認識有機化合物完整課件

認識有機化合物完整課件目錄contents有機化合物概述烴類化合物醇、酚、醚類化合物醛、酮、羧酸類化合物含氮有機化合物雜環(huán)有機化合物和生物堿有機合成與反應(yīng)機理探討01有機化合物概述有機化合物是含碳元素的化合物，除一氧化碳、二氧化碳、碳酸和碳酸鹽等例外，大多數(shù)有機化合物分子中含有碳-氫鍵。定義有機化合物種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性質(zhì)各異；大多數(shù)有機化合物具有可燃性、難溶于水、易溶于有機溶劑、受熱易分解等通性。特點有機化合物定義與特點按照碳骨架分類，有機化合物可分為鏈狀化合物和環(huán)狀化合物；按照官能團分類，可分為烴和烴的衍生物。有機化合物的命名遵循一定的規(guī)則和原則，包括選取主鏈、編號、寫出名稱等步驟。常見的命名法有普通命名法、系統(tǒng)命名法和衍生命名法等。有機化合物分類及命名命名分類

有機化合物在自然界中分布在自然界中的存在形式有機化合物廣泛存在于自然界中，包括植物、動物、微生物等生物體內(nèi)以及石油、天然氣、煤炭等礦物資源中。生物體內(nèi)的有機化合物生物體內(nèi)的有機化合物包括蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等，它們是維持生命活動所必需的物質(zhì)。礦物資源中的有機化合物石油、天然氣等礦物資源中含有豐富的有機化合物，這些化合物是化工原料的重要來源。02烴類化合物碳原子間以單鍵相連，其余價鍵被氫原子飽和。結(jié)構(gòu)特點隨分子中碳原子數(shù)的增加，沸點、熔點逐漸升高，密度逐漸增大。物理性質(zhì)相對穩(wěn)定，主要發(fā)生取代反應(yīng)，如鹵代、硝化等?；瘜W(xué)性質(zhì)烷烴結(jié)構(gòu)與性質(zhì)含有一個或多個碳碳雙鍵。結(jié)構(gòu)特點物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)隨分子中碳原子數(shù)的增加，沸點、熔點逐漸升高，密度逐漸增大。較為活潑，可發(fā)生加成、氧化、聚合等反應(yīng)。030201烯烴結(jié)構(gòu)與性質(zhì)含有一個或多個碳碳三鍵。結(jié)構(gòu)特點隨分子中碳原子數(shù)的增加，沸點、熔點逐漸升高，密度逐漸增大。物理性質(zhì)較為活潑，可發(fā)生加成、氧化、聚合等反應(yīng)，且反應(yīng)活性比烯烴更高。化學(xué)性質(zhì)炔烴結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物理性質(zhì)具有特殊的芳香氣味，沸點、熔點較高，密度較大。結(jié)構(gòu)特點含有苯環(huán)或其他芳香環(huán)系的烴類化合物。化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，可發(fā)生取代、加成等反應(yīng)，其中取代反應(yīng)為主要反應(yīng)類型。芳香烴結(jié)構(gòu)與性質(zhì)03醇、酚、醚類化合物結(jié)構(gòu)特點01醇類化合物分子中含有羥基（-OH），與碳原子相連形成醇基。根據(jù)羥基所連碳原子的不同，可分為伯醇、仲醇和叔醇。物理性質(zhì)02低級醇具有無色、透明、易揮發(fā)、易燃等性質(zhì)，隨著相對分子質(zhì)量的增加，高級醇逐漸變?yōu)楣腆w，揮發(fā)性降低?；瘜W(xué)性質(zhì)03醇類化合物具有氧化、酯化、脫水等反應(yīng)活性。例如，乙醇可與氧氣反應(yīng)生成乙醛或乙酸；與羧酸反應(yīng)生成酯；在強熱或催化劑作用下可發(fā)生分子內(nèi)脫水生成烯烴。醇類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)結(jié)構(gòu)特點酚類化合物分子中含有苯環(huán)和羥基，羥基直接連在苯環(huán)上。根據(jù)羥基數(shù)量可分為一元酚和多元酚。物理性質(zhì)大多數(shù)酚類化合物為無色或淡黃色晶體或液體，具有特殊的氣味。