選含有主官能團(tuán)及盡能夠含較多官能團(tuán)的最長碳鏈為主鏈。主鏈編號的選含有主官能團(tuán)及盡能夠含較多官能團(tuán)的最長碳鏈為主鏈。主鏈編號的原那么是要讓主官能團(tuán)的位次盡能夠小。命名時(shí)，根據(jù)主官能團(tuán)確定母原那么是要讓主官能團(tuán)的位次盡能夠小。命名時(shí)，根據(jù)主官能團(tuán)確定母體的稱號，其它官能團(tuán)作為取代基用詞頭表示，分子中如涉及立體構(gòu)造體的稱號，其它官能團(tuán)作為取代基用詞頭表示，分子中如涉及立體構(gòu)造要在稱號最前面闡明其構(gòu)型。然后根據(jù)稱號的根本格式寫知稱號。要在稱號最前面闡明其構(gòu)型。然后根據(jù)稱號的根本格式寫知稱號。含有多種官能團(tuán)含有多種官能團(tuán)

17、CH2CH2CH2OCH3COHCH3CH2CH31 24 5 63(S)3甲基甲基6甲氧基甲氧基3己醇己醇CH2CH2OHCHOOCCH2HCHO1 234 54(S)3甲?；?羥基戊酸CH3CH2CCH2CHOO5 4 3 2 13氧代戊醛HOOCH3OH3213甲氧基1,2丙二醇CCCHOOHCOOOCHO3烯丙基2,4戊二酮3allyl2,4pentanedione丁炔二醛butynedial2氧代環(huán)己烷甲醛2oxocyclohexanecarboxaldehydeCHOHOCOOHClCOOHBr3(3,3二甲基環(huán)己基)丙醛3(3,3dimethylcyclohexyl)propan

18、al5羥基3氯戊酸3chloro5hydroxypentanoic acid4乙基6溴4己烯酸6bromo4ethyl4hexenoic acidCOClHOOCCOOHNHCOCH34(氯甲酰)苯甲酸4chlorocarbonylbenzoic acid4乙酰胺基1萘羧酸4(acetamino)1naphthalene carboxylic acidNMe2OCOOHCNN,N,3三甲基戊酰胺N,N,3trimethylpentamide2氰基丁酸2cyanobutanoic acidCOHCH3CH3COCl2甲基甲基2-對羥基苯基丙酰氯對羥基苯基丙酰氯CH3CHCCCCH3C(CH3)3

19、OHSO3HNO2CHCH2CCHOHCH CHCH2CHOCH3OHBrOHOMeCH3COCH2CHCHCHCHOCH3CH3NO2CNHCH3O(1)、(3)、(2)、(4)、(5)、(7)、(6)、(8)、(9)、(10)、3-(2-氯 乙 基)-1，4-二溴-2-戊 烯(11)、乙 酰乙 酸 乙 酯(12)、3-(1-甲 基-8-氨基-2-萘 基)丁酸 甲 酯11，6-二甲基環(huán)己烯 21-甲基-3-環(huán)丁基環(huán)戊烷33-叔丁基-2-己烯-4-炔 43-硝基-4-羥基苯磺酸51-苯基-3-丁炔-1-醇 64-甲氧基-3-溴-2-環(huán)己烯-1-醇74-苯基-3-羥基戊醛 82-甲基-6-羰基-

20、3-庚烯醛9N，4-二甲基-2-硝基苯甲酰胺10 1112BrBrClOOOOOCH3NH2構(gòu)象異構(gòu)同分異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)順反異構(gòu)對映異構(gòu)立體異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)碳架異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)位置異構(gòu)互變異構(gòu) 烯烴分子中 CCeb;,d ;Zab e,()bCH3H3CHHHeddaCCCCCCCebaHH3CCH3C3.2 3.2 對映異構(gòu)對映異構(gòu)n構(gòu)造一樣，構(gòu)型不同并且互呈鏡象對映關(guān)系的構(gòu)造一樣，構(gòu)型不同并且互呈鏡象對映關(guān)系的立體異構(gòu)景象稱為對映異構(gòu)。立體異構(gòu)景象稱為對映異構(gòu)。n n對映異構(gòu)體最顯著的特點(diǎn)是對平面偏振光的旋對映異構(gòu)體最顯著的特點(diǎn)是對平面偏振光的旋光性不同，因此也常把對映異構(gòu)稱為旋光異構(gòu)光性不同，因此

