目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 有機化學的研究對象 2
1.1.1 有機化合物和有機化學 2
1.1.2 有機化合物的特點 2
1.1.3 有機化學的產生和發(fā)展 3
1.1.4 有機化學的研究內容 5
1.1.5 研究有機化學的意義 5
1.2 共價鍵的一些基本概念 6
1.2.1 共價鍵理論 7
1.2.2 共價鍵的鍵參數(shù) 11
1.2.3 共價鍵的斷裂 12
1.3 酸堿理論 13
1.3.1 阿倫尼烏斯酸堿理論 13
1.3.2 布朗斯特酸堿理論 14
1.3.3 路易斯酸堿理論 16
1.4 研究有機化合物的一般步驟 16
1.5 有機化合物的分類 18
1.5.1 按碳架分類 18
1.5.2 按官能團分類 19
習題 20
第2章 烷烴 21
2.1 烷烴的同系列及同分異構現(xiàn)象 22
2.1.1 烷烴的同系列 22
2.1.2 烷烴的同分異構現(xiàn)象 22
2.1.3 伯、仲、叔和季碳原子 23
2.2 烷烴的命名 23
2.2.1 普通命名法 23
2.2.2 烷基 24
2.2.3 系統(tǒng)命名法 24
2.3 烷烴的構型 26
2.3.1 碳原子的四面體概念及分子模型 26
2.3.2 碳原子的sp3雜化 26
2.3.3 烷烴分子的形成 27
2.4 烷烴的構象 27
2.4.1 乙烷的構象 27
2.4.2 丁烷的構象 28
2.5 烷烴的物理性質 30
2.6 烷烴的化學性質 32
2.6.1 鹵代反應 32
2.6.2 氧化反應 33
2.6.3 熱裂反應 33
2.7 烷烴的鹵代反應歷程 34
2.7.1 甲烷的氯代歷程 34
2.7.2 鹵素對甲烷的相對反應活性 35
2.7.3 不同類型氫原子的鹵代活性與烷基自由基的穩(wěn)定性 36
2.8 過渡態(tài)理論 36
2.9 烷烴的制備 37
2.9.1 偶聯(lián)反應 37
2.9.2 還原反應 38
2.10 重要的烷烴 38
習題 39
第3章 對映異構 41
3.1 物質的旋光性 41
3.1.1 平面偏振光和旋光性 41
3.1.2 旋光儀和比旋光度 42
3.2 對映異構現(xiàn)象與分子結構的關系 43
3.2.1 對映異構現(xiàn)象 43
3.2.2 手性和對稱因素 44
3.3 含一個手性碳原子化合物的對映異構 46
3.3.1 對映體和外消旋體 46
3.3.2 構型表示方法——費歇爾投影式 47
3.3.3 構型的R、S命名規(guī)則 48
3.4 含兩個手性碳原子化合物的對映異構 50
3.4.1 含兩個不相同手性碳原子的化合物 50
3.4.2 含兩個相同手性碳原子的化合物 51
3.5 含多個不對稱碳的化合物 51
3.6 外消旋體的拆分 52
習題 53
第4章 單烯烴和脂環(huán)烴 54
4.1 烯烴 55
4.1.1 烯烴的結構 55
4.1.2 烯烴的同分異構和命名 55
4.1.3 烯烴的物理性質 58
4.1.4 烯烴的化學性質 59
4.1.5 誘導效應 69
4.1.6 烯烴的親電加成反應歷程、立體化學及馬氏規(guī)則 70
4.1.7 烯烴的制備 73
4.1.8 重要的烯烴 73
4.2 脂環(huán)烴 74
4.2.1 脂環(huán)烴的分類和命名 74
4.2.2 脂環(huán)烴的性質 75
4.2.3 脂環(huán)烴的結構與穩(wěn)定性 77
4.2.4 環(huán)己烷的構象 78
4.2.5 環(huán)狀化合物的立體異構 80
4.2.6 螺環(huán)等其他不含手性碳化合物的對映異構 80
4.2.7 脂環(huán)烴的制法 81
4.2.8 甾族化合物 82
習題 84
