有机化学及实验

上篇　有机化学基础

第1章　绪论 / 003

1.1　有机化合物与有机化学 / 003

1.2　有机化合物的分类 / 004

1.2.1 按碳架分类 / 004

1.2.2 按官能团分类 / 005

1.3　有机化合物的特征 / 005

1.4　有机化学反应类型 / 006

1.4.1 均裂反应 / 006

1.4.2 异裂反应 / 006

1.4.3 协同反应 / 007

1.5　有机酸碱理论 / 007

1.5.1 质子酸碱理论 / 007

1.5.2 电子酸碱理论 / 008

1.6　有机化学研究的一般步骤 / 009

习题 / 010



第2章　烷烃：自由基取代反应/ 012

2.1　烷烃的结构、同分异构和命名 / 012

2.1.1 烷烃的结构 / 012

2.1.2 烷烃的同分异构 / 013

2.1.3 烷烃的命名 / 014

2.2　烷烃的物理性质 / 017

2.3　烷烃的化学性质 / 019

2.3.1 燃烧与氧化 / 019

2.3.2 热裂反应 / 019

2.3.3 卤代反应 / 019

2.4　自由基取代反应机理 / 021

2.5　重要的烷烃 / 023

习题 / 024



第3章　环烷烃：构象 / 026

3.1　环烷烃的分类和命名 / 026

3.1.1 环烷烃的分类 / 026

3.1.2 环烷烃的命名 / 026

3.2　环烷烃的结构 / 028

3.2.1 环烷烃的燃烧热和环的稳定性/ 028

3.2.2 拜耳“张力学说”的解释/ 028

3.2.3 现代结构理论的解释 / 029

3.3　环烷烃的构象 / 029

3.3.1 环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象 / 029

3.3.2 环己烷及其衍生物的构象/ 030

3.3.3 二环环烷烃的构象 / 033

3.4　环烷烃的物理性质 / 033

3.5　环烷烃的化学性质 / 034

3.5.1 取代反应 / 034

3.5.2 加成反应 / 034

3.5.3 氧化反应 / 034

3.6　重要的环烷烃 / 035

习题 / 036



第4章　烯烃：亲电加成反应/ 037

4.1　烯烃的结构和命名 / 037

4.1.1 结构 / 037

4.1.2 命名 / 039

4.2　烯烃的物理性质 / 040

4.3　烯烃的化学性质 / 040

4.3.1 催化氢化 / 041

4.3.2 硼氢化-氧化反应 / 042

4.3.3 氧化反应 / 043

4.3.4 α-氢的卤代反应 / 044

4.3.5 聚合反应 / 046

4.4　亲电加成反应机理 / 046

4.4.1 与卤化氢加成 / 046

4.4.2 与硫酸加成 / 049

4.4.3 与水的反应 / 049

4.4.4 与卤素加成 / 050

4.4.5 与次卤酸加成 / 051

4.5　自由基加成反应机理 / 052

4.6　重要的烯烃 / 053

习题 / 054



第5章　炔烃和二烯烃：共轭加成 / 056

5.1　炔烃 / 056

5.1.1 炔烃的结构和命名 / 056

5.1.2 炔烃的物理性质 / 057

5.1.3 炔烃的化学性质 / 057

5.2　二烯烃 / 059

5.2.1 二烯烃的结构和命名 / 060

5.2.2 二烯烃的物理性质 / 062

5.2.3 共轭二烯烃的化学性质 / 062

5.2.4 重要的共轭二烯烃 / 064

习题 / 065



第6章　卤代烃：亲核取代，消除反应 / 067

6.1　卤代烃的分类和命名 / 067

6.1.1 卤代烃的分类 / 067

6.1.2 卤代烃的命名 / 068

6.2　卤代烃的物理性质 / 068

6.3　卤代烃的化学性质 / 069

6.3.1 卤代烃的结构特点 / 069

6.3.2 卤代烃的亲核取代反应 / 069

6.3.3 卤代烃与金属镁的反应 / 071

6.4　卤代烃亲核取代反应机理 / 073

6.4.1 卤代烃亲核取代反应机理/ 073

6.4.2 卤代烃亲核取代反应立体化学/ 075

6.4.3 影响亲核取代反应的因素/ 076

