有機即含碳的，尤指其中氫原子連接到碳原子上的化合物的有機溶劑；事物的各部分互相關聯協調而不可分，就像一個生物體那樣有機聯系， 以下是為大家整理的關于有機化學大學排名4篇 , 供大家參考選擇。
有機化學大學排名4篇
【篇一】有機化學大學排名
高校有機化學排名 排名 學校名稱 等級 排名 學校名稱 等級 排名 學校名稱 等級
1 蘭州大學 A+ 8 吉林大學 A 15 徐州師范大學 A
2 南開大學 A+ 9 山東大學 A 16 華中師范大學 A
3 北京大學 A+ 10 南京大學 A 17 天津大學 A
4 浙江大學 A+ 11 中山大學 A 18 鄭州大學 A
5 四川大學 A+ 12 復旦大學 A 19 蘇州大學 A
6 中國科學技術大學 A 13 武漢大學 A 20 湖南師范大學 A
7 清華大學 A 14 廈門大學 A 21 云南大學 A
B+ 等 (32 個 ) ： 華東理工大學、安徽師范大學、聊城大學、北京師范大學、華東師范大學、湖南大學、西北大學、同濟大學、福州大學、湘潭大學、延邊大學、東北師范大學、北京化工大學、河北大學、西北師范大學、華中科技大學、河北師范大學、東華大學、大連理工大學、中國農業大學、上海交通大學、南昌大學、西南大學、浙江工業大學、黑龍江大學、江西師范大學、陜西師范大學、江蘇工業學院、廣西大學、貴州大學、廣西師范大學、遼寧師范大學
B 等 (31 個 ) ： 新疆大學、浙江師范大學、河南大學、華南師范大學、首都師范大學、上海大學、遼寧大學、河南師范大學、溫州大學、南京理工大學、杭州師范大學、山東師范大學、煙臺大學、上海師范大學、山西大學、揚州大學、大連大學、長春工業大學、青島科技大學、西華師范大學、中南大學、南京工業大學、陜西科技大學、廣州大學、湖南科技大學、內蒙古民族大學、曲阜師范大學、沈陽藥科大學、內蒙古大學、云南師范大學、福建師范大學
【篇二】有機化學大學排名
有機化學學習心得體會
有機化學學習心得體會
當今社會已經進入了信息社會，世界已經開始全面信息化、全球化。所以，為了適應社會的發展，我們教師必須首先牢固樹立信息化、全球化的思想，積極參加培訓學習，緊跟時代脈搏，做一個E環境下的新型學生。
上有機實驗課時,有點緊張,當然也充滿期望。從物理實驗過渡到有機實驗，心中自然懷著一種對實驗的好奇心，往往也會有一些可能很有創意的想法。為了保證實驗的順利進行，培養學生嚴謹的科學態度和良好的實驗習慣，老師首先給我們講解了有機化學實驗規則。通過此次培訓，我收獲很多，體會深刻。經驗不足，通過向老師學習，與同行交流，拓展了我的學習思路，現總結如下：
一、學習有機化學及實驗課程應多總結、重方法。1、總結經驗規律
掌握有機化學中規律性的東西對于更好地掌握、理解有機化學反應及其原理是很有幫助的，因此在平時學習過程中應重規律的總結。
2、善于歸納總結
在有機化學學習中，會發現有機反應式錯綜復雜，且種類繁多，想要全部記住，記準并非易事，但若在平時的學習中善于歸納總結，將所學的每一章節的內容歸納出其知識網絡圖，相信學好有機化學并非難事。
3、重視實驗學習
有機化學作為一門實驗科學，若不能掌握其基本的實驗操作,不重視實驗技能的培養，是很難學好有機化學這門課的。掌握實驗操作，在實驗過程中理解和記憶有機化學反應能夠達到事半功倍的效果。
4、結合實際生活，培養學習興趣
學好有機化學，重在要有興趣，培養學習興趣能夠使我們更有效地進行學習。結合生活實際，解釋生活中常用的一些問題，或通過所學知識去解決一些與有機化學有關的問題，均能使我們能更近一步掌握和靈活運用所學知識，并逐步建立起學習興趣。
二、利用各種有效措施來提高和加強有機化學及實驗教學
1、終身學習。在今后的授課中，用新的教學理念培養學生，真正做到以學生的發展為本，為學生的終身學習奠定基礎。在教學中，體現“授之以魚，不如授之
以漁”的教育思想和理念，把培養學生的綜合素質放在首位。
2、趣味教學，既有幽默感，又增大了信息量，活躍了課堂氣氛，也適應了學時壓減需要，更能便于現實教學，了解世界，了解感興趣的學科發展，為今后繼續學習和深造奠定基礎。
3、注重思維與能力。在教學實施過程中，重視對學生創新思維和能力的培養，在教學中，結合具體的講授內容，充分利用各種素材，如圖片、化學故事、生活中的化學等來提高學生的學習興趣以及活躍課堂氣氛；多應用探究式教學法和問題式教學法，少用“滿堂灌”的教學法。課堂上適當提出問題，讓學生通過回答和討論問題，達到激發學生潛能的作用。講課的同時多舉例，增加課堂生動、活潑氣氛。
4、難易與實際結合。對于難點重點的問題，要深入剖析，一般采用精講，精講突出背景、主線、轉折、發散，難點要剖析到位，并以具體的實例來說明問題，能使學生更好的掌握問題的實質和解決問題的方法，特別結合實際生活中的案例，讓學生覺得知識很實用。一般敘述內容，安排學生自學，給學生留思考題，培養學生自學能力；對新知內容，一般導讀，點到為止，啟發學生從書籍、雜志、網上獲取信息。
5、創造與啟發。多啟發學生，讓學生逐漸學會分析和解決分析化學問題的思路、方法和手段，提高他們自學的能力。提倡在課程上提出一些“開放性”問題，引發學生積極思考，養成探究、創新的意識和習慣。多數學生具有表達的欲望，討論所激發的思考以及分析所獲得的結論都使學生具有表達的欲望，表達的成就感有助于激發學生進一步交流的熱情，由此形成熱烈的課堂教學氛圍和教與學的良性互動。
6、在實驗教學中，注重對學生實踐能力的培養和訓練。注意各種資料的積累，積極開展實驗研究，引進新內容，增加綜合性、設計性實驗，創造條件讓學生多做實驗，強化動手動腦意識、安全意識、環保意識和創新意識，不斷提高學生的實踐能力和創新能力。
雖然有機實驗結束了，不過它在無形中影響著我們未來對有機化學的探索。世界時刻在變化，知識不斷在更新，有機化學知識在日新月異，老師在不斷學習，我們也在不斷學習，在以后的化學學習中，我們要秉承學以致用的原則，繼續努
為有機化學的發展貢獻我們的力量.
3
化學與化工學院礦物加工過程1202
1215030210
王海全2013\\07\\08
力,
擴展閱讀：有機化學學習心得體會
《有機化學及實驗》網絡培訓心得體會
人要走進知識寶庫，是一輩子的事情，不可能一蹴而就。因此我們要學習的東西太多了。網絡教育，給了我們一把學習的鑰匙。這是一把增長知識才干和提高思想素質的鑰匙。
當今社會已經進入了信息社會，世界已經開始全面信息化、全球化。所以，為了適應社會的發展，我們教師必須首先牢固樹立信息化、全球化的思想，積極參加培訓學習，緊跟時代脈搏，做一個E環境下的新型教師。通過此次培訓，我收獲很多，體會深刻。我作為一名青年教師，希望能竭盡所能將知識傳授給學生，但經驗不足，通過向專家學習，與同行交流，拓展了我的教學思路，現總結如下：
一、學習有機化學及實驗課程應多總結、重方法。1、總結經驗規律
掌握有機化學中規律性的東西對于更好地掌握、理解有機化學反應及其原理是很有幫助的，因此在平時學習過程中應重規律的總結。
2、善于歸納總結
在有機化學學習中，會發現有機反應式錯綜復雜，且種類繁多，想要全部記住，記準并非易事，但若在平時的學習中善于歸納總結，將所學的每一章節的內容歸納出其知識網絡圖，相信學好有機化學并非難事。
3、重視實驗學習
有機化學作為一門實驗科學，若不能掌握其基本的實驗操作,不重視實驗技能的培養，是很難學好有機化學這門課的。掌握實驗操作，在實驗過程中理解和記憶有機化學反應能夠達到事半功倍的效果。
4、結合實際生活，培養學習興趣
學好有機化學，重在要有興趣，培養學習興趣能夠使我們更有效地進行學習。結合生活實際，解釋生活中常用的一些問題，或通過所學知識去解決一些與有機化學有關的問題，均能使我們能更近一步掌握和靈活運用所學知識，并逐步建立起學習興趣。
二、利用各種有效措施來提高和加強有機化學及實驗教學
1、在今后的授課中，用新的教學理念培養學生，真正做到以學生的發展為本，為學生的終身學習奠定基礎。在教學中，體現“授之以魚，不如授之以漁”的教育思想和理念，把培養學生的綜合素質放在首位。
2、充分利用課件的動畫效果，對于有機化學中的一些問題，采用flash動畫演示，使問題形象化。多媒體輔助教學，既有直觀感，又增大了信息量，活躍了課堂氣氛，也適應了學時壓減需要，更能便于網上教學，了解世界，了解感興趣的學科發展，為今后繼續學習和深造奠定基礎。
3、在教學實施過程中，重視對學生創新思維和能力的培養，在教學中，結合具體的講授內容，充分利用各種素材，如圖片、化學故事、生活中的化學等來提高學生的學習興趣以及活躍課堂氣氛；多應用探究式教學法和問題式教學法，少用“滿堂灌”的教學法。課堂上適當提出問題，讓學生通過回答和討論問題，達到激發學生潛能的作用。講課的同時多舉例，增加課堂生動、活潑氣氛。
4、對于難點重點的問題，要深入剖析，一般采用精講，精講突出背景、主線、轉折、發散，難點要剖析到位，并以具體的實例來說明問題，使學生更好的掌握問題的實質和解決問題的方法，特別結合實際生活中的案例，讓學生覺得知識很實用。一般敘述內容，安排學生自學，給學生留思考題，培養學生自學能力；對新知內容，一般導讀，點到為止，啟發學生從書籍、雜志、網上獲取信息。
5、多啟發學生，讓學生逐漸學會分析和解決分析化學問題的思路、方法和手段，提高他們自學的能力。提倡在課程上提出一些“開放性”問題，引發學生積極思考，養成探究、創新的意識和習慣。多數學生具有表達的欲望，討論所激發的思考以及分析所獲得的結論都使學生具有表達的欲望，表達的成就感有助于激發學生進一步交流的熱情，由此形成熱烈的課堂教學氛圍和教與學的良性互動。
6、在實驗教學中，注重對學生實踐能力的培養和訓練。注意各種資料的積累，積極開展實驗研究，引進新內容，增加綜合性、設計性實驗，創造條件讓學生多做實驗，強化動手動腦意識、安全意識、環保意識和創新意識，不斷提高學生的實踐能力和創新能力。
三、結合職業崗位特點重實用教學
高職高專實踐教學雖然是一種以培養學生綜合職業能力為主要目標的教學方式。但它并不是完全脫離理論教學而獨立存在的，它與理論教學是相輔相成的。而有機化學是一門實驗性的科學，在教學過程中必須要突出學生崗位能力的培養，才能確保教學質量，真正地把學生培養成為適應生產、建設、管理、服務和技術第一線的高等技術應用性人才．在有機化學的理論教學過程中，有目的、有計劃地結合課堂教學穿插。些課堂演示實驗、虛擬演示實驗或仿真訓練，把知識的傳授、能力的培養和素質教育結合起來。使得抽象的、枯燥的有機化學理論教學更具有直觀性和示范性。如采用邊講邊實驗的教學方式，操作簡便，現象明顯，使學生認識到所學知識經得起檢驗，受到認識論和科學方法論的教育，同時對所學的理論知識還能加深理解、加深記憶，會收到顯著的成效。
通過近兩個月的學習，我從各位專家、給位老師那學到了許多的知識和教學方法、手段。同時我認為網絡教育是一種學習的好方式，并且是一種與他人溝通、與社會接觸的有效途徑。網絡教育給了我人生很大的啟示和幫助，我一定要充分利用網絡教育的平臺“活到老，學到老”！
【篇三】有機化學大學排名
《有機化學》（第六版）講稿
人民衛生出版社
主編 呂以仙
副主編 陸 陽
第一章 緒論 (Introduction )
教學要求：
掌握：碳原子的三種雜化軌道（sp3 sp2 sp）的特點；分子極性與偶極矩的關系；分子軌道與原子軌道的關系; 成鍵軌道與反鍵軌道的差異；共振式與共振雜化體的區別；
熟悉：有機化合物和有機化學的含義；鍵長、鍵角、鍵能和共價鍵的極性的含義；官能團的含義和圭要官能團;有機反應中共價鍵斷裂的主要方式; 實驗式、分子式和結構式的含義。
了解：
有機化合物分子中，原子間主要以共價鍵相結合。掌握共價鍵的本質是學習和理解有機化合物結構與性質關系和反應機制以及化合物穩定性的基礎。因此本章對路易斯結構和現代價鍵理論作一簡要回顧；有些化合物的結構用單一路易斯結構式不能準確表達，然而運用共振結構卻有它的獨到之處，為此對共振結構作一簡介；掌握路易斯酸堿概念對理解有機反應十分有用，故將其作為一個知識點加以闡述。了解有機化合物分類和反應類型及確定結構式的步驟與方法對提高學習有機化學的綜合分析能力也是十分必要的，本章對此方面內容作一扼要介紹。
第一節 有機化合物和有機化學
一、有機化合物和有機化學
下面是一些簡單而熟悉的有機化合物，他們在化學組成上有什么共同點？
◆??????? 有機化合物
含碳的化合物或碳氫化合物及其衍生物。
◆??????? 有機化學：
??有機化學的現代定義是指研究含碳化合物的化學。
第二節 共價鍵
一、現代共價鍵理論
路易斯的共價鍵理論雖然揭示了共價鍵與離子鍵的區別，但未能說明共價鍵是怎樣形成的，也不能解釋共價鍵為什么具有飽和性和方向性等諸多問題。現代共價鍵理論指出：當兩個原子互相接近到一定距離時，自旋方向相反的單電子相互配對（即兩原子軌道重疊）。使電子云密集于兩核之間，降低了兩核間正電荷的排斥，增加了兩核對電子云密集區域的吸引。因此使體系能量降低，形成穩定的共價鍵；共價鍵有以下特點:
第一、每個原子所形成共價鍵的數目取決于該原子中的單電子數目，這就是共價鍵具有飽和性。
第二、當形成共價鍵時，原子軌道重疊越多，核間電子云越密集，形成的鍵就越強，這種關系稱為最大重疊原理。
第三、共價鍵的形成必須盡可能沿著原子軌道最大程度重疊的方向進行，這就是共價鍵具有方向性
三、雜化軌道
在形成共價鍵過程中，由于原子間的相互影響，同一個原子中參與成鍵的幾個能量相近的原子軌道可以重新組合，重新分配能量和空間方向，組成數目相等的，成鍵能力更強的新的原子軌道，稱為雜化軌道。在有機化合物中，碳原子的雜化形式有三種： sp3、sp2和sp雜化軌道。它們的雜化過程是怎樣的呢？讓我們看看雜化過程動態圖:(點擊圖片下的鏈接出現雜化動畫)
sp sp2 sp3
碳原子經sp3、sp2和sp雜化之后，碳原子核周圍的雜化軌道是怎樣排列的呢？
◆ sp3雜化軌道
碳原子在基態時的電子構型為 。按理只有2px和 2py可以形成共價鍵，鍵角應為90°。但實際在甲烷分子中，是四個完全等同的鍵，鍵角均為109°28′。這是因為在成鍵過程中，碳的2s軌道有一個電子激發到2Pz軌道，成為 。然 后3個p軌道與一個s軌道重新組合雜化，形成4個完全相同的sp3雜化軌道。其形狀一頭大一頭小。每個軌道是由s/4與3P/4軌道雜化組成。這四個sp3軌道的方向都指向正四面體的四個頂點， sp3軌道間的夾角是109°28′
（見下圖）。 烷經和其他化合物分子中的飽和碳原子均為sp3雜化。
◆ sp2雜化軌道
碳原子在成鍵過程中，首先是碳的基態2s軌道中的一個電子激發到2Pz空軌道，然后碳的激發態中一個2s軌道和二個2P軌道重新組合雜化，形成三個相同的sp2雜化軌道。每一個sp2雜化軌道均由 s/3與2p/3軌道雜化組成，這三個sp2雜化軌道在同一平面，夾角為120°。未參與雜化的2Pz軌道，垂直于三個sp2雜化軌道所處的平面（見下圖）。烯烴分子中構成雙鍵的碳原子和其他不飽和化合物分子中構成雙鍵的碳原子均為sp2雜化。
◆ sp雜化軌道
sp雜化軌道是碳原子在成鍵過程中，碳的激發態的一個2s軌道與一個2P軌道重新組合雜化形成兩個相同的sp雜化軌道。這兩個軌道夾角為180°，呈直線形。未參與雜化的兩個互相垂直的P軌道又都垂直于sp雜化軌道（見下圖）。炔烴分子中碳碳三鍵的碳原子和其他化合物中含有三鍵的碳原子均為sp2雜化。
問題1-2 試寫出碳原子sp雜化過程示意圖。
四、共價鍵的屬性
鍵的屬性指鍵長、鍵角、鍵能和鍵的極性等物理量。共價鍵的屬性是闡述有機化合物結構和性質的基礎。
鍵長：鍵長通常指成鍵兩原子核間距離，鍵長單位以pm表示。鍵長主要取決于兩個原子的成鍵類型：C—C單鍵比C=C雙鍵長，后者又比C≡C三鍵長。C—H鍵的鍵長還與成鍵碳原子的雜化方式有關:
鍵長受與其相連的其他原子或基團的影響較小。通常可根據鍵長判斷兩原子間的成鍵類型。表1-1列出幾種共價鍵的鍵長
鍵角 分子中一個原子與另外兩個原子形成的兩個共價鍵在空間所夾的角稱為鍵角。在有機分子中飽和碳的四個鍵的鍵角為109°28′，或接近109°28′分子方才穩定。在分子內，鍵角可受其他原子影響而變化，若改變過大就會影響分子的穩定性。（見第一章環烷烴）鍵能以共價鍵結合的雙原子分子裂解成原子時所吸收的能量稱為該種共價鍵的鍵能，又可稱為離解能。也就是說雙原子分子的鍵能等于其離解能。然而對于多原子分子，鍵能不同于其離解能。離解能是裂解分子中某一個共價鍵時所需的能量，而鍵能則是指分子中同種類型共價鍵離解能的平均值。例如，甲烷有四個碳—氫鍵，其離解能分別如下：
甲烷分子中C—H鍵的鍵能則為上述四個C—H鍵離解能的平均值（415.3kJ?mol-1）。從鍵能的大小可以知道鍵的穩定性，鍵能越大，鍵越穩定。
共價鍵的極性:
由兩個相同原子組成的分子，如氫分子（H—H）或氯分子，成鍵的一對電子均等地分配在兩個原子之間，這種鍵稱為非極性共價鍵；不同原子形成的共價鍵。由于電負性的差異，成鍵電子云總是靠近電負性較大的原子，使其帶部分負電荷，通常以δ-表示，電負性較小的原子則帶部分正電荷，以δ+表示。例如一氯甲烷分子中的碳-氯鍵:
這種成鍵電子云不是平均分配在成鍵兩個原子核之間的共價鍵稱為極性共價鍵。
共價鍵的極性取決于成鍵的兩個原子的電負性之差，差值越大，鍵的極性越大。一般兩元素的電負性差值等于或大于1.7為離子鍵；小于1.7為共價鍵，其中電負性差值在0.7～1.6為極性共價鍵。部分元素的電負性相對值見表1-2。
問題1-3 什么叫元素的電負性？
第二節 分子的極性
一、分子的偶極矩
由于分子中不同原子的電負性不同，電荷分布就可能不均勻，正電荷中心與負電荷中心不能重合，其各在空間集中一點，即在空間具有兩個大小相等、符號相反的電荷，構成一個偶極。分子中正電荷或負電荷中心上的電荷值e乘以正負電荷中心之間的距離d，稱為分子的偶極矩（dipole moment），用μ表示。
偶極矩的大小標志著不同分子的相對極性。具有偶極矩的分子為極性分子。μ=0為非極性分子。典型的極性有機分子的偶極矩（μ）一般在1-3D范圍內。一些分子的偶極矩見表1-3。
二、分子的相對極性
兩個原子組成的分子，鍵的極性就是分子的極性。在兩個以上原子組成的分子中，分的極性是分子中每個鍵的極性的向量和。因此分子的極性不僅取決于各個鍵的極性，也取決于鍵的方向，取即決于分子的形狀。有的分子雖然各化學鍵有極性，但整個分子并沒有極性。
例如：二氧化碳雖然有兩個極性的C=O鍵，但是由于它是線性對稱的分子，鍵的極性互相抵消了，偶極矩為零，分子沒有極性，；四氯化碳分子，碳氯鍵都是極性鍵，但是它的偶極矩為零，這也是由于完全對稱的正四面體排列，使其極性正好彼此抵消；在氯甲烷中，主要是碳-氯鍵的極性決定分子的極性，其分子偶極矩為1 .94D。
分子極性越大，分子間相互作用力就越大。因此分子極性的大小影響化合物的沸點、溶解度等物理性質。
第四節 有機化合物的官能團和反應類型
一、官能團
一種是根據分子中碳原子的連接方式（即按碳的骨架）可分成開鏈化合物和環狀化合物。開鏈化合物，是指碳原子相互結合成鏈狀化合物，由于脂肪類化合物具有這種開鏈的骨架，因此開鏈化合物習慣稱為脂肪族化合物。此類化合物的實例可見第二章烷烴和第三章的烯烴和炔烴等化合物。環狀化合物，可根據成環的原子種類分成碳環化合物和雜環化合物。碳環化合物完全由碳原子組成的碳環，此類化合物中含有苯環的化合物稱為芳香族化合物（見第五章芳香烴），不含苯環的碳環化合物稱為脂環化合物（見第二章環烷烴）。雜環化合物是指成環的原子除了碳原子外，還有其他雜原子，如氧、硫或氮等原子，此類化合物的結構可見第十四章雜環化合物。
