醫(yī)用化學(xué)第九章有機(jī)化學(xué)概述

1、第九章第九章 有機(jī)化學(xué)概述有機(jī)化學(xué)概述一、有機(jī)化學(xué)的研究對象一、有機(jī)化學(xué)的研究對象 把來源于巖石、土壤、海洋及空氣中的一些把來源于巖石、土壤、海洋及空氣中的一些物質(zhì)，如礦石、金屬、鹽類等，叫做物質(zhì)，如礦石、金屬、鹽類等，叫做無機(jī)化無機(jī)化合物或無機(jī)物合物或無機(jī)物(inorganic compound)； 把來源于動(dòng)植物的物質(zhì)，叫做把來源于動(dòng)植物的物質(zhì)，叫做有機(jī)化合物或有機(jī)化合物或有機(jī)物有機(jī)物(organic compound) 。 17世紀(jì)，世紀(jì)，Lemery把從自然界中取得把從自然界中取得的各種物質(zhì)按照的各種物質(zhì)按照來源來源分為：分為： 1 8 0 6 年年 瑞 典 化 學(xué) 家 柏 其 里 烏

2、 斯瑞 典 化 學(xué) 家 柏 其 里 烏 斯（Berzelius J）首次定義了有機(jī)化合物首次定義了有機(jī)化合物有生機(jī)之物有生機(jī)之物。 認(rèn)為：認(rèn)為： 只有動(dòng)植物依靠一種神秘的只有動(dòng)植物依靠一種神秘的“生命力生命力(vital force)”的參與，才能制造的參與，才能制造出有機(jī)化合物。這就是所謂的出有機(jī)化合物。這就是所謂的生命力學(xué)說生命力學(xué)說。 這種唯心的生命力學(xué)說致使人們在相這種唯心的生命力學(xué)說致使人們在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)不能揭示有機(jī)物的本質(zhì)。當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)不能揭示有機(jī)物的本質(zhì)。1828年，德國化學(xué)家年，德國化學(xué)家武勒武勒(F.Whler)偶然偶然用無機(jī)物合成了有機(jī)物用無機(jī)物合成了有機(jī)物 尿素尿素：武

3、勒武勒 “有機(jī)化學(xué)之父有機(jī)化學(xué)之父”no vital forceNH4Cl + AgOCNO NH4OCN - NH2-C-NH2 Ammonium cyanate Urea (無機(jī)物無機(jī)物) (有機(jī)物有機(jī)物) 人們發(fā)現(xiàn)有機(jī)化合物有一個(gè)共同點(diǎn)，人們發(fā)現(xiàn)有機(jī)化合物有一個(gè)共同點(diǎn)，即都含有即都含有碳元素碳元素。 1848 1848年，德國化學(xué)家葛梅林年，德國化學(xué)家葛梅林(L.Gmelin)和凱庫勒和凱庫勒(A.Kekule)把有機(jī)把有機(jī)化合物定義為化合物定義為碳的化合物碳的化合物。從有機(jī)化合物的組成去定義：從有機(jī)化合物的組成去定義： 德國化學(xué)家肖萊馬德國化學(xué)家肖萊馬(C.Schorlemmer)提出

4、，可以把提出，可以把碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔? (烴烴) )看作有機(jī)看作有機(jī)化合物的母體，把含有其他元素的有機(jī)化合物的母體，把含有其他元素的有機(jī)化合物看作是化合物看作是烴的衍生物烴的衍生物，因此他把有，因此他把有機(jī)化合物定義為機(jī)化合物定義為“烴及其衍生物烴及其衍生物”。碳碳?xì)錃錈N烴Note：CO32-、CO2、CO、CN-、OCN-、SCN-等由等由于其性質(zhì)與無機(jī)物相似，習(xí)慣上仍列為無機(jī)物。于其性質(zhì)與無機(jī)物相似，習(xí)慣上仍列為無機(jī)物。 有機(jī)化學(xué)的研究對象是有機(jī)化學(xué)的研究對象是有機(jī)有機(jī)化合物化合物。它是研究有機(jī)化合物。它是研究有機(jī)化合物組組成成、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)性質(zhì)、合成、變化以、合成、變化以及伴隨這些

