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1、,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 12.碳原子的杂化状态：sp3,sp2,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,CH3-CH=CH2-共轭,CH3-CH=CH-CH=CH2-共轭，-共轭,NO2-共轭,OHP-共轭,CH3-共轭,CH2P-共轭,有机化
2、合物的结构练习：下列分子含有哪种共轭体系？,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,HH,H,HH,H,HH aH,Ha,HH,HH,HH,HH,Ha,重叠
3、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CH3-CH2a 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,bCH2-CH2a 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CH3-CH2CH3的典型构象，CH2Cl-CH2Cl的优势构象和CH2Br-CH2Cl的最稳定构象，HOCH2-CH2OH的优势构象.,CH3-CH2CH3的典型构象,ClCH2Cl-CH2Cl稳定构象,H,H,Cl,H,H,B
4、rCH2Cl-CH2Cl优势构象,H,H,Cl,H,H,CH3,H,H,H,H,H,H H,HH,HH3C,H,OH,OH,H,H,HHOCH2-CH2OH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
5、环烃的构象异构,CH3,CH3,(B),(B),(C),(B),1.(A)2.(A),3.(A),CH3,CH3,(B),(A),CH3,CH3,(C)CH3,4.,C D B A,CH3C 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,HH,ClH,HH,HH,HH,H ClH,(A),(B)H,(C),(D)H,ClBr,BrH,BrClH,BrH,7.,H,H,H,H,CH3H,H,CH3HH,H,(A),(B),6.,CH3,CH3(B)C(CH3)3,(A)C(CH3)3,CH3(C)(CH3)3C,CH3(D)(CH3)3C,5.,C D A B,C A
6、 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,HH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,CH3,H3C,CH3,H3C,H,CH3C(CH3)3H,反-1-甲基-3-叔丁基环己烷CH3(H3C)3C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RRH,R,H,H,H,H,R,B,C,23,6,12,131487,1615,1A4,17D,R3,R2,11R1 9105,2.甾体母核的构型,.甾族化合物基本结构(1
7、)1.甾体母核及编号,R,H,HA/B顺，B/C反，C/D反正系 5-构型,H,H,R,H,HA/B反，B/C反，C/D反别系 5-构型,H,H,CH3,CH3,R,CH3,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,CH2OH,OH H,CH2OH,HHO,CH2OHO HHOHH OH,HHO,CH2OHO OHHHH OH,-D-()-吡喃葡萄糖,-D-()-吡喃葡萄糖,HOHO,OH,H,H,OH HO,H,H,H,H,CH2OH OHOHOHHOH OH,HOHO,OH,H,H,OH HO,H,OH,H,H
8、,H,CH2OH HOHOHOH 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？,CH3CH=CHBrCH=CHCH3CH3CH3,CH3C=CHCH2CH3CH3CH=CH2CH=CH2CH3Cl,CH=NOHCH=CH2CH3CH3,顺反命名法：,两个相同基团在双
9、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
10、：,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：2n旋光异构体常用费歇尔投影表示,CH3CH-CH3 CH3CH-CH2-CH3,CH3CH-CH-CH3,CH3,手性硅原子Si*，手性氮原子N*，手性磷原子P*,*,*,H3C,CH2CH3,*CH3*,CH3,Br Br,OH,Cl,光学异构手性碳原子与四个不同基团
11、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
12、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,ab,de,b,C=C=C当a,分子中无对称因素，为手性分子,CH3COOH,H3CHOOCde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,O2N,O2N,HOOC,COOH,O2N,NO2 HOOC,NO2,无COOH HOOC,O2N,COOH无,有COOH HOOC,O2N,C,C,C,H,H3C,Cl,H,C,C,C,C6H5,C6H5,Cl,CH3,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
13、合物有无旋光异构？有无旋光性？,H,CH3,C(CH3)3,H,CH2CH3,CH=CHCH3,HCl,COOHClHCOOH,HH,CH3BrBrCH3,H,CH2OHOHCH2OH,CH2OH,Cl,H,C C C,H,H,Br,H,C,C,Br,H,COOH,CH3,H,H3C,BrCl,Cl,Cl,Br,Cl,无 无,无 无,CH3无 无,H H有 无,CH3有 有,H3C 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.),Hckel规则:判断芳香性的规律,休克尔规则,休克尔规则判断下列各物有无芳香性？,O,O,O,OO,OO,O,有无,无,无,无有,有有,无有,有,有,
