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化学 06 级有机化学考试题(开卷部分)

化学 06 级有机化学考试题(开卷部分). 我国石油加工企业由于产品单一,规模太小,中国加入 WTO 对我国石油加工企业冲击较大。某中型石油炼制厂现在主要产品有苯、乙烯、四碳烯烃,该厂希望用上述石油产品作为原料转产进一步生产化工产品。请你根据已学过的有机化学知识和对化工生产的初步了解,对该厂的打算提出自己的想法。有关化学反应用化学反应式表示。. 第二题. 第一题. 邻苯二酚与 3-Cl- 异丁烯(甲基烯丙基氯)为原料在酸性催化条件下以 70% 收率合成呋喃酚,请根据产物结构、反应过程分析提高产物收率的可行性途径。. 第三题.

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化学 06 级有机化学考试题(开卷部分)

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  1. 化学06级有机化学考试题(开卷部分) 我国石油加工企业由于产品单一,规模太小,中国加入WTO对我国石油加工企业冲击较大。某中型石油炼制厂现在主要产品有苯、乙烯、四碳烯烃,该厂希望用上述石油产品作为原料转产进一步生产化工产品。请你根据已学过的有机化学知识和对化工生产的初步了解,对该厂的打算提出自己的想法。有关化学反应用化学反应式表示。 第二题 第一题 邻苯二酚与3-Cl-异丁烯(甲基烯丙基氯)为原料在酸性催化条件下以70%收率合成呋喃酚,请根据产物结构、反应过程分析提高产物收率的可行性途径。 第三题 某企业投产了一条 100kt/a 精制焦化苯的生产线。请结合国家需求和你掌握的化学反应知识,为该企业提出进一步发展的规划和可行性论证。

  2. 1 绪论 1.1 有机化合物和有机化学

  3. 1.1有机化合物和有机化学 1.1.1有机化合物和有机化学(Organic Compound and Organic Chemistry) 1 绪论 1.1 有机化合物和有机化学 Organic :有机的、有生命的。Organic Compound的最初含义是指有生机之物。  魏勒(Wöhler F. 1828) 葛梅林(Gmelin L.)和凯库勒(Kekule A.):有机化合物——含碳化合物。 有机化学是研究烃及其衍生物的化学。 元素周期表中有一百多种元素,为什么把含碳化合物同其它一百多种元素的化合物分开来讨论? 数目庞大;结构、物理性质及其化学性质区别

  4. 1 绪论 1.1 有机化合物和有机化学 结构上: 共价键;范德华力;分子结构复杂. 性质上: 易燃烧;易分解;熔点低;在水中的溶解度小;化学反应速度较慢;反应产物复杂. 1.1.3 同系列与同分异构现象 同系列:具有一个分子结构通式,结构相似,化学性质也相似,物理性质随着碳原子数的增加而有规律地变化的化合物系列,叫同系列. 同系列中的化合物互称为同系物. 系列差:在同系列化合物中,相邻两个同系物之间的结构式相差一个结构单元,而不相邻的同系物中,结构相差该结构单元的整数倍(例如在烷烃中,结构单元是CH2),这个结构单元叫系列差. 同分异构现象:分子式相同而结构相异,因而其性质也各异的不同化合物,称为同分异构体.这种现象叫同分异构现象. 1.1.2 有机化合物的特点

  5. 1 绪论 1.1 有机化合物和有机化学 1.1.4 有机化学的研究内容和任务 研究内容 天然产物的研究 有机化合物的结构测定 有机合成 反应机理的研究 有机化学的任务 在人们认识自然,改造自然的过程中发挥有机化学的作用

  6. 1 绪论 1.1 有机化合物和有机化学 1.1.5 研究有机化合物的一般步骤 1.已知化合物研究 按文献方法合成后,进行元素分析,并测定物理常数和光谱数据,与文献资料对比. 2.未知化合物研究 分离提纯------纯度检验-----分子式确定-----结构确定 分离提纯的方法:重结晶;升华;蒸馏;精馏;层析; 纯度检验的方法:测物理常数;薄层层析; 分子式确定包括:定性分析(含哪些元素);定量分析(求结构简式);分子量测定; 结构测定主要是测定分子的构造和构型.测定结构的方法有化学法(合成法)和物理法.