5、變化所發(fā)生的一系列及伴隨這些變化所發(fā)生的一系列現(xiàn)象的一門學(xué)科?，F(xiàn)象的一門學(xué)科。 醫(yī)學(xué)是從宏觀到微觀的研究過程：醫(yī)學(xué)是從宏觀到微觀的研究過程： 人體人體 組織組織 細(xì)胞細(xì)胞 生物分子生物分子化學(xué)是從微觀到化學(xué)是從微觀到“宏觀宏觀”的研究過程：的研究過程： 原子原子分子分子大分子大分子 當(dāng)代，生命科學(xué)與化學(xué)科學(xué)相互滲透，兩學(xué)科間當(dāng)代，生命科學(xué)與化學(xué)科學(xué)相互滲透，兩學(xué)科間的交叉研究，促進(jìn)其共同發(fā)展。的交叉研究，促進(jìn)其共同發(fā)展。 在分子水平上對生命現(xiàn)象、疾病的發(fā)生、發(fā)展過在分子水平上對生命現(xiàn)象、疾病的發(fā)生、發(fā)展過程進(jìn)行深入認(rèn)識則推動(dòng)了分子生物學(xué)的發(fā)展。程進(jìn)行深入認(rèn)識則推動(dòng)了分子生物學(xué)的發(fā)展。 有機(jī)化學(xué)

6、與醫(yī)學(xué)有機(jī)化學(xué)與醫(yī)學(xué) 有機(jī)化學(xué)是重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課有機(jī)化學(xué)是重要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課 諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)最近較多被生命科學(xué)工作者諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)最近較多被生命科學(xué)工作者獲得。獲得。 中國生命科學(xué)所取得的成績與化學(xué)家的貢中國生命科學(xué)所取得的成績與化學(xué)家的貢獻(xiàn)密不可分。獻(xiàn)密不可分。 結(jié)晶牛胰島素的人工合成結(jié)晶牛胰島素的人工合成 酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的合成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的合成1熱穩(wěn)定性差，可以燃燒熱穩(wěn)定性差，可以燃燒 灼燒試驗(yàn)可以初步區(qū)分有機(jī)物和無機(jī)物。灼燒試驗(yàn)可以初步區(qū)分有機(jī)物和無機(jī)物。有機(jī)物灼燒一般不留下殘?jiān)?，金屬有機(jī)物除有機(jī)物灼燒一般不留下殘?jiān)?，金屬有機(jī)物除外。外。2熔沸點(diǎn)低熔沸點(diǎn)低 3難溶于水難溶于水

7、 ，易溶于有機(jī)溶劑，易溶于有機(jī)溶劑 相似相溶相似相溶4有機(jī)反應(yīng)慢且較復(fù)雜有機(jī)反應(yīng)慢且較復(fù)雜 二、有機(jī)化學(xué)的特點(diǎn)二、有機(jī)化學(xué)的特點(diǎn) 5. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多 同分異構(gòu)體的普遍存在同分異構(gòu)體的普遍存在n 具有相同的分子式而性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不相同的化具有相同的分子式而性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不相同的化合物叫做合物叫做同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體，這種現(xiàn)象叫做同分異構(gòu)，這種現(xiàn)象叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象?，F(xiàn)象。n 同分異構(gòu)同分異構(gòu)分為分為構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)和和立體異構(gòu)立體異構(gòu)兩大類。兩大類。n 同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機(jī)物眾多的重要原因同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機(jī)物眾多的重要原因。有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的表示方法有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的表示方法HCOCHHHH

8、HHCOCHHHHH 乙乙 醇醇 甲甲 醚醚為書寫方便起見常簡化為為書寫方便起見常簡化為CH3CH2OH，CH3OCH3或或CH3OCH3。簡化后的簡化后的式子稱為式子稱為結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)簡式或或示性式示性式。碳原子總是四價(jià)的碳原子總是四價(jià)的三、有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)三、有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)14 烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象 CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3有機(jī)物分子中各原子的不同連接方式和次序有機(jī)物分子中各原子的不同連接方式和次序而引起的同分異構(gòu)現(xiàn)象叫做構(gòu)造異構(gòu)而引起的同分異構(gòu)現(xiàn)象叫做構(gòu)造異構(gòu) 二氯甲烷的下面二氯甲烷的下面3個(gè)式子，實(shí)際上代表同一種個(gè)式子，實(shí)際上代表同一種物質(zhì)

