有機化學

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作者：顏朝國 主編 吳錦明、黃丹、孫晶 副主編

出版日期：2009年3月 書號：978-7-122-04145-6

開本：16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：659頁

本書按照有機化學的官能團體系編排教學內容，系統地介紹了各類有機化合物的結構、化學反應、合成反應和相關反應機理，也簡要介紹了廣泛用於有機化合物結構鑒定的現代物理方法。全書共分二十二章，每章都有相應化合物的反應總結，以及相當數量的習題。

本書可作為高等院校本科化學、應用化學、化學工程、高分子材料和製藥工程等專業的有機化學教材，也可供其他專業和相關人員參考。

第一章緒論1

第一節有機化學的研究對象1

一、有機化合物和有機化學的起源1

二、有機化學的產生和發展1

三、有機化合物的特性2

四、有機化學的作用2

第二節有機化合物的分子結構2

一、化學結構與構造式的寫法2

二、化學鍵4

三、價鍵理論4

四、分子軌道理論9

五、共價鍵的鍵參數11

六、分子間作用力和氫鍵14

第三節酸和鹼15

一、Arrhenius電離理論15

二、Brnsted質子理論15

三、Lewis電子理論19

第四節有機化合物的分類20

一、按碳架分類20

二、按官能團分類21

習題22

第二章烷烴環烷烴23

第一節烷烴23

一、烷烴的同系列和構造異構23

二、烷烴的命名24

三、烷烴的構型28

四、烷烴的構象29

五、烷烴的物理性質31

六、烷烴的化學性質33

七、重要的烷烴42

第二節環烷烴43

一、脂環烴的分類和命名43

二、脂環烴的結構與穩定性45

三、環烷烴的性質46

四、環烷烴的立體化學48

習題53

第三章烯烴56

第一節烯烴的結構56

一、烯烴的結構56

二、同分異構現象57

第二節烯烴的命名58

一、普通命名法58

二、系統命名法（IUPAC）58

三、Z、E命名法59

第三節烯烴的物理性質61

第四節烯烴的化學性質63

一、烯烴的親電加成反應63

二、烯烴的自由基加成72

三、烯烴的催化加氫73

四、烯烴的氧化反應74

五、烯烴的聚合反應76

六、烯烴的α氫鹵代反應77

第五節二烯烴78

一、二烯烴的分類及命名78

二、二烯烴的結構79

三、共軛體系和共軛效應81

四、共軛二烯烴的化學性質82

第六節烯烴的工業來源和製法85

一、鹵代烷脫鹵化氫85

二、鄰二鹵代烷脫鹵素86

三、醇脫水86

第七節重要的烯烴86

一、乙烯86

二、丙烯87

三、1，3丁二烯87

四、異戊二烯87

五、1，3環戊二烯87

烯烴的化學反應總結88

習題90

第四章炔烴94

第一節炔烴的同分異構和命名94

第二節炔烴的結構95

一、炔基的結構95

二、sp雜化95

三、碳碳叄鍵的組成96

四、端炔烴的酸性96

第三節炔烴的物理性質97

第四節炔烴的化學性質97

一、端炔的成鹽反應97

二、炔負離子的親核加成反應98

三、炔烴的加成反應99

第五節炔烴的製備103

本章反應小結104

習題105

第五章芳香族化合物108

第一節芳香性108

一、苯的發現和凱庫勒結構108

二、共振論對苯分子結構的解釋109

三、分子軌道理論對苯芳香性的解釋111

四、苯分子結構的表示方法112

五、休克爾規則112

六、非苯芳香烴113

七、芳香性雜環化合物116

八、多核芳烴119

九、碳的同素異形體120

第二節苯的衍生物的命名122

第三節苯及其衍生物的物理性質124

第四節芳香族化合物的化學性質125

一、親電取代反應126

二、芳香族親核取代反應147

三、苯及其衍生物的加成反應150

四、苯及其衍生物的側鏈反應152

芳香族化合物的反應總結155

習題157

第六章紅外光譜和紫外光譜162

第一節基礎知識162

一、電磁波與輻射能162

二、吸收光譜的產生163

第二節紅外光譜164

一、分子振動164

二、紅外光譜的重要區段166

三、烴的紅外光譜167

四、醇、酚的紅外光譜169

五、羰基化合物的紅外光譜170

第三節紫外和可見吸收光譜171

一、紫外吸收光譜的基本原理171

二、朗伯比爾定律和紫外光譜圖172

三、紫外光譜中常用的幾個術語173

四、紫外光譜與有機化合物分子結構的關係173

五、紫外光譜的應用174