  7. 1 绪论 1.2 有机化合物结构和分类 1.2.1 有机化合物中的共价键 1.2.1.1 成键方式 两个碳原子之间可以形成C-C; C=C; C≡C三种化学键 碳原子轨道杂化过程

  8. 1 绪论 1.2 有机化合物结构和分类 1.2.1 有机化合物中的共价键 1.2.1.1 成键方式 两个碳原子之间可以形成C-C; C=C; C≡C三种化学键 碳原子三种杂化态特性

  9. 1 绪论 1.2 有机化合物的结构和分类 1.2.1 有机化合物中的共价键 1.2.1.2 共价键性质 1 键长成键原子之间的核间距离.单位为nm(10-7m). 碳碳键长: CC > CC > CC CH键长: CCH > CCH > CCH 2 键角分子中某一原子与另外两个原子形成的两个共价键在空间所夹的角度称为键角. 键角反映了分子的空间构型。键角的大小也随分子结构的不同而有所区别。 3 键能气态时原子A与B结合成气态A-B分子所放出的能量,或者是气态的A-B分子离解成气态的A和B原子所吸收的能量.(单位:kJ/mol). 反应热H = ∑破裂键键能- ∑生成键键能 对多原子分子,键能是指分子中同一类共价键离解能的平均值。键能与离解能在数值上不一定相同。

  10. 1 绪论 1.2 有机化合物的结构和分类 1.2.1 有机化合物中的共价键 1.2.1.2 共价键性质 4 偶极距(键的偶极距; 分子的偶极距) 衡量化学键和分子极性的物理量. 键的偶极距:两个电负性不同的原子所组成的极性键的正电荷(负电荷) 中心的电荷q与两电荷中心之间的距离d的乘积.  = q x d (单位:D) 1D = 10-18 e.s.u(电子静电单位). 分子的偶极距:分子中各个化学键偶极距(键距)的向量和.

  11. 1 绪论 1.2 有机化合物的结构和分类 1.2.1 有机化合物中的共价键 1.2.1.2 共价键性质 5 诱导效应 由原子的电负性不同所引起的极性效应,通过化学键传递到分子的其它部分,这种作用称为诱导效应(inductive effect)。常用“I”表示 。 • ●诱导效应通过化学键传递时,随着传递的化学键增多,诱导效应迅速减弱。 • ●诱导效应是一种永久效应,它影响化合物的分子极性。 • ●诱导效应的比较标准是氢原子。 • 给电子效应:用“+I”表示;吸电子基效应:用“-I”表示。

  12. 1 绪论 1.2 有机化合物的结构和分类 1.2.1 有机化合物中的共价键 1.2.1.3 共价键的断裂

  13. 1 绪论 1.2 有机化合物的结构和分类 1.2.2 有机化合物分子结构与性能 1.2.2.1 分子结构与物理性质 分子结构与一些物理性质的关系

  14. 1 绪论 1.2 有机化合物的结构和分类 1.2.2 有机化合物分子结构与性能 1.2.2.2 分子结构与化学反应 化学性能是指化合物进行化学反应的能力。 有机化合物的化学反应性能与化合物分子结构有关。 化合物分子中电荷相对集中 化学键极性较大以及局部空间拥挤过度 1.2.2.3 影响化学反应活性的因素 影响因素: 底物(反应物)的结构和特性; 进攻试剂的性质; 反应环境条件(温度,压强,溶剂,反应时间)

  15. 1 绪论 1.2 有机化合物的结构和分类 1.2.3 有机化学中的官能团和有机化合物的分类 1.2.3.1 有机化合物中的官能团 官能团 指有机化合物分子中容易起化学反应的一些原子或原子团。 官能团决定化合物的主要性质; 含相同官能团的化合物具有相似的物理和化学性质。 1.2.3.2 有机化合物的分类 按碳链结合方式分类; 按官能团分类。