9、，并不是同分異構(gòu)體。物質(zhì)，并不是同分異構(gòu)體。 ClCHClHClCHHClClCClHH立體結(jié)構(gòu)式立體結(jié)構(gòu)式HCHHHHHCHH10928有時(shí)還采用更簡單的鍵線式。如：有時(shí)還采用更簡單的鍵線式。如：OHCH3OH簡化為CH3CH2CH2CHCHCH2CH3CH3簡化為簡化為CH2H2CH2CCH2CH2CH2CHCH2CHCH2CH3CH3CH 鍵線式的骨架中不標(biāo)出碳和氫的元素符號，鍵線的鍵線式的骨架中不標(biāo)出碳和氫的元素符號，鍵線的始端、末端、折角均表示碳原子。除此以外，線上若不始端、末端、折角均表示碳原子。除此以外，線上若不標(biāo)明其他元素，就認(rèn)為它是被氫原子所飽和。假如標(biāo)明其他元素，就認(rèn)為它是

10、被氫原子所飽和。假如碳和碳和其他原子或基團(tuán)相連，則必須寫出其他原子或基團(tuán)相連，則必須寫出。（二）有機(jī)化合物的構(gòu)造式的表示方法（二）有機(jī)化合物的構(gòu)造式的表示方法 采用鍵線式既方便又清楚，特別對于環(huán)狀采用鍵線式既方便又清楚，特別對于環(huán)狀化合物來說，更是如此?；衔飦碚f，更是如此。 書寫結(jié)構(gòu)式應(yīng)該規(guī)范，下列式子都是錯(cuò)誤書寫結(jié)構(gòu)式應(yīng)該規(guī)范，下列式子都是錯(cuò)誤的。的。OOHCCC或CCCCH2CH2丙 烷乙烯 對于一個(gè)有機(jī)化合物來說，通常只能用對于一個(gè)有機(jī)化合物來說，通常只能用結(jié)構(gòu)式而不能用分子式來表示。結(jié)構(gòu)式而不能用分子式來表示。 結(jié)構(gòu)式只反映出分子中各原子和基團(tuán)相結(jié)構(gòu)式只反映出分子中各原子和基團(tuán)相互連

11、結(jié)的順序和方式，互連結(jié)的順序和方式，并沒有反映出分子并沒有反映出分子中各原子和基團(tuán)在空間的排布中各原子和基團(tuán)在空間的排布。因此，準(zhǔn)。因此，準(zhǔn)確地說，上述各種結(jié)構(gòu)式只能稱為確地說，上述各種結(jié)構(gòu)式只能稱為構(gòu)造式構(gòu)造式，它只能是有機(jī)化合物分子立體模型的投影它只能是有機(jī)化合物分子立體模型的投影式。式。六、有機(jī)化合物的分類六、有機(jī)化合物的分類 有機(jī)化合物一般有兩種分類方法：根據(jù)分有機(jī)化合物一般有兩種分類方法：根據(jù)分子中碳原子的子中碳原子的連接方式連接方式(碳鏈的骨架碳鏈的骨架)；根據(jù)決；根據(jù)決定分子主要化學(xué)性質(zhì)的特殊原子或基團(tuán)定分子主要化學(xué)性質(zhì)的特殊原子或基團(tuán)(稱為稱為官能團(tuán)官能團(tuán)或功能基或功能基)。(

12、一一) 根據(jù)官能團(tuán)分類根據(jù)官能團(tuán)分類 Page 211 表表92(二二) 根據(jù)碳鏈骨架分類根據(jù)碳鏈骨架分類1開鏈化合物開鏈化合物(脂肪族化合物脂肪族化合物)CH3CH2CHCH2CH3CH2CH2CH3 丁烷丁烷 1-丁烯丁烯 2碳環(huán)化合物碳環(huán)化合物 (1) 脂環(huán)族化合物脂環(huán)族化合物 (2) 芳香族化合物芳香族化合物 CH3苯苯 甲苯甲苯 萘萘 聯(lián)苯聯(lián)苯 1,3-環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯 環(huán)己烷環(huán)己烷ON 呋呋 喃喃 吡吡 啶啶3雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物五、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的基本類型與反應(yīng)中間體五、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的基本類型與反應(yīng)中間體 (homolysis)A能 量碳游離基均裂：A能 量碳正離子異裂：AA能 量