習題174

第七章立體化學177

第一節手性和對映異構現象177

第二節平面偏振光和物質的旋光性179

一、平面偏振光179

二、物質的旋光性和旋光度180

三、旋光儀和比旋光度180

第三節對映異構現象和分子結構的關係181

一、對稱面181

二、簡單對稱軸182

三、對稱中心183

四、更替對稱軸183

第四節含有一個手性碳原子的化合物的對映異構184

一、外消旋體184

二、構型的表示方法和標記185

第五節含有兩個手性碳原子的化合物的對映異構191

一、含有兩個不同手性碳原子的化合物的對映異構191

二、含有兩個相同手性碳原子的化合物的對映異構193

第六節環狀化合物的立體異構194

第七節不含手性碳原子的化合物的對映異構195

一、丙二烯型化合物195

二、聯苯類化合物196

三、螺並苯類化合物196

第八節外消旋體的拆分和外消旋化197

一、外消旋體的拆分197

二、外消旋化199

第九節手性合成199

第十節立體化學在研究有機反應機理中的應用200

一、烷烴的光鹵化反應200

二、烯烴的親電加成反應201

習題204

第八章鹵代烴208

第一節鹵代烴的結構208

一、分類208

二、鹵代烴的物理性質208

第二節鹵代烴的命名209

一、普通命名法209

二、系統命名法210

第三節鹵代烴的製法210

一、烷烴直接鹵代210

二、烯丙位鹵代211

三、烯烴和炔烴的加成211

四、由醇製備212

五、鹵素交換反應212

六、氯甲基化反應212

第四節鹵代烴的化學性質212

一、親核取代213

二、消除反應215

三、鹵代物與活潑金屬反應217

四、鹵代烴的還原反應218

第五節親核取代的反應機理219

一、雙分子親核取代反應——SN2機理219

二、單分子親核取代反應——SN1反應機理222

三、SN1反應和SN2反應的比較225

第六節消除反應的機理225

一、E1反應226

二、E2反應227

三、E1和E2的比較230

本章反應小結230

習題231

第九章核磁共振和質譜237

第一節核磁共振基本原理237

第二節屏蔽效應和化學位移238

一、屏蔽效應238

二、化學位移239

第三節影響化學位移的因素240

一、誘導效應240

二、各向異性240

三、氫鍵的影響241

四、常見化合物的化學位移範圍241

第四節自旋偶合裂分242

一、兩個相鄰氫的偶合242

二、偶合常數243

三、多個相同氫與相鄰氫的偶合243

四、積分面積和裂分峰的相對強度244

第五節1H NMR譜圖分析244

第六節質譜的基本原理246

一、質譜儀246

二、質譜圖247

第七節分子離子和分子量、分子式的確定248

一、分子離子和分子量248

二、分子式的確定248

第八節碎片離子和分子結構的推斷249

一、離子分裂的一般規律249

二、幾類化合物的離子分裂及質譜250

三、利用質譜推斷結構252

習題253

第十章醇、酚257

第一節醇的結構、分類及命名257

一、醇的結構257

二、醇的分類257

三、醇的命名258

第二節醇的物理性質259

一、醇的物理性質260

二、醇的光譜性質261

第三節醇的化學性質262

一、醇的酸性262

二、醇與氫鹵酸的反應264

三、醇與PX3、SOCl2的反應267

四、醇的酯化268

五、醇的脫水反應269

六、醇的氧化和脫氫反應271

七、多元醇273

第四節醇的製備275

一、由烯烴製備275

二、由鹵代烴製備277

三、由格氏試劑製備277

四、由醛酮還原278

第五節重要的醇279

一、甲醇279

二、乙醇279

三、乙二醇280

四、丙三醇280

五、苯甲醇280

第六節酚的結構、分類及命名281

一、酚的結構281

二、酚的分類281

三、酚的命名281

第七節酚的物理性質282

一、酚的物理性質282

二、酚的光譜性質283

第八節酚的化學性質284

一、酚羥基的反應284

二、芳環上的親電取代反應286

三、氧化反應289

第九節酚的製備289

一、異丙苯法289

二、芳香磺酸鹽鹼熔法290

三、芳香鹵衍生物的水解290

第十節重要的酚291

一、苯酚291

二、甲酚291

三、苯二酚291

四、雙酚A291

醇和酚的反應總結292

習題294

第十一章醚和環氧化合物300

第一節醚300

一、醚的結構、分類和命名300