另一種分類方法是按官能團分類。在有機化合物分子中能體現一類化合物性質的原子或原子團通常稱為官能團或功能基。例如CH3OH、C2H5OH、CH3CH2CH2OH等醇類化合物中都含有羥基（-OH），羥基就是醇類化合物的官能團。由于它們含有相同的官能團，因此醇類化合物有雷同的理化性質。有機化合物按官能團分類，便于認識含相同官能團的一類化合物的共性。可以起到舉一反三的作用。本書就是按照官能團分類展現有機化學的基礎內容。一些常見官能團見表1-4。
二、有機化合物反應類型
有機反應不同于無機的正負離子反應，能在瞬間即可將反應物轉化成產物。大多數有機反應時間比較長，往往要經過好幾步中間過程，形成不穩定的中間體或過渡態。就某一個反應來說，須經過幾步？每步反應又是如何進行的？其中哪一步是決定反應速率的一步？這些總稱為反應機制。有關具體反應機制，在以后的有關章節中闡述。這兒只簡單介紹共價鍵在有機反應中斷裂的主要方式。
有機反應涉及反應物的舊鍵的斷裂和新鍵的形成。鍵的斷裂主要有兩種方式：均裂和異裂。
均裂：均裂是指在有機反應中，鍵均等地分裂成兩個中性碎片過程。原來成鍵的兩個原子，均裂之后各帶有一個未配對的電子。如下式所示：
帶有單電子的原子或原子團稱為自由基或游離基。上述帶有單電子的碳為碳自由基。這種經過均裂生成自由基的反應叫作自由基反應。反應一般在光、熱或過氧化物（R—O—O—R）存在下進行。自由基只是在反應中作為活潑中間體出現，它只能在瞬間存在
異裂：異裂是指在有機反應中鍵非均等地分裂成兩個帶相反電荷的碎片過程。即原來成鍵的兩個原子，異裂之后，一個帶正電荷，另一個帶負電荷。
這種異裂后生成帶正電荷和帶負電荷的原子或原子基團過程的反應，稱為離子型反應。帶正電荷的碳原子稱為正碳離子，帶負電荷的碳原子稱為負碳離子。無論是正碳離子還是負碳離子都是非常不穩定的中間體。都只能在瞬間存在。但它對反應的發生卻起著不可替代的作用。有機的離子型反應一般發生在極性分子之間，通過共價鍵的異裂，首先形成正碳離子或負碳離子中間體而逐步完成反應。
總 結
有機化合物一般指含碳的化合物。不過CO 、CO2 、H2CO3和碳酸鹽等要除外，因為這些化合物的性質與無機化合物相同。有機化學的現代定義是指研究含碳化合物的化學。有機化合物分子主要是以共價鍵相結合。共價鍵有三個特點：第一、具有飽和性、具有方向性。在形成共價鍵過程中，由于原子間的相互影響，同一個原子中參與成鍵的幾個能量相近的原子軌道可以重新組合，重新分配能量和空間方向，組成數目相等的，成鍵能力更強的新的原子軌道，稱為雜化軌道。在有機化合物中，碳原子的雜化形式有三種: sp3、sp2和sp雜化軌道。
分子的極性是分子中每個鍵的極性的向量和。因此分子的極性不僅取決于各個鍵的極性，也取決于鍵的方向。即取決于分子的形狀。有的分子雖然各化學鍵有極性，但整個分子并沒有極性。偶極矩的大小標志著不同分子的相對極性。具有偶極矩的分子為極性分子。μ=0為非極性分子。分子極性越大，分子間相互作用力就越大。因此分子極性的大小影響化合物的沸點、溶解度等物理性質。
有機化合物分類通常有兩種方法：一種是根據分子中碳原子的連接方式（即按碳的骨架）可分成開鏈化合物和環狀化合物。開鏈化合物習慣稱為脂肪族化合物。環狀化合物中含有苯環的化合物稱為芳香族化合物。另一種分類方法是按官能團分類。在有機化合物分子中能體現一類化合物性質的原子或原子團通常稱為官能團或功能基。有機化合物按官能團分類，便于認識含相同官能團的一類化合物的共性。可以起到舉一反三的作用。
有機反應涉及反應物的舊鍵的斷裂和新鍵的形成。鍵的斷裂主要有兩種方式：均裂和異裂。
均裂：均裂是指在有機反應中，鍵均等地分裂成兩個中性碎片過程。原來成鍵的兩個原子，均裂之后各帶有一個未配對的電子。
異裂：異裂是指在有機反應中鍵非均等地分裂成兩個帶相反電荷的碎片過程。即原來成鍵的兩個原子，異裂之后，一個帶正電荷，另一個帶負電荷。帶正電荷的碳原子稱為正碳離子，帶負電荷的碳原子稱為負碳離子。無論是正碳離子還是負碳離子都是非常不穩定的中間體。都只能在瞬間存在。但它對反應的發生卻起著不可替代的作用。
分子軌道是原子軌道的線性組合。其數目與原子軌道數相等，也就是說有幾個原子軌道就有幾個分子軌道。兩個原子軌道組合成兩個分子軌道；一個是成鍵軌道，比組成它的原子軌道能量低，穩定。另一個為反鍵軌道，比組成它的原子軌道能量高、不穩定。在一般情況下，分子的反鍵軌道內沒有電子，只有當分子呈激發狀態時才有電子。由原子軌道組成分子軌道，成鍵的原子軌道必須滿足三個原則：① 能量相近。 ② 電子云最大重疊原則。③對稱性匹配原則。
第二章 烷烴和環烷(lkane and Cycloalkane)
教學要求:
掌握：烷烴、環烷烴的結構；烷烴構造異構、環烷烴幾何異構的概念及命名；烷烴、環烷烴、螺環烴、橋環烴的命名；烷烴、環烷烴的構象異構及其寫法；取代環己烷的優勢構象；烷烴的自由基取代反應及小環烷烴的特殊性。
熟悉：烴的分類；烷烴、環烷烴的物理性質；自由基的構型及其穩定性。
了解：烴的來源及其在日常生活、醫學上的用途。
第一節 烷烴（Alkane )
僅由碳和氫兩種元素組成的化合物稱為碳氫化合物，簡稱為烴（hydrocarbon）。
烴的分類：
一．烷烴的結構
烷烴屬于飽和烴，其分子中所有碳原子均為SP3雜化，分子內的鍵均為 鍵，成鍵軌道沿鍵軸“頭對頭”重疊，重疊程度較大，鍵較穩定，可沿鍵軸自由旋轉而不影響成鍵。）
甲烷是烷烴中最簡單的分子，其成鍵方式如下:
碳原子sp3雜化, 4個sp3雜化軌道分別與4個氫原子的S軌道重疊，形成4個C—Hσ鍵，4個C—Hσ鍵間的鍵角109°28′,空間呈正四面體排布，相互間距離最遠，排斥力最小，能量最低，體系最穩定，C-H鍵長110pm。乙烷是含有兩個碳的烷烴，其結構如下：
圖2－2乙烷的結構
兩個碳原子各以sp3 雜化軌道重疊形成C—Cσ鍵，余下的雜化軌道分別和6個氫原子的s軌道重疊形成六個C—Hσ鍵。C-C鍵長154pm,C-H鍵長110pm 。
★其他烷烴的成鍵方式同乙烷相似。
★烷烴的通式、同系列
烷烴的分子組成可用通式CnH2n+2表示。
具有相同分子通式和結構特征的一系列化合物稱為同系列（homologous series）。如：CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 ；同系列中的各化合物互稱為同系物（homolog）；相鄰兩個同系物在組成上的不變差數CH2 稱為同系列差。如：乙烷較甲烷多CH2，丙烷較乙烷多CH2 …；同系物的結構相似，化學性質也相似，物理性質則隨著碳原子數的增加而呈現規律性的變化，同系列中的第一個化合物常具有特殊的性質。
★烷烴中碳原子的類型
烷烴中的各個碳原子均為飽和碳原子，按照與它直接相連的其他碳原子的個數，可分為伯、仲、叔、季碳原子。
伯碳原子又稱一級碳原子（primary carbon），以1°表示，是只與1 個其他碳原子直接相連的碳原子。
仲碳原子又稱二級碳原子（secondary carbon），以2°表示，是與2個其他碳原子直接相連的碳原子。
叔碳原子又稱三級碳原子（tertiary carbon），以3°表示，是與3個其他碳原子直接相連的碳原子。
季碳原子又稱四級碳原子（quaternary carbon），以4° 表示，是與4個其他碳原子直接相連的碳原子。
例如：
該化合物有五個1°碳、一個2°碳、一個3°碳、一個4°碳。
★伯、仲、叔碳原子上的氫原子（季碳原子上無氫原子），分別稱為伯氫原子（1°氫原子）、仲氫原子（2°氫原子）、叔氫原子（3°氫原子）。不同類型氫原子的相對反應活性不相同。
小結：烷烴分子中的碳原子均為sp3雜化，各原子之間都以單鍵相連。烷烴分子中的鍵角接近109°28′，C—H鍵和C—C鍵的鍵長分別為110pm和154pm或與此相近。由于σ鍵電子云沿鍵軸呈圓柱形對稱分布，兩個成鍵原子可繞鍵軸“自由”旋轉。
問題2-1 寫出只有伯氫原子，分子式為C8H18 烷烴的結構式
問題2-2 寫出分子式為C9H20，含有8個2°氫原子和12個1°氫原子的烷烴結構式
二．烷烴的構造異構和命名
（一）烷烴的碳鏈異構
分子式相同，碳原子連接方式不同而產生的同分異構現象，稱為碳鏈異構，其異構體稱為碳鏈異構體，它是構造異構的一種。
甲烷、乙烷和丙烷分子中的碳原子，只有一種連接方式，所以無碳鏈異構體。
丁烷（C4H10）有兩種不同的異構體；戊烷（C5H12）有三種異構體。
隨著烷烴分子中碳原子數的增多，同分異構體的數目也隨之增加。如：己烷C6H14有5個異構體，庚烷C7H16有9個異構體，十二烷C12H26 有355個異構體…。
(二)烷烴的命名
烷烴的命名原則是各類有機化合物命名的基礎。烷烴的命名采用兩種命名法：普通命名法、系統命名法。
1、普通命名法
1～10個碳原子的直鏈烷烴，分別用詞頭甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示碳原子的個數，詞尾加上“烷”。如CH4 （甲烷）、C2H6 （乙烷）、C3H8（丙烷）、C10H22（癸烷）。10個碳原子以上的烷烴用中文數字命名。如C11H24 （十一烷）、C12H26（十二烷）、 C20H42（二十烷）。
烷烴的英文名稱是在meth-，eth-，prop-，but- 等表示碳原子數的詞頭后，加上詞尾-ane。
部分烷烴的英文名稱
烷烴
英文名稱
結構式
甲烷
methane
CH4
乙烷
ethane
CH3CH3
丙烷
propane
CH3CH2CH3
丁烷
butane
CH3(CH2)2CH3
戊烷
pentane
CH3(CH2)3CH3
己烷
hexane
CH3(CH2)4CH3
庚烷
heptane
CH3(CH2)5CH3
辛烷
octane
CH3(CH2)6CH3
壬烷
nonane
CH3(CH2)7CH3
癸烷
decane
CH3(CH2)8CH3
烷烴異構體可用詞頭“正（normal或n-）、異（iso或i-）、新（neo）”來區分。
“正”表示直鏈烷烴，常常可以省略。
“異”表示末端為 ，此外別無支鏈的烷烴。
“新”表示末端為 ，此外別無支鏈的烷烴。
★普通命名法只適用于一些直鏈或含碳原子數較少的烷烴異構體的命名。對于結構比較復雜的烷烴，就必須采用系統命名法。
2、系統命名法（IUPAC命名法）
1892年，日內瓦國際化學會議首次擬定了有機化合物系統命名原則，此后經IUPAC（International Union of Pure and Apllied Chemisty）多次修訂，所以也稱為IUPAC 命名法。我國根據這個命名原則，結合漢字特點，制定出我國的有機化合物系統命名法，即有機化合物命名規則。
烷烴系統命名法是將帶有側鏈的烷烴看作是直鏈烷烴的烷基取代衍生物，所以在學習系統命名法之前先學習取代基的命名。
★烴分子中去掉一個氫原子，所剩下的基團，稱為烴基；脂肪烴基用R—表示；烷基的通式為CnH2n+1。烷基的中文命名是把相應的烷烴命名中的“烷”字改為“基”字。其英文命名是將烷烴詞尾的-ane改為-y1，常見的烷基結構和名稱如下：
此外，兩價的烷基稱為亞基，三價的烷基稱為次基。
★烷烴系統命名法規則
⑴.選主鏈：選擇含有取代基最多的、連續的最長碳鏈為主鏈，根據主鏈所含碳原子數命名為“某烷”。
⑵.編號：主鏈上若有取代基，則從靠近取代基的一端開始，給主鏈上的碳原子編號。當兩個相同取代基位于相同位次時，應使第三個取代基的位次最小，依次類推；當兩個不同取代基位于相同位次時，應使小的取代基編號較小。
⑶.命名：主鏈連有相同的取代基時，合并取代基，并在取代基名稱前，用二（di）、三（tri）、四（tetra）……數字表明取代基的個數。并在最前面標明取代基的編號,各編號間用“，”隔開。
主鏈上若連有不同的取代基，應按“次序規則”將取代基先后列出，較優基團應后列出。主要烷基的優先順序是：異丙基>丙基>乙基>甲基；在英文命名中，取代基是按字首的字母排列順序先后列出。
3、烷烴系統命名法與普通命名法的區別
問題2-3 按IUPAC命名法，寫出化合物的中、英文名稱。并以此總結出系統命名法的命名規則。
問題2-4 寫出5-甲基-3，3-二乙基-6-異丙基壬烷的結構式，并指出各碳原子的類型。
小結：烷烴的命名是其他有機化合物命名的基礎，有機化合物即可以用普通命名法命名、也可以用系統命名法命名，只是適用的范圍不同，普通命名法只適用于部分較簡單的化合物，系統命名法適用于絕大部分的有機化合物，另外有些化合物還具有俗名。
三．烷烴的構象異構
烷烴分子中C—Cσ鍵旋轉或扭曲時，兩個碳原子上的氫原子在空間上的相對位置發生改變，其中每一種排列方式稱為一種構象，不同構象之間互稱為構象異構體。由于C—Cσ鍵可以旋轉任意角度，所以烷烴有無數構象異構體。構象異構體（conformational isomer）的分子構造相同，但其空間排列不同，它是立體異構體的一種。
（一） 乙烷的構象（conformation）
乙烷沒有碳鏈異構，但乙烷分子中的兩個碳原子可以圍繞 C—Cσ鍵旋轉，乙烷有無數構象異構體，其中有兩種典型的構象：重疊式（eclipsed）和交叉式（staggered）。
重疊式 交叉式
圖2－3 乙烷的兩種典型的構象
有機化合物的構象常用兩種三維式表示，即鋸架式（sawhorse formula）和Newman投影式（Newman projection formula ）。鋸架式是從分子的側面觀察分子，較直觀地反映了碳原子和氫原子在空間的排列情況。Newman投影式是沿著C—C鍵軸觀察分子，從圓心伸出的三條線，表示離觀察者近的碳原子上的價鍵，而從圓周向外伸出的三條線，表示離觀察者遠的碳原子上的價鍵。
圖2－4 乙烷球棍模型C－C鍵的旋轉（動畫）
重疊式兩個碳原子上的氫原子相距最近，相互間的排斥力最大，分子的能量最高，是最不穩定的構象；交叉式兩個碳原子上的氫原子相距最遠，相互間斥力最小，分子的能量最低，是最穩定的構象。見下圖：
圖2－5 乙烷構象能量圖
交叉式構象的能量比重疊式構象低12.6kJ·mol-1，交叉式是乙烷穩定的優勢構象。室溫下，分子間的碰撞可產生83.8kJ·mol-1的能量，足以使C—C 鍵“自由”旋轉，各構象間迅速轉換，無法分離出其中某一構象異構體，但大多數乙烷分子是以最穩定的交叉式構象存在。
（二）正丁烷的構象
正丁烷分子在圍繞C2－C3σ鍵旋轉時，有4種典型的構象異構體，即對位交叉式、鄰位交叉式、部分重疊式和全重疊式。見下圖：
圖2－6 正丁烷繞C2－C3σ鍵旋轉的構象
對位交叉式：兩個體積較大的甲基處于對位，相距最遠，此種構象的能量最低。
鄰位交叉式：兩個甲基處于鄰位，靠得比對位交叉式近，兩個甲基之間的Van der Waals斥力（或空間斥力）使這種構象的能量較對位交叉式高，因而較不穩定。
全重疊式：兩個甲基及氫原子都各處于重疊位置，相互間斥力最大，分子的能量最高，是最不穩定的構象。
部分重疊式：甲基和氫原子的重疊使其能量較高，但比全重疊式的能量低。
正丁烷C2—C3 鍵旋轉能量圖如下：
圖2－7 正丁烷C2—C3 鍵旋轉時的能量曲線圖
從正丁烷C2—C3 鍵旋轉時的能量曲線圖可見，4種構象的穩定性次序是：
正丁烷各種構象之間的能量差別不太大。在室溫下分子碰撞的能量足可引起各構象間的迅速轉化，因此正丁烷實際上是各構象異構體的混合物，主要是以對位交叉式和鄰位交叉式的構象存在，前者約占63%，后者約占37%，其他兩種構象所占的比例很小。
隨著正烷烴碳原子數的增加，它們的構象也隨之而復雜，但其優勢構象都類似正丁烷，是能量最低的對位交叉式。因此，直鏈烷烴碳鏈在空間的排列，絕大多數是鋸齒形，而不是直鏈，只是為了書寫方便，才將其結構式寫成直鏈。
圖2－8 正己烷分子的球棍模型
分子的構象，不僅影響化合物的物理和化學性質，而且影響蛋白質、酶、核酸等生物大分子的結構與功能以及藥物的構效關系。許多藥物分子的構象異構與其生物活性的發揮密切相關。藥物受體一般只與藥物多種構象中的一種結合，這種構象稱為藥效構象。不具有藥效構象的藥物很難與藥物的受體結合，此種藥物生物活性很低或根本無活性。例如，抗震顫麻痹藥物多巴胺作用于受體的藥效構象是對位交叉式。
問題2-5多巴胺的結構式為 ，畫出其對位交叉式的藥效構象（考慮圍繞C1—C2鍵的旋轉）。
問題2-6 畫出己烷圍繞C3—C4化學鍵旋轉時的最穩定構象和最不穩定的構象。
小結：烷烴的C－C 鍵可以繞鍵軸旋轉，烷烴具有無數個構象異構體；室溫下，各構象異構體不能分離；烷烴是各構象異構體的混合物，其中較穩定構象異構體的比例較高。
四．烷烴的物理性質
有機化合物的物理性質，一般是指物態、沸點、熔點、密度、溶解度、折光率、旋光度和光譜性質等。烷烴同系物的物理性質常隨碳原子數的增加，而呈現規律性的變化。
在室溫和常壓下，C1～C4的正烷烴（甲烷至丁烷）是氣體，C5～C17 的正烷烴（戊烷至十七烷）是液體，C18和更高級的正烷烴是固體。烷烴分子間的作用力只有范德華力，是非極性或弱極性的化合物。根據“極性相似者相溶”的經驗規律，烷烴易溶于非極性或極性較小的苯、氯仿、四氯化碳、乙醚等有機溶劑，而難溶于水和其他強極性溶劑。液態烷烴作為溶劑時，可溶解弱極性化合物。烷烴的沸點、熔點、密度的變化規律見下圖
沸點密度熔點圖2－9 烷烴沸點、熔點、密度隨碳數變化規律(鼠標移至圖上有答案出現）
沸點：正烷烴的沸點隨著碳原子的增多而有規律的升高。一般每增加1個碳原子，沸點升高20～30℃。同分異構體，取代基越多，沸點越低。這是由于烷烴的碳原子數越多，分子間作用力越大；取代基越多，分子間有效接觸的程度越低，使分子間的作用力變弱。
熔點：正烷烴的熔點隨著碳原子數的增多而升高，含偶數碳原子正烷烴的熔點高于相鄰的兩個含奇數碳原子正烷烴的熔點。在烷烴異構體中，對稱性較好的烷烴比直鏈烷烴的熔點高，這是由于對稱性較好的烷烴分子，晶格排列較緊密，致使鏈間的作用力增大而熔點升高。
密度：正烷烴的密度隨著碳原子數的增多而增大，但在0.8g·cm-3左右時趨于穩定。所有烷烴的密度都小于1g·cm-3 ，烷烴是所有有機化合物中密度最小的一類化合物。
五．烷烴的化學性質
烷烴是飽和烴，分子中只有牢固的C—C σ鍵 和C—H σ鍵,所以烷烴具有高度的化學穩定性。在室溫下，烷烴與強酸（如硫酸、鹽酸）、強堿（如氫氧化鈉）、強氧化劑（如重鉻酸鉀、高錳酸鉀）、強還原劑（如鋅加鹽酸、金屬鈉加乙醇）都不發生反應。但在適宜的反應條件下，如光照、高溫或在催化劑的作用下，烷烴也能發生共價鍵均裂的自由基（ free radical ）反應。例如：烷烴的鹵代反應
1． 甲烷的鹵代
在紫外光照射或高溫250～400℃ 的條件下，甲烷和氯氣混合可劇烈地發生氯代反應，得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷（四氯化碳）和氯化氫的混合物。
甲烷與氯氣作用，產生一氯甲烷；隨著反應的進行，過量的氯氣繼續與一氯甲烷作用，生成二氯甲烷；二氯甲烷進一步與氯氣作用，生成三氯甲烷；三氯甲烷繼續反應生成四氯甲烷，所以反應的產物是4種氯代甲烷的混合物。若用超過量的甲烷與氯氣反應，反應就幾乎限止在一氯代反應階段，生成一氯甲烷。可用此方法制備一鹵代烴。
★鹵素與甲烷的反應活性順序為：F2>Cl2>Br2>I2。氟代反應十分劇烈，難以控制，強烈的放熱反應所產生的熱量可破壞大多數的化學鍵，以致發生爆炸。碘最不活潑，碘代反應難以進行。因此，鹵代反應一般是指氯代反應和溴代反應。
2.鹵代反應的反應機制（reaction mechanism）
（1）?????? 自由基的鏈反應
自由基的鏈反應可分為鏈引發、鏈增長和鏈終止3個階段。
