第一章 绪论
第一章 绪 论
1.1有机化合物和有机化学 1.有机化合物:碳化合物、碳氢化合物及其衍生物。 C、H(0、N、X、P、S) 2.有机化学:研究有机化合物来源、制备、结构、性能、应 用以及有关理论、变化规律和方法学科学 三项内容:分离、结构、反应和合成 [分离]从自然界或反应产物通过蒸馏、结晶、吸附、萃取、 升华等操作孤立出单一纯净的有机物。 [结构]对分离出的有机物进行化学和物理行为的了解,阐 明其结构和特性。 [反应和合成]从某一有机化合物(原料)经过一系列反应转化 成一已知的或新的有机化合物(产物)
1.1 有机化合物和有机化学 1.有机化合物：碳化合物、碳氢化合物及其衍生物。 C、H（O、N、X、P、S） 2. 有机化学：研究有机化合物来源、制备、结构、性能、应 用以及有关理论、变化规律和方法学科学。 •三项内容：分离、结构、反应和合成 [分离] 从自然界或反应产物通过蒸馏、结晶、吸附、萃取、 升华等操作孤立出单一纯净的有机物。 [结构] 对分离出的有机物进行化学和物理行为的了解，阐 明其结构和特性。 [反应和合成] 从某一有机化合物(原料)经过一系列反应转化 成一已知的或新的有机化合物(产物)
3.有机化学的发展及其研究热点。 有机”( Organic)“有机体”( Organism)的来源 1828年,德国化学家魏勒( Wohler,F.)制尿素: NH40CN+H2N--C-NH 1845年,柯尔伯(H. kolber)制得醋酸; 1854年,柏赛罗(M. berthelot)合成油脂类化合物; 尔后,布特列洛夫合成了糖类化合物;… 有机物可来源于生物体也可由无机物转化而来。 迄今已知的化合物超过2000万(主要通过人工合成),其 中绝大多数是有机化合物
3. 有机化学的发展及其研究热点。 “有机”(Organic) “有机体”(Organism) 的来源 1828年，德国化学家魏勒(Wöhler,F.)制尿素： 1845年，柯尔伯(H.kolber) 制得醋酸； 1854年，柏赛罗(M.berthelot)合成油脂类化合物； 尔后，布特列洛夫合成了糖类化合物；.…... 有机物可来源于生物体也可由无机物转化而来。 迄今已知的化合物超过2000万(主要通过人工合成 )，其 中绝大多数是有机化合物。 N H 4O C N H 2N C N H 2 O
有机化学是一门迅速发展的学科 有机合成化学 药物化学 生命科学 天然有机化学 香料化学 材料科学 生物有机化学 农药化学 环境科学 金属与元素有机化学 有机新材料化学化学生物学 物理有机化学 等学科 能源、工业、农业 有机分析化学 等方面 19011998年,诺贝尔化学奖共90项,其中有机化学方面 的化学奖55项,占化学奖61%
1901~1998年，诺贝尔化学奖共90项，其中有机化学方面 的化学奖55项，占化学奖61% 有机化学是一门迅速发展的学科 有机合成化学 天然有机化学 生物有机化学 金属与元素有机化学 物理有机化学 有机分析化学 药物化学 香料化学 农药化学 有机新材料化学 等学科 生命科学 材料科学 环境科学 化学生物学 能源、工业、农业 等方面 ......