第5章 炔烴和二烯烴 86
5.1 炔烴 86
5.1.1 炔烴的結構 86
5.1.2 炔烴的命名 87
5.1.3 炔烴的物理性質 88
5.1.4 炔烴的化學性質 89
5.1.5 炔烴的制備 94
5.1.6 重要的炔烴——乙炔 95
5.2 二烯烴 95
5.2.1 二烯烴的分類及命名 95
5.2.2 丙二烯的結構 96
5.2.3 1,3-丁二烯的結構和共軛效應 97
5.2.4 共軛二烯烴的反應 99
5.2.5 速率控制和平衡控制 101
5.3 共軛效應 102
5.3.1 共軛效應的產生 102
5.3.2 共軛效應的特征 104
5.3.3 共軛效應的傳遞 105
5.4 萜類化合物 105
5.4.1 定義和異戊二烯規(guī)律 105
5.4.2 分類和命名 105
5.4.3 單萜 105
5.4.4 倍半萜 106
5.4.5 雙萜 106
5.4.6 三萜 107
5.4.7 四萜 107
習題 108
第6章 芳烴 110
6.1 苯的結構 111
6.1.1 苯的構造及凱庫勒式表示方法 111
6.1.2 苯分子結構的價鍵觀點 111
6.1.3 苯的分子軌道模型 112
6.1.4 苯的共振式和共振論簡介 112
6.1.5 從氫化熱看苯的穩(wěn)定性 113
6.2 單環(huán)芳烴的異構和命名 114
6.2.1 單環(huán)芳烴的異構現(xiàn)象 114
6.2.2 單環(huán)芳烴的命名 114
6.3 單環(huán)芳烴的物理性質 115
6.4 單環(huán)芳烴的化學性質 116
6.4.1 親電取代反應 116
6.4.2 加成反應 119
6.4.3 氧化反應 120
6.5 苯環(huán)的親電取代定位效應 121
6.5.1 取代基定位效應 121
6.5.2 定位效應的解釋 122
6.5.3 取代基定位效應的應用 123
6.6 幾種重要的單環(huán)芳烴 125
6.6.1 苯、甲苯 125
6.6.2 二甲苯 125
6.6.3 乙苯、苯乙烯 126
6.7 多環(huán)芳烴 126
6.7.1 聯(lián)苯 126
6.7.2 萘 127
6.7.3 蒽 129
6.7.4 菲 130
6.7.5 其他稠環(huán)烴 130
6.8 非苯系芳烴 130
6.8.1 休克爾規(guī)則 130
6.8.2 非苯系芳烴實例 131
6.9 富勒烯和C60 133
6.9.1 富勒烯和C60簡介 133
6.9.2 富勒烯的用途 134
習題 134
第7章 有機化合物結構鑒定的現(xiàn)代物理方法簡介 138
7.1 電磁波譜的一般概念 138
7.2 紫外和可見吸收光譜 139
7.2.1 紫外光譜及其產生 139
7.2.2 紫外光譜和有機分子結構的關系 140
7.3 紅外光譜 143
7.3.1 紅外光譜的基本原理 143
7.3.2 紅外光譜圖 144
7.3.3 重要官能團的特征吸收 145
7.3.4 紅外光譜的解析 147
7.4 核磁共振譜 148
7.4.1 核磁共振的基本原理 148
7.4.2 核磁共振譜的解析 156
7.5 質譜 157
7.5.1 質譜的基本原理 157
7.5.2 質譜的解析 158
習題 160
第8章 鹵代烴 162
8.1 鹵代烴的分類、命名及同分異構現(xiàn)象 162
8.1.1 鹵代烴的分類 162
8.1.2 鹵代烴的命名 163
8.1.3 同分異構現(xiàn)象 164
8.2 鹵代烴的性質 164
8.2.1 鹵代烴的物理性質 164
8.2.2 鹵代烴的化學性質 165
8.3 親核取代反應歷程 170
8.3.1 單分子歷程(SN1) 171
8.3.2 雙分子歷程(SN2) 172
8.3.3 影響親核取代反應活性的因素和鄰位參與 174