  16. 化合物类别 化合物类别 化合物类别 化合物类别 官能团 官能团 官能团 官能团 官能团名称 官能团名称 官能团名称 官能团名称 实 例 实 例 实 例 实例 烷烃 烷烃 烷烃 C—C C—C C—C 碳-碳单键 碳-碳单键 碳-碳单键 CH3CH3乙烷 CH3CH3乙烷 CH3CH3乙烷 烷烃 C-C 单键 CH3CH3乙烷 烯烃 烯烃 烯烃 C=C C=C C=C 碳-碳双键 碳-碳双键 碳-碳双键 CH2=CH2乙烯 CH2=CH2乙烯 CH2=CH2乙烯 烯烃 C=C 双键 CH2=CH2乙烯 炔烃 炔烃 炔烃 C≡C C≡C C≡C 碳-碳叁键 碳-碳叁键 碳-碳叁键 CH≡CH 乙炔 CH≡CH 乙炔 CH≡CH 乙炔 炔烃 C≡C 叁键 CH≡CH 乙炔 卤代烃 卤代烃 卤代烃 F,Cl,Br,I F,Cl,Br,I F,Cl,Br,I 卤素 卤素 卤素 CH2Cl2二氯甲烷 CH2Cl2二氯甲烷 CH2Cl2二氯甲烷 卤代烃 F,Cl,Br,I 卤素 CH2Cl2二氯甲烷 芳烃 芳烃 芳烃 苯环,萘环 (芳环) 苯环,萘环 (芳环) 苯环,萘环 (芳环) C6H6,C10H8苯,萘 C6H6,C10H8苯,萘 C6H6,C10H8苯,萘 芳烃 C6H5-,C10H7- 苯环,萘环 C6H6,C10H8苯,萘 醇 -OH 羟基 C2H5OH 乙醇 醇 醇 醇 —OH —OH —OH 羟基 羟基 羟基 C2H5OH 乙醇 C2H5OH 乙醇 C2H5OH 乙醇 酚 -OH,Ar- 羟基,芳基 C6H5OH 苯酚 酚 酚 酚 —OH,Ar— —OH,Ar— —OH,Ar— 羟基,芳基 羟基,芳基 羟基,芳基 C6H5OH 苯酚 C6H5OH 苯酚 C6H5OH 苯酚 醚 COC 醚键 C2H5OC2H5乙醚 醚 醚 醚 C-O-C C-O-C C-O-C 醚键 醚键 醚键 C2H5OC2H5乙醚 C2H5OC2H5乙醚 C2H5OC2H5乙醚 醛 -CHO 甲酰基(醛基) CH3CHO 乙醛 醛 醛 醛 —CHO —CHO —CHO 甲酰基(醛基) 甲酰基(醛基) 甲酰基(醛基) CH3CHO 乙醛 CH3CHO 乙醛 CH3CHO 乙醛 酮 CO 羰基(酮基) CH3COCH3丙酮 酮 酮 酮 -CO- -CO- -CO- 羰基(酮基) 羰基(酮基) 羰基(酮基) CH3COCH3丙酮 CH3COCH3丙酮 CH3COCH3丙酮 羧酸 -COOH 羧基 CH3COOH 乙酸 羧酸 羧酸 羧酸 —COOH —COOH —COOH 羧基 羧基 羧基 CH3COOH 乙酸 CH3COOH 乙酸 CH3COOH 乙酸 酯 -COOR 酯基 CH3COOCH2CH3乙酸乙酯 酯 酯 酯 —COOR —COOR —COOR 酯基 酯基 酯基 CH3COOCH2CH3乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3乙酸乙酯 硝基化合物 -NO2 硝基 CH3NO2硝基甲烷 腈 腈 腈 —C≡N —C≡N —C≡N 氰基 氰基 氰基 CH3CN 乙腈 CH3CN 乙腈 CH3CN 乙腈 硝基化合物 胺 硝基化合物 硝基化合物 -NH2 -NHR —NO2 —NO2 —NO2 氨基胺基 硝基 硝基 硝基 CH3NO2硝基甲烷 CH3NO2硝基甲烷 CH3NO2硝基甲烷 C6H5NH2 苯胺 (CH3)2NH 二甲胺 胺 胺 胺 —NH2 —NHR —NH2 —NHR —NH2 —NHR 氨基 胺基 氨基 胺基 氨基 胺基 C6H5NH2苯胺 (CH3)2NH 二甲胺 C6H5NH2苯胺 (CH3)2NH 二甲胺 C6H5NH2苯胺 (CH3)2NH 二甲胺 偶氮化合物 -NN- 偶氮基 C6H5NNC6H5偶氮苯 偶氮化合物 偶氮化合物 偶氮化合物 —N=N— —N=N— —N=N— 偶氮基 偶氮基 偶氮基 C6H5N=NC6H5偶氮苯 C6H5N=NC6H5偶氮苯 C6H5N=NC6H5偶氮苯 重氮化合物 -NN- 重氮基 C6H5NNCl 氯化重氮苯 重氮化合物 重氮化合物 重氮化合物 —N≡N+X- —N≡N+X- —N≡N+X- 重氮基 重氮基 重氮基 C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯 C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯 C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯 硫醇 -SH 巯基 C2H5SH 乙硫醇 硫醇 硫醇 硫醇 —SH —SH —SH 巯基 巯基 巯基 C2H5SH 乙硫醇 C2H5SH 乙硫醇 C2H5SH 乙硫醇 磺酸 -SO3H 磺酸基 C6H5SO3H 苯磺酸 磺酸 磺酸 磺酸 —SO3H —SO3H —SO3H 磺酸基 磺酸基 磺酸基 C6H5SO3H 苯磺酸 C6H5SO3H 苯磺酸 C6H5SO3H 苯磺酸 氨基酸 -NH2 -COOH 胺基,羧基 H2NCHCOOH 甘氨酸 氨基酸 氨基酸 氨基酸 —NH2 —COOH —NH2 —COOH —NH2 —COOH 氨基,羧基 氨基,羧基 氨基,羧基 H2NCH2COOH 甘氨酸 H2NCH2COOH 甘氨酸 H2NCH2COOH 甘氨酸 糖 -OH, -CO- 羟基,羰基 CH2OHCHOHCHO 甘油醛 糖 糖 糖 —OH, —CO— —OH, —CO— —OH, —CO— 羟基,羰基 羟基,羰基 羟基,羰基 CH2OHCHOHCHO 甘油醛 CH2OHCHOHCHO 甘油醛 CH2OHCHOHCHO 甘油醛 杂环化合物 含杂原子环状物 呋喃,吡咯,吡啶 含杂原子环状物 含杂原子环状物 含杂原子环状物 吡咯 呋喃 噻吩 吡咯 呋喃 噻吩 吡咯 呋喃 噻吩 重要官能团及化合物分类 杂环化合物 杂环化合物 杂环化合物

