有机化学-第二版

第1章绪论1

1.1有机化学的研究内容1

1.2有机化合物的一般特点2

1.3有机化合物的分类2

1.3.1按碳架分类2

1.3.2按官能团分类3

1.4有机化合物分子结构和构造式4

1.5共价键5

1.5.1共价键的形成5

1.5.2共价键的属性9

1.6有机反应的基本类型12

1.6.1均裂12

1.6.2异裂12

1.7有机化合物的研究方法13

阅读材料14

习题15



第2章烷烃17

2.1烷烃的通式和同分异构17

2.1.1烷烃的通式17

2.1.2烷烃的同分异构17

2.2烷基的概念18

2.2.1伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子18

2.2.2烷基18

2.3烷烃的命名18

2.3.1普通命名法19

2.3.2衍生命名法19

2.3.3系统命名法19

2.4烷烃的结构20

2.4.1碳碳σ键的形成20

2.4.2烷烃的构象21

2.5烷烃的物理性质23

2.5.1沸点（b.p.）24

2.5.2熔点(m.p.)24

2.5.3相对密度25

2.5.4溶解度25

2.5.5折射率25

2.6烷烃的化学性质25

2.6.1自由基取代反应26

2.6.2氧化反应30

2.6.3异构化反应30

2.6.4裂化反应30

2.7烷烃的来源和制法31

2.7.1烷烃的来源31

2.7.2烷烃的制法32

阅读材料33

习题33



第3章不饱和烃36

3.1烯烃和炔烃的结构36

3.1.1碳碳双键的形成37

3.1.2碳碳叁键的组成37

3.1.3π键的特性38

3.2烯烃和炔烃的通式和同分异构38

3.2.1烯烃和炔烃的通式38

3.2.2烯烃和炔烃的同分异构38

3.3烯烃和炔烃的命名39

3.3.1烯烃、炔烃的衍生命名法39

3.3.2烯烃、炔烃的系统命名法39

3.3.3烯烃顺反异构的命名41

3.4烯烃和炔烃的物理性质43

3.5烯烃和炔烃的化学性质44

3.5.1加氢45

3.5.2亲电加成47

3.5.3自由基加成57

3.5.4亲核加成59

3.5.5氧化反应59

3.5.6α-氢原子的反应62

3.5.7炔烃的活泼氢反应64

3.5.8聚合反应66

3.6烯烃和炔烃的来源和制法68

3.6.1烯烃的来源68

3.6.2烯烃的制法68

3.6.3乙炔的工业生产69

3.6.4炔烃的制法69

3.7二烯烃的分类和命名70

3.7.1二烯烃的分类70

3.7.2二烯烃的命名和异构现象71

3.8二烯烃的结构71

3.8.1丙二烯的结构71

3.8.21,3-丁二烯烃的结构72

3.9共轭体系73

3.9.1π-π共轭体系73

3.9.2p-π共轭体系74

3.9.3超共轭体系75

3.9.4共轭体系的特点76

3.9.5共轭效应的类型76

3.10共振论76

3.10.1共振论的基本概念76

3.10.2采用共振论注意的问题78

3.10.3共振论的应用79

3.11共轭二烯烃的化学性质79

3.11.1亲电加成反应79

3.11.21,4-亲电加成的理论解释81

3.11.3双烯合成反应——Diels-Alder反应82

3.11.4电环化反应85

3.11.5周环反应87

3.11.6聚合反应与合成橡胶87

3.12共轭二烯烃的制法88

3.12.11,3-丁二烯的工业制法88

3.12.22-甲基-1,3-丁二烯的制法89

3.12.3环戊二烯的制法和化学性质89

阅读材料90

习题91



第4章脂环烃96

4.1脂环烃的分类和命名96

4.1.1分类96

4.1.2命名97

4.2环烷烃的物理性质100

4.3脂环烃的化学性质100

4.3.1取代反应100

4.3.2加成反应101

4.3.3氧化反应102

4.3.4异构化反应103

4.3.5裂化反应103

4.4环烷烃的结构和环的稳定性103

4.4.1环烷烃的结构103

4.4.2环烷烃的燃烧热104

4.5环己烷及其衍生物的构象105

4.5.1环己烷的构象105

4.5.2环己烷衍生物的构象107

4.6脂环烃的来源和制法109

4.6.1脂环烃的来源109

4.6.2脂环烃的制法109

阅读材料110

习题112



第5章芳烃115

5.1芳烃的分类、构造异构和命名115

5.1.1分类115

5.1.2构造异构和命名116

5.2苯分子的结构117

5.2.1苯的Kekulé结构式117

5.2.2价键理论118

5.2.3分子轨道模型118