☆鏈引發（chain-initiating step）：形成自由基
氯分子從光或熱中獲得能量，Cl—Cl鍵均裂，生成高能量的氯自由基Cl· 。自由基的反應活性很高，一旦形成就有獲取一個電子的傾向，以形成穩定的八偶體結構。
☆ 鏈增長（chain-propagating step）：延續自由基、形成產物
氯自由基使甲烷分子中的C—H鍵均裂，并與氫原子生成氯化氫分子和新的甲基自由基CH3· 。
活潑的甲基自由基使氯分子的Cl—Cl鍵均裂，生成一氯甲烷。此反應是放熱反應，所放出的能量足以補償反應②所需吸收的能量，因而可以不斷地進行反應，將甲烷轉變為一氯甲烷。
當一氯甲烷達到一定濃度時，氯原子除了與甲烷作用外，也可與一氯甲烷作用生成·CH2Cl自由基，它再與氯分子作用生成二氯甲烷CH2Cl2和新的Cl· 。反應就這樣繼續下去，直至生成三氯甲烷和四氯甲烷。
★甲烷的氯代反應，每一步都消耗一個活潑的自由基，同時又為下一步反應產生另一個活潑的自由基，這是自由基的鏈增長反應。
☆鏈終止（chain-terminating step）：清除自由基
兩個活潑的自由基相互結合，生成穩定的分子或加入少量能抑制自由基生成或降低自由基活性的抑制劑，使反應速率減慢或終止反應。
★甲烷氯代反應的機制不僅適用于甲烷的溴代反應，而且也適用于其他烷烴的鹵代反應，甚至還適用于分子中含有類似烷烴結構的許多非烷烴化合物。
問題2－7用圖示的方式說明活化能、過渡態的概念，并說明甲烷氯代反應是吸熱反應還是放熱反應？ 答案?：
活化能 ：反應發生所必須的最低限度的能量，用Ea 表示，它是從反應物轉化為產物過程中，必須達到的一個能量高峰。過渡態：反應物生成產物過程中中間狀態的結構。此反應為放熱反應。
（2）烷烴鹵代反應的取向
碳鏈較長的烷烴氯代時，可生成各種異構體的混合物。例如：
丙烷分子中有6個1°氫原子和2個2°氫原子，理論上兩種氫原子被鹵代的幾率之比為3:1，但在室溫條件下，這兩種產物得率之比為43:57 ，說明2°氫原子比1°氫原子的反應活性高。2°氫原子與1°氫原子的相對反應活性為：
大量氯代反應的實驗結果表明：室溫下3°、2°、1°氫原子的相對活性之比為5：4：1，并與烷烴的結構基本無關。根據各級氫的相對活性，可預測烷烴各氯代產物異構體的收率。
問題2-8 預測2，3-二甲基丁烷在室溫下進行氯代反應時，所得各種一氯代產物的得率之比。
★烷烴的溴代反應生成相應的溴代物。例如：
實驗結果表明，鹵代反應所用的鹵素不同或反應條件不同，各種異構體產物的相對數量有著顯著的差異。氯代反應產物中，各種異構體間的比例相差不大；而溴代反應中，各異構體比例相差較大， 溴代反應3°、2°、1°氫原子的相對反應活性比為 1600:82:1。這是因為溴原子比氯原子的反應活性低，烷烴的溴代比氯代活化能高，溴代反應過渡態[R……H…Br]的結構較接近產物自由基。能穩定自由基的因素在過渡態中影響較大， 因此3°、 2°、1°氫的活性差別較大，反應的選擇性強。相反，氯代過渡態[R…H……Cl] 的結構較接近反應物，能穩定自由基的因素在過渡態中影響較小，所以3°、2°、1° 氫的活性差別較小。
圖2－10丙烷1o、2o氫氯代能量圖
氯與1°氫和2°氫反應的活化能只相差4.2kJ·mol-1 ，而溴與1°氫和2°氫反應的活化能相差12.6kJ·mol-1 。溴代反應時，兩種氫原子的反應活性差別比氯代時大得多，因而溴代反應的選擇性高于氯代反應。
（3）烷基自由基的構型與穩定性
★烷基自由基的構型
烷基自由基是烷烴去掉一個氫，剩下的帶有一個單電子的基團。甲基自由基是最簡單的有機烷基自由基。
波譜研究證實其結構如下：
★碳原子為sp2雜化，3個sp2雜化軌道與3個氫原子的S軌道所形成的3條C-H 鍵處于同一平面內，未成對的單電子位于未參與雜化的、垂直于雜化平面的p軌道中。
★自由基的穩定性
通過比較不同類型的氫原子與各基團之間的鍵離解能數據可知：
形成自由基所需要的能量順序為CH3·>1°>2°>3°， 形成自由基所需的能量越低，自由基就越容易形成，也越穩定。所以自由基相對穩定性的次序為:
★烷烴鹵代取向的解釋
在丙烷的氯代反應中，當氯原子進攻丙烷分子中的1°H時，生成1°自由基CH3CH2CH3· ，而進攻2°H時，則生成2°自由基。由于（CH3）2CH· 比CH3CH2CH3· 穩定，內能較低，生成的速度較快。因此在反應中2°H 比1°H 的活性高，同理3oH比2oH的活性高。用此也可以解釋烷烴溴代的反應取向。
小結：烷烴分子中只有σ鍵，化學性質很穩定，常用作溶劑及化妝品、眼藥膏的基質，但在特殊條件（光照或高溫）下，也可發生自由基的取代反應。含有不同種氫的烷烴的鹵代，生成多種鹵代烴異構體的混合物，各異構體的比例取決于烷烴分子中各種氫的數目以及反應條件，不同種氫的反應活性順序為3o氫>2o氫>1o氫。自由基的構型為sp2雜化的平面構型。
第二節環烷烴（Cycloalkane）
一．環烷烴的分類和命名
（一）環烷烴（cycloalkane）的分類
根據環烷烴分子中所含的碳環數目，可分為單環、雙環和多環環烷烴。單環烷烴的通式為CnH2n 。
根據成環的碳原子數目，單環環烷烴又可分為小環（三元環、四元環烷烴）、常見環（五元環、六元環烷烴）、中環（七元環～十二元環）及大環（十二元環以上的環烷烴）環烷烴 。
（二）環烷烴的命名
1、單環環烷烴的命名
單環環烷烴的命名與烷烴相似，只是在同數碳原子的鏈狀烷烴的名稱前加“環”字。英文命名則加詞頭“cyclo ” 。環碳原子的編號，應使環上取代基的位次最小。例如：
當環上有復雜取代基時，可將環作為取代基命名。例如：
2、螺環烴的命名
螺環烴（spiro hydrocarbon）：兩個碳環共用一個碳原子的脂環烴，分子中共用的碳原子稱為螺原子。
雙環螺環烷烴的命名是在成環碳原子總數的烷烴名稱前加上“螺”字。螺環的編號是從螺原子的鄰位碳開始，由小環經螺原子至大環，并使環上取代基的位次最小。將連接在螺原子上的兩個環的碳原子數，按由少到多的次序寫在方括號中，數字之間用圓點隔開，標在“螺”字與烷烴名稱之間。例如：
3、橋環烴的命名
橋環烴（bridged hydrocarbon）：兩個碳環共用兩個或多個碳原子的化合物。環與環間相互連接的兩個碳原子，稱為“橋頭”碳原子；連接在橋頭碳原子之間的碳鏈則稱為“橋路”。
命名雙橋環烷烴時，以碳環數“二環”為詞頭。然后在方括號內按橋路所含碳原子的數目由多到少的次序列出，數字之間用圓點隔開。方括號后寫出分子中全部碳原子總數的烷烴名稱。編號的順序是從一個橋頭開始，沿最長橋路到第二橋頭，再沿次長橋路回到第一橋頭，最后給最短橋路編號，并使取代基位次最小。例如：
問題2—9 命名：
（三）環烷烴的順反異構 （由于環烷烴成環的鍵不能自由轉動，導致分子中的原子或原子團在空間的排列方式不同，而產生的兩種構型不同的異構體。順反異構屬于構型異構，是立體異構中的一種。順反異構體物理、化學性質均不同，可以分離。）
環烷烴除具有構造異構外，由于碳環上的C—C 單鍵不能自由旋轉，所以當環上的兩個碳原子各連有一個取代基時，還存在順、反兩種異構體。兩個取代基位于環平面同側的，稱為順式異構體（cis-isomer）；位于環平面異側的，則稱為反式異構體（trans- isomer）。例如1，2-二甲基環丙烷 ，具有順式和反式兩種異構體。
問題2-10 寫出1-甲基-3-乙基環己烷的順式和反式構型的兩種異構體
二．環烷烴的性質
（一）環烷烴的物理性質
環烷烴的物理性質與烷烴相似，在常溫下，小環環烷烴是氣體，常見環環烷烴是液體，大環環烷烴呈固態。環烷烴和烷烴都不溶于水。由于環烷烴分子中單鍵旋轉受到一定的限止，分子運動幅度較小，具有一定的對稱性和剛性。因此，環烷烴的沸點、熔點和比重都比同碳數烷烴高。
（二）環烷烴的化學性質
常見環、中環和大環環烷烴較穩定，化學性質與鏈狀烷烴相似，與強酸（如硫酸）、強堿（如氫氧化鈉）、強氧化劑（如高錳酸鉀）等試劑都不發生反應，在高溫或光照下能發生自由基取代反應；小環環烷烴環丙烷和環丁烷不穩定,除可以發生自由基取代反應，易開環發生加成反應（addition reaction）。
1．自由基取代反應
環烷烴與烷烴相似，在光照或高溫條件下，可發生自由基取代反應。例如：
2．加成反應
(1) 加氫
在催化劑Ni的作用下，環烷烴可進行催化加氫反應,加氫時環烷烴開環,碳鏈兩端的碳原子與氫原子結合生成烷烴。
（2）加鹵素、氫鹵酸
★環丙烷在常溫下，能與鹵素或氫鹵酸發生加成反應。例如：
★環丁烷在加熱條件下，也可以與鹵素或氫鹵酸發生加成反應
★ 環戊烷、環己烷及高級環烷烴不能發生加成反應。
當環丙烷的烷基衍生物與氫鹵酸作用時，碳環開環多發生在連氫原子最多和連氫原子最少的兩個碳原子之間。氫鹵酸中的氫原子加在連氫原子較多的碳原子上，而鹵原子則加在連氫原子較少的碳原子上。例如：
小結：環丙烷的性質很活潑，易開環發生加成反應；環丁烷的活性較環丙烷弱，可以開環發生加成反應，只是條件較環丙烷強烈；環戊烷、環己烷及高級環烷烴的化學性質則與開鏈烷烴相似，環比較穩定難發生開環加成反應。另外，環烷烴同鏈狀烷烴一樣可以發生自由基取代反應。
(三)．環烷烴穩定性的解釋
環烷烴的實驗事實及燃燒熱數值均說明環丙烷的內能最高，反應性較強；環丁烷的內能次之，反應性較環丙烷差；環戊烷、環己烷以及大環環烷烴的內能與開鏈烷烴相差無幾，一般條件下不能開環，其中環己烷的內能最低，是最穩定的環烷烴，這也是合成或天然化合物中廣泛存在六元環的原因。環烷烴環穩定性的排列順序是：環己烷>環戊烷>環丁烷>環丙烷
1.拜爾（A.von Baeyer）張力學說
1885年拜爾（A.von Baeyer）首次提出了張力學說，用以解釋環烷烴的穩定性。此學說的論點是建立在環烷烴所有的碳原子都處于同一平面內，并根據正四面體的模型，假設成環后鍵角為109°28′的環狀化合物最穩定。
張力學說認為環丙烷的三個碳原子成正三角形，鍵角為60°，環丁烷是正四邊形，鍵角為90°。形成環丙烷時，每個鍵必須向內彎曲24°44′[（109°28′- 60°）/2]，形成環丁烷時，每個鍵向內彎曲9°44′。鍵的彎曲使分子內部產生了張力，這種張力稱為角張力。鍵的偏轉角度越大，張力也越大，環就越不穩定而易發生開環反應，生成較穩定的開鏈化合物。環丙烷的偏轉角度比環丁烷大，所以環丙烷更易開環。環戊烷和環己烷的鍵角均接近109°28′，所以不易開環，化學性質穩定。此學說的局限性在于它認為環烷烴環上所有的碳原子在同一平面內，實際上除環丙烷外，其他的環烷烴的碳原子并不在同一平面內。
2.現代理論的解釋
環烷烴分子中的碳原子都是sp3，當鍵角為109°28′時，碳原子的sp3雜化軌道才能沿鍵軸“頭對頭”達到最大重疊。在環丙烷分子中， sp3 雜化軌道彼此不能沿鍵軸方向達到最大程度的重疊，只能部分重疊形成很弱的“彎曲鍵”，同時成鍵的電子云位于C－C連線的外側，易受親電試劑的進攻，發生開環。根據X—射線衍射解析和量子力學計算，環丙烷的 C—C鍵的夾角約為104°。見下圖
圖2－12環丙烷軌道重疊圖
問題2－11 寫出1，1－二甲基環丙烷與氫溴酸的反應
三．環烷烴的構象
（一）環戊烷的構象
環戊烷的四個碳原子處在一個平面上，一個碳原子離開平面，與平面的距離為50pm ,時而在上,時而在下,呈動態平衡。離開平面的碳上的氫原子與相鄰碳上的氫原子呈交叉式，明顯降低了扭轉張力，所以能量較低，是環戊烷較穩定的優勢構象。
圖2－13環戊烷構象的球棍模型
（二）環己烷的構象
環己烷分子中碳原子并不在同一平面上，它可以扭曲而產生無數個構象異構體。
1．環己烷的椅式構象和船式構象
椅式構象（chairconformation ）和船式構象（boat conformation）是環己烷構象的兩種典型構象。
在環己烷的椅式構象中，碳原子的鍵角為109°28′，無角張力,任何原子都傾向于使其鍵角與成鍵軌道的角度相匹配，與sp3雜化碳原子相匹配的鍵角是109°28′，任何與正常鍵角偏差所產生的張力，稱為角張力。環上相鄰碳上所有的氫原子均為交叉式，無扭轉張力 相互連接的兩個SP3雜化碳原子，它們的鍵傾向于成交叉式構象，任何與交叉式排列偏差所引起的張力，稱為扭轉張力。C1、C3、C5或C2、C4、C6 上的三個豎氫原子間的距離均為230pm，與氫原子的van der Waals 半徑 van der Waals 半徑是指非鍵原子的原子半徑，當非鍵原子接近時，它們之間產生微弱的引力，當它們之間的距離等于范德華半徑之和時，引力達到最大，再接近就相互排斥。之和240pm 相近， van der Waals斥力 很小 非鍵合的原子或基團間的距離小于它們的van der Waals半徑之和時，而產生的排斥力，又稱空間張力。椅式構象是環己烷中能量最低、最穩定的構象。
在環己烷的船式構象中, 無角張力，但 C2 與C3、C5與C6 兩對碳上的氫原子均為重疊式，具有較大的扭轉張力。此外，C1與C4 兩個船頭碳上的氫原子伸向環內側，彼此間相距很近，只有183pm，遠小于兩個氫原子的van der Waals半徑之和，相互間斥力很大，存在空間張力。船式構象是環己烷能量較高、較不穩定的構象，見下圖。
★在室溫下，99.9%的環己烷分子是以椅式構象存在。常溫下，由于分子的熱運動可使船式和椅式兩種構象互相轉變，因此不能拆分環己烷的船式、椅式構象異構體。
2．環己烷椅式構象的豎鍵和橫鍵
在環己烷的椅式構象中，與對稱軸平行的6條C—H鍵，
用a 鍵（axial bond）表示。與對稱軸成109°28′夾角的6條C—H鍵，用e鍵（equatorial bond）表示。見下圖
圖2－15環己烷椅式構象a鍵、e鍵的互變
★環上的每個碳原子有1條a鍵和1條e 鍵，a鍵和e 鍵之間可以相互轉化。
環己烷椅式構象間的轉化，需要46kJ·mol-1的能量，雖稍高于船式與椅式構象轉換的能壘，但仍可在常溫下迅速地轉換，形成動態平衡體系。
3．環己烷構象穩定性的分析
（1）一取代環己烷的構象分析
一取代環己烷的取代基可處于椅式構象的 a鍵或e鍵，故一取代環己烷可以兩種不同的椅式構象存在，其中取代基位于e鍵的構象能量較低，是較穩定的優勢構象。在甲基環己烷分子中，e鍵上的甲基與環中的C3和C5兩個碳a鍵上的氫原子距離較遠，相互間的斥力較小而穩定。而a鍵上的甲基則與C3和C5 a鍵上的氫原子距離較近，相互間斥力較大而不穩定。見下圖
5％ 95％
甲基在e鍵的構象比在a鍵的構象能量低7.5kJ·mol-1 ，室溫下，甲基位于e鍵的構象在兩種構象的平衡混合物中占95%。取代基的體積越大，兩種構象的能量差也越大，e鍵取代構象所占的比例就更高。例如，在室溫下，叔丁基幾乎100%處于e鍵。
★總之，一取代環己烷的優勢構象是取代基位于e鍵的椅式構象。
問題2-12 寫出乙基環己烷最穩定的構象，并說明原因。
（2）二取代環己烷的構象分析
二取代環己烷存在順反異構體，兩個取代基在環的同側為順式，在環的異側為反式。例如1，2-二甲基環己烷就有順式和反式兩種構型。反-1，2-二甲基環己烷的構象：
順-1，2-二甲基環己烷的構象：
★ 在反-1，2-二甲基環己烷的優勢構象中，兩個甲基都處于e鍵，而在順-1，2-二甲基環己烷的任一構象中，只有一個甲基處于e鍵，所以反-1，2-二甲基環己烷比順-1，2-二甲基環己烷穩定。實驗測定，反式異構體比順式異構體穩定7.8kJ·mol-1
1－甲基-4-叔丁基環己烷的優勢構象：
★在多取代環己烷中，較大取代基、較多取代基位于e鍵的構象為優勢構象，在有叔丁基的環己烷衍生物的優勢構象中，叔丁基總是位于e鍵上。
小結：除環丙烷外，其他環烷烴的碳原子并不在同一平面內，環烷烴的環可以扭曲以使張力最小化，環烷烴環的扭曲產生無數個構象異構體。在環己烷的構象中，椅式構象是最穩定的構象；在椅式構象中e鍵取代基較多的構象為優勢構象；有不同取代基時，較大取代基處于e鍵的構象為優勢構象。
問題 2-13 試分析1，3-二甲基環己烷的構象。問題2－14試分析1，4-二甲基環己烷的構象。
總結：烷烴屬于飽和烴，分子中所有的碳均為SP3雜化，各鍵間的鍵角接近正四面體的鍵角（109°28′），分子中只有 鍵，鍵較穩定，烷烴是一類很穩定的化合物，常用作化妝品、眼膏的基質；烷烴的命名是有機化合物命名的基礎，常用普通命名法和系統命名法兩種方法命名，普通命名法只適用于較簡單的化合物；烷烴化合物由于碳原子連接方式不同存在構造異構體（碳鏈異構），同時烷烴化合物分子內的 鍵可以自由旋轉，致使烷烴化合物具有無數個構象異構體，其中交叉式構象是較穩定的構象，室溫下構象異構體間可以迅速轉換而不能分離，主要以交叉式構象存在；烷烴化合物屬于非極性化合物，熔點、沸點較低，不溶于極性溶劑而易溶于非極性溶劑，密度均小于1g．cm-3；烷烴化合物化學性質很穩定，與強酸、強堿、強氧化劑均不反應，在高溫或光照下可與鹵素（Cl2 、Br2）進行自由基取代反應，不同氫取代的活性順序為3o>2o>1o。
環烷烴化合物是碳碳首尾相連呈環狀的飽和烴，分子中的碳也是SP3雜化，與烷烴不同的是環上的碳—碳σ鍵不能自由旋轉，當環上不同的碳原子連有取代基時，存在順反異構體，順反異構體物理、化學性質均不同；環烷烴雖然環上的碳—碳σ鍵不能自由旋轉，但可以扭曲，致使環烷烴也存在構象異構體，椅式構象是環己烷較穩定的構象，取代環己烷的優勢構象是較大取代基、較多取代基位于e鍵的構象；常見環、中環、大環的化學性質與烷烴相似，可以發生自由基的取代反應，小環烷烴（環丙烷、環丁烷）除具有烷烴的性質（自由基取代反應）外，還可以開環發生加成反應。
第三節相關知識
生物自由基 生物自由基的來源有外源性和內源性兩種。外源性自由基是由物理或化學等因素產生的； 內源性自由基是由體內的酶促反應和非酶促反應產生的。
在生理狀況下，機體一方面不斷產生自由基，另一方面又不斷清除自由基。處于產生與清除平衡狀態的生物自由基，不僅不會損傷機體，還參與機體的生理代謝，也參與前列腺素和ATP等生物活性物質的合成。如吞噬細胞在對外源性病原微生物進行吞噬時，就生成大量活性氧以殺滅之。生物體內比氧活潑的氧的代謝產物及其含氧的衍生物。一般是指超氧陰離子自由基（·O2）、羥自由基（·OH）、單線態氧（1O2）和過氧化氫（H2O2 ）以及由它們衍生的含氧有機自由基（RO·）、有機過氧化物自由基（ROO· ）和過氧化物（ROOH）。一旦自由基的產生和清除失去平衡，過多的自由基就會造成對機體的損害，可使蛋白質變性、酶失活、細胞及組織損傷，從而引起多種疾病，并可誘發癌癥和導致衰老。
第三章 烯烴和炔烴(Alkene and Alkyne)
教學要求：
掌握：烯烴、炔烴的結構；烯烴、炔烴的異構及命名；誘導效應、共軛效應的概念及其在有機化學中的應用；烯烴、炔烴的主要化學性質；共軛二烯烴的特殊性質。
熟悉：烯烴、炔烴的物理性質；烯烴加成的立體選擇反應和立體專一反應；正碳離子的結構。
了解：二烯烴的分類；部分天然存在的共軛烯烴的結構；醫用高分子材料及富勒烯的概念。
烯烴（alkene）和炔烴(alkyne)都屬于不飽和烴（unsaturated hydrocarbon）。碳-碳雙鍵和碳-碳叁鍵分別為烯烴和炔烴的官能團。它們的官能團均含有p 鍵，其結構特征決定它們的化學性質比烷烴要活潑得多。不論是人工合成的還是天然存在的這兩類化合物，在化學工業和生命科學中都有著十分重要的地位。
第一節烯烴(Alkene)
一、單烯烴的結構
烯烴是分子中含有碳-碳雙鍵（烯鍵）的烴。含有一個雙鍵的開鏈烴，稱為單烯烴，其通式為CnH2n。 最簡單的單烯烴是乙烯。
σ鍵和π鍵的特征總結：
?