  17. 1 绪论 1.2 有机化合物的结构和分类 1.2.3 有机化学中的官能团和有机化合物的分类 1.2.3.3 有机化合物构造式的表示方法 构造式:表示有机化合物分子中原子的排列次序和成键方式的结构表达式 (CH3)2CHCH2COOH 结构简式 电子式 蛛网式 键线式

  18. 1 绪论 1.3 有机化合物的命名原则 1.3.1 有机化合物的系统命名法 1.3.1.1 命名步骤 1 根据化合物中所含官能团的情况,确定母体. 2 选取含母体官能团的最长碳链作为主链 3 主链碳原子上其它支链全部作为取代基 4 用文字表达命名

  19. 1 绪论 1.3 有机化合物的命名原则 1.3.1 有机化合物的系统命名法 母体选择顺序(排在前面的优先)为: -+NR3(铵) -COOH(羧酸) -SO3H(磺酸) -COOR(酯) -COX(酰卤) -CONH2(酰胺) -CN(腈) -CHO(醛) -COR(酮) -OH(醇,酚) -NH2 (胺) -R(烷基) -OR(烷氧基) 按上述顺序排在前面的官能团为母体,排在后面的为取代基。 编号原则: 从离母体官能团最近的一端开始,对主链碳原子进行编号并用阿拉伯数字标示。 当具有相同长度的碳链可作为主链时,应选择具有支链最多的碳链作为主链。当主链长度和支链数目相同时,应遵循最低系列原则: 逐个比较两种编号法中表示取代基位置的数字,最先遇到取代基位置较小者,定为最低系列。 取代基有官能团基,烃基,芳基等.烃基和芳基分别是相应的烷(烯,炔)烃和芳烃去掉一个氢原子后所剩余的部分,分别称为某基.

