有机结构推断.ppt

有机分子结构的确定有机化学第五讲有机结构的确定同分异构体的书写限制条件的筛选限制条件的筛选有机结构的推断策略有机结构的推断策略结构限制条件的使用结构限制条件的使用常见结构限制条件常见结构限制条件直链：不含有支链直链：不含有支链环：环是由几个原子构成的，就称为几元环环：环是由几个原子构成的，就称为几元环常见结构限制条件常见结构限制条件共面：以双键或者苯环结构为母体共面：以双键或者苯环结构为母体共线：以三键结构为母体共线：以三键结构为母体例：据例：据报报道香烟中存在一种含有道香烟中存在一种含有羰羰基的有机物基的有机物C13H8O，该该有机物分子中有两个苯有机物分子中有两个苯环环和一个由五个碳原子和一个由五个碳原子组组成的成的环环，且且羰羰基不在苯基不在苯环环上，写出上，写出该该有机物的可能有机物的可能结结构。构。例：例：有机化合物有机化合物A的分子式是的分子式是C13H20O8(相对分子质量为相对分子质量为304)，1molA 在酸性条件下水解得到在酸性条件下水解得到4 molCH3COOH 和和1molB。B 分子结构中每一个连有羟基的碳原子上还连有两个氢原子。分子结构中每一个连有羟基的碳原子上还连有两个氢原子。写出写出A和和B的结构简式。的结构简式。例：某链烃例：某链烃A的分子式为的分子式为C6H12，已知其分子中所有的碳原，已知其分子中所有的碳原子共平面，且该分子的一氯取代物只有一种，写出子共平面，且该分子的一氯取代物只有一种，写出A的结构的结构简式；简式；例：例：1999年合成了一种新化合物，本题用年合成了一种新化合物，本题用X为代号。用现代为代号。用现代物理方法测得物理方法测得X的相对分子质量为的相对分子质量为64；X含碳含碳93.8%，含氢，含氢6.2%；X分子中有分子中有3种化学环境不同的氢原子和种化学环境不同的氢原子和4种化学环境种化学环境不同的碳原子；不同的碳原子；X分子中同时存在分子中同时存在C-C、C=C和和CC三种键，三种键，并发现其并发现其C=C键比寻常的键比寻常的C=C短。短。(1)X的分子式是的分子式是_(2)请将请将X的可能结构式画在下面。的可能结构式画在下面。取代物种类的限制取代物种类的限制苯环上的取代种类苯环上的取代种类l一取代苯：三种一取代苯：三种l邻二取代苯：取代基相同，两种；取代基不同，四种邻二取代苯：取代基相同，两种；取代基不同，四种l间二取代苯：间二取代苯：取代基相同，三种；取代基不同，四种取代基相同，三种；取代基不同，四种l对二取代苯：对二取代苯：取代基相同，一种；取代基不同，两种取代基相同，一种；取代基不同，两种l三取代苯：三取代苯：其它其它种类：等效氢法其它其它种类：等效氢法例：有机化合物例：有机化合物A.B的分子式都是的分子式都是C9H11O2N，根据下列条，根据下列条件写出件写出A和和B的结构简式。的结构简式。(1)化合物化合物A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示，分是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示，分子结构中不存在甲基。子结构中不存在甲基。(2)化合物化合物B是某种分子式为是某种分子式为C9H12的芳香烃一硝化后的惟一的芳香烃一硝化后的惟一产物产物(硝基连在芳环上硝基连在芳环上)。例：有例：有A、B两种烃，它们的组成中碳的质量分数均为两种烃，它们的组成中碳的质量分数均为90%。烃烃A对氢气的相对密度是对氢气的相对密度是20，烃，烃B的分子量是烃的分子量是烃A的的3倍，试推倍，试推断两烃的分子式。若烃断两烃的分子式。若烃A在一定条件下能与足量溴反应生成在一定条件下能与足量溴反应生成1,1,2,2四溴丙烷，烃四溴丙烷，烃B是苯的同系物。