酚類化合物在水中溶解度不大，易溶于有機溶劑。化學(xué)性質(zhì)酚類化合物具有氧化、取代、縮合等反應(yīng)活性。例如，苯酚可被氧化為苯醌；在鐵鹽催化下可與鹵素發(fā)生取代反應(yīng)；與甲醛在酸性條件下可發(fā)生縮合反應(yīng)生成酚醛樹脂。酚類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)醚類化合物分子中含有醚鍵（-O-），連接兩個烴基。根據(jù)烴基的不同可分為單醚、混醚和多醚等。大多數(shù)醚類化合物為無色透明液體，具有特殊的氣味。醚類化合物在水中溶解度較小，易溶于有機溶劑。醚類化合物相對穩(wěn)定，不易被氧化。在一定條件下可發(fā)生裂解反應(yīng)、醇解反應(yīng)和氨解反應(yīng)等。例如，乙醚在強酸作用下可發(fā)生裂解反應(yīng)生成乙醇和乙烯；與醇在酸性條件下可發(fā)生醇解反應(yīng)生成新的醇和醚；與氨或胺在加熱條件下可發(fā)生氨解反應(yīng)生成醇和胺。結(jié)構(gòu)特點物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)醚類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)04醛、酮、羧酸類化合物03化學(xué)性質(zhì)具有還原性，可被氧化為羧酸；與銀氨溶液反應(yīng)可生成銀鏡；與新制氫氧化銅反應(yīng)可生成磚紅色沉淀。01結(jié)構(gòu)特點醛基(-CHO)與烴基相連，通式為R-CHO。02物理性質(zhì)低級醛為無色液體或氣體，具有刺激性氣味；高級醛為固體，不溶于水。醛類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)結(jié)構(gòu)特點羰基(C=O)與兩個烴基相連，通式為R-CO-R'。物理性質(zhì)低級酮為無色液體，具有特殊氣味；高級酮為固體，不溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)具有還原性，但比醛類難氧化；在酸性條件下可發(fā)生縮合反應(yīng)；可與氫氰酸發(fā)生加成反應(yīng)。酮類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)羧基(-COOH)與烴基相連，通式為R-COOH。結(jié)構(gòu)特點低級羧酸為無色液體，具有刺激性氣味；高級羧酸為固體，不溶于水。物理性質(zhì)具有酸性，可與堿反應(yīng)生成鹽和水；可發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯和水；可與醇發(fā)生縮合反應(yīng)生成酯和醚。化學(xué)性質(zhì)羧酸類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)05含氮有機化合物123胺類化合物是指分子中含有氨基（-NH2）的有機化合物，根據(jù)氨基所連烴基的不同，可分為脂肪胺和芳香胺。胺類化合物的結(jié)構(gòu)特點低級胺具有刺激性氣味，易溶于水，高級胺無氣味，難溶于水。胺的沸點比相對分子質(zhì)量相近的烴高，但比醇或羧酸低。胺類化合物的物理性質(zhì)胺具有堿性，能與酸反應(yīng)生成鹽；能被氧化成醛、酮或羧酸；能與羧酸或其衍生物發(fā)生縮合反應(yīng)。胺類化合物的化學(xué)性質(zhì)胺類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)硝基化合物的物理性質(zhì)硝基化合物多為黃色或棕色油狀液體，具有苦杏仁味，難溶于水，易溶于有機溶劑。硝基化合物的化學(xué)性質(zhì)硝基化合物具有氧化性，能被還原成胺；能與堿反應(yīng)生成鹽；能與醇發(fā)生酯化反應(yīng)。硝基化合物的結(jié)構(gòu)特點硝基化合物是指分子中含有硝基（-NO2）的有機化合物，硝基是一個強吸電子基團，能使苯環(huán)上的氫原子變得比較活潑。