当代有机化学发展的一个重要趋势:与生命科学的结合。 1980年(DNA)1997年(ATP)与生命科学有关的化学诺贝尔 奖八项 有机化学以其价键理论、构象理论、各种反应及其反应机 理成为现代生物化学和化学生物学的理论基础 在蛋貞质、格酸的组成和结构的研究△顺底测定方的建 创建 立和发展开辟了道路 确定DNA为生物体遗传物质,是由生物学家和化学家共同完 成 人类基因组“工作框架图”组装一后基因组计划一序列基 因 ( Sequence Genomics)-结构基因( Structural Genomics)-功能基因( Functional genomics)
当代有机化学发展的一个重要趋势：与生命科学的结合。 1980年(DNA) ~ 1997年(ATP)与生命科学有关的化学诺贝尔 奖八项； 有机化学以其价键理论、构象理论、各种反应及其反应机 理成为现代生物化学和化学生物学的理论基础； 在蛋白质、核酸的组成和结构的研究、顺序测定方法的建 立、合成方法的创建等方面，有机化学为分子生物学的建 立和发展开辟了道路； 确定DNA为生物体遗传物质, 是由生物学家和化学家共同完 成； 人类基因组“工作框架图”组装—后基因组计划—序列基 因 (Sequence Genomics)—结构基因(Structural Genomics)—功能基因(Functional Genomics)
有机化学特别是生物有机化学参与研究项目: ●研究信息分子和受体识别的机制 ●发现自然界中分子进化和生物合成的基本规律; 作用于新的生物靶点的新一代治疗药物的前期基础研究; ●发展提供结构多样性分子的组合化学; ●对于复杂生物体系进行静态和动态分析的新技术,等等
有机化学特别是生物有机化学参与研究项目： 研究信息分子和受体识别的机制; 发现自然界中分子进化和生物合成的基本规律; 作用于新的生物靶点的新一代治疗药物的前期基础研究; 发展提供结构多样性分子的组合化学; 对于复杂生物体系进行静态和动态分析的新技术，等等
有机化学中,有机合成占有独特的核心地位。 1989年美国 Harvard大学 kishi教授等完成海葵毒素 ( palytoxin)的全合成。 Woodward等完成VB12全合成。 从20世纪下半叶起,化学的主要任务不再是发现新元素, 而是合成新分子,特别是人们感兴趣的明星分子。 徐光宪
有机化学中，有机合成占有独特的核心地位。 1989年美国Harvard大学kishi教授等完成海葵毒素 (palytoxin)的全合成。Woodward等完成VB12全合成。 从20世纪下半叶起，化学的主要任务不再是发现新元素， 而是合成新分子，特别是人们感兴趣的明星分子。 一 徐光宪
有机新材料(分子材料)化学。 1.化学结构种类多;2.能够有目的地改变功能分子的结构, 进行功能组合和集成;3.能够在分子层次上组装功能分子, 调控材料的性能。 当前研究的热点领域: 1.具有潜在光、电、磁等功能的有机分子的合成和组装 2.分子材料中的电子、能量转移和一些快速反应过程的研究; 3.研究分子结构、排列方式与材料性能的关系,发展新的分子 组装的方法,探讨产生特殊光电磁现象的机制; 4.探索新型分子材料在光电子学和微电子学中的应用等
有机新材料(分子材料)化学。 1. 化学结构种类多； 2. 能够有目的地改变功能分子的结构， 进行功能组合和集成；3. 能够在分子层次上组装功能分子， 调控材料的性能。 当前研究的热点领域： 1. 具有潜在光、电、磁等功能的有机分子的合成和组装 2. 分子材料中的电子、能量转移和一些快速反应过程的研究； 3. 研究分子结构、排列方式与材料性能的关系，发展新的分子 组装的方法，探讨产生特殊光电磁现象的机制； 4. 探索新型分子材料在光电子学和微电子学中的应用等
1.2有机化合物的结构(C为四价) 凯库勒结构式(化学键)、 路易斯结构式(价电子,包括孤对电子) 立体模型(球棍模型、比例模型)
1.2 有机化合物的结构（C为四价） 凯库勒结构式（化学键）、 路易斯结构式（价电子，包括孤对电子）、 立体模型(球棍模型、比例模型）
1.3原子轨道和分子轨道 1.原子轨道 含义——原子中电子的运动状态,用波函数表示。 表示方法:电子云的形状和疏密、界面图的大小和疏密 s,p,d,f(形状、伸展方向) 核外电子排布规律: Pauli不相容,能量最低,Hund规则 s轨道 p轨道 d轨道
1.3 原子轨道和分子轨道 1.原子轨道 含义——原子中电子的运动状态，用波函数Φ表示。 表示方法：电子云的形状和疏密、界面图的大小和疏密 s, p, d, f (形状、伸展方向） 核外电子排布规律：Pauli不相容，能量最低，Hund规则 s轨道 p轨道 d轨道