8.4 鹵代烯烴和鹵代芳烴 178
8.4.1 分類 178
8.4.2 物理性質 178
8.4.3 化學性質 179
8.5 鹵代烴的制備 181
8.5.1 由烴制備 181
8.5.2 由醇制備 183
8.5.3 鹵代物的互換 183
8.6 重要的鹵代烴 184
8.6.1 氟代烴 184
8.6.2 氯代烴 185
8.6.3 碘代烴 187
習題 187
第9章 醇、酚、醚 191
9.1 醇 191
9.1.1 醇的結構、分類和命名 191
9.1.2 醇的物理性質、光譜性質 193
9.1.3 醇的化學性質 194
9.1.4 醇的制備 202
9.1.5 重要的醇 204
9.2 酚 205
9.2.1 酚的結構及命名 205
9.2.2 酚的物理性質和光譜性質 205
9.2.3 酚的化學性質 206
9.2.4 酚的制備 210
9.2.5 重要的酚 210
9.3 醚 212
9.3.1 醚的結構、分類和命名 212
9.3.2 醚的物理性質和光譜性質 213
9.3.3 醚的化學性質 214
9.3.4 醚的制備 216
9.3.5 環(huán)醚 216
9.3.6 重要的醚 218
9.4 消除反應 219
9.4.1 β-消除反應 220
9.4.2 α-消除反應 224
習題 225
第10章 醛和酮 229
10.1 醛、酮的分類和命名 229
10.1.1 醛、酮的分類 229
10.1.2 醛、酮的命名 230
10.2 醛、酮的結構、物理性質和光譜性質 231
10.2.1 醛、酮的結構 231
10.2.2 醛、酮的物理性質 231
10.2.3 醛、酮的光譜性質 232
10.3 醛、酮的化學性質 232
10.3.1 親核加成反應 233
10.3.2 還原反應 237
10.3.3 氧化反應 239
10.3.4 歧化反應——康尼查羅反應 239
10.3.5 α-H的反應 239
10.3.6 醛、酮的其他縮合反應 241
10.4 親核加成反應歷程 242
10.4.1 簡單的親核加成反應歷程 242
10.4.2 復雜的親核加成反應歷程 243
10.4.3 羰基加成反應的立體化學 243
10.5 醛、酮的制備 245
10.5.1 氧化或脫氫法 245
10.5.2 羧酸及其衍生物還原法 245
10.5.3 偕二鹵代物水解法 246
10.5.4 傅-克�；�化法 246
10.5.5 芳環(huán)甲�；�法 246
10.6 不飽和羰基化合物 246
10.6.1 乙烯酮 247
10.6.2 α,β-不飽和醛、酮 247
10.6.3 醌 249
10.7 重要的醛、酮 251
10.7.1 甲醛 251
10.7.2 乙醛 251
10.7.3 丙酮 251
10.7.4 苯甲醛 252
10.7.5 環(huán)己酮 252
習題 253
第11章 羧酸 256
11.1 羧酸的分類與命名 256
11.2 飽和一元羧酸的物理性質和光譜性質 258
11.2.1 羧酸的物理性質 258
11.2.2 羧酸的光譜性質 258
11.3 羧酸的化學性質 259
11.3.1 酸性 259
11.3.2 羧基上—OH的取代反應 261
11.3.3 脫羧反應 263
11.3.4 α-鹵代反應 264
11.3.5 還原反應 264
11.4 羧酸的來源和制備 265
11.4.1 氧化法 265
11.4.2 水解法 266
11.4.3 格氏試劑和有機鋰試劑與CO2作用 266
11.5 重要的一元羧酸 266
11.5.1 甲酸 266
11.5.2 乙酸 267
11.5.3 苯甲酸 267
11.6 二元羧酸 267
11.6.1 物理性質 267
11.6.2 化學性質 268