硝基化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)重氮和偶氮化合物重氮和偶氮化合物在染料、顏料、橡膠、塑料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。例如，偶氮染料可用于棉、麻、絲等天然纖維的染色；重氮鹽可用于合成橡膠的硫化促進劑。重氮和偶氮化合物的應(yīng)用重氮化合物是指分子中含有重氮基（-N=N-）的有機化合物。重氮鹽在酸性條件下不穩(wěn)定，易放出氮氣。重氮化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)偶氮化合物是指分子中含有偶氮基（-N=N-）的有機化合物。偶氮染料是一類重要的偶氮化合物，具有顏色鮮艷、色譜齊全、染色牢度好等優(yōu)點。偶氮化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)06雜環(huán)有機化合物和生物堿分類方法根據(jù)雜原子的種類和數(shù)量，可分為單雜環(huán)和多雜環(huán)化合物；根據(jù)環(huán)的大小，可分為小環(huán)、中環(huán)和大環(huán)化合物。常見雜環(huán)類型吡啶、嘧啶、吡嗪、吡咯、噻吩、呋喃等。雜環(huán)有機化合物定義含有雜原子的環(huán)狀有機化合物，雜原子通常為氮、氧、硫等。雜環(huán)有機化合物概述及分類常見雜環(huán)有機化合物舉例如煙堿、尼古丁等，具有生物活性，可作為藥物或農(nóng)藥的原料。如胞嘧啶、尿嘧啶等，是構(gòu)成核酸的重要成分。如吡嗪酰胺，具有抗結(jié)核菌作用，用于治療結(jié)核病。如葉綠素，是植物進行光合作用的重要色素。吡啶類化合物嘧啶類化合物吡嗪類化合物吡咯類化合物一類含氮的堿性有機化合物，在植物中廣泛存在，具有多種生物活性。生物堿定義生物堿具有多種生理作用，如興奮或抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)、鎮(zhèn)痛、抗炎、抗菌等。一些生物堿還具有抗癌、抗病毒等活性。生理活性如嗎啡、可待因等具有鎮(zhèn)痛作用；阿托品具有散瞳作用；奎寧具有抗瘧作用等。常見生物堿舉例生物堿簡介及其生理活性07有機合成與反應(yīng)機理探討利用基本有機化學(xué)反應(yīng)，如取代、加成、消除、重排等，通過逐步構(gòu)建碳骨架和引入官能團，合成目標化合物。經(jīng)典有機合成法利用金屬有機化合物作為催化劑或中間體，實現(xiàn)高效、高選擇性的有機合成。金屬有機化學(xué)合成法借鑒生物體內(nèi)的合成途徑，利用酶催化等生物技術(shù)手段進行有機合成。生物合成法注重環(huán)保和可持續(xù)性，采用低毒、低污染的合成方法和原料，減少廢棄物排放。綠色合成法有機合成方法簡介010203SN1反應(yīng)機理單分子親核取代反應(yīng)，反應(yīng)分兩步進行，首先是底物分子中的離去基團離去，形成碳正離子中間體，然后是親核試劑進攻碳正離子，完成取代過程。該反應(yīng)速率與親核試劑濃度成正比，而與底物濃度無關(guān)。SN2反應(yīng)機理雙分子親核取代反應(yīng)，反應(yīng)中親核試劑同時進攻底物分子中的中心碳原子，并將離去基團擠出，完成取代過程。該反應(yīng)速率與底物和親核試劑的濃度均有關(guān)。SN1和SN2反應(yīng)的比較SN1反應(yīng)中底物先離解為碳正離子，因此受底物結(jié)構(gòu)影響較大，而SN2反應(yīng)中親核試劑直接進攻底物中心碳原子，受底物結(jié)構(gòu)影響較小。此外，SN1反應(yīng)速率受溶劑影響較大，而SN2反應(yīng)速率受溶劑影響較小。反應(yīng)機理探討：SN1和SN2反應(yīng)要點三E1反應(yīng)機理單分子消除反應(yīng)，反應(yīng)分兩步進行，首先是底物分子中的離去基團離去，形成碳正離子中間體，然后是相鄰碳原子上的氫原子以質(zhì)子的形式離去，完成消除過程。該反應(yīng)速率與底物濃度和溫度有關(guān)。要點一要點二E2反應(yīng)機理雙分子消除反應(yīng)，反應(yīng)中堿作為親核試劑進攻底物分子中的β-氫原子，同時離去