  20. 中文名称 中文名称 中文名称 化合物类别 化合物类别 化合物类别 化学式 化学式 化学式 官能团 官能团 官能团 英文代号 官能团名称 官能团名称 官能团名称 英 文 英 文 中文名称 中文名称 中文名称 实 例 实 例 实 例 化学式 化学式 化学式 英文代号 英 文 英 文 烷烃 烷烃 烷烃 C—C C—C C—C 碳-碳单键 碳-碳单键 碳-碳单键 CH3CH3乙烷 CH3CH3乙烷 CH3CH3乙烷 甲基 甲基 甲基 CH3— CH3— CH3- Methyl Methyl Methyl 乙基 乙基 乙基 CH3CH2- CH3CH2— CH3CH2— Ethyl Ethyl Ethyl 烯烃 烯烃 烯烃 C=C C=C C=C 碳-碳双键 碳-碳双键 碳-碳双键 CH2=CH2乙烯 CH2=CH2乙烯 CH2=CH2乙烯 丙基 丙基 丙基 CH3CH2CH2— CH3CH2CH2— CH3CH2CH2- n-Propyl n-Propyl n-Propyl 异丙基 异丙基 异丙基 (CH3)2CH- (CH3)2CH— (CH3)2CH— i-Propyl i-Propyl i-Propyl 炔烃 炔烃 炔烃 C≡C C≡C C≡C 碳-碳叁键 碳-碳叁键 碳-碳叁键 CH≡CH 乙炔 CH≡CH 乙炔 CH≡CH 乙炔 丁基 CH3CH2CH2CH2- n-Butyl 异丁基 (CH3)2CHCH2- i-Butyl 丁基 丁基 CH3CH2CH2CH2— CH3CH2CH2CH2— n-Butyl n-Butyl 异丁基 异丁基 (CH3)2CHCH2— (CH3)2CHCH2— i-Butyl i-Butyl 卤代烃 卤代烃 卤代烃 F,Cl,Br,I F,Cl,Br,I F,Cl,Br,I 卤素 卤素 卤素 CH2Cl2二氯甲烷 CH2Cl2二氯甲烷 CH2Cl2二氯甲烷 叔丁基 (CH3)3C- t-Butyl 仲丁基 CH3CH2(CH3)C- s-Butyl 叔丁基 叔丁基 (CH3)3C— (CH3)3C— t-Butyl t-Butyl 仲丁基 仲丁基 CH3CH2(CH3)CH— CH3CH2(CH3)CH— s-Butyl s-Butyl 芳烃 芳烃 芳烃 苯环,萘环 (芳环) 苯环,萘环 (芳环) 苯环,萘环 (芳环) C6H6,C10H8苯,萘 C6H6,C10H8苯,萘 C6H6,C10H8苯,萘 戊基 戊基 戊基 CH3CH2CH2CH2CH2— CH3CH2CH2CH2CH2— CH3CH2CH2CH2CH2 n-amyl pentyl pentyl 乙烯基 乙烯基 乙烯基 CH2=CH- CH2=CH— CH2=CH— vinyl vinyl vinyl 醇 醇 烯丙基 烯丙基 醇 H2C=CHCH2— H2C=CHCH2— —OH —OH —OH 羟基 羟基 羟基 allyl allyl 丙烯基 丙烯基 C2H5OH 乙醇 C2H5OH 乙醇 C2H5OH 乙醇 CH3CH=CH— CH3CH=CH— propenal propenal 烯丙基 CH2=CHCH2- allyl 丙烯基 CH3CH=CH- propenal 酚 酚 酚 —OH,Ar— —OH,Ar— —OH,Ar— 羟基,芳基 羟基,芳基 羟基,芳基 C6H5OH 苯酚 C6H5OH 苯酚 C6H5OH 苯酚 苯基 苯基 苯基 C6H5— C6H5— C6H5- Phenyl Phenyl Phenyl 芳基 芳基 芳基 Ar- Aryl Aryl 醚 醚 醚 C-O-C C-O-C C-O-C 醚键 醚键 醚键 C2H5OC2H5乙醚 C2H5OC2H5乙醚 C2H5OC2H5乙醚 羟基 羟基 HO- HO- hydroxy hydroxy 甲酰基 甲酰基 formyl formyl 醛 醛 醛 —CHO —CHO —CHO 甲酰基(醛基) 甲酰基(醛基) 甲酰基(醛基) CH3CHO 乙醛 CH3CHO 乙醛 CH3CHO 乙醛 酮 酮 酮 -CO- -CO- -CO- 羰基(酮基) 羰基(酮基) 羰基(酮基) CH3COCH3丙酮 CH3COCH3丙酮 CH3COCH3丙酮 羧酸 羧酸 羧酸 —COOH —COOH —COOH 羧基 羧基 羧基 CH3COOH 乙酸 CH3COOH 乙酸 CH3COOH 乙酸 酯 酯 酯 —COOR —COOR —COOR 酯基 酯基 酯基 CH3COOCH2CH3乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3乙酸乙酯 腈 腈 腈 —C≡N —C≡N —C≡N 氰基 氰基 氰基 CH3CN 乙腈 CH3CN 乙腈 CH3CN 乙腈 硝基化合物 硝基化合物 硝基化合物 —NO2 —NO2 —NO2 硝基 硝基 硝基 CH3NO2硝基甲烷 CH3NO2硝基甲烷 CH3NO2硝基甲烷 胺 胺 胺 —NH2 —NHR —NH2 —NHR —NH2 —NHR 氨基 胺基 氨基 胺基 氨基 胺基 C6H5NH2苯胺 (CH3)2NH 二甲胺 C6H5NH2苯胺 (CH3)2NH 二甲胺 C6H5NH2苯胺 (CH3)2NH 二甲胺 偶氮化合物 偶氮化合物 偶氮化合物 —N=N— —N=N— —N=N— 偶氮基 偶氮基 偶氮基 C6H5N=NC6H5偶氮苯 C6H5N=NC6H5偶氮苯 C6H5N=NC6H5偶氮苯 重氮化合物 重氮化合物 重氮化合物 —N≡N+X- —N≡N+X- —N≡N+X- 重氮基 重氮基 重氮基 C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯 C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯 C6H5N≡N+cl-氯化重氮苯 硫醇 硫醇 硫醇 —SH —SH —SH 巯基 巯基 巯基 C2H5SH 乙硫醇 C2H5SH 乙硫醇 C2H5SH 乙硫醇 磺酸 磺酸 磺酸 —SO3H —SO3H —SO3H 磺酸基 磺酸基 磺酸基 C6H5SO3H 苯磺酸 C6H5SO3H 苯磺酸 C6H5SO3H 苯磺酸 氨基酸 氨基酸 氨基酸 —NH2 —COOH —NH2 —COOH —NH2 —COOH 氨基,羧基 氨基,羧基 氨基,羧基 H2NCH2COOH 甘氨酸 H2NCH2COOH 甘氨酸 H2NCH2COOH 甘氨酸 糖 糖 糖 —OH, —CO— —OH, —CO— —OH, —CO— 羟基,羰基 羟基,羰基 羟基,羰基 CH2OHCHOHCHO 甘油醛 CH2OHCHOHCHO 甘油醛 CH2OHCHOHCHO 甘油醛 含杂原子环状物 含杂原子环状物 含杂原子环状物 吡咯 呋喃 噻吩 吡咯 呋喃 噻吩 吡咯 呋喃 噻吩 常见有机基团 杂环化合物 杂环化合物 杂环化合物