11.6.3 常見的重要二元羧酸 269
11.7 取代羧酸 270
11.7.1 羥基酸 270
11.7.2 羰基酸 273
習題 274
第12章 羧酸衍生物 276
12.1 羧酸衍生物的分類、命名和光譜性質 276
12.1.1 羧酸衍生物的分類、命名 276
12.1.2 羧酸衍生物的光譜性質 278
12.2 羧酸衍生物的化學性質 278
12.2.1 羧酸衍生物的親核取代反應278
12.2.2 與格氏試劑的反應 281
12.2.3 羧酸衍生物的還原 282
12.2.4 酰胺的特殊反應 283
12.2.5 酯縮合反應 284
12.3 羧酸衍生物的水解、氨解及醇解歷程 285
12.3.1 酯的水解歷程 285
12.3.2 羧酸衍生物的水解、氨解和醇解歷程分析 286
12.4 油脂和合成洗滌劑 287
12.4.1 油脂 287
12.4.2 肥皂和合成洗滌劑 289
12.5 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有機合成上的應用 291
12.5.1 乙酰乙酸乙酯 291
12.5.2 丙二酸二乙酯 293
12.6 有機合成路線 294
12.6.1 碳胳的生成 295
12.6.2 形成碳環(huán)的反應 296
12.6.3 轉換官能團的反應 298
12.6.4 有機合成路線的設計 301
習題 304
第13章 含氮有機化合物 306
13.1 硝基化合物 306
13.1.1 硝基化合物的分類、命名與結構 306
13.1.2 硝基化合物的物理性質 307
13.1.3 硝基化合物的化學性質 307
13.2 胺 310
13.2.1 胺的分類與命名 310
13.2.2 胺的物理性質與光譜性質 311
13.2.3 胺的立體化學 312
13.2.4 胺的化學性質 313
13.2.5 胺的氧化 321
13.2.6 胺的制備 321
13.3 重氮和偶氮化合物 327
13.3.1 芳香族重氮化反應 327
13.3.2 芳香族重氮鹽的性質 327
13.3.3 重氮甲烷 332
13.3.4 偶氮染料 335
13.4 分子重排 337
13.4.1 親核重排 337
13.4.2 親電重排 345
13.4.3 自由基重排 346
13.4.4 芳香族重排 347
習題 349
第14章 含硫和含磷有機化合物 352
14.1 硫、磷原子的成鍵特征 352
14.2 含硫有機化合物 354
14.2.1 含硫有機化合物的命名 354
14.2.2 硫醇和硫酚 356
14.2.3 硫醚、亞砜和砜 358
14.3 有機硫試劑在有機合成中的應用 361
14.3.1 雷尼Ni脫硫反應 361
14.3.2 含硫碳負離子在有機合成上的應用 362
14.4 磺酸及其衍生物 364
14.4.1 磺酸 364
14.4.2 磺酸的衍生物 365
14.5 含磷有機化合物 368
14.5.1 分類 369
14.5.2 命名 370
14.5.3 膦及季鹽 370
14.5.4 有機磷農藥 373
習題 375
第15章 元素有機化合物 377
15.1 元素有機化合物的分類和重要性 377
15.1.1 元素有機化合物的分類 377
15.1.2 元素有機化合物的重要性 378
15.2 C—M鍵的一般合成方法 378
15.2.1 金屬與鹵代烷反應 378
15.2.2 金屬鹽與有機金屬化合物反應 379
15.2.3 烴類的金屬化反應 379
15.2.4 金屬或非金屬氫化物與不飽和烴加成 379
15.3 有機鋰化合物 380
15.3.1 有機鋰化合物的結構和性質 380
15.3.2 有機鋰化合物在有機合成中的應用 381
15.4 有機硼化合物 382
15.4.1 二硼烷 382