小結：烯烴的官能團碳碳雙鍵是由一個σ鍵和一個π鍵構成的，由于π鍵的存在，雙鍵不能自由旋轉，π鍵的活性較σ鍵高，易斷裂。
二、單烯烴的異構現象和命名
（一）單烯烴的命名
單烯烴的命名與烷烴相似，其命名原則為：
烯烴去掉一個氫原子剩下的集團稱為烯烴基：
（二）烯烴的異構現象及其異構體的命名
烯烴的異構現象較烷烴復雜，除具有碳鏈異構外，還具有位置異構和順反(幾何)異構，碳鏈異構和位置異構都屬于構造異構。
1．構造異構
2．順反異構
★并不是所有帶雙鍵的化合物都有順反異構現象。綜合第二章第二節和本節的內容，順反異構形成的條件：
★順反異構體的命名:
☆順反命名法：
☆Z／E命名法：
用順/反（cis/trans）就難以命名異構體。此時就必須用Z／E命名法
Z/E構型命名法的命名規則：
★目前這兩套命名法同時并用，但在環系化合物中，應用cis-trans命名法更為清楚直觀。必須注意的是Z型并非一定順型，E型并非一定是反型。例如：
★當分子中雙鍵數目增加時，順反異構體的數目也增加，如:
★含有C=N雙鍵和含有N=N的化合物如肟類化合物(見第十章) 、偶氮類化合物（見第十三章），與含有碳-碳雙鍵的化合物一樣，可以存在順反異構現象。
?
★順反異構體的物理性質和化學性質均不同。例如：
★順反異構體不僅理化性質不同，而且生理活性也不同。例如合成的代用品己烯雌酚，反式異構體生理活性較大，順式則很低；維生素A的結構中具有四個雙鍵，全部是反式構型；具有降血脂作用的亞油酸和花生四烯酸則全部為順式構型。
★ 造成順反異構體性質差異的原因
小結：
三、單烯烴的物理性質
四、電子效應
電子效應（electronic effect）一般分為誘導效應（Inductive effect）和共軛效應（Conjugative effect）兩種類型。
（一） 誘導效應(Inductive effect)
★誘導效應是電子效應的一種，用符號I表示。
X是一個電負性大于H的基團，當X取代H后C-X鍵的電子云偏向X，X稱為吸電子基團。Y是一個電負性小于H的基團，稱為斥電子基團。
原子間的相互影響叫做誘導效應。吸電子基團引起的誘導效應叫做吸電子誘導效應（-I效應）；斥電子基團引起的誘導效應叫做斥電子誘導效應（+I效應）。
根據實驗結果，一些取代基的吸、斥電子能力如下：
（二）共軛效應(Conjugative effect)
共軛效應用符號C表示。我們以1，3-丁二烯的結構為例，來說明共軛效應。
1，3-丁二烯的四個碳原子都是sp2雜化，分子中所有的σ鍵都在同一個平面上，四個碳原子上四個未雜化的pz軌道垂直于該平面，并相互平行重疊。
C1-C2及C3-C4形成兩個π鍵，C2-C3之間的p軌道亦可發生重疊，但不能稱之為π鍵,而稱為π－π共軛，該結構體系稱π-π共軛體系。
在共軛體系中，實際上四個p電子的運動范圍已經擴展到四個碳原子的周圍，這種現象稱為π電子的離域，以區別于一般烯烴或隔離二烯烴的π電子定域。π電子的離域使電子云密度平均化，即鍵長平均化。
★ 一個典型的共軛體系具有以下特征
★ 當共軛體系內原子的電負性不同或受到外電場（或試劑）的影響時，鍵的極化通過π電子的運動、沿著共軛鏈傳遞，這種分子內原子間的相互影響叫做共軛效應，斥電子共軛效應用+C表示；吸電子共軛效應用-C表示。共軛效應分為靜態共軛效應和動態共軛效應
★ ☆靜態共軛效應：分子內固有的效應（主要是由于原子的電負性性不同）
☆動態共軛效應:共軛體系受外電場或試劑的作用而極化
★共軛效應和誘導效應的區別
?
小結：
五、單烯烴的化學性質
烯烴分子中由于p鍵的存在，其化學性質較烷烴活潑，主要的化學反應包括：加成反應、氧化反應、聚合反應。
（一）?? 加成反應（addition reaction）
雙鍵中的π鍵打開，兩個一價的原子或基團分別加到雙鍵兩端的碳原子上，形成兩個新的σ鍵。
烯烴的幾何形狀及電子分布，決定了烯烴比較容易受親電試劑（缺電子的正離子或者是帶有單個電子的自由基）的攻擊，烯烴的加成反應多為親電加成反應（electrophilic addition reaction）。
1．加鹵素
★實驗室常以此反應鑒定不飽和烴。
鹵素的活潑性順序為 Cl2 > Br2 > I2。 碘通常不能直接進行加成反應。
Br2分子在極性條件或烯烴π電子的作用下，也發生極化。
2．加鹵化氫
烯烴與鹵化氫同樣發生分步的、親電性加成反應，但其中間體一般認為是正碳離子。
★鹵化氫加成的活性順序為 HI > HBr > HCl。
當一個不對稱烯烴（如丙烯）與鹵化氫（不對稱試劑）發生加成反應時，有可能形成兩種不同的產物。
馬爾可夫尼可夫（Markovnikov）總結了其中的規律：極
圖4－4 丙烯與HCl加成示意圖（點擊上圖播放動畫）
★馬氏規則可從兩方面解釋：
（1）、誘導效應：
（2）、正碳離子的穩定性：
烷基正碳離子一般為sp2雜化，未參與雜化的P軌道上沒有電子。
甲基正碳離子構型如圖4-5：碳原子為SP2雜化，三個C-H 鍵在同一平面上，垂直于 鍵所在平面、未雜化P軌道上無電子。各種烷基正碳離子的穩定性如下：
4.催化加氫
通常情況下不發生反應，必須加入催化劑以降低反應的活化能，使反應容易進行。常用的催化劑有Ni、Pt、Pd以及一些較復雜的配合物。這一反應的機制，一般認為是氫和烯烴都被吸附于催化劑的表面進行反應。見下圖：
(二) 氧化反應
烯烴的雙鍵，極易被許多氧化劑所氧化。
1．高錳酸鉀氧化
如用酸性KMnO4溶液或加熱，則KMnO4的紫紅色溶液褪為無色溶液，烯烴先氧化為鄰二醇，然后繼續氧化為羧酸或酮。
反應可以用通式表達如下：
★利用KMnO4溶液的顏色變化，可鑒定不飽和烴。
此外，還可以通過對反應最終產物的分析，推斷原來烯烴的結構。如：
我們把產物中的氧去掉，在雙鍵處連接起來，便是原來烯烴的結構。
將上述產物中的氧去掉，在雙鍵處連接起來，亦可推知原來烯烴的結構
小結：
六、二烯烴的結構、分類及命名
七、共軛二烯烴的性質
第二節 炔烴(Alkyne)
一、炔烴的結構
炔烴是含有叁鍵的不飽和烴，比相應的烯烴少兩個氫原子。含有一個叁鍵的開鏈單炔烴，具有通式CnH2n2。最簡單的炔烴是乙炔，結構式為，其成鍵方式如下?/span>
★碳-碳叁鍵是由兩個π鍵，一個σ鍵構成，兩個π鍵相互垂直。鍵能為836kJ·mol-1。結合前面所學知識，碳原子的雜化方式總結如下：
小結
二、炔烴的異構現象和命名
★當化合物同時含有雙鍵和叁鍵時，命名總是以炔作母體。當雙鍵和叁鍵處于不同的編號位置時，使雙鍵和叁鍵的編號之和最小。如
★當雙鍵和叁鍵處于相同的編號位置時，使雙鍵具有較小的編號。如：
三、炔烴的物理性質
四、炔烴的化學性質
炔烴的化學性質與烯烴相似，可以發生加成、氧化、聚合等不飽和烴的的反應，炔烴加成可以加成兩分子試劑，反應活性較烯烴低。（炔碳為SP雜化，雜化軌道較短，π 電子云受核的束縛較大，不易極化，活性較烯烴小。）
（一）???? 加成反應
★不對稱炔烴與HX的加成遵守馬氏規則：
（三）金屬炔化物的生成
直接和叁鍵碳原子相連的氫原子具有一定的酸性，這是因為碳原子的電負性隨雜化軌道s的成分的增加而增大，其次序為sp > sp2 > sp3 。在 中，碳為SP雜化， C—H鍵的電子云較烯烴、烷烴更偏向于C，從而使H原子的酸性較大，可被金屬取代而生成金屬炔化物。
具有結構的炔烴，由于叁鍵碳原子上沒有H存在，不能發生上述反應，故炔化物反應可用來鑒定具有結構的端基炔。
小結：
第四章 芳香烴 （aromatic hydrocarbon）
教學要求：
掌握：苯的結構特點；芳香烴親電取代反應及反應機理、側鏈鹵代反應及氧化反應；芳香性概念；Hückel規則及應用
熟悉：苯及其同系物的命名、物理性質；稠環芳烴的命名及反應；定位效應及應用；不飽和度
了解：致癌烴。
芳香族化合物是具有“芳香性”的化合物，芳香烴(aromatic hydrocarbon)則是具有“芳香性”的環狀碳氫化合物。所謂芳香性(aromaticity)是指化學性質上表現為:易發生取代反應,難發生加成和氧化反應,環具有特殊穩定性不易破裂,并具有一定的光譜特征(見第10章)。
在芳香烴中，把具有苯環結構的稱為苯型芳香烴，不含有苯環而具有芳香性的稱為非苯型芳香烴。
第一節 苯及其同系物
一、苯(benzene)的結構
苯分子式：C6H6，碳與氫比例為1:1，應為不飽和化合物。
但事實上，苯極為穩定：?不易加成；?易取代；?不易氧化；?一元取代產物只有一種。說明苯分子中的6個氫原子的地位是等同的。因此認為苯一定具有特殊的結構。
（一）Kekulé結構式
Kekulé結構式可解釋：?苯經催化加氫生成環己烷,說明苯分子的6個碳原子為環狀結構; ?一元取代物只有一種,說明6個氫原子完全等同。不能解釋：?苯的Kekulé式顯示分子有3個雙鍵,卻難發生親電加成反應; ?苯的鄰位二元取代物只有一種。可見Kekulé式不能完全反映出苯的真實結構。
（二）苯分子結構的現代解釋
經現代物理方法研究證明，苯分子6個碳原子和6個氫原子都在同一平面上，6個碳組成一個正六邊形，鍵角均為120°，各C-C鍵鍵長為139pm,如圖5.1(a)所示。
?
圖5-1 (a)苯分子中σ鍵 (b)P軌道形成大π鍵 (c)苯分子大π鍵電子云
苯分子為平面結構，6個碳原子都是SP2雜化,每個碳原子以SP2雜化軌道互相重疊形成C-Cσ鍵,又各自以SP2雜化軌道與氫原子的1S軌道相重疊形成6個C-Hσ鍵，由于碳原子的三個SP2雜化軌道處在同一平面內,夾角為120°，所以6個碳原子正好形成一個正六邊形，所有的碳原子和氫原子都在同一平面上。
碳原子除以SP2雜化軌道形成兩個C-Cσ鍵和一個C-H鍵外，每個碳原子還有一個P軌道，均垂直于苯環平面而相互平行。每個P軌道都可以與2個相鄰碳原子的P軌道側面重疊，形成一個包含6個碳原子的閉合的π-π共軛體系，π電子離域，電子云密度完全平均化，環上沒有單鍵和雙鍵的區別，鍵長均為139pm。如圖5-1(ａ)、(ｂ)、(ｃ)所示。
苯結構的書寫方法,可用Kekulé式或下面的表示方法：
此外,按照共振論觀點,苯的真實結構是下列兩個共振式的雜化體。
二 苯的同系物的命名
一烴基苯在苯環上的取代位置（不包括側鏈異構）只有一種。命名是以苯環作為母體，以烴基作為取代基，稱為“某苯”。例如:
二烴基苯有三種異構體，由于取代基在苯環上的位置不同，也稱為位置異構。命名用鄰位或1,2-位,也可用0-(ortho);間位或1,3-,也可用m-(meta);對位或1,4位,也可用P-(para)表示取代基在苯環上的位置。例如，二甲苯的三種位置異構體：
三烴基苯有三種位置異構體，例如三甲苯的異構體：
若苯環上連接甲基和其它不同的烴基時，一般以甲苯為母體，其它烴基的排列順序按次序規則。例如:
芳香烴分子中去掉1個氫原子后所剩下的原子團稱為芳基（aryl group）,常用“Ar”來表示。通常將苯分子去掉1個氫原子后所剩下的原子團稱為苯基,以C6H5-,也用Ph-(phenyl)或Φ-表示。
當苯環上連接不飽和烴基時,不屬于苯同系物。命名時以不飽和烴作為母體，將苯基作為取代基。例如：
問題5.1試畫出 (1)1-甲基-4-異丙基苯;(2)間二硝基苯結構式。
三. 苯及其同系物的物理性質
一般為具有特殊的氣味的液體。苯蒸氣可通過呼吸道對人體產生損害，高濃度的苯蒸氣主要作用于中樞神經，引起急性中毒，低濃度的苯蒸氣長期接觸損害造血器官。
在苯的同系物中,沸點：隨著相對分子量的增加而升高,一般每增加一個CH2沸點升高20℃-30℃ ,含同數碳原子的各種異構體,其沸點相差不大,而結構對稱的異構體,卻具有較高的熔點。苯及其同系物的密度?苯與濃硝酸和濃硫酸的混和物(混酸)作用，生成硝基苯:
?
反應機制
?
1、產生帶正電荷的親電基團NO2+,2、NO2+進攻苯環生成正碳離子中間體(σ-配合物);3、中間體不穩定,迅速失去1個質子生成產物硝基苯。
3.?????? 磺化反應
苯和濃硫酸在常溫下難進行反應，若加熱或與發煙硫酸作用時，苯環上氫原子被磺酸基(SO3H)取代，生成苯磺酸。
苯磺酸與過熱水蒸汽作用時,可以發生水解反應，脫去磺酸基又生成苯。磺化反應是一個可逆反應:
苯磺酸易溶于水。有些芳香族類藥物難溶于水，可通過磺化使其增加水溶性。
反應機制：
（點擊下圖，出現苯親電取代的動畫）
1、產生缺電子的中性分子SO3，S帶部分正電荷。
2、親電試劑SO3進攻苯環形成中間體正碳離子；3、失去一個質子形成穩定產物。4、磺化反應在高溫或水存在的條件是一個可逆反應。
總之，苯的取代反應機制是親電取代反應，進攻試劑是缺電子的親電試劑。若以E+代表親電試劑，苯親電取代反應機制一般可表示如下:
其中E+多數情況下帶正電荷或部分正電荷。
（二）烷基苯的側鏈氧化反應
苯環相當穩定, 常用的氧化劑如：高錳酸鉀、重鉻酸鉀、硫酸和稀硝酸等都不能使苯氧化。烷基苯在這些氧化劑的作用下，則發生側鏈氧化，但不論側鏈多長最后都氧化成一個與苯環直接相連的羧基，若與苯環直接相連的α－碳上不具有氫，則不發生側鏈氧化反應。例如：
（三）苯同系物的側鏈鹵代反應
在較高溫度或光照射下，烷基苯與氯或溴反應，優先取代與苯直接相連碳上的氫原子（通常稱為芐基氫）。例如：
苯側鏈鹵代與烷烴鹵代反應機制相同，均屬自由基反應。自由基的穩定順序也正象正碳離子的穩定性順序。穩定性增加順序為：
第二節 稠環芳香烴
一 結構和命名
稠環芳香烴是由兩個或兩個以上苯環共用兩個鄰位碳原子稠合而成的多環芳香烴。例如萘、蒽、菲等。
第二章
萘(naphthalene)分子式為C10H8，為白色晶體，熔點80.5℃，沸點218℃，易升華，不溶于水，能溶于乙醇、乙醚和苯等有機溶劑。是煤焦油的一個主要成分，含量可達5％左右。萘的結構式及碳原子的編號如下:
萘的一元取代物有兩種異構體，分別用前綴1-，和2-，或 α－和β－加以區別；多元取代物，則取代基位置用阿拉伯數字標明，例如:
第五章 對映異構(enantiomerism)
教學要求：
掌握：手性和手性分子以及手性碳原子的概念。對映體、非對映體、外消旋體和內消旋體的概念和主要性質；對映異構體命名方法（R..S）。
熟悉： 費歇投影式和透視式表示立體異構體的方法。
了解： 無手性碳原子的對映異構體和環狀化合物的對映異構；對映體的拆分方法和手性子在生物中的作用,以及前手性原子和前手性化合物的概念。
對映異構主要是從三維空間揭示對映存在的立體異構體，在結構上差別甚微，而在生物活性上卻有著天壤之別。本章將著重學習怎樣區分手性分子和非手性分子；怎樣判斷對映體、非對映體、外消旋體和內消旋體的存在，以及怎樣表示和命名它們的立體結構；比較它們之間性質上的異同點；了解對映體的拆分方法和手性分子在生物中的作用,以及前手性原子和前手性化合物的概念。學習對映異構為學習糖類、脂類、氨基酸、蛋白質、核酸、酶、和激素等各種活性分子的結構和功能奠定必要的立體化學基礎 。
第一節???????????? 手性和對映體
同分異構在有機化學中是極為普遍的現象。在第二章已經學習了構造異構和順反異構以及構象異構。后兩者均屬于立體異構。即分子中的原子或原子基團在空間的排列方式不同產生的異構現象。通常構象異構體是不能分離的。本章要介紹另外一種立體異構現象：即對映異構。圖示如下：
一、手性
產生對映異構現象的結構依據是手性(Chirality)。什么叫手性呢？人們都有這樣的感受，:當你將一只左手套戴在右手上就會覺得很不舒服。這就說明左右手看上去似乎是相同，實際是不同的。那么左右手到底是什么關系呢？讓我們看看手性關系圖。圖3-1 手性關系圖
這種左右手互為鏡像與實物關系，彼此又不能重合的現象稱為手性。自然界中有許多手性物，例如：足球、剪刀、螺絲釘等都是手性物。微觀世界的分子中同樣存在著手性現象。有許多化合物分子具有手性。
二、手性分子和對映體
圖3-2是一對互為鏡像關系的乳酸分子的立體結構式(透視式)：
a和b 兩個立體結構式之間有何種關系？它們代表相同的分子？還是代表不同的分子？不妨觀察上述乳酸分子的兩個立體結構式的球棍模型圖示 (見圖3-3)
圖3-3-1 乳酸球棍模型圖示
圖3-3-2 乳酸球棍模型
為什么乳酸存在一對對映體？仔細觀察圖3-2的兩個乳酸分子的結構，可發現分子中有一個碳原子(C2)所連的四個基團(COOH,OH,CH3,H)均不相同。凡是連有4個不同的原子或基團的碳原子稱為手性碳原子(chiral carbon atom),也可稱為手性中心(chiral center)。一個手性碳原子所連的4個不同原子或基團在空間具有2種不同的排列方式也稱兩種構型，它們是彼此成鏡像關系，又不能重疊的一對立體異構體，互為對映體。含有一個手性碳原子的化合物只有一對對映體。圖3-2中的(a)和(b)就是乳酸的一對對映體。
小結：
手性分子：不能與其鏡像重合的分子。
?
對映體：彼此成鏡像關系，又不能重合的一對立體異構體互為對映體。
?
手性碳原子：連有四個不同原子或基團的碳原子。
三、對稱面和非手性分了
圖3-4 丙酸分子的對稱面對稱面就是指能將分子結構剖成互為鏡像的兩半的面。如通過圓球心的面；將長方形盒子分成各一半的面都是對稱面。有對稱面的分子與它的鏡像能重合，因此沒有對映異構現象稱為非手性分子(achiral molecule)。例如，丙酸分子，它有一個沿著羧基、甲基和通過中心碳原子的對稱面，此對稱面將丙酸分子剖成兩半，而這兩半是互為能重合的鏡像。所以丙酸沒有手性，為非手性分子（見圖3-4）。
四、判斷對映體（手性分子）的方法
第一 建造一個分子和它的鏡像的模型。如果兩者不能重合，就是手性分子。
第二 尋找有無對稱面。有對稱面，它就不存在對映體，為非手性分子。
第三 尋找手性碳原子(或手性中心)。只要有一個手性碳原子，就是手性分子，有一對對映體（兩個以上C﹡有例外。見內消旋體）
問題3-1下列哪些分子具有手性碳原子?(用*號標明)。
問題3-2化合物 a和 b哪個有對稱面？哪個為非手性分子？哪個有對映體?
?