当它的苯环上的氢被是苯的同系物。当它的苯环上的氢被硝基取代时，生成的一硝基取代物只有一种，试推断两烃的硝基取代时，生成的一硝基取代物只有一种，试推断两烃的结构简式。结构简式。例：化合物例：化合物“HQ”(C6H6O2)可用作显影剂，可用作显影剂，“HQ”可以与可以与三氯化铁溶液发生显色反应。三氯化铁溶液发生显色反应。“HQ”的一硝基取代物只有的一硝基取代物只有一种。写出一种。写出“HQ”的结构简式。的结构简式。核磁共振和红外光谱核磁共振和红外光谱核磁共振氢谱的信息核磁共振氢谱的信息l峰的个数：对应分子内等效氢的种类峰的个数：对应分子内等效氢的种类l峰面积或峰高度：对应分子内每种等效氢的个数峰面积或峰高度：对应分子内每种等效氢的个数核磁共振氢谱的应用核磁共振氢谱的应用l判断出每种等效氢的个数判断出每种等效氢的个数l按规定写出同分异构体按规定写出同分异构体红外光谱法：初步判断该有机物中具有哪些基团。红外光谱法：初步判断该有机物中具有哪些基团。综：若分子式为综：若分子式为C10H18的某烯烃的所有碳原子可能都在同的某烯烃的所有碳原子可能都在同一平面上，其核磁共振氢谱上有两个峰，写出该烯烃的结一平面上，其核磁共振氢谱上有两个峰，写出该烯烃的结构简式。构简式。例：例：有机物有机物C的相的相对对分子分子质质量量为为102，其水溶液中加入石蕊溶液，其水溶液中加入石蕊溶液显显紫色，紫色，核磁共振核磁共振氢谱显氢谱显示其分子中含有示其分子中含有4种种氢氢原子；写出原子；写出C的的结结构构简简式。式。有机物性质的限制条件有机物性质的限制条件化学性质化学性质l官能团的化学性质官能团的化学性质l官能团具有的化学性质官能团具有的化学性质反应关系反应关系l特殊反应类型：水解反应，消去反应特殊反应类型：水解反应，消去反应l特殊转化关系特殊转化关系例：有机物例：有机物A(C6H8O4)为食品包装纸的常用防腐剂。为食品包装纸的常用防腐剂。A可以可以使溴水褪色。使溴水褪色。A难溶于水，但在酸性条件下可发生水解反难溶于水，但在酸性条件下可发生水解反应，得到应，得到B(C4H4O4)和甲醇。通常状况下和甲醇。通常状况下B为无色晶体，能为无色晶体，能与氢氧化钠溶液发生反应。与氢氧化钠溶液发生反应。B分子中没有支链，写出分子中没有支链，写出A、B的结构简式的结构简式综：有机物综：有机物A和和B的分子式都为的分子式都为C6H12O2，A的水溶液显酸的水溶液显酸性，性，B的水溶液呈中性，但的水溶液呈中性，但B的水解后的产物中有一种物的水解后的产物中有一种物质水溶液也显酸性。试写出质水溶液也显酸性。试写出A和和B可能有的结构简式。可能有的结构简式。综：某烃综：某烃A(C11H12)的分子结构中含有的分子结构中含有1个个CH(CH3)2。且。且能与能与Br2/CCl4作用生成较稳定的化合物作用生成较稳定的化合物B(C11H12Br4)，写，写A的可能结构简式的可能结构简式=(11*2+2-12-4)/2=4 所以烃中含有苯环11-6-3=2 剩余两个碳原子，两个不饱和度，所以含有碳碳三键综：某芳香族化合物的分子式为综：某芳香族化合物的分子式为C8H8O4，已知，已知1mol该化合该化合物分别与物分别与Na、NaOH、NaHCO3反应，消耗三种物质的物反应，消耗三种物质的物质的量之比为质的量之比为321，而且该化合物苯环上不存在邻位基团，而且该化合物苯环上不存在邻位基团，试写出该化合物的结构简式。试写出该化合物的结构简式。例：例：A是一种是一种酯酯，分子式是，分子式是C14H12O2，A可以由醇可以由醇B跟酸跟酸C发发生生酯酯化反化反应应得到，得到，A不能使溴不能使溴(四四氯氯化碳溶液化碳溶液)褪色。氧化褪色。