《有機(jī)化學(xué)》(第二版)在2009年*版的基礎(chǔ)上修訂而成。全書共17章,以有機(jī)化學(xué)基本概念、基本理論和基本反應(yīng)為基礎(chǔ),以結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系與電子效應(yīng)、共軛效應(yīng)為主線進(jìn)行編寫。主要介紹各類有機(jī)化合物的命名、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、基本有機(jī)化學(xué)反應(yīng)及其反應(yīng)機(jī)理等。在各章中穿插課堂練習(xí)題,以便通過討論加深知識(shí)要點(diǎn),各章都有相應(yīng)化合物的制備方法和相關(guān)化合物的波譜介紹和圖譜示例,增加了本書的應(yīng)用性!队袡C(jī)化學(xué)》(第二版)適合作為高等院校化學(xué)類、化工類、材料類、生物類、環(huán)境類、輕工類、食品類等專業(yè)的教材,也可供師范類和部分應(yīng)用理科類專業(yè)使用。
本教材是根據(jù)教育部高等學(xué);瘜W(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)對(duì)有機(jī)化學(xué)的教學(xué)基本要求而編寫的,是普通高等教育十一五國家級(jí)規(guī)劃教材。本書旨在為新形勢(shì)下的高等學(xué);瘜W(xué)化工類專業(yè)提供一本有機(jī)化學(xué)創(chuàng)新教材。當(dāng)前一方面是有機(jī)化學(xué)學(xué)科迅速發(fā)展,新的知識(shí)不斷涌現(xiàn),教材要盡可能充實(shí)更多的知識(shí);另一方面是教學(xué)改革的深入和教學(xué)課時(shí)的不斷壓縮,教材篇幅要有所縮減。為使二者得到統(tǒng)一,必須開發(fā)出知識(shí)面廣而博、篇幅少而精的有機(jī)化學(xué)教材。通過對(duì)國內(nèi)外有機(jī)化學(xué)教材進(jìn)行認(rèn)真研究和分析,并結(jié)合我國有機(jī)化學(xué)教學(xué)的實(shí)際情況和教學(xué)改革的要求,我們對(duì)基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)教材的內(nèi)容進(jìn)行了整合和濃縮,將高等院校有機(jī)化學(xué)教學(xué)基本要求的內(nèi)容編寫成十七章,篇幅控制在六十萬字以內(nèi),以滿足壓學(xué)時(shí)、增內(nèi)容的要求。本教材以有機(jī)化學(xué)基本概念、基本理論和基本反應(yīng)為基礎(chǔ),以結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系與電子效應(yīng)、共軛效應(yīng)為主線進(jìn)行編寫,在各章中穿插課堂練習(xí)題,以便通過討論加深知識(shí)要點(diǎn),各章都有相應(yīng)化合物的制備方法和相關(guān)化合物的波譜介紹和圖譜示例,增加了本書的實(shí)用性。本教材是在2009年出版的《有機(jī)化學(xué)》基礎(chǔ)上修改、增補(bǔ)的。原教材作為多所高等院校有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)課程的教材,經(jīng)過了近9年的教學(xué)實(shí)踐,編者結(jié)合使用院校的意見對(duì)第一版進(jìn)行了一些內(nèi)容的增減,以更加適應(yīng)目前的教學(xué)要求。本教材由華南理工大學(xué)付建龍和廣東工業(yè)大學(xué)李紅主編,鄧旭忠、謝珍茗、周麗華、李先瑋、關(guān)燕霞等老師做了大量的編寫工作。本書所有編者一直在教學(xué)一線從事有機(jī)化學(xué)教學(xué)工作,并使用本書第一版在多個(gè)學(xué)校相關(guān)專業(yè)進(jìn)行了多年的教學(xué)實(shí)踐,本書是我們教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和智慧的結(jié)晶。由于編者水平有限,書中疏漏之處在所難免,敬請(qǐng)專家和讀者批評(píng)指正。編者2017年8月
付建龍,華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,教授,作者1989年在中山大學(xué)取得有機(jī)化學(xué)博士學(xué)位,曾任1995-2000年度教育部工科化學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員,為研究生和本科生講授過九門課程。編寫了華南理工大學(xué)的《化學(xué)專業(yè)英語》教材,發(fā)表教學(xué)、科研論文五十多篇。主持過多項(xiàng)國家和地方級(jí)科研項(xiàng)目,曾獲中國化學(xué)會(huì)1992年度青年化學(xué)獎(jiǎng),廣東省1993年度高?萍歼M(jìn)步二等獎(jiǎng),廣東省中醫(yī)藥管理局1999年科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),華南理工大學(xué)優(yōu) 秀教學(xué)二、三等獎(jiǎng)五次,優(yōu) 秀教學(xué)成果二等獎(jiǎng)兩次,科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)一次,.英國International Biographical Centre《20th Century Award for Achievement》獎(jiǎng),其名字被英國International Biographical Centre 收集編入第24版《Dictionary of International Biography》(國際名人大詞典)。
第1章概論 / 1
1.1有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)1
1.2有機(jī)化合物的特性1
1.2.1有機(jī)化合物性質(zhì)上的特點(diǎn)1