6.4.4 不同类型卤代烃的化学活性/ 079

6.5　卤代烃消除反应及其机理 / 079

6.5.1 卤代烃消除反应 / 079

6.5.2 卤代烃消除反应机理 / 080

6.5.3 消除反应与亲核取代反应的竞争 / 082

6.6　卤代烃的制备 / 083

6.6.1 由醇制备 / 083

6.6.2 由烯烃制备 / 084

6.6.3 经卤素交换反应制备碘代烃/ 084

6.7　重要的卤代烃 / 084

习题 / 086



第7章　立体化学基础 / 088

7.1　手性与手性分子 / 088

7.1.1 手性 / 088

7.1.2 手性分子 / 088

7.1.3 分子的手性与对称性 / 089

7.2　对映异构体构型的标记方法 / 090

7.2.1 对映异构体的表示方法 / 090

7.2.2 D/L命名法 / 091

7.2.3 R/S 命名法 / 092

7.3　含一个手性碳原子化合物的对映异构/ 093

7.4　含两个及多个手性碳原子化合物的对映异构 / 094

7.4.1 含两个不同手性碳原子化合物的对映异构 / 094

7.4.2 含两个相同手性碳原子化合物的对映异构 / 095

7.4.3 含两个以上手性碳原子化合物的对映异构 / 096

7.5　不含手性碳原子化合物的对映异构/ 096

7.5.1 环状化合物 / 097

7.5.2 取代丙二烯型化合物 / 097

7.5.3 取代联苯型化合物 / 097

7.6　拆分和不对称合成技术 / 098

7.6.1 外消旋体的拆分 / 098

7.6.2 不对称合成 / 099

习题 / 099



第8章　芳香烃：亲电取代/ 102

8.1　芳香烃的分类、结构和命名 / 102

8.1.1 苯的结构 / 102

8.1.2 芳烃的分类和命名 / 104

8.2　芳香烃的物理性质 / 105

8.3　芳香烃的化学性质 / 105

8.3.1 亲电取代反应 / 105

8.3.2 加成和氧化反应 / 108

8.3.3 芳环侧链的反应 / 108

8.4　芳环上亲电取代反应的定位规律/ 109

8.4.1 定位规律 / 109

8.4.2 定位规律的理论解释 / 109

8.4.3 二元取代苯环的定位规律/ 111

8.4.4 定位规律的应用 / 111

8.5　多环芳香烃 / 112

8.5.1 萘 / 112

8.5.2 蒽和菲 / 113

8.5.3 致癌烃 / 113

8.6　非苯芳香烃 / 113

8.6.1 休克尔规则 / 114

8.6.2 芳香离子 / 114

8.6.3 轮烯的芳香性 / 114

习题 / 115



第9章　醇、酚和醚 / 117

9.1　醇 / 117

9.1.1 醇的结构、分类和命名 / 117

9.1.2 醇的物理性质 / 119

9.1.3 醇的化学性质 / 121

9.1.4 邻二醇的特殊性质 / 123

9.1.5 醇的制备 / 125

9.2　酚 / 126

9.2.1 酚的结构和命名 / 126

9.2.2 酚的物理性质 / 127

9.2.3 酚的化学性质 / 128

9.2.4 酚的制备 / 131

9.3　醚和环氧化合物 / 132

9.3.1 醚的结构、分类和命名 / 132

9.3.2 醚的物理性质 / 133

9.3.3 醚的化学性质 / 133

9.3.4 环氧化合物的开环反应 / 135

9.3.5 冠醚 / 136

习题 / 136



第10章　醛、酮和醌，亲核加成 / 140

10.1　醛和酮的分类、结构和命名 / 140

10.1.1 醛和酮的分类 / 140

10.1.2 醛和酮的结构 / 140

10.1.3 醛和酮的命名 / 141

10.2　醛和酮的物理性质 / 142

10.3　醛和酮的化学性质 / 144

10.3.1 亲核加成反应 / 144

10.3.2 α-氢原子的反应 / 149

10.3.3 醛和酮的氧化反应和还原反应 / 152

10.3.4 其他反应 / 155

10.4　醛和酮的制备 / 156

10.4.1 醇的氧化 / 156

10.4.2 羧酸或酰氯制备 / 156