化合物 b（2-丁醇）有一對對體映體
第二節 費歇爾投影式
費歇爾投影式是指將一個三維（立體）手性 分子模型作如下規定:
與手性碳橫向相連的基團朝向紙平面的前方；豎向相連的基團朝向紙平面的后方；手性碳處于紙平面上。將其投影,所得平面投影式稱為費歇爾投影式
注意點（書寫費歇爾投影式）：在把一個化合物的透視式寫成費歇爾投影式時，必須記住下列要點：
(1) 水平線和垂直線的交叉點代表手性碳。
(2) 宋體;連于手性碳的水平線代表向前指向讀者的鍵。
(3) 連于手性碳的垂直線代表指向遠離讀者的鍵。
(4)費歇爾投影式只能在紙平面內旋轉180°，或其偶數倍，不能離開紙面翻轉。
Fischer投影式最適合用于表示含有一個手性碳的化合物的立體結構。但對表示含兩個或兩個以上手性碳原子化合物時，就有點美中不足了。因為Fischer投影式顯示的立體結構全是重疊式構象，不符合分子的真實形象。在這一點上，上一章學習的Newman投影式和鋸架式又有它的優勢之處。當然，每一種表示立體結構的方法，都各有千秋。
同一個立體異構體可以用幾種不同的方法表
示它的立體結構。
例如2R, 3S-2, 3, 4-三羥基丁醛：
第三節 旋光性
一、平面偏振光
光的振動方向與前進方向垂直，普通光是在無數個垂直于前進方向的平面內振動。當普通光通過一個偏振的透鏡或尼科爾棱鏡時，一部分光就被擋住了，只有振動方向與棱鏡晶軸平行的光才能通過。這種只在一個平面上振動的光稱為平面偏振光。簡稱偏振光。見下圖所示:
圖3-6偏振光
二、旋光性
偏振光的振動面化學上習慣稱為偏振面。當平面偏振光通過手性化合物溶液后，偏振面的方向就被旋轉了一個角度。這種能使偏振面旋轉的性能稱為旋光性(optical activity)。手性化合物都具有旋光性。
三、旋光度與比旋光度
㈠ 旋光度
怎樣測定化合物旋光性呢？在實際工作中通常用旋光儀測定化合物的旋光性。一般旋光儀是由一個光源和兩個棱鏡組成的, 在兩個棱鏡中間有一個盛放樣品的旋光管。見圖3-6：
化合物旋光性的測定︰當平面偏振光通過盛有旋光性化合物的旋光管后，偏振面就會被旋轉(向右或向左)一個角度，這時偏振光就不能通行無阻的穿過與起偏鏡棱軸相平行的檢偏鏡。只有檢偏鏡也旋轉(向右或向左)相同的角度(a角度)，旋轉了的平面偏振光才能完全通過。觀察檢偏鏡上攜帶的刻度盤所旋轉的角度，即為該旋光性物質的旋光度。
偏振面被旋光性物質所旋轉的角度叫旋光度。用a表示。
偏振面被旋轉的方向有左旋(逆時針)和右旋(順時針)的區別。用符號(+)表示右旋，(-) 表示左旋。例如：(+)-2-丁醇 表示右旋；（-)-2-丁醇 表示左旋。所有旋光性化合物不是右旋，就是左旋。
自動旋光儀：
測定化合物的旋光度，除了使用前面介紹的普通旋光儀外，還有自動旋光儀，可直接顯示被測化合物的旋光度和旋光方向，(＋)或(-)。它的基本原理和普通旋光儀雷同。目前在科學研究中已經較為廣泛的使用。
㈡ 比旋光度
就某一化合物來說，實驗中所觀察到旋光度并不是恒定值，因為旋光度與溶液的濃度成正比，在給定的濃度下還與旋光管的長度成正比。除外，還與測定時的溫度，光源波長以及用什么溶劑測定有關系。為了使一個化合物的旋光度成為特征物理常數，必須規定一些特定的條件：
比旋光度（含義）：
規定用一分米（dm）長的旋光管，待測物質的濃度為1g.mL-1時所測得的旋光度，稱為比旋光度。在實際工作中，常常可以用不同長度的旋光管和不同的樣品濃度下測定物質的旋光度。然后按下列公式計算，即可得到比旋光度。
比旋光度計算公式：
?
比旋光度像物質的熔點、沸點或折射率等物理常數一樣，也是化合物的一種物理常數。一對對映體，除比旋光度值相等符號相反(即旋光方向相反)外，其它物理性質雷同。如表3-1所示：
比旋光度對于鑒定一個旋光性化合物或者判斷它的純度是很重要的。因此，掌握比旋光度的表示方法及其含義是十分必要的。例如，在理化手冊上查得海洛因（heroin）的比旋光度值為 =（甲醇）。這表示海洛因是一個光學活性化合物，它是左旋的，以甲醇作溶劑，在15℃，用偏振的鈉光測定的，比旋光度為-166。
例題：將膽固醇樣品260mg溶于5ml氯仿中，然后將其裝滿5厘米長的旋光管，在室溫（20℃）通過偏振的鈉光測得旋光度為-2.5°,計算膽固醇的比旋光度：
小結:一對對映體的性質
物理性質和化學性質都相同（與手性試劑作用除外）；比旋光度值相等，符號相反(即旋光方向相反)。
第四節 外消旋體
一、乳酸的三種不同的旋光現象:
乳酸是人們知道的第一個旋光性化合物，它的旋光性現象有三種不同的情況：
右旋乳酸 從肌肉組織中分離出的乳酸
左旋乳酸 葡萄糖發酵產生的乳酸
無旋光性乳酸 一般化學合成的乳酸
二、外消旋體的定義:
一對對映體等量的混合物稱為外消旋體。
外消旋體符號: ±或 dl例如（±）-乳酸 即外消旋乳酸
三、外消旋體的性質:
外消旋體的物理性質與純的單一對映體有一些不同：它無旋光性；熔點、密度等物理常有差異。乳酸的三種立體異構體的一些物理性質見表3-2：
為什么外消旋體無旋光性呢？
因為一對對映體對光的影響是比旋光度值相等，旋光方向相反。因此，從微觀分子考慮，當光照射到每一個分子時，一對對映體正好抵消了每一個對映體對光產生的影響作用。
第四節????? 非對映體和內消旋化合物
我們已經知道含有一個手性碳原子的化合物存在著兩個立體異構體 一對對映體。含有兩個以上手性碳原子（﹡）的化合物存在兩個以上的立體異構體，其最大數目是2n (n)代表手性碳原子數。讓我們看一個實例：2,3,4-三羥基丁醛，分子中含有兩個不相同的手性碳原子。
(a)和(b)是互為不能重合的鏡像，代表一對對映體；同樣(c)和(d) 也是互為不能重合的鏡像，代表另一對對映體。
也就是說有兩對對映體。那么化合物(a)和(c)之間，以及(a)和(d)之間是什么關系呢？
(a)和(c)是彼此不成鏡像關系的立體異構體，叫作非對映體，同樣，(a)和(d)之間彼此也不成鏡像關系，所以，也是非對映體。
彼此不成鏡像關系的立體異構體叫非對映體。因此 (b)與(c)之間，以及(b)與(d)之間也都是非對映體關系。
非對映體具有不同的物理性質。例如，沸點；溶解度等都不相同。
二.、內消旋化合物
酒石酸分子中有兩個相同的手性碳。如果按照2n規則，最多可有四個立體異構體。但實際上酒石酸分子只有三個立體異構體：
思考：(a)與(c)、(b)與(c)是何種關系呢（對映體？非對映體？）？
為什么內消旋化合物無旋光性？內消旋化合物有對稱面。對稱面的上半部分是下半部分的鏡像。
分子的上下兩部分對偏振光的影響相互抵消，使整個分子無旋光性（見圖3-7）。
由于內消旋體的存在，酒石酸只有三種立體異構體，其數目少于按照2n規則所預測的數目。
表3-3 為酒石酸的三種立體異構體的一些物理性質。
?
?
?
題3-3如果將(-)、(+)和內消旋酒石酸三者等量的混合物進行分步結晶，將得到兩部分均無旋光性的結晶。
哪兩部分?酒石酸的一對對映體和內消旋酒石酸。
問題3-4 2,3-二溴丁烷的立體異構體中有內消旋體嗎？
解答:有 因為有兩個相同的手性碳,有對稱面。
?
小結:彼此不成鏡像關系的立體異構體叫非對映體。非對映體間具有不同的物理性質。
例如，熔點、沸點和溶解度等物理性質都不相同。
用重結晶或蒸餾等方法可以將非對映體分開。內消旋化合物有對稱面，無旋光性。
第六節 構型命名
構型是指分子結構中的原子或基團在空間排列的順序。對映異構和順反異構都屬于構型異構。不過兩者略有差異：對映異構體的構型一般指手性中心(或手性碳原子)所連的四個不同原子或原子團在空間排列的順序。而順反異構體的構型是指分子中某些共價鍵的旋轉受阻而導致分子中的原子或原子團在空間排列的順序。順反異構體構型的命名已在第二章作了初步學習，在第四章還要繼續學習。這兒只介紹對映異構體的兩種構型命名方法。
一、D.L 命名法
一個化合物的絕對構型通常指鍵合在手性中心的四個原子或基團在空間的真實排列方式。1951年前，人們還無法確定化合物的絕對構型。費歇爾(Fischer)人為地選定(＋)-甘油醛為標準物，并規定其碳鏈處于垂直方向，醛基在碳鏈上端的投影式中，C2上的羥基處于右側的為D-構型。其對映體，(-)-甘油醛為L-構型。兩者結構分別如下：
?
以甘油醛為標準物，通過合適的化學反應轉化成其它旋光性化合物，只要在反應過程中不斷裂與手性中心直接相連的化學鍵，
那么所得的化合物的構型就與原甘油醛的構型相同例如：
?
D-(＋)-甘油醛與氧化汞(HgO)反應，醛基被氧化成羧基(-COOH)，生成甘油酸。由于與手性中心(C2)直接相連的鍵沒有發生斷裂，因此甘油酸的構型應與D-甘油醛相同，也是D構型。但甘油酸的旋光方向卻為左旋。這一事實說明化合物的構型與旋光方向沒有直接的對應關系。化合物的旋光方向只是通過旋光儀直接測定的。
1951年，拜捷沃特(J.M.Bijvoet)用X-衍射技術測定了(＋)-酒石酸銣鉀鹽的絕對構型之后，確定了原來人為規定的D-(＋)-甘油醛的構型剛巧就是它的真實構型。當然以甘油醛為標準物，確定的其它化合物的構型，自然也是絕對構型了。
D.L命名法的使用有一定的局限性，它只適用與甘油醛結構類似的化合物。目前，一般用于糖類和氨基酸的構型命名(見第15章和第17章)。
二 R. S 構型命名法
R.S構型命名法廣泛應用于各種類型手性化合物構型命名。它遵循凱恩-英戈德-普雷洛格規則(R. S.Cahn-R. S. Ingold-V. Prelog Rules)，命名手性化合物的構型。1979年IUPAC建議采用R. S構型命名法。
㈠ R.S構型命名規則:
1、按原子序數大小為序，排列與手性碳相連的四個原子或基團的大小順序(或稱優先級)，具體方法按照次序法則(例題1和例題2中的敘述內容)。
2、將手性碳上的四個原子或基團中最小的 (大多數情況下是氫原子)置于遠離我們視線的位置(即放在最遠的位置)，然后觀察朝向我們的另外三個基團由大到小的順序。如為順時針方向為R構型；反時針方向為S構型。
若a﹥b﹥c﹥d
圖3-8 R.S構型命名法圖示:
?
?
㈡ 次序法則（確定C﹡上連的四個基團優先順序）：
次序法則1：與手性碳原子直接相連的四個不相同的原子，先后順序取決于原子序數的大小，原子序數較大的原子較優先(也就是較大基團)。例如：Cl、Br、I、H四個原子，連在同一個手性碳上其原子序數大小順序為I>Br>Cl>H。因此其優先順序也是I>Br>Cl>H。
次序法則2：當手性碳所連的四個原子或基團中，有些基團的第一個原子相同時，則要依次看第二個甚至第三個原子，直到遇有差別時，將其中原子序號大的仍然排列在前。例如，-CH3和-CH2CH3比較，第一個原子均為碳， 兩者相同，于是比較該碳所連的原子或基團，前者為H，H，H，后者為H，H，C，相比之下后者的碳原子序號比前者大。因此-CH2CH3應排在-CH3的前面。即優先順序為：-CH2CH3>-CH3
次序法則3：若手性碳上連有的基團含有雙鍵或三鍵，則可看成連接兩個或三個相同的原子。例如，醛基-CHO可看作C原子上直接連著2個O和1個H原子，當有-CHO和-CH2OH基同時連在一個手性碳上，那么這兩個基團由大到小的順序應該是：-CHO> -CH2OH。
同樣，羧基(-COOH)可看作碳原子上直接連著3個氧原子，當-COOH和-CHO比較時，這兩個基團的優先順序是-COOH> -CHO。
R或S構型，它標志著手性分子的絕對構型。至今尚不知道化合物的旋光方向與構型的關系。不能把兩者混為一談。
例題1、命名氯溴碘甲烷（A和B）的構型
?
解:
例題2命名兩個2-丁醇（A和B）的構型：
?
解：
第六章 鹵代烴
一、鹵代烴的分類和命名
（一）分類：
鹵代烴是由烴基和鹵原子兩部分組成的，因此可以按烴基的類型、鹵原子的種類和數目對鹵代烴進行分類：
按鹵代烴分子中所含鹵原子的種類分成：氟代烴、氯代烴、溴代烴和碘代烴。
按鹵代烴分子中鹵原子數目可以分成：一鹵代烴、二鹵代烴、三鹵代烴等，二鹵代烴以上統稱為多鹵代烴。
按鹵代烴分子中烴基的類型可以分為：飽和鹵代烴、不飽和鹵代烴和芳香鹵代烴，它們仍可再細分下去
（二）命名 （自學）
提示：在關鍵點之間建立過渡或橋梁
二、鹵代烴的物理和化學性質
（一）物理性質：
（二）化學性質
鹵原子是鹵代烴的官能團。反應都是與C-X的斷裂有關，除碘外，鹵原子的電負性都比碳大，因此電子云偏向鹵原子使之帶δ-，而C帶δ+，當帶有一個孤對電子的親核試劑B：進攻帶的Cδ+原子而形成C-B鍵時，X原子帶著一對電子離去形成X-，從而發生親核取代反應，這是鹵代烴最特征的反應。
1.鹵原子的取代反應
鹵代烴容易同下面試劑作用，鹵原子被取代：
2.消除反應
R-X在堿的乙醇溶液中加熱，能在分子中脫去一分子HX而形成碳碳雙鍵：
這種在一個分中脫去一些小分子（如H2O、HX、NH3），同時產生重鍵的反應叫消除反應。
顯然鹵代烴中的β碳上要有H才能起消除反應，如：
就不能進行此反應
對于仲、叔鹵代烷可能有兩個β碳，因此就有兩種消除方式：
如果β和β’碳上的氫原子都一樣活潑的話，那么產物多的應該是由反應（1）所得的產物1-丁烯和2-甲基-1-丁烯，因為β’碳上的氫原子比β碳上的氫多，幾率上有利。從實際上看，脫氫主要是脫掉含氫較少的β碳原子上的氫，審一個經驗規律，叫扎依切夫規則，這個規則剛好和馬氏規則相反，因為烯烴加成HX時，氫倒是加在氫多的碳原子上。
鹵代烴的水解和消除都是在堿的作用下發生的，因此當一種反應進行時，也必然伴隨著另一種反應：
何種反應為主，要看條件，這里溶劑是關鍵，在水溶劑中主要是取代而在乙醇溶劑中則為消除。象這種有可能同時發生兩個不同的反應而得到不同的產物叫做競爭反應。
競爭反應我們以前也遇到過，如：
3..與金屬的反應
1）與Na的反應（武茲反應）
2R-X + 2Na = R-R + 2NaX
這是制備高級對稱烷烴的方法：如用兩種不同的鹵代烷，則產物是個混合物：
R-X + X-R` + Na = R-R +R`-R` +R-R` + NaX
因此制備意義不大。但當用R-X和Ar-X作用時，由于二種產物的物理性質差別較大，容易分離，因此也可以用來合成
2）與Mg反應
在無水乙醚溶劑中，鹵代烴可以與Mg作用生成金屬鎂有機化合物——這個產物叫格林尼亞試劑簡稱格氏試劑：
格氏試劑是有機合成的重要試劑，通過它可以制備許許多多的有機物。由于格氏試劑的C-Mg鍵極性很大，所以格氏試劑非常活潑，能被含有活潑氫的物質分解：
因此在格氏試劑時要在沒有活潑氫的溶劑中進行。格氏試劑的另一用處是定量分析水、醇等含有活潑氫的物質。因為我們可以通過CH3MgI與樣品作用產生的CH4的體積來計算樣品的純度。
4．親核取代反應歷程
前面我們講過鹵代烴與水、醇鈉、氰化鈉等的取代反應。可以用一個能通式來表示：
實際上 這個反應的過程是這樣的：
在（2）中有兩種情況：一種是C-X 鍵先斷裂形成C+ 和X-，而后C+再與B- 結合成C-B，這種歷程叫SN1 歷程；
另一種是B-主動進攻，C-X被迫斷裂，即當C-B逐漸形成的同時，C-X逐漸斷裂，這種歷程叫SN2歷程：
5．各類鹵代烴化學活潑性的比較
我們前面介紹的鹵代烴的親核取代反應是很籠統的，沒有牽涉到具體的化合物。實際上具有不同鹵原子或不同烴基的鹵代烴，它們雖可以發生這些反應，但化學活潑性相差很大。這些判別都可以用電子效應來解釋。
A。烴基相同時，不同鹵原子的活潑性不同
我們在緒論中介紹過 C-X的鍵能為：C-Cl 338、C-Br 284、C-I 217kJ/mol。鍵能越大，鍵越牢固。越不容易斷裂而起反應。因此當烴基相同時，各類鹵代烴中以碘代烴最活潑，溴代烴次之，氯代烴最不活潑。也就是說鹵代烴中鹵原子的活潑次序是：I>Br>Cl。
B．.烴基不同，相同鹵原子活潑性不同
我們知道，烯丙基型、芐基型鹵代烴及叔、仲鹵代烴起反應時主要是按SN1歷程進行的，在SN1中決定反應速度的步驟是鹵代烴的離解形成正碳子中間體這一步，中間體越穩定就越容易形成，反應也就越快，因此歸根到底是中間體的穩定性問題。
烯丙基型、芐基型鹵代烴離解后形成烯丙基正離子和芐基正離子，其結構如下：
鹵代烷有叔、仲、伯三種類型，它們電離后的正離子如下：
由于甲基的給電子誘導效應，可以使C+得到穩定。上面三個正碳離子中叔丁基正離子有三個甲基，穩定作用最大，異丙基正離子次之，乙基正離子最差。因此鹵代烷的三種類型的活潑性為：叔鹵代烷>仲鹵代烷>伯鹵代烷。
最不活潑的是乙烯型和苯基型鹵代烴：
因為它們的鹵原子與相鄰的π鍵形成p-π共軛體系，使得C-X鍵的電子云密度增加，容易斷裂而發生反應。
綜上所述，我們可以把鹵原子相同，烴基不同的各類烴活潑性歸納如下次序：
烯丙基型 烷基型（叔>仲>伯） 乙烯型
> 不飽和孤立型 >
芐基型 芳烴孤立型 苯基
C．用實驗的方法來比較鹵原子的活性
前面介紹過鹵化烴用AgNO3的乙醇溶液的反應：
可以根據AgX沉淀的快慢來鑒別比較鹵原子的活潑性。根據鹵化銀沉淀的速度不同，把鹵代烴分成三類：
在室溫下立即產生AgX沉淀的：烯丙基型、芐基型和叔鹵代烴；
需要加熱才可以產生AgX沉淀的：伯、仲鹵代烴和孤立型鹵代烴；
在煮沸的情況下也無AgX沉淀：乙烯型和苯基型鹵代烴。
可見實驗的方法和上面從理論上得出的活潑次序基本相符，只有叔鹵代烷例外。
第七章 醇、硫醇、酚
第一節 醇
一．醇的結構
醇分子在結構上和水有許多相似之處，由氧原子(O)以sp3雜化軌道中的2個雜化軌道分別與碳(C)及氫(H)原子形成σ鍵，另2個雜化軌道被孤對電子占領。由于氧的電負性較大，氧原子上的電子云密度較大，而碳和氫上的電子云密度較低，使醇分子的官能團—O H具有較強的極性。
二．命名
醇根據烴基的不同可分為：
?飽和醇 CH3OH CH3CH2OH
不飽和醇 CH2=CH-CH2OH
醇按羥基所連接的碳原子不同可分為：
伯醇：羥基所連接的碳為一級碳如RCH2OH
仲醇：羥基所連接的碳為二級碳如R2CHOH
叔醇：羥基所連接的碳為三級碳如R3COH
?
醇的命名規則見P102頁（看書2分鐘）
（舉幾個例子讓學生一起練習命名）
?
三．物理性質（自學）
問題：為什么低級醇易溶于水？為什么醇比多數分子量相近的其他有機物沸點高？
四．化學性質
醇主要發生O—H鍵斷裂和C—O鏈斷裂，具體表現為羥基H的活潑性及羥基被親核試劑進攻而發生的親核取代反應；以及羥基α位受羥基吸電子誘導效應的影響C—H鍵發生斷裂，發生氧化或脫氫反應。
1.與金屬鈉的反應
醇的酸性比水弱，比炔烴強。表現在可以和活潑金屬(Na、K、Mg、A1等)作用，分子中O—H鍵斷裂，生成烷氧基金屬(醇鈉、醇鉀、醇鋁等)，放出氫氣，但反應的劇烈程度不如水。
HOH + Na NaOH + H2
ROH + Na NaOH + H2
2ROH + Mg Mg(OH)2 + H2
?
2.形成鹽
醇可以作為質子的受體，可以接受強酸中的質子，形成 鹽，因此醇可以溶于強酸。
ROH + HCl [ROH2]+ + Cl-
3. 與無機鹽形成結晶醇
例如：CaCl2 4CH3OH CaCl2 4CH3CH2OH
4、與無機酸作用 硫酸氫甲酯
CH3
醇與無機酸反應，同樣發生O-H鍵斷裂，生成酯。例如：
CH3OH + HOSO2OH CH3OSO2OH
OH + CH3OSO2OH CH3OSO2OCH3
硫酸二甲酯
硫酸二甲酯是常用的甲酯化試劑，易揮發，有劇毒，對呼吸器官和皮膚有強烈的刺激作用。上述反應溫度應控制在100℃度以內。可以反應的無機酸還有硝酸、磷酸等。
醇與氫鹵酸作用則是羥基被取代，生成鹵代烴和水，此反應是制備鹵代烴的重要方法之一。
ROH + HX RX + H2O
反應活性強弱依次為：HI＞HBr＞HCl，叔醇>仲醇>伯醇。因反應中可能有碳正離子生成，故會有重排產物出現。也可以用多鹵化磷(PCl5、PBr3、PI3)或SOCl2代替氫鹵酸作鹵化試劑，將醇轉化為鹵代烴。
實驗室常利用Lucas試劑（ZnCl2/HCl）來鑒別碳數小于6的不同類型的醇。一般叔醇與Lucas試劑在室溫立即反應溶液變渾濁，仲醇一般需要數分鐘后出現渾濁，伯醇必需加熱才能反應。
?