二、醚的物理性質301

三、醚的化學性質303

四、醚的製法305

五、重要的醚306

六、冠醚306

第二節環氧化合物308

一、結構與命名308

二、製備308

三、開環反應309

第三節含硫有機化合物314

一、硫醇和硫酚314

二、硫醚315

三、亞碸和碸316

四、磺酸及其衍生物317

本章反應總結319

習題321

第十二章醛、酮325

第一節羰基官能團的結構325

第二節醛和酮的命名326

一、IUPAC命名法326

二、普通命名法327

第三節醛和酮的物理性質327

第四節醛和酮的光譜性質329

一、醛和酮的紅外光譜329

二、醛和酮的核磁共振氫譜330

三、醛和酮的核磁共振碳譜331

四、醛和酮的質譜331

五、醛和酮的紫外光譜333

第五節醛和酮的合成方法335

一、用醇氧化335

二、用烯烴的臭氧分解335

三、用傅克(FriedelCrafts)醯基化反應335

四、用炔烴的水合反應336

五、利用1,3二硫烷合成醛和酮338

六、從羧酸合成酮338

七、從腈合成酮339

八、從醯氯合成醛和酮339

第六節醛和酮的親核加成反應340

一、親核加成反應總述340

二、魏悌希反應341

三、醛和酮的水合343

四、縮醛和縮酮的生成344

五、氰醇的生成345

六、亞胺的生成346

第七節醛和酮的α取代反應347

一、烯醇和烯醇離子348

二、酮的α鹵代350

第八節醛和酮的縮合反應356

本章小結：烯醇離子的加成和縮合361

習題362

第十三章羧酸及取代羧酸369

第一節羧酸369

一、羧酸的分類與命名369

二、羧酸和羧酸根的結構371

三、羧酸的物理性質及其結構372

四、羧酸的波譜性質373

五、羧酸的化學性質375

六、羧酸的製備389

七、重要的羧酸391

第二節鹵代酸394

一、鹵代酸的製法394

二、鹵代酸的性質394

三、重要的鹵代羧酸——氯乙酸396

第三節羥基酸396

一、羥基酸的製法397

二、羥基酸的性質398

三、重要的羥基酸400

第四節羰基酸401

一、α羰基酸401

二、β酮酸403

三、γ酮酸403

四、重要的羰基酸404

第五節α，β不飽和羧酸405

一、α,β不飽和羧酸的製備405

二、重要用途406

本章反應小結406

習題410

第十四章羧酸衍生物416

第一節羧酸衍生物的種類和物理性質416

一、羧酸衍生物的結構416

二、羧酸衍生物命名418

三、物理性質419

四、羧酸衍生物的波譜性質421

第二節羧酸衍生物的化學性質424

一、醯基上的親核取代反應424

二、羧酸衍生物的還原432

三、與有機金屬化合物的反應434

四、醯胺氮原子上的反應436

五、酯的縮合反應438

六、酯的熱消除441

第三節重要的羧酸衍生物442

一、乙醯氯和苯甲醯氯442

二、乙酸酐和鄰苯二甲酸酐442

三、重要的酯443

四、醯胺443

第四節碳酸及原酸衍生物443

一、碳酸衍生物443

二、原酸及其衍生物447

本章反應小結449

習題451

第十五章β二羰基化合物和縮合反應及在有機合成中的應用456

第一節α氫的酸性456

第二節酯縮合反應457

一、酯縮合反應457

二、交叉酯縮合458

第三節β二羰基化合物α碳負離子的親核取代反應及在合成中的應用460

一、丙二酸二乙酯的烴基化及在合成中的應用460

二、“三乙”的烴基化及在合成中的應用462

三、酯縮合產物和其他雙重α氫化合物的烴基化及在合成中的應用463

第四節β二羰基化合物的α碳負離子的親核加成反應及在合成中的應用464

一、克諾文蓋爾（Knoevenagel）反應464

二、麥克爾（Michael）加成465

三、瑞佛馬斯基（Reformatsky）反應466

四、達爾森（Darzens）反應467

五、普爾金（Perkin）反應467

第五節有機合成簡介468

一、碳胳的形成469

二、官能團473

三、構型476

四、合成路線479

本章反應總結482

習題483

第十六章含氮化合物487

第一節胺的結構、分類和命名487

一、胺的結構487

二、胺的分類489

三、命名489

第二節胺的物理性質490

一、紅外光譜491

二、核磁共振493

三、質譜493

第三節胺的化學性質494

一、胺的鹼性及影響因素494

二、季銨鹽及相轉移催化劑497

三、胺與醛、酮的反應499

四、胺的烴基化反應501