10.4.3 芳烃的氧化 / 157

10.4.4 瑞穆-梯曼反应 / 157

10.4.5 盖特曼-柯赫反应 / 157

10.5　重要的醛和酮 / 157

10.6　醌类化合物 / 158

10.6.1 分类与命名 / 158

10.6.2 醌的化学性质 / 159

习题 / 160



第11章　羧酸和取代羧酸 / 162

11.1　羧酸 / 162

11.1.1 羧酸的分类、结构与命名/ 162

11.1.2 羧酸的物理性质 / 164

11.1.3 羧酸的化学性质 / 165

11.1.4 羧酸的制备 / 174

11.2　取代羧酸 / 175

11.2.1 含多官能团化合物命名 / 175

11.2.2 卤代羧酸 / 177

11.2.3 羟基羧酸 / 178

11.2.4 酚酸 / 179

习题 / 180



第12章　羧酸衍生物: 亲核加成-消除反应 / 183

12.1　羧酸衍生物的结构与命名 / 183

12.1.1 结构 / 183

12.1.2 命名 / 184

12.2　羧酸衍生物的物理性质 / 186

12.3　羧酸衍生物的化学性质 / 189

12.3.1 亲核取代-消除反应 / 189

12.3.2 与有机金属试剂的反应 / 192

12.3.3 还原反应 / 194

12.3.4 酰胺的特性 / 194

12.4　亲核加成-消除反应 / 195

12.4.1 亲核加成-消除反应机理 / 195

12.4.2 酯化反应中亲核加成-消除反应机理 / 196

12.4.3 酯的水解反应中的亲核加成-消除反应机理 / 197

12.5　碳负离子的反应 / 198

12.5.1 缩合反应 / 198

12.5.2 乙酰乙酸乙酯 / 202

12.5.3 丙二酸二乙酯 / 205

12.5.4 迈克尔加成 / 205

12.6　油脂 / 206

12.7　蜡 / 207

12.8　磷脂 / 207

习题 / 207



第13章　含氮化合物 / 210

13.1　硝基化合物 / 210

13.1.1 硝基化合物的结构 / 211

13.1.2 硝基化合物的物理性质 / 211

13.1.3 硝基化合物的化学性质 / 211

13.2　胺 / 213

13.2.1 胺的分类、结构与命名 / 213

13.2.2 胺的物理性质 / 215

13.2.3 胺的化学性质 / 215

13.2.4 胺的制备 / 219

13.3　季铵盐和季铵碱 / 220

13.3.1 季铵盐 / 220

13.3.2 季铵碱 / 220

13.4　重氮化合物和偶氮化合物 / 221

13.4.1 芳香重氮盐的反应 / 221

13.4.2 偶氮化合物 / 223

习题 / 224



第14章　杂环化合物 / 226

14.1　杂环化合物的分类与命名 / 226

14.1.1 分类 / 226

14.1.2 命名 / 227

14.2　含一个杂原子的五元杂环化合物/ 230

14.2.1 含一个杂原子的五元杂环的结构与芳香性 / 230

14.2.2 物理性质 / 231

14.2.3 化学性质 / 231

14.3　含一个杂原子的六元杂环化合物/ 233

14.3.1 吡啶 / 233

14.3.2 含氧原子的六元杂环 / 235

14.4　含两个杂原子的五元杂环化合物/ 236

14.4.1 结构和芳香性 / 236

14.4.2 物理性质 / 236

14.4.3 化学性质 / 237

14.5　含两个杂原子的六元杂环化合物/ 237

14.5.1 结构与芳香性 / 238

14.5.2 物理性质 / 238

14.5.3 化学性质 / 238

14.6　稠杂环化合物 / 239

14.6.1 吲哚 / 239

14.6.2 喹啉和异喹啉 / 240

14.6.3 苯并吡喃酮 / 241

14.6.4 嘌呤 / 242

14.7　杂环类药物 / 242

习题 / 243



第15章　萜类和甾族化合物/ 246

15.1　萜类化合物 / 246

15.1.1 萜类化合物结构与分类 / 246

15.1.2 单萜类化合物 / 247

15.1.3 其他萜类化合物 / 250