5.? 脫水
醇與濃硫酸共熱，在溫度較高時會發生醇分子間脫水反應，形成醚。溫度更高時會發生醇分子內脫水，形成烯烴。
1）? 醇分子間脫水反應
CH3CH2OH + HOCH2CH3 CH3CH2OCH2CH3
2）? 醇分子內脫水
CH3CH2OH CH2=CH2
脫水反應活性：叔醇 仲醇 伯醇
叔醇、仲醇主要是分子內脫水。如：
利用分子間脫水反應，只適用于制備簡單醚，若要制備混合醚，則應采用Williamson醚合成法（見第六章）
6.氧化或脫氫
伯醇、仲醇會被氧化劑(KMnO4、Na2Cr2O7+H2SO4)氧化或在高溫下脫氫，分別生成醛和酮或酸和酮。叔醇不會反應，因為它沒有α-H。
要使反應停留在醛上，應采用特殊的氧化劑，如三氧化鉻的吡啶配合物（CrO3 ．2C5H5N）作氧化劑。交通警察利用三氧化鉻能氧化乙醇的原理，制成了酒精測定儀，用于檢測酒后駕車的違章司機。
［小結］
醇(R一0H)
1、結構特征 由氧(O)原了以sp3雜化軌道中的2個雜化軌道分別與碳(c)及氫(H)原于形成鍵，另2個雜化軌道被孤對電子占領。由于C、O、H原子電負性的不同，官能團—O H有著較強的極性。
2、物理性質特征 凡含有-OH的分子都能形成氫鍵締合，故其熔點、沸點較相對分子質量相近的烴類高許多。
3、化學性質 主要發生O—H鍵斷裂和C—O鏈斷裂，具體表現為羥基H的活潑性及羥基被親核試劑進攻而發生的取代反應；以及羥基α位受羥基吸電子誘導效應的影響
C—H鍵發生斷裂，發生氧化或脫氫反應。醇的基本反應如下所示：
第二節 硫醇
（自學）
第三節 酚(phenols)
一、命名(nomenclature)
二、物理性質(physical properties)
三、化學性質(chemical properties)
酚的官能團也是—OH，類似醇羥基，不同之處在于酚羥基連于SP2雜化的芳環C上。酚可生成醚和酯，但較醇困難。酚羥基的氫比醇羥基的活潑，在堿溶液中可離解，生成芳氧基負離子，顯示出酸性。
1、酸性
其羥基氫離解的難易程度受芳環上取代基影響，當芳環上有吸電子取代基時，尤其當吸電子取代基與羥基處于鄰對位時，所生成的芳氧基負離子更穩定，酸性也更強。
?
2、酚醚的生成
3、與FeCl3顯色反應
酚類(或具有烯醇結構的分子)遇FeCl3，會有顯色反應，不同分子結構，有不同顏色，可檢驗酚和烯醇的存在。
?
4.? 氧化
酚比醇容易被氧化，空氣中的氧就能使其氧化。
因此若要氧化芳環上的某基團，應先保護酚羥基。
5、芳環上的取代反應
酚的重要組成部分芳環，由于受—OH強共軛效應(致活)的影響，極易發生親電取代反
應。如鹵化、硝化、磺化、烷基化和酰基化，甚至與親電能力很弱的羰基化合物也能發生反
應，縮合而得酚醛樹脂。
第八章 醚和環氧化合物
第一節 醚
一、命名(nomenclature)
兩個烴基相同的叫簡單醚，簡單醚的命名是先將兩個烴基名稱寫出(省去基字)，后加“醚”字即可。簡單醚分子中的烴基為相同的烷烴基時，把“二”字去掉，如，二甲醚就只叫甲醚；此外，其他烴基則不能去掉“二”字，如二乙烯醚則不能寫成乙烯醚。
（二）甲醚 二乙烯醚
CH3CH2—O—CH2CH3
（二）乙醚 二苯醚
?
兩個烴基不同的叫混合醚，混合醚分子把較小的烴基寫在前面，例如：
甲乙醚
烴基中有一個是芳香基時，芳香基應放在前面，例如：
苯甲醚
對于復雜的醚，還可以看作是烴類衍生物，例如：
對甲氧基丙烯基苯（回香腦） 2-甲基-3-甲氧基丁烷
?
二、物理性質(physical properties)
大多數醚在室溫下為液體，有香味。由于分子中沒有與氧原子相連的氫，所以醚分子間不能以氫鍵締合，沸點和相對密度都比相應的醇低，醚的沸點與分子量相當的烷烴相近，如乙醚(分子量74)的佛點為34.5℃，正丁醇的沸點為117℃，而戊烷(分子且72)的沸點為36.1℃。 乙醚能溶解許多有機物，因而是常用的有機溶劑，它極易著火，與空氣混合到一定比例能爆炸。乙醚有麻醉作用，于1850年即被用作外科手術上的全身麻醉劑。
?
三、化學性質(chemical properties)
醚的官能團可看成是C—O—C鍵，性質穩定。對堿性試劑、氧化試劑穩定，但在強酸作用下，會形成 鹽，繼而發生醚鍵的斷裂。醚在空氣中長期存放，會被空氣氧化生成過氧化物。
1） 1）? 形成 鹽與絡合物
2） 2）? 醚鍵斷裂
?
3） 3）? 形成過氧化物
過氧化物不易揮發，受熱或受到摩擦等情況下，非常容易爆炸，因此在使用乙醚時，應避免與氧化劑接觸，同時還須檢驗是否含行過氧化物，一般取少量乙醚與碘化鉀的酸性溶液一起搖動。如有過氧化物存在，碘化鉀就被氧化成碘而顯黃色，并且可進一步用淀粉試紙檢驗。除去過氧化物的方法是將乙醚用還原劑如硫酸亞鐵、亞硫酸鈉或碘化鈉等處理。貯存乙醚時，要用棕色瓶，并可加入干凈的鐵絲等以防止過氧化物的生成。
環醚(cyclic ether)（自學）
第二節 環氧化合物（自學）
第九章 醛和酮（aldehydes and ketones）
一、結構(structure)
醛和酮都具有碳基(C＝O)，羰基是由碳與氧以雙鍵結合，其中一個是σ鍵，一個是Л鍵。氧原了的SP2雜化軌道和碳原子的SP2雜化軌道形成σ鍵，兩原子的P軌道又從側面形成Л鍵。由于氧的電負性大，電子云強烈偏向于氧，從而氧上帶部分負電荷，碳上帶部分正電荷。由于羰基的碳原子帶部分正電荷，易受親核試劑的進攻而發生親核加成，同時由于羰基的吸電子作用，與碳基相連的碳上的α-H具有活潑性，在堿的作用下，容易失去氫離子形成碳負離子，碳負離子再進攻羰基的碳原子發生親核加成。
二、命名(nomenclature)
脂肪醛系統命名法：選擇含醛基的最長碳鏈作主鏈，編號由醛基的碳原子開始。例如：
?
含芳環的醛，則將芳香環當取代基，如：
?
脂肪酮或脂環的系統命名原則與相應的醇的命名相同：
?
如果在含酮基的鏈上連有芳香環或脂環等，則常將環看作取代基，如：
?
?
三、物理性質(physical properties)
見P153 （略）
四、化學性質(chemical properties)
一、羰基上的加成反應(nucleophilic addition)
1.加HCN
氫氰酸能與醛和大多數脂肪族酮發生加成反應，生成α-羥基腈化合物。
堿可以加速反應，酸則抑制反應。
不同的羰基化合物的反應活性順序如下：
2.? 加格氏試劑
甲醛與RMgX反應用于合成伯醇；其他醛與RMgX反應用于合成仲醇；酮與RMgX反應用于合成叔醇。
3.加NaHSO3
大多數醛和脂肪族甲基酮能與亞硫酸氫鈉發生加成反應，生成α-羥基磺酸鹽，加成產物易溶于水，可用于分離鑒別醛和甲基酮。反應是可逆，位阻起主導作用，可用于基團保護。
?
4.加氨的衍生物
5.加醇
?
?
二、氧化(oxidation)
強氧化劑氧化（略）
弱氧化劑氧化
土倫試劑反應（銀鏡反應）
此外，還可以與Fehling試劑、 Benedict試劑反應，勇于鑒別醛及α-羥基酮。
?
三、還原反應
四、烴基上的反應(α-halogenation)
α-H的活性
第十章 羧酸和取代羧酸
第一節 羧酸(carboxylic acids)
一、命名(nomenclature)
脂肪羧酸的系統命名原則和醛相同，即選擇含羧基在內的最長的碳鏈作主鏈，編號由羧基開始，叫某酸。
對于不飽和羧酸，如含C=C鍵，則取含羧基和不飽和鍵在內的最長碳鏈作主鏈，編號由羧基開始，叫某烯酸。
例題 P166 9-1
二、理性質(physical properties)（自學）
為什么低級脂肪酸易溶于水，熔點、沸點比相應分子量的其它烴高？
三、 化學性質(chemical properties)
羧酸的酸性強弱受整個分子結構的影響
苯甲酸比一般脂肪酸酸性強(除甲酸外)，它的pKa值為4.20。
取代苯甲酸的酸性除與電子效應相關外,也與立體效應有關.鄰位取代的酸性大于間位或對位.
鄰甲苯甲酸，苯甲酸，間甲苯甲酸，對甲苯甲酸
二元羧酸的酸性與兩個羧基的相對距離有關. 二元羧酸的酸性大于相應一元羧酸.其二元酸的酸性順序是：草酸>丙二酸>丁二酸.
2.羧酸衍生物的生成
(1) 酰鹵(acid halide)的生成
(2) 酸酐(acid anhydride)的生成
(3) 酯(ester)的生成
(4) 酰胺(amide)的生成
第十一章 羧酸的衍生物（carboxylic acid derivatives）
通式：A 其中：
的特點是與酰基直接相連的原子上都有孤電子對。而酰基中的羰基應該是與醛酮中的是一樣的結構。只不過在醛酮中，酰基是與烴基或氫結合的，而在羧酸及其衍生物中則是與 結合的，由于 上的孤電子對可以與羰基發生p-π 共軛，所以羧酸及其衍生物的結構可表示為：
一、 名(nomenclature)（自學）
二、? 物理性質(physical properties)
三、化學性質(chemical properties)
（一）水解(hydrolysis)
羧酸衍生物都容易發生水解，特別是酰氯和酸酐：
（二） 醇解(alcoholysis)
酰氯和酸酐及酯可以發生醇解
（三） 氨解(ammonolysis)
酰氯和酸酐及酯可以發生氨解：
四、 核取代反應機理(mechanism)
反應歷程都是相似的，可用一個通式表示如下：
反應都是平衡反應，這也是親核反應，是由親核試劑進攻引起的。與醛酮不同的是醛酮得到的四面體之后再得到四面體產物，而羧酸衍生物則是首先Nu加成形成四面體中間體之后，再發生消除反應去掉-A恢復平面三角形結構。
第十二章 胺和生物堿
第一節 胺
胺可以看成是氨上的氫被烴基取代得到的化合物R-NH2 ，因此胺的許多化學性質與氨是相似的。
一、胺的分類和命名
一）胺的分類
? 我們把NH3上的H分別被一個、二個或三個烴基取代的胺叫做伯、仲、叔胺：
? RNH2 R2NH R3NH 脂肪胺
? ArNH2 Ar2NH Ar3 N 芳香胺
? 伯胺 仲胺 叔胺
? 一級胺 二級胺 三級胺
? N直接與芳環Ar相連的叫芳香胺，其余的叫脂肪胺。
應該注意的是這里的伯、仲、叔胺與醇中的伯、仲、叔醇的區別：伯仲叔醇的規定是根據與-OH直接相連的碳原子來確定的，而在胺中則是根據與N 直接相連的C的個數來確定的：
CH3-NH3 CH3-NH-CH3 (CH3) 3N
伯胺 仲胺 叔胺
CH3CH2-OH (CH3) 2CH-OH (CH3) 2C-OH
伯醇 仲醇 叔醇
(CH3) 2CH-NH2 (CH3) 2CH-OH
伯胺 仲醇
二）胺的命名
胺的命名與醚相似，是按與N相連的烴基來命名的：
甲胺 甲基乙基胺
三甲胺 對-甲基苯胺
對于芳胺的命名，是以苯胺為母體進行命名的，如果取代基是在N上，則在取代基名前冠上N-，如：
N-甲基苯胺 N-甲基-N-乙基苯胺
復雜的化合物則常把 —NH2當作取代基：
對氨基苯甲酸 2-氨基-4-甲基戊烷
季銨類化合物命名則與NH4OH和NH4Cl相似：
氫氧化四甲基銨 氯化三甲基乙基銨
二、胺的結構
三、胺的堿性
胺的最大化學特性是顯堿性，有機堿大多是胺類化合物。胺與氨相似，都有一對未共用電子對，可以用來與H+ 結合，因此顯堿性：
一）烷基對胺堿性的影響
N上的電子云密度越大，越容易與H+ 結合，即胺的堿性就越大，由于R的推電子作用，因此我們推得：
但由于R的增多，銨鹽中的擁擠狀態就越大，即R增多空間位阻大，堿性下降，兩種因素作用的結果，胺的堿性次序為：
二）芳基對胺堿性的影響
芳香胺比氨的堿性弱，一般認為是由于氮上的孤對電子與環共軛而使這對電子不易再與H+ 結合的原故：
三）胺類化合物堿性比較
至于季銨堿，則是一個很強的堿，其堿性強度與NaOH和KOH相當，因此含氮有機化合物的堿性次序一般為：
季銨堿 > 脂肪胺 > 氨 > 芳香胺 > 酰胺
由于胺類化合物的堿性，它們可與酸反應而成鹽，利用這個性質可以鑒別和分離胺類化合物。如揮發性鹽基氮的測定——水產品鮮度的測定。
四、胺作為親核試劑的反應
同樣的胺也可以作為親核試劑進行多種反應：
一）酰化反應
對于（2）和（3）反應 叫做胺的酰基化反應，反應歷程和以前講過的羧酸衍生物的氨解是一樣的。對于反應（2）來說，伯仲叔胺只有伯仲可以發生酰基化反應，而叔胺不行。并且伯仲胺的乙酰胺是很好的結晶，有一定的熔點，常用來鑒別。也可用來保護氨基：
上面的反應如果不加保護，用苯胺直接與硝酸反應，則苯胺容易被氧化而得不到所要的產物。
二）酰化反應的應用
當我們把伯仲叔胺與它在NaOH 溶液中反應時，伯仲胺形成對甲苯磺酰胺而叔胺不反應，伯胺形成的酰胺由于氮上有一個氫，這個氫由于受到磺酰基的吸電子作用而有一定的酸性，可以溶于NaOH 溶液中，因此，根據三種胺與對甲苯磺酰胺反應的不同可以鑒別它們：
第二節 重氮鹽和偶氮化合物
一．與亞硝酸作用
由于亞硝酸不穩定，常用亞硝酸鈉與鹽酸作用產生亞硝酸。伯仲叔胺與亞硝酸作用，不同的胺反應不同：
一）伯胺與亞硝酸作用
脂肪伯胺與亞硝酸作用，產物很復雜，但反應是定量的，可通過產生的氮氣來定量。芳香胺與亞硝酸作用，生成重氮鹽，重氮鹽可發生很多反應，是一個有機合成的重要化合物
重氮鹽可發生很多反應：
二）仲胺與亞硝酸作用
N-亞硝基化合物
N-亞硝基化合物用鹽酸處理得回原來的仲胺，應用這個反應可以提純或分離仲胺。
N-亞硝基化合物是一種致癌物。亞硝酸鈉以前用作肉類的發色劑和防腐劑，它與體內的酸性物質作用，形成亞硝酸，亞硝酸再與蛋白質中的仲胺反應得到N-亞硝基化合物。因此目前嚴格禁止亞硝酸鹽作為食品的添加劑。
三）叔胺與亞硝酸作用
脂肪叔胺不與亞硝酸作用；芳香叔胺與亞硝酸作用發生在苯環上：
二、偶聯反應（保留氮的反應）
由于重氮鹽中重氮正離子的N與苯環共軛，N上的正電荷向苯環分散，故重氮正離子是較弱的親電試劑，它只能進攻芳胺和酚這樣的活性較高的芳環，發生親電取代反應，這種重氮鹽與活潑芳香化合物(芳胺或酚類)作用生成偶氮化合物。例如：
重氮鹽與肪胺的反應最佳pH為5～7，酸性強時氨基質子化使芳環上的電子云密度降低，不利于重氮正離子的進攻。
重氮鹽與酚類的偶聯反應在弱堿性溶液中進行最快。因為酚在弱堿性溶液中轉變成芳氧負離子 Ar-O- ，O- 使芳環電子云密度增高，有利于重氮正離子對芳環的進攻。
在強堿性溶液中(pH>10)，偶聯反應不能進行。因重氮正離子存在如下平衡，重氮酸和重氮酸鹽都不能進行偶聯反應。
偶聯反應符合定位規則，發生在羥基或氨基的對位，當對位被占據時則發生在鄰位。如下列各化合物中箭頭所示為偶聯反應發生的位置：
偶氮化合物具有各種鮮艷的顏色。常用作染料稱偶氮染料，也作為酸堿指示劑。
第三節 生物堿（alkaloid）(自學)
第十四章 芳香雜環化合物
第一節 雜環化合物的定義、分類和命名
第一節 雜環化合物的分類和命名
一分類
一.
二． 命名
1．雜環化合物的命名比較復雜,目前我
國通常采用音譯法。
1)按英文名詞譯音選用同音漢字加“口”字旁表示雜環名稱.
2)?當雜環上有取代基時,先將取代基的名稱放在雜環名的前面,并把其在主體環的位號寫在取代基的名稱前面,以表示取代基在主體環上的位置.
3)對于一些簡單的稠雜環化合物,可直接采用音譯法命名并有其固定的編號
喹啉
異喹啉
4)當環上只有一個雜原子時,有時以希臘字母α、β、γ編號,靠近雜原子的碳原子為α-位,其次為β-、γ-位
α-氯呋喃 β-乙基吡啶
第二節 芳香六元雜環
一、吡啶(pyridine)的結構和性質
1． 結構
吡啶中的五個C和一個N都以sp2雜化軌道形成σ鍵,組成六元平面環狀結構.C的p軌道和N的p軌道互相平行并側面重疊,垂直于六元環平面,形成環狀共軛體系.N未共用電子對占據另外一個sp2雜化軌道,不參與環的共軛體系,以孤電子對的形式存在.
2 性質
（1）具有一定的芳香性,但不及苯強
原因：氮原子的電負性比碳原子大,環上的C的電子云密度較苯低,氮原子附近電子云密度較大,電子云密度分布沒有苯環均勻。取代基主要進入氮原子的β位反應比苯難。
a.親電取代反應
親核取代
吡啶是缺電子芳雜環,不易發生親電取代反應.在一定條件下有利于親核試劑(如NH2-、OH-、R-)的進攻而發生親核取代反應,取代基主要進入電子云密度較低的α-位
●α-位有易離去基團時(Cl Br),較弱的親核試劑(NH3 H2O)也能發生親核取代反應
（2）具有堿性 吡啶的堿性(pKb=8.8)比苯胺強,比氨和脂肪胺弱,與無機酸作用能形成鹽。
(3)吡啶的氧化和還原反應
吡啶環對氧化劑較苯更為穩定.當環上連有烷基側鏈時,側鏈可被氧化成羧酸,保留吡啶環.
還原反應
吡啶較苯易被還原,用金屬鈉和乙醇或催化加氫,均可使吡啶還原成六氫吡啶。
六氫吡啶又稱哌啶(pKb=2.8), 是仲胺化合物, 堿性較吡啶強106倍
二．嘧啶及其衍生物
嘧啶(pyrimidine)是含有兩個氮原子的六元雜環.具有弱堿性,親電取代反應也較困難.
胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U) 胸腺嘧啶(T)
目前臨床上使用的磺胺類抗菌藥也有包含嘧啶環的
TMP(磺胺增效劑)
5-FU(抗癌藥物)
第三節 五元雜環化合物
一、吡咯、呋喃和噻吩的結構和性質
1.結構及特征
吡咯
呋喃
噻吩
由于吡咯(pyrrole) 呋喃(furan)和噻吩(thiazole)環中N、O、S的給電子共軛效應大于吸電子的誘導效應,電子離域的結果使雜原子上π電子云密度降低,碳原子上電子云密度升高.所以,碳原子上的芳香性—即,親電取代反應較苯容易,取代基一般進入α-位但穩定性及芳香性比苯小，這是由于雜環上的π電子云密度不象苯那么均勻。
2. 吡咯的酸堿性
由于吡咯分子中氮原子上的未共用電子對參與了環的共軛，使N上的電子云密度降低, N-H鍵極性增加表現出弱酸性(pKa=17.5)。
吡咯在無水條件下可以與固體苛性鉀共熱成鹽。
3 親電取代反應
第四節 相關知識
磺胺類藥物
基本情況 磺胺(sulfanilamide SN)是1935年世界上問世的第一個治療全身性細菌感染的特效藥;磺胺類藥物(sulfa drug)的優點是抗菌譜較廣,對鏈球菌和葡萄球菌等有很好的抑制作用.磺胺類藥物的基本結構是對氨基苯磺酰胺,簡稱磺胺.