五、胺的醯基化反應和磺醯化反應501

六、季銨鹼和霍夫曼消除反應503

七、胺的氧化和科普消除反應506

八、胺與亞硝酸的反應508

九、芳香胺和吡啶環上的取代反應510

十、芳香重氮鹽的反應512

第四節胺的製法516

一、氨或胺的烴基化516

二、醛、酮的還原胺化516

三、含氮化合物的還原518

四、蓋布瑞爾（Gabriel S）合成法520

五、用羧酸及其衍生物制胺521

第五節硝基化合物522

一、硝基化合物的結構和命名522

二、硝基化合物的物理性質523

三、硝基化合物的化學性質523

本章反應總結527

習題531

第十七章雜環化合物和生物鹼537

第一節雜環化合物的分類和命名537

第二節五元雜環化合物539

一、呋喃、噻吩、吡咯雜環的結構539

二、呋喃、噻吩、吡咯的性質540

三、呋喃、吡咯的衍生物543

第三節六元雜環化合物545

一、吡啶545

二、喹啉和異喹啉548

三、嘌呤549

第四節生物鹼550

一、生物鹼的定義550

二、生物鹼的分類550

三、典型生物鹼化合物551

四、生物鹼的理化性質553

本章反應總結554

習題556

第十八章周環反應559

第一節周環反應和分子軌道對稱守恆原理559

一、周環反應及其分類559

二、分子軌道對稱守恆原理560

第二節π電子體系的分子軌道對稱性和前線軌道理論561

一、π電子體系的分子軌道和對稱性561

二、前線軌道理論561

第三節電環化反應562

一、[4n+2]π電子體系的電環化反應562

二、[4n]π電子體系的電環化反應564

三、[4n]π和[4n+2]π電子體系的

開環反應565

第四節環加成反應567

一、環加成反應選擇規律567

二、DielsAlder反應568

三、1，3偶極[3+2]環加成574

第五節σ遷移反應577

一、[1，j]遷移577

二、[i，j]遷移581

習題584

第十九章糖類和核酸589

第一節單糖590

一、葡萄糖的物理性質590

二、葡萄糖的結構及構型590

三、葡萄糖的環狀結構及Haworth透視式592

四、葡萄糖的優勢構象595

五、幾種重要的單糖595

六、單糖的重要化學反應598

七、單糖的製備602

八、苷類化合物602

第二節低聚糖603

一、雙糖603

二、其他低聚糖605

第三節多糖606

一、澱粉606

二、纖維素607

三、半纖維素608

四、葡萄糖凝膠（葡聚糖）和瓊脂糖凝膠608

第四節核酸609

一、DNA的結構609

二、RNA的結構610

三、核酸類藥物611

本章反應總結612

習題613

第二十章氨基酸蛋白質615

第一節氨基酸615

一、氨基酸的結構和分類615

二、兩性和等電點617

三、氨基酸的化學反應618

第二節多肽619

一、排列順序與命名619

二、肽結構的測定620

三、肽的合成622

第三節蛋白質622

一、蛋白質的性質623

二、蛋白質的分子結構625

本章反應總結626

習題628

第二十一章脂類化合物（lipids）630

第一節油脂（glycerides）630

一、組成630

二、脂肪酸的結構特點631

三、油脂性質632

四、油脂的用途634

第二節磷脂（phospholipids）634

一、來源634

二、結構634

三、性質634

四、用途635

第三節蠟（wax）635

一、存在635

二、化學組成635

三、性質636

四、用途636

第四節萜類（terpene）636

一、單萜（monoterpenes）637

二、倍半萜（sesquiterpenes）637

三、二萜（diterpenes）637

四、三萜（triterpenes）638

五、四萜（quadroterpenes）638

第五節甾族化合物（steroids）638

一、甾族化合物的基本骨架和構象式639

二、膽固醇的結構和性質639

三、其他甾族化合物639

本章要點640

習題640

第二十二章合成高分子643

第一節高分子的一般知識643

一、高分子的定義643

二、高分子的基本概念643

三、高分子結構和性能的關係645

四、高分子的命名和分類646

第二節高分子合成反應649

一、加聚反應649

二、縮聚反應652

第三節高分子材料653

一、塑料653

二、橡膠655

三、化學纖維656

習題658

參考文獻659