13、碳負(fù)離子A或CCCCCAC(heterlysis)共價(jià)鍵斷裂后生成的共價(jià)鍵斷裂后生成的碳正離子碳正離子、碳負(fù)離子碳負(fù)離子和和碳碳游離基游離基等都非?；顫姡环€(wěn)定，它們的平均壽等都非常活潑，不穩(wěn)定，它們的平均壽命大多很短促，只能作為反應(yīng)的命大多很短促，只能作為反應(yīng)的中間體中間體。 取代反應(yīng)取代反應(yīng) 加成反應(yīng)加成反應(yīng) 消除反應(yīng)消除反應(yīng) 聚合反應(yīng)聚合反應(yīng) 重排反應(yīng)重排反應(yīng) （二）（二） 根據(jù)反應(yīng)物和生成物的組成和結(jié)構(gòu)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的組成和結(jié)構(gòu)一、判斷題一、判斷題1鍵的極性大小主要取決于成鍵原子的電負(fù)性鍵的極性大小主要取決于成鍵原子的電負(fù)性之差。之差。2有機(jī)化合物分子中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的主要結(jié)構(gòu)有機(jī)化

14、合物分子中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的主要結(jié)構(gòu)部位是官能團(tuán)。部位是官能團(tuán)。3CX鍵的極性大小順序?yàn)椋烘I的極性大小順序?yàn)椋篊FCClCBrCI；而極化性的大小順序?yàn)?；而極化性的大小順序?yàn)镃I CBrCClCF 4CCl鍵具有強(qiáng)的極性，因此鍵具有強(qiáng)的極性，因此CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和和CCl4的極性應(yīng)該依次增強(qiáng)。的極性應(yīng)該依次增強(qiáng)。5氯原子即氯游離基。氯原子即氯游離基。 6同分異構(gòu)現(xiàn)象只能在有機(jī)化合物之間出現(xiàn)，不同分異構(gòu)現(xiàn)象只能在有機(jī)化合物之間出現(xiàn)，不能在無機(jī)化合物和有機(jī)化合物之間出現(xiàn)。能在無機(jī)化合物和有機(jī)化合物之間出現(xiàn)。7sp3雜化軌道的空間構(gòu)型是正四面體，其分子鍵雜化軌道的空間構(gòu)型是正四面體，

15、其分子鍵角為角為10928。8鍵的偶極矩越大，鍵的極性越大，分子的極性鍵的偶極矩越大，鍵的極性越大，分子的極性也越大。也越大。9. 共價(jià)鍵斷裂的基本方式有兩種共價(jià)鍵斷裂的基本方式有兩種(均裂和異裂均裂和異裂)，因，因此與之對應(yīng)的反應(yīng)類型也只有兩種此與之對應(yīng)的反應(yīng)類型也只有兩種(自由基反應(yīng)和自由基反應(yīng)和離子型反應(yīng)離子型反應(yīng))。10無機(jī)化學(xué)中的離子反應(yīng)與有機(jī)化學(xué)中的離子無機(jī)化學(xué)中的離子反應(yīng)與有機(jī)化學(xué)中的離子型反應(yīng)完全相同。型反應(yīng)完全相同。11自由基屬于親核試劑。自由基屬于親核試劑。12當(dāng)一個(gè)無機(jī)分子與一個(gè)有機(jī)分子發(fā)生反應(yīng)時(shí)，當(dāng)一個(gè)無機(jī)分子與一個(gè)有機(jī)分子發(fā)生反應(yīng)時(shí)，通常把無機(jī)分子稱為通常把無機(jī)分子稱

16、為(進(jìn)攻進(jìn)攻)試劑。試劑。二、二、A型多選題型多選題1大多數(shù)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)中，都是以：大多數(shù)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)中，都是以：A. 配位鍵結(jié)合配位鍵結(jié)合 B. 共價(jià)鍵結(jié)合共價(jià)鍵結(jié)合 C. 離子鍵結(jié)合離子鍵結(jié)合 D. 氫鍵結(jié)合氫鍵結(jié)合 E. 非極性鍵結(jié)合非極性鍵結(jié)合2下列物質(zhì)中屬于親電試劑的是：下列物質(zhì)中屬于親電試劑的是：CH3OH B. NH3 C. OH D. CH3CH2O E. Br23下列基團(tuán)中屬于自由基的是：下列基團(tuán)中屬于自由基的是：(CH3)3C B. (CH3)3C+ C. (CH3)3C A. D. C6H5 E. Br4碳原子的雜化軌道，其能量：碳原子的雜化軌道，其能量：A. 低于低于2s軌道軌道 B. 等于等于2s軌道軌道 C. 高于高于2p軌道軌道 D. 等于等于2p軌道軌道 E. 高于高于2s軌道而低