結構特征 在磺胺的基本結構中，有兩個重要基團，即磺酰胺基(-SO2NH2，其中氮原子定為N1)和對氨基(-NH2，其中氮原子定為N4)，這兩個基團必須處在苯環的對位才具有抑菌作用。研究發現，當N1上的氫原子被其它基團取代后，將會使磺胺的抑菌作用不同程度地增強，而當N4上的氫原子被其它基團取代后，則會降低甚至喪失其抑制作用。
第十五章 糖類（saccharide）
第一節 單糖(monosaccharide)
一、單糖的分類
按單糖中的碳數可把單糖分類為丁糖、戊糖、已糖等，按糖分子所含的醛基或酮基又可把糖分為醛糖或酮糖，但常把兩個分類法結合起來：
二．單糖的相對構型(relative configuration)
1） 投影式簡寫
2） 醛糖的D型異構體
3） 酮糖的D型異構體
三、單糖開鏈結構及構型：
除甘油酮外，其它單糖都有手性碳，其構型可以用R．S構型標記法標記分子中每個手性碳的構型，但習慣用D/L構型標記法：用Fisher投影式表示單糖的結構，豎線表示碳鏈，羰基具有最小編號；將編號最大的手性碳（即離羰基最遠的一個手性碳）的構型與D-甘油醛相比較，構型相同的為D-構型糖，反之為L-構型糖。
四．單糖的環狀結構(cyclic structure)
雖然有許多化學反應都證明單糖具有上述的鏈狀結構，但又有一些化學反應特別是一些物理方法證明單糖中并不是鏈狀的，而是環狀結構，而且紅外光譜不顯示羰基的存在
（1） 單糖成環的機理
回想以前在醛、酮中，我們曾遇到醛酮可以與醇發生醇醛縮合形成半縮醛的反應，我們就很容易想到糖員時存在羰基和羥基，它們應該可以發生分子內的醇醛縮合反應：
α-型 β-型
（2）α-和β-構型
這里形成半縮醛時，C1又變成手征性碳，因此有兩種構型，即α-型和β-型，新形成的C1上的-OH與決定糖構型的C5上的-OH在同一邊的叫α-型；另一個叫β-型
（2） 吡喃環狀和呋喃環狀結構
由于得到的六元環骨架與以后我們將學到的雜環化合物吡喃：的骨架是相似的，所以這種形成六員環狀的糖叫吡喃糖。
如果形成的是五員環，則與雜環呋喃的骨架相似，叫做呋喃糖
（4）吡喃環狀和呋喃環狀結構的平衡
（5）哈武斯式的寫法
上面所寫的六員環、五員環的結構式看來很不習慣，有一個鏈拉得太長。應該寫成象吡喃和呋喃的環狀較為合適，其寫法是
（6）哈武斯式的α-和β-構型
注意這里α-型和β-型的規定與前面相同，是以未繞C4-C5鍵旋轉之前為準的，這時C5上的-OH在下面，所以新形成的-OH在下面的是α-型，在上面的是β-型的。
（7）重要單糖的哈武斯結構式
（8）重要單糖的構象式
雖然如此，透視式也未完全準確地表達糖的環狀結構，另一種更為準確的方法是構象式，對于β-D-葡萄糖和其他重要單糖的構象式如下：
在前面我們已經講了單糖在水溶液中是以開鏈式和兩種環式結構的平衡混合物。在發生化學反應時，鏈狀結構起重要作用，也就是說反應常是以鏈式結構的形式進行的，由于鏈式與環式處于動態平衡，所以最后結果所有的環都將變成鏈式而反應。
4．單糖的化學性質
（1）單糖在堿性介質中的異構化
實驗證明：用稀堿分別處理葡萄糖、果糖、甘露糖的水溶液都得到相同的平衡混合物，該混合物含有三種糖——葡萄糖、果糖和甘露糖，這是因為在堿的催化下，糖中的羰基很容易烯醇化：
(Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) (Ⅳ) (Ⅴ)
葡萄糖 甘露糖 果糖
2． 氧化反應
一般的醛酮即以前我們學習過的那些，由于醛容易被氧化而酮不容易被氧化，因此可用中等強度的氧化劑土倫試劑、斐林試劑和本尼地試劑來區別，但對糖來說，不論醛糖或是酮糖都可以與這三種試劑反應，如：葡萄糖、果糖都可以被上面的三種試劑所氧化，因此用上面三種試劑無法區別醛糖和酮糖。
這是為什么呢？這是因為上面三種試劑都是堿性試劑，在堿性催化下酮糖可以通過烯醇式變成醛糖之故：
果糖 甘露糖 葡萄糖
要區別醛糖和酮糖可以采用下面方法：用溴水氧化，醛糖可以被氧化，而酮糖在此條件下不會發生異構化，因此不被氧化：
3．成苷反應
在學習醛酮的反應時我們知道醛酮與醇形成不穩定的半縮醛之后可以再進一步與另一個分子醇進行反應形成穩定的縮醛酮；
同樣的，糖自身形成半縮醛的環形結構后，還可以進一步與另一分子含有-OH的化合物（醇、酚）作用形成穩定的縮醛：
這個糖的縮醛就叫糖苷，或叫糖甙、配糖物。糖苷的結構可分成糖體和非糖體，兩部分通過糖苷鍵連接起來：
糖體 糖苷鍵 非糖體
糖元 苷元
其中把糖體和非糖體連接的可以是氧、氮或碳，相應地得到的苷叫氧苷、氮苷或碳苷：
氧苷 碳苷 氮苷
糖苷的特點與縮醛一樣是穩定的，它不能象半縮醛那樣又變回到鏈式結構，因此糖苷不含有羰基，不會再、被土倫試劑、本尼地試劑、斐林試劑氧化，也不能與苯肼發生成脎反應。半縮醛本身也是不能與上述試劑反應的，但是它可以很容易轉化成鏈式，從而與上述試劑反應。
糖苷是一類很重要的天然物質，許多糖苷是顯色物質，是食品中的色素。核酸中的核苷更是一類重要的生理活性物質，如肌苷酸、鳥苷酸是一類新型的鮮味劑：
第二節 雙糖
雙糖是由兩個分子的單糖形成的，也就是說在苷中的苷元換成另一分子而得到的化合物叫雙。可以根據它們可否被土倫試劑、斐林試劑、本尼地溶液所氧化而分成：還原性雙糖和非還原性雙糖。
一、 還原性雙糖
我們主要給大家介紹幾種重要的還原性雙糖：麥芽糖、纖維素二糖和乳糖。
(1)麥芽糖
麥芽糠是由二分子的葡萄糖通過一個分子的C1上的α—OH與另一分子的C4上的-OH脫去一分子水而形成的，兩個糖是通過α-1,4糖苷鍵連接起來的：
α-1,4糖苷鍵 成苷 未成苷
(2)纖維素二糖
β-1,4糖苷鍵
有趣的是麥芽糖和纖維素二糖之間只有一個碳上的構型不同使二者的在生物活性方面的差異很大。
(3)乳糖
乳糖是由半乳糖的C1上的β-OH 與葡萄糖C4上的-OH脫水而成的，兩個糖是通過β-1,4糖苷鍵連接起來的：
β-1,4糖苷鍵
可以看出：上面三種雙糖仍還存在著半縮醛的結構，可以再轉變成醛基結構，因此具有還原性。
二、非還原性雙糖
我們主要給大家介紹蔗糖
(1)蔗糖
最有代表性的非還原性雙糖是蔗糖，它是有機化工產量最大的一種化合物。是由一分子葡萄糖通過C1上的α—OH與另一分子果糖的C2上的β-OH脫水而得到的，兩個糖是通過α-1, β-2糖苷鍵連接起來的：
α-1, β-2糖苷鍵
三、多糖
1 淀粉
淀粉是由成千上萬的麥芽糖組成的：
2.纖維素
纖維素是由成千上萬二糖組成的：
第十六章 脂類（lipid）
一、油脂
油脂是指諸如豬油、牛油、花生油、鯨魚油等動植物油。類脂一類從物理性質上與油脂類似的化合物，但它們在化學結構上與油脂并沒有多大的相似性。這兩類化合物是生物體維持正常生命所不可缺少的，是生化中三大代謝物之一。下面我們首先講油脂。
1. 結構、組成及命名
油脂的主要成份是三高級脂肪酸甘油酯，其結構如下
這三個高級脂肪酸可以是相同的，也可以是不相同的。所謂高級脂肪酸沒有一個確定的劃分，一般在油脂中都是12個碳以上，26個碳以下的飽和或不飽和脂肪酸，12個碳以下的，26個碳以上的都很少遇到。最常見、分布最多的是16、18、20個碳的飽和和不飽和脂肪酸。
高級脂肪酸甘油酯的命名如下：當三個高級脂肪酸是一樣的時，叫簡單甘油酯；當三個酸都不同時，或二個相同時，叫混合甘油酯。
三硬脂酸甘油酯 1-軟脂酸-2-硬脂酸-3-油酸甘油酯
2. 物理性質
不飽和脂肪酸的熔點與相同碳數的飽和脂肪酸的相比都比較低，因此一般地說，在甘油酯中不飽和脂肪酸含量越多，其熔點越低，在室溫下為液體狀態存在，這是我們稱之為油；如一般的植物油；而當甘油酯中的飽和脂肪酸含量比不飽和的多時，其熔點高，在室溫下為固體，我們稱之為脂，或脂肪，如牛油叫牛脂。一般動物油含飽和脂肪酸較多，故大多以脂的形式存在。
油脂比水輕，難溶于水，易溶于有機溶劑中如乙醚、丙酮、苯及熱的乙醇等。
3. 化學性質
(1) 皂化
皂化值：使1克油脂完全皂化所需的KOH的毫克數，皂化值可以用來判斷油脂中脂肪酸的平均分子量的大小，皂化值越大，脂肪酸的平均分子量越小。
（2）加成反應
? 氫一般油脂中都含有不飽和脂肪酸，它們分子中含有C=C不飽和鍵，因此可以推知它們可以發生催化氫化反應或與Br2、I2加成反應：
? 化是一個很重要的工業反應，氫化后油脂中的飽和酸含量增加，熔點升高，所以油的氫化可使之變成脂。現在人工合成的奶油就是部分地用油氫化得到的，再如糕點的油脂也以固態為好，所以也要進行適當的氫化。
? 加I2，油脂可以與I2發生加成，吸收的碘越多，則說明油脂的不飽和酸越多或脂肪酸的不飽和度越大。我們把100克油脂所能吸收碘的克數叫碘值，碘值越大，不飽和酸越多或不飽和度越大。由于I2的加成慢，一般用Icl或Ibr代替，Cl、Br可以使碘活化
（3）酸敗
油脂在空氣中久置，會產生難聞的氣味，叫酸敗，這是由于空氣中的氧對油脂的氧化、水分對油脂的水解以及霉菌的分解作用共同作用引起的，作用的結果產生一些羧酸、醛、酮等，為有刺激性味道的化合物：
二、 磷脂 （自學）
三、甾體化合物
甾體化合物也叫類固醇化合物，是廣泛存在于動植物中的一類很重要的天然產物。這一類化合物的特點是它們都含有一個由環戊烷與氫化菲并聯的骨架，環上的碳原子按如下順序編號：
幾乎所有這類化合物在C10和C13上都有一個甲基，叫角甲基；而在C17上連有不同取代基。甾字上的田表示四個環，而三個折表示三個取代基。
.膽固醇
膽酸
第十七章 氨基酸、多肽和蛋白質
第一節 氨基酸 amino acid（A. A.）
氨基酸是分子中既含有氨基又含有羧基的化合物。天然存在的氨基酸有幾百種，但蛋白質水解的終產物是各種α-氨基酸的混合物，因此α-氨基酸是組成蛋白質的基本單位，主要有20種（表），均為α-氨基酸，其結構通式如下（脯氨酸為α-亞氨基酸）：
由于氨基酸中既有酸性基團—-COOH，又有堿性基團—-NH2，分子內的酸堿作用使來自-COOH的質子轉移到-NH2上。因此氨基酸實際上是以偶極離子（dipolar ion）或稱內鹽形式存在：
20種α-氨基酸中，除甘氨酸（R=H）外，其他氨基酸分子中的α-碳原子均為手性碳原子，具有旋光性
二． 分類和命名
三、營養必需氨基酸
組成蛋白質的氨基酸由蛋白質水解而來，約30種，都是α -和L-構型，通式為RCH(NH2)COOH。其中10余種為人類必需的氨基酸，如賴氨酸、亮氨酸、色氨酸、組氨酸、精氨酸、谷氨酸和半胱氨酸等。有些直接用于臨床，如精氨酸和亮氨酸用于肝昏迷、蛋氨酸用于肝硬化，組氨酸用于消化道潰瘍等。
四、性質
（一） 酸堿性和等電點
（二） 脫羧反應
（三） 與亞硝酸反應
（四） 與茚三酮反應
第二節 多肽
一、肽的結構和命名
肽是氨基酸殘基之間彼此通過肽鍵（即酰氨鍵）相連而成的一類化合物
第三節 蛋白質
蛋白質(proteins) 這是一類由20個以上的氨基酸通過肽鍵結合而成的大分子化合物，分子量一般在5? 103～1? 107之間，廣泛分布于生物界，是一切生命活動的物質基礎。根據組成，蛋白質可分為簡單蛋白質與結合蛋白質兩類。簡單蛋白質可完全水解成α -氨基酸，它們可進一步分為清蛋白類、球蛋白類、醇溶谷蛋白類、谷蛋白類、精蛋白類、組蛋白類和硬蛋白類等7類。其中只有清蛋白類與精蛋白類可溶于水。結合蛋白由蛋白質與非蛋白質結合而成，如脂蛋白、糖蛋白、色蛋白與核蛋白等，其中核蛋白在遺傳中起重要作用。
在提取分離有效成分與制備劑時，蛋白質一般作為無效成分而除去。近幾年來發現不少具生物活性的蛋白質，如天花粉蛋白用于中期妊娠引產，治療亞性葡萄胎和絨毛膜上皮細胞癌。槲寄生蛋白(viscotoxin)、相思豆蛋白(abrin)、植物凝集素(phytohenag glutinin, PHA)等均具抗腫瘤作用。
大多數蛋白質可溶水，其水溶液中加入乙醇、硫酸銨或氯化鈉的濃溶液可產生可逆的沉淀反應。蛋白質具酸堿兩性，能與重金屬鹽類生成沉淀。這些沉淀反應可用于蛋白質的提取分離或從溶液中除去蛋白質。蛋白質除能與茚三酮、吲哚醌試劑顯色外，因有兩個相鄰的肽鍵（-CO-NH-）而能在堿性溶液中與CuSO4溶液作用生成紫紅色、紅色或紫色，即雙縮脲反應(biuret reaction)，蛋白質與濃硫酸產生黃色反應，并與多種酸類，如鞣酸、三氯醋酸、苦味酸、硅鎢酸等，形成不溶性鹽類。
【篇四】有機化學大學排名
西北大學化學系
有機化學實驗教學課件
講 義
（非化學專業學生使用）
王少康 李劍利
前 言
有機化學實驗教學課件融合了西北大學化學系有機化學實驗課教學組幾十年的教學經驗，采用了先進的計算機多媒體手段，將傳統的教學方式與現代科技相結合，展現了一個全新的教學方式。通過生動的實驗操作演示，極大的提高了學生對有機化學實驗課的學習興趣。促進了實驗手段的現代化，實驗教學內容的系統化，實驗操作的規范化。
本系統以各個實驗為中心，將涉及實驗的各個方面的實驗內容集于一體，內容豐富全面。既減輕了教師的負擔，又激發了學生的學習主動性，使學生可以隨時查閱。對提高教學效果和質量起到了積極的作用。
本系統現以外系有機化學七個實驗為基礎，每個實驗制一張光盤，時間約為30分鐘左右，以后將陸續增加新的實驗內容。
實驗一、試驗須知，實驗室安全教育，實驗預習，實驗報告書寫格式。
實驗二、1 普通蒸餾及沸點測定。
2 液體折光率測定。
實驗三、1 重結晶---苯甲酸。
2 熔點測定。
實驗四、醛酮的化學性質。
實驗五、乙醛水楊酸的合成。
實驗六、薄層色譜。
實驗七、從茶葉中提取咖啡堿。
有機化學實驗
（非化學專業學生使用）
有機化學實驗教學的目的是訓練學生進行有機化學實驗的基本技能和基礎知識，驗證有機化學中所學的理論，培養學生正確選擇有機化合物的合成、分離和鑒定的方法，以及分析和解決實驗中所遇到問題的能力，同時也是培養學生理論聯系實際的作風，實事求是，嚴格認真的科學態度與良好的工作習慣的一個重要環節。
實驗一 實驗須知，安全知識，實驗預習，記錄和實驗報告
一、實驗須知和安全教育。
1．遵守實驗室的一切規章制度，按時上課。
2．安全實驗是有機實驗的基本要求，在實驗前，學生必須閱讀有機化學實驗教材第一部分有機化學實驗的一般知識及附錄IX危險化學藥品的使用與保存，了解實驗室的安全及一些常用儀器設備，在進行每個實驗前還必須認真預習有關實驗內容，明確試驗的目的和要求，了解實驗的基本原理、內容和方法，寫好實驗預習報告，了解所用藥品和試劑的毒性和其他性質，牢記操作中的注意事項，安排好當天的實驗。
3．在實驗過程中應養成細心觀察和及時紀錄的良好習慣，凡實驗所用物料的質量，體積以及觀察到的現象和溫度等有關數據，都應立即如實的填寫在記錄本中。實驗結束后，記錄本須經教師簽字。
4．實驗中應保持安靜和遵守秩序，思想要集中，操作認真，不得擅自離開，尤其是在實驗進行中，注意安全，嚴格按照操作規程和實驗步驟進行實驗，發生意外事故時，要鎮靜，及時采取應急措施，并立即報告指導教師。
5．愛護公物，公用儀器及藥品，用后立即歸還原處，以免影響別的同學使用。加完試劑后，應蓋好瓶蓋，以免試劑被污染或揮發，嚴格控制藥品的用量。產品要回收。如有異味或有毒物質是必須在通風櫥中進行。
6．保持實驗室整潔，實驗時做到臺面，地面，水槽，儀器干凈，每次應拿出本次實驗要用的儀器，放在實驗臺上，整齊有序，以免損壞。使用過的儀器應及時洗凈。所有廢棄的固體和濾紙等應丟入廢物桶內，決不能丟入水槽以免堵塞。實驗完畢后應把試驗臺整理干凈，關好水電等。
7．實驗室的衛生由同學輪流值日，值日生的職責為整理公用儀器，打掃實驗室，清理倒棄廢物桶，檢查和關好水、電、門窗。
二、玻璃儀器的清點及識別：（在各個實驗中進行）
三、實驗預習、記錄和實驗報告。
1、實驗預習：具體要求如下：
（1）將實驗的目的，要求，反應原理，反應式（正反應，主要副反應），儀器裝置圖，主要反應物，實際和產物的物理常數（查手冊或辭典），用量和規格摘錄于記錄本中。
（2）寫出實驗簡單步驟，以便實驗中記錄各步試驗現象。
2、實驗記錄：
將所用物料的數量，濃度以及觀察到的現象（如反應溫度、體系顏色的改變、結晶或沉淀的產生或消失，是否放熱或有氣體放出等）和測得的各種數據及時如實記錄于記錄本中。記錄要做到簡單明了，字跡清楚。
3、實驗報告：其內容如下:
（1）目的和要求：
① 目的：了解實驗的原理和方法
② 要求：掌握裝置或儀器的使用。
（2）基本原理；
（3）反應式：
副反應式：
（4）主要物料及產物的物理常數。
（5）儀器裝置圖
（6）實驗步驟及現象記錄。
（7）產量、產率計算：
百分產率 =（實際產量/理論產量）* 100%
（8）討論：對實驗進行總結，即討論觀察到的現象，分析出現的問題。
實驗二 普通蒸餾及沸點的測定
（工業酒精的蒸餾）
液體有機物的純化和分離，溶劑的回收通常是采用蒸餾的方式來完成。通過蒸餾還可以測出液體化合物的沸點，它對鑒定純粹的有機化合物也有一定的意義。
一、目的，要求：
1、目的：初步了解普通蒸餾的原理和方法。
2、要求：初步掌握普通蒸餾裝置的安裝和使用以及折光儀的使用。
二、原理：
液體化合物在一定的溫度下具有一定的蒸汽壓，將液體加熱，它的蒸汽壓隨著溫度的升高而增大，當液體的蒸汽壓增大至與外界施與液面的總壓力（通常指大氣壓）相等時，就有大量的氣泡從液體內部逸出，即液體沸騰，這時的溫度稱為液體的沸點。
將液體加熱至沸騰，是液體變為蒸汽，然后使蒸汽冷卻，再冷凝為液體，這兩個過程聯合操作成為蒸餾。
有些液體有機物通常和其他組分形成二元或三元共沸混合物，它們也有一定的沸點，但不是純粹的有機化合物。如95%乙醇就是一種二元共沸物，而非純粹物質，它具有一定的沸點和組分，不能用普通蒸餾法分離。
純水 沸點：100℃
純乙醇 沸點：78.4℃
共沸混合物（沸點：78.1℃， 沸程：73-78℃）各組分質量百分數：純水4.5% 純乙醇95.5%
三、儀器的選擇：
1、熱源的選擇：一般沸點低于80℃的蒸餾采用水浴加熱，可將燒瓶浸入水浴中，水浴的液面應略高于燒瓶內被蒸物質的液面，勿使燒瓶低觸及水浴鍋底，保持浴溫不超過蒸餾物沸點20℃。這樣的加熱方式，可避免局部過熱及液體的暴沸，而且可使蒸汽的氣泡，不但從燒瓶的底部上升，也可沿著燒瓶的邊沿上升，使液體平穩的沸騰。
2、燒瓶的選擇：普通蒸餾要求待蒸餾物的質量不超過燒瓶容量的2/3，但也不能少于1/3。超過2/3待蒸物來不及汽化就直接溢出燒瓶，少于1/3受熱面太少。
3、冷凝管的選擇：沸點在130℃以下的被蒸餾物選用直形水冷凝管。冷凝水應從冷凝管的下口流入，上口流出，以保證冷凝管的套管中始終充滿水，水龍頭應緩慢打開。
4、溫度計的選擇：根據被蒸物質可能達到的最高溫度，在高出10-20℃來選擇適當的溫度計。不能用溫度計作攪拌用，也不能用來測量超過刻度范圍的溫度。溫度計用后要緩慢冷卻，不能用冷水立即沖洗以免炸裂。
5、蒸餾的接收部分：一般采用小口接受器（即錐形瓶），以減小產品的揮發損失。
四、儀器的安裝：
儀器裝置的總原則是從下到上 ，從左到右，先難后易逐個的裝配，拆卸時，按照與裝配相反的順序逐個的拆除。
普通蒸餾裝置的安裝：
1、在鐵架臺下放置電爐，上放石棉網，上置500mL燒杯，用燒瓶夾夾好100mL園底燒瓶，置于燒杯中，使水浴的液面略高于燒瓶內待蒸物質的液面，蒸餾燒瓶上裝一蒸餾頭，蒸餾頭的側管向右側，裝有溫度計的溫度計套管置于蒸餾頭的上口中。溫度計的高度是溫度計的水銀球的上沿與蒸餾頭側管的下沿在同一水平線上。