5.2.4共振论对苯分子结构的解释118

5.3芳烃的物理性质120

5.4单环芳烃的化学性质121

5.4.1亲电取代反应121

5.4.2加成反应125

5.4.3氧化反应126

5.4.4芳烃侧链的反应126

5.5苯环上亲电取代反应机理127

5.5.1卤化反应机理128

5.5.2硝化反应机理129

5.5.3磺化反应机理130

5.5.4烷基化反应机理130

5.5.5酰基化反应机理131

5.6苯环上亲电取代反应的定位规则131

5.6.1定位基的分类131

5.6.2定位基的理论解释132

5.6.3二取代苯亲电取代反应的定位规则137

5.6.4定位规则在合成中的应用138

5.7芳烃的来源139

5.7.1从煤焦油中分离139

5.7.2石油的芳构化139

5.7.3烷基苯制取苯乙烯140

5.8多环芳烃140

5.8.1联苯140

5.8.2萘141

5.8.3蒽和菲146

5.8.4其它稠环芳烃147

5.9芳香性非苯芳烃148

5.9.1Hückel规则和芳香性148

5.9.2非苯芳烃150

5.10富勒烯152

阅读材料153

习题156



第6章对映异构159

6.1有机化合物的旋光性159

6.1.1旋光性160

6.1.2旋光性与结构的关系160

6.2分子的对称因素和手性162

6.2.1对称因素162

6.2.2手性和对映体163

6.3构型的表示和命名163

6.3.1构型的表示方法163

6.3.2构型的命名164

6.4含一个手性碳原子的对映异构167

6.5含两个手性碳原子的对映异构167

6.5.1含两个相同手性碳原子的对映异构167

6.5.2含两个不同手性碳原子的对映异构168

6.6不含手性碳原子的对映异构169

6.6.1丙二烯型化合物169

6.6.2联苯型化合物170

6.7手性有机化合物的合成171

6.7.1潜手性碳原子171

6.7.2外消旋体的拆分171

6.7.3手性合成（不对称合成）173

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习题176



第7章卤代烃180

7.1卤代烃的分类和命名180

7.1.1分类180

7.1.2命名180

7.2卤代烃的物理性质181

7.3卤代烷的化学性质182

7.4卤代烷的亲核取代反应182

7.4.1水解反应182

7.4.2醇解反应183

7.4.3氰解反应183

7.4.4氨解反应184

7.4.5与硝酸银作用184

7.4.6与卤离子的交换反应184

7.5亲核取代反应机理及影响因素184

7.5.1单分子亲核取代反应机理185

7.5.2双分子亲核取代反应机理186

7.5.3分子内亲核取代反应机理187

7.5.4影响亲核取代反应的因素188

7.6卤代烷的消除反应191

7.6.1脱卤化氢反应191

7.6.2Saytzeff消除规则191

7.6.3脱卤素192

7.7卤代烷消除反应机理及影响因素192

7.7.1单分子消除反应机理193

7.7.2双分子消除反应机理193

7.7.3影响消除反应的因素195

7.8亲核取代反应和消除反应的关系195

7.8.1烷基结构的影响195

7.8.2进攻试剂的影响196

7.8.3溶剂的影响196

7.8.4反应温度的影响196

7.9卤代烷与金属的反应196

7.9.1与金属镁的反应——Grignard试剂的生成197

7.9.2与金属钠的反应198

7.9.3与金属锂的反应198

7.10卤代烷的制法199

7.10.1由不饱和烃制备199

7.10.2由醇制备199

7.10.3卤离子交换199

7.11卤代烯烃200

7.11.1卤代烯烃的分类和命名200

7.11.2卤代烯烃的化学性质200

7.11.3卤代烯烃的制法202

7.12卤代芳烃203

7.12.1卤代芳烃的分类及命名203

7.12.2卤代芳烃的物理性质203

7.12.3卤代芳烃的化学性质204

7.12.4卤代芳烃的制法208

7.13有机氟化物209

7.13.1重要的有机氟化物209

7.13.2有机氟化物的制法210

阅读材料212

习题213



第8章光波谱分析在有机化学中的应用218

8.1概述218

8.2紫外光谱（UV）218

8.2.1紫外光谱218

8.2.2电子跃迁219

8.2.3谱图解析示例219

8.3红外光谱（IR）221

8.3.1红外光谱与分子振动221

8.3.2各种基团的特征频率223

8.3.3谱图解析示例224

8.4核磁共振谱（NMR）225