  21. 1 绪论 1.3 有机化合物的命名原则 1.3.1 有机化合物的系统命名法 1.3.1.2 化合物书写 1 书写时根据主链碳原子数目的多少进行命名。当主链碳原子数在10以内时,分别用甲,乙,丙,丁,戊,己,庚,辛,壬,癸表示;当主链碳原子数超过10时,则直接用中文数字表示。 2 母体官能团所在位置用阿拉伯数字标明,放在母体名前面.数字与母体名称用连子符连结.如果母体编号为1, 则1”字省略不写. 3 取代基书写和命名时,放在母体名称的前面。取代基与表明母体官能团位置的阿拉伯数字之间用连字符连结;取代基在主链上的位置用阿拉伯数字标明,阿拉伯数字与取代基名称用连字符连结。 4-甲基-2-戊醇 4 如果在一个主链上同时连有多个取代基,别按取代基次序逐个标明。书写时按取代基优先顺序书写。如果在主链上有多个相同取代基,可合并书写。其位置数字应分别用阿拉伯数字表明,取代基个数用中文数字标明;中文数字放在取代基名称前面。

  22. 1 绪论 1.3 有机化合物的命名原则 1.3.1 有机化合物的系统命名法 1.3.1.2 化合物书写 取代基优先顺序确定的原则:与主链相连的原子质量(原子序数)越大,排的顺序越优先;如果与主链相连的第一个原子质量相同,则逐个向下比较;如果取代基为不饱和基团,应把双键或叁键原子看作是它以单键和多个原子相连接。 取代基优先顺序如下: -H, -D, -CH3, -CH2CH3, -CH2CH2CH3, -CH2(CH2)2CH3, -CH2(CH2)3CH3, -CH2(CH2)4CH3, -CH2CH2CH(CH3)2, -CH2C(CH3)3, -CH2C6H5, -CH(CH3)2, -CH=CH2, -C(CH3)3, -CCH, -C6H5, -CH2OH, -CHROH, -CR2OH, -CHO, -COR, -COOR, -COCl, -CCl3, -NH2, -NHR, -NHCOR, -NR2, -NO2, -OH, -OR, -OOCR, -F, -SH, -SR, -SO2R, -Cl, -Br, -I.

  23. 1 绪论 1.3 有机化合物的命名原则 1.2.5 有机化合物的其它命名法 1.2.5.1 习惯命名法 1.2.5.2 衍生命名法 1.2.5.3 音译法

  24. 1 绪论 1.3 有机化合物的命名原则 用系统命名法命名下列化合物

  25. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.1 紫外光谱 紫外-可见光谱是测定有机化合物中重键(双键,叁键)结构的重要方法。 红移:吸收峰向波长增加方向移动 蓝移:吸收峰向波长减少方向移动。

  26. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.1 紫外光谱 max最大吸收波长 max 摩尔消光系数 λmax(苯):238(ε,11800);345(115);416(153780)nm。 发色团:在近紫外光谱及可见光谱(200-800nm)范围内出现吸收带的结构系统。 常见的发色团有: 助色团:在200-400nm没有吸收带,但当与发色团相连时,使发色团的最大吸收峰向长波方向移动(能量降低),并使吸收程度增加,这种官能团叫助色团。 通常有—OH,—OR, —NH2,—SH, —SR, —X等。

  27. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.1 紫外光谱 共轭效应:增加max和max 例1:将下列紫外光谱数据与化合物结构配对 A B C a b c

  28. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.2 红外光谱 红外光谱是一种振动光谱。偶极矩的大小和方向发生改变的振动, 即分子的对称性发生改变的振动才吸收红外光而发生振动能级的改变。 折合质量 化学键键合常数K范围:单键,4-7; 双键,8-13; 叁键,12-18。

  29. 例:请比较下例键的红外光谱振动频率大小? C—C,C=C和C≡C 解答 虎克定律 查表知,键的力常数为:C-C 4.5 C=C 9.77 C≡C 12.2

  30. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.2 红外光谱 例:红外光谱吸收频率的定量关系式是虎克定律: 请比较C—C,C=C和C≡C的红外光谱振动频率大小。 解:查表知,键的力常数为:C-C 4.5 C=C 9.77 C≡C 12.2