2、用另一鐵架臺夾好已接好上下水橡皮管的冷凝管，然后調整其位置，使它與已裝好的蒸餾頭的側管同軸，然后松開固定冷凝管的鐵架，使冷凝管沿此軸移動而與蒸餾頭連接（鐵架不應夾得太緊或太松，以夾住后稍用力尚能轉動為宜）。最后在冷凝管的下口套一彎接管，彎接管下置一100mL錐瓶（接口管與錐形瓶之間不能用塞子塞住，否則會造成封閉體系，引起爆炸）。
3、安裝完后的裝置應準確端正，橫平豎直，無論從正面或側面看，全套儀器裝置的軸線都要在同一平面內，鐵架臺整齊的置于儀器的背面。
五、實驗操作：
1、用50mL量筒，量取50mL工業酒精倒入蒸餾瓶內，加1-2粒沸石（沸石的作用是引入氣化中心，不宜多加，太多會影響產率，中斷蒸餾或補加沸石應降低反應溫度，否則會產生暴沸）。按上面所講的安裝好蒸餾裝置，經檢查無誤后，開始加熱。
2、開始加熱速度可以快一點，加熱一段時間后，液體沸騰，蒸汽逐漸上升，上升至水銀球時，溫度計水銀柱急劇上升，這時適當調低加熱溫度，使蒸汽不是立即沖出冷凝管而是冷凝回流，水銀球上保持有液滴，待溫度穩定后稍加大溫度進行蒸餾。控制加熱溫度，通常以蒸出液滴出以每秒1-2滴為宜。
3、當溫度上升至70℃時，換一個干燥錐形瓶，收集73-78℃的餾分（因在達到預期物質的沸點之前，常有低費點的液體先蒸出，這部分蒸出液稱為
“前餾分”，也叫“餾頭”）。
4、前餾分蒸完后，溫度趨于穩定后，蒸出的就是所需的產品，記錄下這部分液體開始餾出的第一滴和最后一滴時溫度計的讀數，即該餾分的沸程（沸點范圍）。（液體的沸程代表其純度，純的液體沸程一般不超過1-2℃）
5、當瓶內只剩下少量（約0.5-1mL）液體時，溫度太小不變，溫度計讀數會突然下降，即可停止蒸餾，切不可將瓶內的液體蒸干，即使雜質很少也不要蒸干，以免蒸瓶破裂發生意外事故。
6、蒸餾完畢后，應先停止加熱，然后關掉冷凝水，拆除裝置的次序與安裝時相反。
7、將產品倒入量筒，記錄產品的產量，并計算其產率。
折光率的測定
折光率是液體有機物重要的特征常數之一，可作為鑒定液體有機物純度的標準之一。
操作步驟：
一.轉動左面旋鈕，打開直角棱鏡，用脫脂棉沾少量丙酮輕輕擦洗上、下鏡面，只可單向擦，待晾干后方可使用。
二.將被測物液體用干凈滴管滴加在磨沙面棱鏡上，要求液層均勻，充滿視場，無氣泡，用手輪鎖緊。
1.打開遮光板，合上反射鏡，輕輕轉動右下面手輪并在目鏡視場中找到明暗分界線的位置（〇）；再旋轉右上手輪，使分界線不帶任何色彩，微調右下面手輪，使明暗分界線位于十字線（〇）的中心，即（〇）再適當轉動聚光鏡，此時目鏡視場下方顯示值即為被測液體的折射率。
2.測試完畢后，應立即用上法擦洗上、下棱鏡，晾干后再關閉。
實驗三 重結晶及過濾——
苯甲酸的重結晶
（重結晶是純化固體化合物的重要方法）
一、實驗目的和要求
1.目的：了解重結晶的原理及方法。
2.要求：初步掌握熱過濾、減壓抽濾及熔點儀的使用。
二、基本原理：
固體有機物在溶劑中的溶解度隨溫度變化而改變。通常升高溫度，溶解度增大，熱飽和溶液，降低溫度，其溶解度下降。溶液變成過飽和溶液而析出結晶。利用溶劑對被提純物及雜質在不同溫度時溶解度的不同，從而達到分離純化的目的。
三、實驗操作：
1.扇形濾紙的折疊方法：
將12.5cm圓濾紙按圖（1）先折為二，再沿2，4折成1/4。然后再沿1，2的邊沿折至4、2；2，3的邊沿折至2，4，分別在2、5至 2、6處產生新的折紋。繼續將1，2折向2，6；2，3折向2，5，分別得到2，7和2，8的折紋，如圖（2）。同樣以2，3對2，6；1，2對2，5分別折出2，9和2，10的折紋，如圖（3）。最后在8個等份的每一個小格中間，以相反的方向折成16等份，如圖（4）。結果得到折扇一樣的排列。再在1，2和2，3處各向內折一小折面，展開后即得到折疊濾紙。在折紋集中的圓心處，折時切勿重壓，否則濾紙的中央在過濾時容易破裂。在使用前，應將折好的濾紙面翻轉并整理好后放入漏斗中，這樣可避免手指弄臟的一面接觸濾液。
2.操作過程：
在150ml錐形瓶里，放入粗苯甲酸3g、100ml的水和幾粒沸石，加熱，使其溶解。（若不全溶，可每次加3—5ml熱水，加熱，攪動至全部溶解。注意：每次加水加熱攪拌后，未溶物未減少，說明未溶物可能是不溶于水的雜質，可不必再加水。為了防止過濾時有晶體在漏斗中析出，溶劑用量可適當多一些）。
然后移去火源，稍冷一下再加活性炭。（注意：活性炭決不能加到正在沸騰的溶液中，否則會暴沸。加入量約為試樣量的1%—5%。加入量過多，活性炭會吸附一部分純產品）。攪拌，使其混合均勻，繼續加熱，微沸10min。
從烘箱中取出預熱好的玻璃漏斗，在漏斗里放一張疊好的折疊紙，并用少量熱水潤濕，將上述熱溶液盡快的到入玻璃漏斗中。每次倒入的溶液不要太滿，也不要等溶液全部濾完后再加。所有溶液過濾完畢后，用少量熱水洗滌錐形瓶和過濾紙。
濾畢，用表面皿將盛有濾液的錐形蓋好，放置冷卻使其結晶。稍冷后可用冷水冷卻，以使其盡快結晶完全。但是，如需要獲得較大顆粒的結晶體，可在濾完后將濾液中析出的晶體重新加熱溶解，在室溫下，讓其慢慢冷卻。
結晶完成后，用布氏漏斗抽濾（注意：濾紙的大小必須和布氏漏斗的底面相等，并用少量冷水潤濕，吸緊）。使晶體與母液分離。用玻璃塞擠壓晶體，盡量除去母液，停止抽氣，加水10ml到漏斗中，用玻璃棒松動晶體，然后重新抽干，這樣重復2次。最后將晶體移至表面皿上，干燥，稱重，計算產率，測熔點。（苯甲酸熔點文獻值：121.7℃； 熔程：120—121℃）。
3. X-4顯微熔點儀操作步驟：
（1）將待測樣品進行干燥處理，并將其研細。
（2）取兩片蓋玻片，用蘸有丙酮的脫脂棉擦洗干凈，晾干后，取不大于0.1mg樣品放置于一片載玻片上，使藥品分布薄而均勻，蓋上另一載玻片，輕輕壓實，然后放置在熱源中心，蓋上隔熱玻璃。
（3）用升降手輪上下調整顯微鏡，直至從目鏡中能看到熱源中央待測樣品輪廓時，鎖緊該手輪，然后調節調焦手輪，直至能清晰的看到待測物晶體外形為止。
（4）打開電源開關，將調壓測溫儀的兩個調溫手鈕，按順時針調到較大位置，使熱臺迅速升溫。當溫度接近待測物體熔點溫度以下40℃左右時，將調溫手鈕逆時針調節至適當位置，使升溫速度減慢。當溫度上升到距待測物熔點值以下10℃左右，一定要將升溫速度控制在大約1℃/分。當式樣的結晶棱角開始變圓時，為融化的開始；當結晶形狀完全消失，為融化的完成。（注：融化的開始到消失時的溫度，既是熔程。）
（5）觀測被測試物的融化過程，記錄初熔和全熔時的溫度。用鑷子取下隔熱玻璃和蓋玻片，即完成一次測試。如需重復測試，只需將散熱器放在熱臺上，電壓調為零或切斷電源，使溫度降至熔點值以下40℃即可測試。
實驗四 薄層色譜
（薄層色譜是分離純化和鑒定有機化合物的重要方法之一）
一、實驗目的和要求
目的：了解薄層色譜的原理和方法。
要求：初步掌握薄層板的制版，點樣，展開等操作。
二、基本原理：
利用混合物各組分在某一物質中的吸附或溶解性能（分配）的不同；或其親和性的差異，使混合物的溶液流經該種物質進行反復的吸附，或分配作用，從而使各組分分離。
三、實驗操作：
1.薄層版的制備：
取兩塊20cm×5cm左右的玻璃板，洗凈，晾干或烘干。在80ml燒杯中，放入約10g硅膠G，加入20ml蒸餾水，調成糊狀，（其稀稠為在震動下可流動）倒在玻璃板上。用食指和拇指拿住玻璃板，前后，左右振搖，擺動，使流動的糊狀物均勻的鋪在玻片上（要求：制成的板厚薄均勻，無氣泡。）將已涂好的硅膠G薄層板在室溫下，水平放置半小時后（注意：室溫放置必須使玻板干透，否則會出現斷裂現象），移入烘箱，慢慢升溫至110℃，恒溫半小時。
2.點樣：
樣品為蘇丹紅，偶氮苯及兩者混合樣。每塊板各點三個樣品一個，兩塊板相同。
在薄層板一端約1cm處輕輕畫一直線，取管口平整的毛細管，于畫線處輕輕點樣（毛細管剛接觸薄板即可）。樣點間距1cm—1.5cm，斑點一般不超過2mm（注：因溶液太稀或樣點太小，可重復點樣。但應在前次點樣的溶劑揮發后，方可重點，以防樣點被溶解掉。樣點過大，造成拖尾，擴散等現象，影響分離效果）。
3.展開：
展開劑—正庚烷27ml，乙酸乙酯3ml 。將展開劑倒入層析缸，其高度不超過1cm（注：如超過點樣線，則樣點將被溶解掉）。
薄層色譜的展開，須在密閉容器中進行。為使展開劑蒸汽，在缸內迅速達到平衡，在缸內壁放置一高5cm，環繞周長約4/5的濾紙，或放置兩張11cm濾紙，下面浸入展開劑中。
將點樣好的薄層板小心的放到層析缸中，點樣的一端朝下，浸入展開劑中約0.5cm。
一般情況，先在薄片另一端1cm處畫一條直線，展開劑達到此線時，立即取出。如未畫線，觀察展開劑前沿上升到一定高度時取出，并盡快在展開劑前沿畫出標記。（注意：如不注意，展開劑揮發后，就無法確定展開劑上升的高度。）將薄層板晾干。觀察混合試樣斑點出現的位置及與其相應樣品斑點是否相符。
（4）比移值：
Rf 值：
溶質的最高濃度中心至原點中心距離
展開劑前沿至原點中心距離
四、結果：
1.以做成功的薄層板計算Rf值。
2.計算蘇丹紅，偶氮苯的Rf 值。
實驗五 醛酮的化學性質
一、實驗的目的和要求
目的：加深對醛酮化學性質的認識。
要求：掌握醛酮的鑒定方法。
二、實驗操作
1．2，4 – 二硝基苯肼的反應：
醛和酮類化合物中的羰基能與2，4 –二硝基苯肼作用時生成黃色、橙色、橙紅色的2，4 – 二硝基苯腙的沉淀。
醇本不與2，4 – 二硝基苯肼反應，但由于有些醇，如芐醇，烯丙醇等，在此條件下很易被氧化成相應的醛或酮。所以這些醇也能與2，4 –二硝基苯肼反應。
⑴在稀酸作用下，又能分解為原來的羰基化合物。
⑵顏色不同是由于醛酮結構上的差異，形成不同的苯腙。
⑶注意：試樣不宜加多，否則不僅是一種浪費，而且由于對苯腙沉淀有溶解作用，給試驗結果帶來影響。
2. 亞硫酸氫鈉的反應：
與亞硫酸氫鈉的加成，由于空間位阻的影響，只有醛和脂肪族甲基酮、碳原子數少于8的環酮能與飽和亞硫酸氫鈉溶液作用生成白色沉淀。
⑴反應是可逆的。所以必須使用過量的飽和亞硫酸氫鈉，以促使平衡右移。
⑵將加成產物與稀鹽酸或稀碳酸鈉溶液共熱，則分解為原來的醛或甲基酮。所以可以用來鑒別和純化醛和甲基酮。
⑶用正丁醛作試樣時，結晶往往不易析出，這時可酌加乙醇。因亞硫酸氫鈉加成物不溶于飽和的亞硫酸氫鈉溶液和有機溶劑，加乙醇可促使亞硫酸氫鈉加成物結晶的析出。用玻棒摩擦試管壁，也可加速晶體析出（注：所用試管最好是干燥的）。
3. 與希夫試劑反應：
醛能與希夫試劑發生加成作用，形成一種紫紅色的醌型染料，酮則無此反應。
醛與希夫試劑的反應式：
所有醛與希夫試劑的加成反應中，只有甲醇反應所顯示的顏色在加了硫酸后不消失。
4. 碘仿反應：
凡具有 基團或其它易被次碘酸鈉氧化成這種基的化合物，即乙醛、甲基酮和具有結構的醇，均能被次碘酸鈉作用生成黃色的碘仿沉淀。
5. 托倫試劑（銀鏡反應）：
一般醛都能與托倫試劑發生反應，生成黑色懸浮沉淀。銀離子將醛氧化為羧酸，本身還原為金屬銀，反應在堿溶液中進行。
RCHO + 2Ag（NH 3）2 OH →2Ag↓+ RCOONH 4 +3NH3+H 2O
⑴如果試管不清潔、不光滑，就不會出現銀鏡，而生成黑色細顆粒狀銀的沉淀。試管的清潔方法是：分別依次用洗液、水、10%氫氧化鈉溶液、蒸餾水洗凈。
⑵托倫試劑的配制：
取一只稍大的潔凈試管，在試管內加入5%硝酸銀溶液 2ml和5%氫氧化鈉溶液2ml，試管里立即有棕黑色的沉淀出現。用力搖動試管使反應完全，然后向試管里滴加氨水，邊滴加，邊用力搖動試管，直滴加到棕黑色沉淀剛好全部溶解為止。這時溶液成無色清亮狀。
注意：
①托倫試劑只能新配，因放久將易析出具有爆炸性的黑色氮化銀（Hg 3 N）沉淀和雷酸銀（Ag0NC）。反應時溫度不宜過高，高了也可能生成雷酸銀，切忌直接加熱！
②當向硝酸銀里加氫氧化鈉時，在PH＝8左右時出現白色的氫氧化銀沉淀，但此沉淀不穩定，會立即脫水生成棕黑色的氧化銀沉淀：
Ag+ + OH －→AgOH ↓白色→ Ag2 O↓棕黑色
③加氨水時，由于棕黑色氧化銀沉淀的溶解過程比較緩慢，因此一定要慢慢的滴加，滴加后用力搖動試管：
Ag2 O + 4NH 3 +H 2O →2〔 Ag（NH 3）2〕OH
注意不能使氨水過量，氨水過量不僅會影響試驗的效果，而且有利于爆炸物雷酸銀的生成。
⑶試驗完畢后應加入少許濃酸鹽，立即煮沸，洗去銀鏡。
6. 斐林試劑：
脂肪醛能與斐林試劑發生反應，生成 紅色沉淀。銅離子將脂肪醛氧化成羧酸，本身還原為氧化亞銅。反應在堿溶液中進行：
RCHO +2Cu（OH）2→RCOOH +Cu 2O ↓+2H 2O
磚紅色
注意：⑴斐林溶液不如本尼地溶液穩定。平時需將硫酸銅溶液和酒石酸鉀鈉與氫氧化鈉的混合液分開保存（既斐林I和斐林Ⅱ）。使用時再等量混合。
⑵氧化亞銅為紅棕色沉淀，當脂肪醛量較少時，生成的沉淀呈黃或綠色。
三、定性實驗的實驗報告書寫格式：
1.實驗項目，反應原理，反應通式，現象。
2. 各個試樣的化學反應式現象。
3. 實驗小結。
實驗六 乙酰水楊酸的制備
（羧酸酯的制備）
乙酰水楊酸俗稱阿司匹林，為重要的醫藥。具有退熱、鎮痛、抗風濕等作用。“APC”中的A既為乙酰水楊酸。
一、實驗目的和要求
1.目的：了解羧酸酯制備的原理和方法。
２．要求：初步掌握回流裝置的安裝和使用。
二、基本原理：
乙酰水楊酸是水楊酸（鄰羥基苯甲酸）和乙酰酐，在少量濃硫酸（或干燥的氯化氫，有機強酸等）催化下，脫水而制得的。
主反應：
副反應：在生成乙酰水楊酸的同時，水楊酸分子間可發生縮合反應，生成少量的聚合物。
（乙酰水楊酸能與碳酸氫鈉反應生成水溶性鈉鹽，而其付產物聚合物不能溶于碳酸氫鈉溶液。利用這種性質上的差別，可純化阿司匹林。）
注意：反應溫度不宜過高，否則將增加付產物的生成：
1. 為了促使反應向右進行，通常采用增加酸或醇的濃度，或連續的移去產物酯和水（通常是借形成共沸混合物來進行）的方式來達到。至于是否醇過量和酸過量，則取決于原料來源的難易及操作上是否方便等因素。在試驗過程中，常常是兩者兼用來提高產率。
2. 由于水楊酸中的羥基和羧基能形成分子內氫鍵，反應必須加熱到1500C ～1600C。不過，加入少量的濃硫酸或濃磷酸過氧酸等來破壞氫鍵，反應溫度也可降到600C ～800C，而且副產物也會有所減少。
3. 乙酰水楊酸易受熱分解，因此熔點不是很明顯。它的熔點為136
0C，分解溫度為1280C ～1350C。在測定熔點時，可先將載熱體加熱至1200C左右，然后放入樣品測定。
三、試驗操作：
在100ml錐形瓶中放置干燥的水楊酸6.5g及乙酰酐10ml，充分搖動后，滴加10滴濃硫酸（足量）。（注意：如不充分振搖，水楊酸在濃硫酸的作用下，將生成付產物水楊酸水楊酯。）
水浴上加熱，水楊酸立即溶解。如不全溶解，則需補加濃硫酸和乙酰酐。保持錐形瓶內溫度在700C左右。（注意：用水浴溫度控制反應溫度。水浴溫度控制在800C ～850C即可。）維持反應20分鐘。
稍微冷卻后，在不斷攪拌下將其倒入100ml 冷水中。冷卻析出結晶（只要瓶內溫度和冷卻水溫度一致即可，不一定需要15分鐘）。抽濾粗品，每次用10ml水洗滌兩次，其作用是洗去反應生成的乙酸及反應中的硫酸。
重結晶用95%乙醇15ml左右和水（7ml：8ml），加冷凝管加熱回流，以免乙醇揮發和著火，固體溶解即可。重結晶時無須加活性炭，加活性炭的作用是除去有色雜質，因粗產品沒有顏色，加熱煮沸即可。
趁熱過濾，冷卻，抽濾，干燥，稱重。
四、實驗產率的計算：
從反應方程式中各物材料的摩爾比，可看出乙酰酐是過量的，故理論產量應根據水楊酸來計算。0.045mol水楊酸理論上應產生0.045mol乙酰水楊酸。乙酰水楊酸的相對分子質量為180g，則其理論產量為：
0.045（mol）×180（g）＝8.1g
實驗七. 天然有機化合物的提取
（從茶葉中提取咖啡堿）
概述：咖啡堿具有刺激心臟，興奮大腦神經和利尿等作用。主要用作中樞神經興奮藥。它是復方阿司匹林（ABC）等藥物的組成部分之一。
茶葉中含有咖啡堿的量約1%～5%。咖啡堿是弱堿性化合物，易溶于12.5%氯仿，2%水，2%乙醇及5%熱苯等，咖啡堿為嘌呤的衍生物。
化學名稱是：1，3，7.三甲基 – 2.6一二氧嘌呤
其結構式為：
含結晶水的咖啡堿為白色針狀結晶粉末，味苦，能溶于水，乙醇，丙醇，氯仿等，微溶于石油醚。在100℃時失去結晶水，開始升華；120℃時升華相當顯著；178℃以上升華加快。無水咖啡堿的溶點為238℃。
一、實驗目的和要求
目的：了解天然有機化合物提取的原理和方法。
要求：初步掌握脂肪抽取器，升華等操作的安裝和使用。
二、基本原理：
從茶葉中提取咖啡堿，是用適當的溶劑（氯仿，乙醇，苯等）在脂肪提取器中連續抽提，然后濃縮而得到的粗咖啡堿。粗咖啡堿中還含有一些其他的生物堿和雜質，可利用升華進一步提純。
1.萃取：
萃取是提取和純化有機化合物的手段之一。通過萃取能從固體或液體混合物中提取所需要的化合物。常用的是：液
—液和液—固萃取。
基本原理：利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中，溶解度或分配系數的不同，使化合物從一種溶劑內轉移到另一種溶劑中。經過反復多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來。
實驗室多采用脂肪提取器來提取物質。通過對溶劑加熱回流及虹吸現象，使固體物質每次均被新的溶劑所萃取，效率高，節約溶劑。
2.升華：
升華是純化固體有機化合物的方法。與蒸餾不同，它是直接由固體有機物受熱汽化為蒸汽，然后由蒸汽又直接冷凝為固體的過程。
基本原理：對稱性較高的固體物，其熔點一般較高，并且在熔點溫度以下往往具備較高的蒸汽壓。因此這類物質多采用升華的方法來提純。
三、脂肪提取器裝置圖和升華裝置圖。
四、實驗操作：
稱取茶葉末10g裝入脂肪提取器的濾紙套管中（濾紙套大小，既要緊貼器壁，又要能方便取放。其高度不得超過虹吸管。濾紙包茶葉末時，要嚴防漏出而堵塞虹吸管。紙套上面蓋一層濾紙，以保證回流液均勻浸透被萃取物。）
在250ml園底燒瓶中加入95%乙醇，水浴加熱，連續提取1.5h ，虹吸7—8次（若提取液顏色很淡時，即可停止提取。）
待冷凝液剛剛虹吸下去時，立即停止加熱，改裝成蒸餾裝置，回收大部分乙醇（瓶中乙醇不可蒸的太干，否則殘液很粘，轉移時損失較大）。
然后把蒸餾液傾入蒸發皿中，加入5g生石灰（生石灰起中和作用，以除去部分雜質）。在蒸汽浴上蒸干。最后將蒸發皿移至石棉網上焙炒片刻，使水分全部除去（如留有少量水分，將會在下一步升華開始時帶來一些煙霧，污染器皿）。 冷卻后擦去粘在邊上的粉末，以免升華時污染產物。
將升華物質在蒸發皿中鋪均勻，上面覆蓋一張刺有許多小孔的濾紙（孔一定要刺透，以利蒸汽穿過）。然后將合適的玻璃漏斗倒蓋在上面。漏斗的頸口塞一點棉花，避免蒸汽外逸。
在石棉網上緩慢加熱蒸發皿（最好用砂浴）。小心調節溫度，控制浴溫低于咖啡堿的熔點。當過濾紙上出現白色針狀結晶時，要適當控制溫度，盡可能使升華速度放慢，提高結晶純度。如發現棕色煙霧時，既升華完畢。停止加熱，冷卻后，揭開漏斗和濾紙，仔細的把附在濾紙上及器皿周圍的咖啡堿結晶刮下來。其殘渣經攪拌后，用較大的火再升華一次。合并兩次升華收集的咖啡堿。文獻報道其熔點238℃。
如有侵權請聯系告知刪除，感謝你們的配合！