15.4.2 烷基硼 382
15.4.3 烷基硼在有機合成中的應用 383
15.5 有機硅化合物 385
15.5.1 硅的電子構型及成鍵特征 385
15.5.2 有機硅化合物的類型 386
15.5.3 有機硅化合物的制備 387
15.5.4 有機硅化合物的重要反應 387
15.5.5 硅油、硅橡膠和硅樹脂 390
15.6 過渡金屬π配合物 391
15.6.1 過渡金屬元素的價電子層構型和成鍵特征 391
15.6.2 不飽和烴π配合物 391
15.6.3 夾心結構π配合物 393
15.6.4 過渡金屬在烯烴均相催化反應中的應用 396
習題 398
第16章 周環(huán)反應 399
16.1 電環(huán)化反應 399
16.1.1 含4n個π電子體系的電環(huán)化 400
16.1.2 含4n+2個π電子體系的電環(huán)化 400
16.2 環(huán)加成反應 402
16.2.1 [2+2]型環(huán)加成反應 402
16.2.2 [4+2]型環(huán)加成反應 403
16.3 σ遷移反應 404
16.3.1 [1,j]σ鍵遷移 405
16.3.2 [3,3]σ鍵遷移 406
16.4 周環(huán)反應的理論 407
16.4.1 電環(huán)化反應機理 408
16.4.2 環(huán)加成反應機理 410
16.4.3 σ遷移反應機理 412
習題 413
第17章 雜環(huán)化合物 415
17.1 雜環(huán)化合物的分類和命名 416
17.1.1 雜環(huán)化合物的分類 416
17.1.2 雜環(huán)化合物的命名 416
17.2 五元雜環(huán)化合物 416
17.2.1 呋喃、吡咯、噻吩的結構 416
17.2.2 呋喃、吡咯、噻吩的物理性質 417
17.2.3 呋喃、吡咯、噻吩的化學性質 418
17.2.4 糠醛及其衍生物 421
17.2.5 呋喃、吡咯、噻吩的制法 422
17.2.6 卟啉化合物 423
17.2.7 噻唑和咪唑 424
17.3 六元雜環(huán)化合物 426
17.3.1 吡啶的來源和制法 426
17.3.2 吡啶的結構 427
17.3.3 吡啶的化學性質 427
17.3.4 吡啶的衍生物 431
17.3.5 嘧啶及其衍生物 431
17.4 稠雜環(huán)化合物 432
17.4.1 吲哚 432
17.4.2 喹啉 433
17.4.3 嘌呤 434
17.4.4 苯并吡喃 435
習題 437
第18章 糖 439
18.1 糖的概述 439
18.1.1 糖的分類 439
18.1.2 糖的來源 440
18.2 單糖 440
18.2.1 單糖的構造式 440
18.2.2 單糖的空間構型 441
18.2.3 單糖的化學反應 444
18.2.4 單糖的結構 450
18.2.5 重要的單糖及其衍生物 453
18.3 雙糖 454
18.3.1 概述 454
18.3.2 非還原性雙糖和還原性雙糖 455
18.3.3 重要的雙糖 455
18.4 多糖 457
18.4.1 纖維素 457
18.4.2 淀粉 459
18.4.3 糖原 460
習題 460
第19章 氨基酸和蛋白質 462
19.1 氨基酸 462
19.1.1 氫基酸的結構、分類和命名 462
19.1.2 氨基酸的性質 464
19.1.3 氨基酸的制備方法 467
19.2 多肽 469
19.2.1 肽和肽鍵 469
19.2.2 多肽的命名 469
19.2.3 多肽的結構測定和端基分析 470
19.3 蛋白質 473
19.3.1 蛋白質的分類 473
19.3.2 蛋白質的結構 474
19.3.3 蛋白質的性質 479
習題 481
參考文獻 482