21、也常把對映異構(gòu)稱為旋光異構(gòu)或光學(xué)異構(gòu)。或光學(xué)異構(gòu)。n 平面偏振光 n光是一種電磁波，光波的振動方向與其前進(jìn)方向垂直。n普通光在一切垂直于其前進(jìn)方向的平面上振動。3.2.1 3.2.1 平面偏振光平面偏振光平面偏振光平面偏振光只在一個(gè)平面上振動只在一個(gè)平面上振動光波振動方向與前進(jìn)方向表示圖光波振動方向與前進(jìn)方向表示圖偏振光光源觀察Nicol棱 鏡檢偏鏡Nicol棱 鏡起偏鏡I=I Cos 20I0I3.2.2 3.2.2 旋光物質(zhì)旋光物質(zhì)n物質(zhì)將振動平面旋轉(zhuǎn)了一定角度，我們把具物質(zhì)將振動平面旋轉(zhuǎn)了一定角度，我們把具有此種性質(zhì)的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)或光學(xué)活有此種性質(zhì)的物質(zhì)稱為旋光性物質(zhì)或光學(xué)活性物質(zhì)

22、。性物質(zhì)。Nicol棱 鏡檢偏鏡Nicol棱 鏡起偏鏡光源盛液管觀察偏振光旋轉(zhuǎn)后的偏振光I0I通常把與四個(gè)互不一樣的原子或基團(tuán)相銜接的碳通常把與四個(gè)互不一樣的原子或基團(tuán)相銜接的碳原子叫不對稱碳原子原子叫不對稱碳原子 。COOHCHOHCH3*COOHCOHCH2*HCOOHCOOHCOH*HCH2COOHCOH*H3.2.3 3.2.3 手性與對稱要素手性與對稱要素n 物質(zhì)與其鏡象的關(guān)系，與人的左手、右手一樣，非常類似，但不能疊合，因此我們把物質(zhì)的這種特性稱為手性。 n手性是物質(zhì)具有對映異構(gòu)景象和旋光性的必要條件，也即是本質(zhì)緣由。物質(zhì)的分子具有手性，就必定有對映異構(gòu)景象，就具有旋光性；反之，物

23、質(zhì)分子假設(shè)不具有手性，就能與其鏡象疊合，就不具有對映異構(gòu)景象，也不表現(xiàn)出旋光性。n手性與分子的對稱性親密相關(guān)，一個(gè)分子具有手性，實(shí)踐上是短少某些對稱要素所致。1對稱面 n 假設(shè)有一個(gè)平面能把分子分割成兩部分，而一部分正好是另一部分的鏡象，這個(gè)平面就是該分子的對稱面。 OHHHHSNHHHClClHH2對稱中心對稱中心 n 假設(shè)分子中有一點(diǎn)C，經(jīng)過該點(diǎn)畫任何直線，假定在離C點(diǎn)等間隔的直線兩端有一樣的原子或基團(tuán)，那么C點(diǎn)就稱為該分子的對中心。如1，3-二氯環(huán)丁烷分子就具有對稱中心。 .HHHHHClClHC具有對稱面的分子，不具有手性具有對稱面的分子，不具有手性 ;具有對稱中心的分子具有對稱中心的分子和它的鏡像可以疊合，不具有手性和它的鏡像可以疊合，不具有手性 。3.2.4 3.2.4 含一個(gè)手性碳原子含一個(gè)手性碳原子 化合物的對映異構(gòu)化合物的對映異構(gòu)對映體對映體 兩種異構(gòu)體互為鏡象的對映關(guān)系，稱為對映兩種異構(gòu)體互為鏡象的對映關(guān)系，稱為對映體體HCH3OHHOOCHCO OHHOH3C-乳酸對映異構(gòu)體構(gòu)型的表示方法對映異構(gòu)體構(gòu)型的表示方法n 乳酸分子的兩種構(gòu)型可用透視式表示C H3OHHCCOOHC H3HCCOOHOHOHHCOOHOHHCOOHH3CCH3C