  31. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.2 红外光谱 官能团区:3800~1350cm-1。吸收不受或很少受分子中其它部位影响。反映官能团的结构特征。 指纹区:1350cm-1以下。吸收受整个分子结构影响较大, 它反映整个分子结构特征。 vmax(KBr,cm-1):3082(m), 2963(s), 2931(s), 2865(s), 1644(m), 1464(m), 995(m), 911(s)。

  32. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.2 红外光谱 红外光谱影响因素:化学键键力常数K; 参与振动的原子或原子团质量M1和M2。影响分子键力常数的主要结构因素有:共轭效应、诱导效应、立体效应和氢键。 例如,羰基化合物中存在下面的共振结构平衡: 分析: 键力常数:(1) > (2)> (3) 有利于稳定结构式(3)的因素,将使共振结构式(3)的含量增加,羰基振动频率vC=O降低。 有利于稳定结构式(1)的因素,将使共振结构式(1)的含量增加,羰基振动频率vC=O增加。

  33. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.3 核磁共振谱(1H NMR) 1、信号的数目:质子类型 2、信号的位置:质子的电子环境 3、信号的强度:质子的个数 4、信号分裂情况:相邻质子类型及个数

  34. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.3 核磁共振谱(1H NMR) 1.4.3.1 核磁共振现象 氢原子核(质子)的自旋有两种取向:+1/2和-1/2。 在外加磁场H0中, 两个能级之差为ΔE(与外磁场相同的取向能量较低)。 ΔE与外磁场强度H0成正比: r为核常数, 称为磁旋比, h为普朗克常数。 核磁共振:若质子受到一定频率的电磁波辐射, 当辐射所提供的能量恰好等于质子两种取向的能级差ΔE时,质子就会吸收电磁辐射的能量, 从低能级跃迁到高能级。 原子序数为单数的原子核存在核磁共振现象, 例13C、19F(都有成单的核电荷)。 有机分子的质子谱图中为什么会出现不同的 1H NMR信号?

  35. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.3 核磁共振谱(NMR) 1.4.3.2 化学位移δ 质子周围的电子云形成电子环流。 在外加磁场中,电子环流形成感应磁场,要抵消一部分外加磁场的强度。 质子所感受到的磁场强度会低于外加磁场的强度。一般小于百万分之几, 即ppm。 这时, 我们说质子受到了屏蔽效应。 不同类型质子受到不同屏蔽效应。质子由于受到不同屏蔽效应而产生不同磁场强度的共振叫化学位移。化学位移的单位可以用Hz表示(频率单位) 化学位移δ的大小, 直接反映了质子周围的电子环境。

  36. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.3 核磁共振谱(NMR) 1.4.3.2 化学位移δ 化学位移δ的表示 NMR测定中, 采用与标准物质(CH3)4Si(TMS)比较的方法。 TMS的δ为0 在用Hz表示化学位移时, 必须说明核磁共振仪所用的频率。通常使用的核磁共振仪有60, 90, 100, 220, 450 MHz。 δ的大小在NMR谱图中, 由右至左逐渐增加, 与扫场的顺序相反(δ=0, 对应于高场) 化学位移值, 是有机化合物的重要物理常数。

  37. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.3 核磁共振谱(NMR) 质子周围的电子密度越大, 化学位移δ值越小。 δ值变化规律如下: (1)δ值从R-CH3 R2CH2 R3C-H依次增加。 (R连在饱和碳原子上, -I效应) (2)δ值随邻近原子电负性的增加而增加 (3)δ值随H原子与电负性基团距离的增大而减小 (4)δ值从烷基、烯基、芳基依次增加: δ值: R—C—H < CC—H < C=C—H < Ar—H

  38. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.3 核磁共振谱(NMR) 1.4.3.2 化学位移δ 1.4.3.2.2 化学位移δ的表示 C=C, CC,PhH中π电子产生感应磁场的方向: [18]轮烯:环外质子δ=8.2ppm;环内质子δ值为负值(δ=-1.99ppm)。 δ:CC—H < =C—H 〈 Ar—H 双键和苯上的H原子, 正落在感应磁场方向与外加磁场H0方向相同的区域, 这样使质子受到的屏蔽效应减小, δ值增加, 这种作用叫去屏蔽作用。

  39. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.3 核磁共振谱(NMR) 1.4.3.3 NMR谱图中峰的强度与数目 1.4.3.3.1 峰的数目代表化学不等价质子种类(氢原子种类) 判断两个质子是否是化学等价的方法是将它们分别用相同的原子Z取代, 如两个质子被取代后得到同一结构, 或者是对映异构体, 这两个质子就是化学等价质子, 化学位移相同。 Ha和Hb是化学不等价质子 CH3CH3: 6个H是化学等价质子

  40. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.3 核磁共振谱(NMR) 1.4.3.3 NMR谱图中峰的强度与数目 1.4.3.4 峰的裂分与自旋偶合 a质子对b质子的自旋偶合作用 2个b质子对a质子的自旋偶合作用