8.4.1核磁共振225

8.4.2化学位移226

8.4.3自旋偶合和裂分228

8.4.4谱图解析示例230

8.4.513C-NMR简介231

8.5质谱（MS）231

8.5.1基本原理231

8.5.2质谱解析示例232

阅读材料233

习题234



第9章醇、酚和醚236

9.1醇和酚的分类、同分异构和命名236

9.1.1醇和酚的分类236

9.1.2醇和酚的同分异构237

9.1.3醇和酚的命名237

9.2醇和酚的结构239

9.3醇和酚的物理性质239

9.4醇和酚的化学性质——共性241

9.4.1弱酸性和弱碱性241

9.4.2醚的生成243

9.4.3酯的生成245

9.4.4氧化反应246

9.4.5与三氯化铁的显色反应249

9.5醇的特性249

9.5.1与氢卤酸反应249

9.5.2与卤化磷反应251

9.5.3与亚硫酰氯反应252

9.5.4脱水反应253

9.6酚的特性257

9.6.1卤化反应257

9.6.2硝化反应257

9.6.3磺化反应258

9.6.4烷基化和酰基化反应258

9.6.5与二氧化碳的反应259

9.6.6与甲醛的反应260

9.6.7与丙酮的反应261

9.6.8还原反应262

9.7醇的制法262

9.7.1由烯烃制备262

9.7.2卤代烃的水解263

9.7.3醛、酮、羧酸和羧酸衍生物的还原263

9.7.4由Grignard试剂制备264

9.8酚的制法264

9.8.1卤代芳烃的水解264

9.8.2芳磺酸盐的碱熔265

9.8.3芳胺重氮盐的水解265

9.8.4由异丙苯制备265

9.9多元醇266

9.10醚的结构和命名267

9.10.1醚的结构267

9.10.2醚的命名268

9.11醚的物理性质269

9.12醚的化学性质270

9.12.1盐的生成270

9.12.2醚键的断裂270

9.12.3过氧化物的生成272

9.13醚的制法272

9.13.1由醇脱水272

9.13.2Williamson合成法273

9.13.3乙烯基醚的制取273

9.14环醚273

9.14.1环氧化合物的性质274

9.14.2环氧化合物的制备276

9.14.3大环多醚——冠醚276

阅读材料277

习题278



第10章醛、酮和醌283

10.1醛、酮的结构和命名284

10.1.1醛和酮的结构284

10.1.2醛和酮的命名284

10.2醛和酮的物理性质286

10.3醛和酮的化学性质287

10.3.1醛、酮的反应类型及羰基的反应活性287

10.3.2羰基的亲核加成反应289

10.3.3α-氢原子的反应297

10.4醛和酮的制法304

10.4.1烯烃和炔烃的氧化304

10.4.2同碳二卤代物水解305

10.4.3醇氧化或脱氢305

10.4.4羰基合成306

10.4.5酰氯和酯的还原306

10.4.6由芳烃制备306

10.5α,β-不饱和醛酮的特性307

10.5.1亲电加成307

10.5.2亲核加成308

10.5.3氧化309

10.5.4还原309

10.6醌的结构和命名310

10.7醌的化学性质311

10.7.1还原反应311

10.7.2加成反应312

10.8醌的制法312

阅读材料313

习题314



第11章羧酸及其衍生物317

11.1羧酸的分类和命名317

11.2羧酸的物理性质318

11.3羧酸的化学性质320

11.3.1酸性321

11.3.2羧酸衍生物的生成323

11.3.3羧基的还原反应326

11.3.4脱羧反应327

11.3.5α-氢原子的卤化反应328

11.4羧酸的制法328

11.4.1氧化法329

11.4.2水解法330

11.4.3Grignard试剂与CO2作用330

11.4.4酚酸的合成331

11.5取代酸331

11.5.1卤代酸332

11.5.2羟基酸333

11.6羧酸衍生物的分类和命名335

11.7羧酸衍生物的物理性质335

11.8羧酸衍生物的化学性质337

11.8.1酰基上的亲核取代反应337

11.8.2与Grignard 试剂的反应340

11.8.3还原反应341

11.8.4Hofmann降解反应342

11.9碳酸衍生物343

11.9.1碳酰氯343

11.9.2碳酰胺344

11.9.3胍345

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习题347



第12章β-二羰基化合物352