15.2　甾族化合物 / 252

15.2.1 甾族化合物结构 / 253

15.2.2 甾族化合物命名 / 253

15.2.3 甾族化合物构型与构象 / 255

习题 / 258



第16章　糖类化合物 / 260

16.1　单糖 / 261

16.1.1 单糖的结构 / 261

16.1.2 单糖的物理性质 / 264

16.1.3 单糖的化学性质 / 264

16.1.4 重要的单糖及其衍生物 / 268

16.2　双糖 / 270

16.2.1 还原性二糖 / 270

16.2.2 非还原性二糖 / 271

16.3　多糖 / 271

16.3.1 淀粉 / 272

16.3.2 糖原 / 273

16.3.3 纤维素 / 273

习题 / 274



第17章　氨基酸、肽、蛋白质和核酸 / 275

17.1　氨基酸 / 275

17.1.1 氨基酸的分类、结构和命名 / 275

17.1.2 氨基酸的性质 / 278

17.2　肽 / 280

17.2.1 肽的结构和命名 / 280

17.2.2 多肽的结构测定 / 281

17.2.3 生物活性肽 / 283

17.3　蛋白质 / 283

17.3.1 蛋白质的分类 / 283

17.3.2 蛋白质的结构 / 284

17.3.3 蛋白质的性质 / 286

17.4　核酸 / 287

17.4.1 核酸的分类、化学组成 / 287

17.4.2 核酸的空间结构 / 288

17.4.3 核酸的性质 / 289

习题 / 290



下篇　有机化学实验

第18章　有机化学实验基础知识 / 293

18.1　有机化学实验室与安全知识 / 293

18.1.1 有机化学实验室使用规则/ 293

18.1.2 有机化学实验室安全知识/ 293

18.2　有机化学实验仪器与试剂 / 297

18.2.1 有机化学实验室常用普通玻璃仪器 / 297

18.2.2 有机化学实验室常用标准磨口玻璃仪器 / 298

18.2.3 玻璃仪器的清洗、干燥和保养 / 299

18.2.4 有机化学实验室常用机电仪器设备 / 300

18.2.5 化学试剂等级 / 301

18.3　有机化学实验记录与实验报告 / 301

18.3.1 实验记录 / 301

18.3.2 实验报告 / 301

实验 正溴丁烷的制备 / 302



第19章　有机化学实验基本技术 / 304

19.1　加热、冷却与搅拌 / 304

实验一 回流、加热和冷却 / 304

实验二 搅拌和混合 / 308

19.2　萃取、洗涤与干燥 / 310

实验三 萃取、乳化和盐析效应 / 310

实验四 干燥与干燥剂的选用 / 314

实验五 溶剂脱水与无水乙醇的制备/ 318

19.3　液体化合物的分离与提纯 / 319

实验六 常压蒸馏和沸点测定 / 320

实验七 分馏 / 323

实验八 水蒸气蒸馏 / 324

19.4　固体化合物的分离与提纯 / 327

实验九 重结晶和抽气过滤 / 327

实验十 升华 / 332

19.5　色谱分离与分析技术 / 333

实验十一 色谱分离与分析 / 333

19.6　有机化合物物理常数测定 / 336

实验十二 熔点测定与温度计校正/ 336



第20章　基本有机合成实验/ 340

20.1　烃和卤代烃 / 340

实验十三 环己烯 / 340

实验十四 正溴丁烷 / 341

20.2　醇和醚 / 343

实验十五 2-甲基-2-己醇 / 343

实验十六 苯甲酸和苯甲醇 / 345

实验十七 正丁醚 / 346

20.3　醛和酮 / 348

实验十八 环己酮 / 348

实验十九 苯乙酮 / 349

20.4　羧酸和羧酸酯 / 351

实验二十 己二酸 / 352

实验二十一 乙酸正丁酯 / 353

20.5　含氮化合物 / 354

实验二十二 乙酰苯胺 / 355

实验二十三 甲基橙 / 356

20.6　杂环化合物 / 358

实验二十四 呋喃甲醇和呋喃甲酸/ 358

实验二十五 8-羟基喹啉 / 360

20.7　从植物中提取药物 / 362

实验二十六 从茶叶中提取咖啡因/ 362

参考文献 / 364