  41. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.3.4 峰的裂分与自旋偶合 裂分规律 (1)当自旋偶合的n个邻近H原子都相同时, 裂分数目为n+1, 峰的强度符合(a+b)n展开式系数关系。 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 (2)当自旋偶合的邻近H原子不相同时, 裂分的数目为(n+1)(n’+1)(n’’+1)…在(1+1)(1+1)的情况, 峰为四重峰, 例如, Cl2CHCH2CHBr2中CH2分裂成四重峰, 峰的强度相等, 对于其它情况, 峰的分裂分辨不出来, 统称为多重峰。 (3)相同的H原子之间不偶合, 例如-CH3中的H原子不相互偶合, CH3-CH3中的H原子也不偶合。

  42. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4.3.4 峰的裂分与自旋偶合 偶合常数 多重峰中两个相邻峰之间的距离叫偶合常数, 用J表示。其单位为Hz, 偶合常数反映两个质子间相互干扰的强度, 干扰越大, 偶合常数也越大。 1 相互干扰的两种质子, 其偶合常数必然相等 2 相互偶合的两组峰在图形上都是从最外面的一个峰开始逐渐向上倾斜。 3 偶合常数的大小决定于相偶合的质子间的结构关系。 1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ:12.49 (s, 1H), 10.04 (d, J = 4.7 Hz, 2H),9.50-9.55 (m, 2H),8.99 (d, J = 5.1 Hz, 2H),8.89 (d, J =5.5 Hz, 2H),8.18 (d, J = 7.0 Hz, 4H),7.82-8.05 (m, 6H),-2.33 (s, 1H),-2.43 (s, 1H)。

  43. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4. 4 质谱(MS) 1.4.4.1 原理 在离子化室有机分子受到高能电子束轰击变为带正电荷的高能分子离子: 正离子作弧形运动时, 向心力(HeV)与离心力mv2/相等 离子在电场为V的电场中经加速后,其动能与位能相等 根据检测到的信号, 就可知道碎片的质量。 根据化合物分裂成了哪些正离子碎片, 可提供有机化合物的结构信息。

  44. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4. 4 质谱(MS) 1.4.4.2 质谱图 1.4.4.3 质谱提供的信息 给出正确的分子量(分子离子峰m/e)。 根据碎片的丰度及种类,可以指出分子中有哪些结构单元存在。 根据同位素丰度, 可以计算出分子中C, Cl, Br, N等原子的数目。 给出结构式, 至少可以缩小到很少几种可能性。 质谱的作用: (a)证实两个化合物是否相同; (b)帮助确定新化合物的结构。

  45. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4. 4 质谱(MS) 1.4.4.4 应用质谱求元素组成 有机化合物中常见元素的同位素丰度 同位素13C相对12C的丰度为1.08(100-1.08)=1.092%,因此,化合物中C原子数n为:  n约为M+1峰相对M的丰度÷1.1。

  46. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 分析数据表示方法: 紫外-可见光谱数据: λmax(苯):238(ε,11800);345(115);416(153780)nm。 红外光谱数据: vmax(KBr,cm-1): 3082(m), 2963(s), 2931(s), 2865(s), 1644(m), 1464(m), 995(m), 911(s)。 1HNMR数据: 1H NMR (CDCl3, 300 MHz)δ: 12.49 (s, 1H), 10.04 (d, J = 4.7 Hz, 2H),9.50-9.55 (m, 2H),8.99 (d, J = 5.1 Hz, 2H),8.89 (d, J =5.5 Hz, 2H), 8.18 (d, J = 7.0 Hz, 4H),7.82-8.05 (m, 6H),-2.33 (s, 1H),-2.43 (s, 1H)。 MS数据: m/e: 114(M+,100); 115(7.84)。

  47. 1 绪论 1.4 现代物理分析方法 1.4. 4 质谱(MS) 例: 根据化合物如下的波谱分析数据确定化合物的可能结构。 m/e: 114(M+,100); 115(7.84); IR: 290cm-1, 2870cm-1, 1700cm-1 1H NMR:  1.0(6H, 三重峰);  1.5(4H, 多重峰); 2.25(4H, 三重峰)。 质谱分析:分子量114, 含碳原子数为7.84/1.1=7 红外分析:C=O存在(1700cm-1); 核磁分析:含H原子数14个。 分子式为C7H14O,不饱和度F=1。 从1HNMR分析,化合物可能是一个对称结构。 1.0的6H原子可能是两个-CH3,根据三重峰应有如下结构:CH3CH2- 2.25的4H原子可能是两个-CH2-,根据三重峰应有如下结构:-CH2CH2- 该化合物的结构为:CH3CH2CH2COCH2CH2CH3。

  48. 第一章 作业 1.1 1, 4, 6, 7 1.4 1.5

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