12.1概述352

12.2烯醇式和酮式的互变异构352

12.3乙酰乙酸乙酯355

12.3.1 合成355

12.3.2 性质357

12.3.3 应用359

12.4丙二酸二乙酯360

12.4.1 合成360

12.4.2 性质361

12.4.3 应用361

12.5其它含有活泼亚甲基的化合物362

12.5.1 含活泼亚甲基的化合物362

12.5.2 Knoevenagel反应363

12.5.3 Michael反应363

阅读材料364

习题367



第13章含氮化合物370

13.1硝基化合物370

13.1.1硝基化合物的分类、结构和命名370

13.1.2脂肪族硝基化合物371

13.1.3芳香族硝基化合物372

13.2胺的分类和命名374

13.3胺的结构376

13.4胺的物理性质377

13.5胺的化学性质379

13.5.1碱性379

13.5.2烃基化380

13.5.3酰基化381

13.5.4磺酰化382

13.5.5氧化382

13.5.6与亚硝酸的反应383

13.5.7与醛的反应384

13.5.8芳胺环上的亲电取代反应384

13.6胺的制法385

13.6.1氨或胺的烃基化385

13.6.2醛或酮的还原胺化385

13.6.3腈和酰胺的还原386

13.6.4Gabriel合成法386

13.6.5Hofmann降解反应387

13.6.6硝基化合物的部分还原387

13.7季铵盐和季铵碱387

13.8重氮化合物和偶氮化合物389

13.8.1概述389

13.8.2重氮盐的制备390

13.8.3重氮盐的反应391

13.9腈395

13.9.1腈的命名395

13.9.2腈的性质395

13.9.3腈的制备396

阅读材料397

习题398



第14章杂环化合物400

14.1杂环化合物的分类、命名和结构400

14.1.1杂环化合物的分类和命名400

14.1.2结构和芳香性402

14.2五元杂环化合物403

14.2.1五元杂环化合物的性质403

14.2.2重要的五元杂环化合物406

14.3六元杂环化合物408

14.3.1吡啶408

14.3.2喹啉和异喹啉410

14.3.3嘌呤412

阅读材料412

习题414



第15章元素有机化合物417

15.1元素有机化合物的分类和命名417

15.1.1元素有机化合物的定义及分类417

15.1.2元素有机化合物的命名417

15.2有机硅化合物417

15.2.1烃基卤硅烷的制法417

15.2.2烃基卤硅烷的性质与应用418

15.3有机磷化合物419

15.3.1膦的制法419

15.3.2膦的性质420

15.4有机锂化合物422

15.4.1有机锂的制法422

15.4.2有机锂的性质422

15.5有机铁化合物423

15.5.1二茂铁的制法423

15.5.2二茂铁的结构和性质423

15.6有机铝化合物424

15.6.1烷基铝的制法424

15.6.2烷基铝的性质425

阅读材料426

习题428



第16章天然有机化合物430

16.1单糖431

16.1.1单糖的分类431

16.1.2单糖的构型431

16.1.3单糖的结构432

16.1.4单糖的化学性质434

16.1.5重要的单糖438

16.2二糖438

16.2.1还原性二糖439

16.2.2非还原性二糖440

16.3多糖441

16.3.1淀粉441

16.3.2纤维素442

16.4氨基酸444

16.4.1氨基酸的结构、分类、命名和构型446

16.4.2氨基酸的性质447

16.4.3氨基酸的制法450

16.5多肽452

16.5.1多肽的组成和命名452

16.5.2多肽结构的测定453

16.5.3多肽的合成456

16.6蛋白质457

16.6.1蛋白质的分类457

16.6.2蛋白质的结构458

16.6.3蛋白质的性质462

16.7核酸464

16.7.1核酸的组成464

16.7.2核酸的结构466

16.7.3核酸的生物功能468

16.8类脂469

16.8.1油脂469

16.8.2磷脂和蜡471

16.9萜类化合物472

16.9.1萜类化合物的分类、结构特点472

16.10甾族化合物476

16.10.1甾族化合物结构特征477

16.10.2重要的甾类化合物477

16.11生物碱480

16.11.1生物碱的性质480

16.11.2重要的生物碱480

阅读材料482

习题484



参考文献488