氧化B可得到可得到C。(1)写出写出A、B、C的的结结构构简简式：式：A_、B_、C_(2)写出写出B的两种同分异构体的的两种同分异构体的结结构构简简式，它式，它们们都可以跟都可以跟氢氢氧化氧化钠钠溶液反溶液反应应，_和和_。不饱和度=(2*14+2-12)/2=9例：分子式为例：分子式为C8H16O2的有机物的有机物A，能在酸性条件下水解，能在酸性条件下水解生成有机物生成有机物C和和D，且，且C在一定条件下可转化成在一定条件下可转化成D，写出，写出A的可能结构。的可能结构。官能团位置的使用官能团位置的使用羟基位置的确定羟基位置的确定l能氧化成醛能氧化成醛(或酸或酸)的醇含有的醇含有CH2OHl能氧化成酮的醇含有能氧化成酮的醇含有CHOHl不能被催化氧化的醇不含有不能被催化氧化的醇不含有氢原子氢原子l不能发生消去反应的醇不含有不能发生消去反应的醇不含有氢原子氢原子卤原子位置的确定卤原子位置的确定l不能发生消去反应的氯代烃不含有不能发生消去反应的氯代烃不含有氢原子氢原子苯的取代基位置的确定苯的取代基位置的确定l根据氧化后羧基的位置根据氧化后羧基的位置例：例：化学式化学式为为C8H10O的化合物的化合物A具有如下性具有如下性质质：A+Na慢慢慢慢产产生气泡；生气泡；A在酸性高在酸性高锰锰酸酸钾钾的作用下生成苯的作用下生成苯甲酸；甲酸；A+RCOOH有香味的物有香味的物质质；其催化氧化其催化氧化产产物物不能与不能与银银氨溶液作用；氨溶液作用；脱水脱水产产物物经经聚合反聚合反应应可得一种塑可得一种塑料制品料制品(它是造成白色它是造成白色污污染的主要源泉染的主要源泉)。试试根据上述信息根据上述信息推推导导化合物化合物A的的结结构构简简式。式。综：综：(1)具有支链的化合物具有支链的化合物A的分子式为的分子式为C4H6O2，A可以使可以使Br2的四氯化碳溶液褪色。的四氯化碳溶液褪色。1molA和和1mol NaHCO3能完全反能完全反应，则应，则A的结构简式是的结构简式是 。(2)化合物化合物B含有含有C、H、O三种元素，分子量为三种元素，分子量为60，其中碳，其中碳的质量分数为的质量分数为60%，氢的质量分数为，氢的质量分数为13.3%。B在催化剂在催化剂Cu的作用下被氧气氧化成的作用下被氧气氧化成C，C能发生银镜反应，则能发生银镜反应，则B的结的结构简式是构简式是 。(3)D在在NaOH水溶液中加热反应，可生成水溶液中加热反应，可生成A的钠盐和的钠盐和B，相，相应反应的化学方程式是应反应的化学方程式是 。综综：实验证实验证明，某有机物明，某有机物C8H8O2分子中无分子中无C=C和和CC，该该物物质质与水反与水反应应生成生成A和和B。(1)若若1mol C8H8O2能与能与2molNaOH反反应应，而与，而与钠钠不反不反应应，则该则该有机物的有机物的结结构构简简式可能式可能为为_(有几种有几种写几种写几种)(2)若若A完全燃完全燃烧烧所得所得CO2与水的物与水的物质质的量之比的量之比为为2 1，则则A的可能的的可能的结结构构简简式式为为_(有几种写几种有几种写几种)综：某有机物综：某有机物A(C4H6O5)广泛存在于水果内。该化合物具有如下广泛存在于水果内。该化合物具有如下性质：性质：在在25时，电离常数是时，电离常数是K1=3.99104，K2=5.5106。A与与RCOOH(或或ROH)在浓硫酸存在下加热产生有香味的产物在浓硫酸存在下加热产生有香味的产物lmolA 与足量的钠慢慢产生与足量的钠慢慢产生1.5mol气体气体A在一定条件下的脱水产物在一定条件下的脱水产物(不是环状化合物不是环状化合物)可和溴水发生加可和溴水发生加成反应。成反应。试回答有机物试回答有机物A的结构简式的结构简式(不含一不含一CH3)。