1.2.2有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特性同分異構(gòu)現(xiàn)象2
1.3有機(jī)化合物中的共價(jià)鍵3
1.3.1共價(jià)鍵的形成3
1.3.2共價(jià)鍵的屬性3
1.3.3共價(jià)鍵的斷裂5
1.4有機(jī)化學(xué)中的酸堿概念5
1.4.1布朗斯特酸堿理論5
1.4.2路易斯酸堿理論5
1.5有機(jī)化合物的分類6
1.5.1按碳架分類6
1.5.2按官能團(tuán)分類6
第2章烷烴 / 7
2.1烷烴的通式、同系列和構(gòu)造異構(gòu)7
2.1.1烷烴的通式、同系列7
2.1.2烷烴的構(gòu)造異構(gòu)7
2.2烷烴的命名8
2.2.1烴基的概念8
2.2.2烷烴的習(xí)慣命名法9
2.2.3烷烴的衍生物命名法9
2.2.4系統(tǒng)命名法(IUPAC命名法)9
2.3烷烴的結(jié)構(gòu)11
2.3.1甲烷的結(jié)構(gòu)和sp3雜化及鍵的形成11
2.3.2其它烷烴的結(jié)構(gòu)12
2.4烷烴的構(gòu)象12
2.4.1乙烷的構(gòu)象12
2.4.2丁烷的構(gòu)象13
2.5烷烴的物理性質(zhì)15
2.6烷烴的化學(xué)性質(zhì)17
2.6.1烷烴的取代反應(yīng)17
2.6.2烷烴的氧化反應(yīng)20
2.6.3烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)20
2.6.4烷烴的裂解反應(yīng)21
2.7烷烴的天然來源21
習(xí)題21
第3章烯烴、二烯烴 / 23
3.1烯烴的構(gòu)造異構(gòu)和命名23
3.1.1烯烴的構(gòu)造異構(gòu)23
3.1.2烯烴的命名23
3.2烯烴的結(jié)構(gòu)24
3.2.1乙烯的結(jié)構(gòu)和sp2雜化及鍵的形成24
3.2.2鍵的特性25
3.2.3順反異構(gòu)現(xiàn)象25
3.3烯烴順反異構(gòu)體的命名25
3.3.1順-反命名法25
3.3.2E-Z命名法26
3.4烯烴的物理性質(zhì)27
3.5烯烴的化學(xué)性質(zhì)27
3.5.1烯烴的催化加氫反應(yīng)(順式加氫)28
3.5.2烯烴的親電加成反應(yīng)28
3.5.3烯烴的氧化反應(yīng)35
3.5.4烯烴的聚合反應(yīng)36
3.5.5烯烴-氫原子的反應(yīng)37
3.6二烯烴的分類和命名37
3.7共軛二烯烴的結(jié)構(gòu)38
3.7.11,3-丁二烯的結(jié)構(gòu)38
3.7.2共軛體系及共軛效應(yīng)39
3.7.3吸電子共軛效應(yīng)與給電子共軛效應(yīng)41
3.7.4誘導(dǎo)效應(yīng)42
3.8共軛二烯烴的化學(xué)性質(zhì)43
3.8.1共軛二烯烴的1,2-加成和1,4-加成43
3.8.2Diels-Alder反應(yīng)45
3.8.3聚合反應(yīng)和合成橡膠45
3.9烯烴的來源和制法46
習(xí)題46
第4章炔烴 / 49
4.1炔烴的構(gòu)造異構(gòu)和命名49
4.1.1炔烴的構(gòu)造異構(gòu)49
4.1.2炔烴的命名49
4.2炔烴的結(jié)構(gòu)50
4.3炔烴的物理性質(zhì)50
4.4炔烴的化學(xué)性質(zhì)51
4.4.1炔烴的親電加成反應(yīng)51
4.4.2炔烴的親核加成反應(yīng)53
4.4.3炔烴的催化加氫54
4.4.4炔烴的氧化反應(yīng)54
4.4.5炔烴的聚合反應(yīng)55
4.4.6炔氫(活潑氫)的反應(yīng)55
4.5炔烴的來源和制法56
習(xí)題56
第5章脂環(huán)烴 / 58
5.1脂環(huán)烴的分類和命名58
5.1.1脂環(huán)烴的分類58
5.1.2脂環(huán)烴的命名58
5.2環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)60
5.2.1環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)60
5.2.2環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu)61
5.2.3環(huán)戊烷的結(jié)構(gòu)61
5.2.4環(huán)己烷的構(gòu)象61
5.3環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)64
5.3.1環(huán)烷烴的取代反應(yīng)64
5.3.2環(huán)烷烴的氧化反應(yīng)64
5.3.3小環(huán)烷烴的加成反應(yīng)65
5.4環(huán)烯烴、環(huán)炔烴的性質(zhì)65
5.4.1環(huán)烯烴、環(huán)炔烴的加成反應(yīng)65
5.4.2環(huán)烯烴、環(huán)炔烴的氧化反應(yīng)66
5.4.3共軛環(huán)二烯烴的雙烯合成反應(yīng)66
習(xí)題66
第6章有機(jī)化合物的波譜分析 / 68
6.1紅外光譜68
6.1.1紅外光譜產(chǎn)生的原理68
6.1.2紅外光譜產(chǎn)生的條件69
6.1.3分子中原子的振動(dòng)類型和化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率69
6.1.4有機(jī)化合物基團(tuán)的紅外特征頻率70
6.1.5一些有機(jī)化合物的紅外光譜70
6.1.6一些有機(jī)化合物的紅外光譜圖解析71
6.2核磁共振譜72
6.2.1核磁共振的基本原理72
6.2.2化學(xué)位移73
6.2.3峰面積與氫原子數(shù)75
6.2.4核磁共振中的自旋偶合和自旋裂分76
6.2.5核磁共振圖譜解析78
習(xí)題79
第7章芳烴 / 81
7.1芳烴的分類81
7.2單環(huán)芳烴的異構(gòu)和命名82
7.3苯的結(jié)構(gòu)83
7.4單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)83
7.4.1單環(huán)芳烴的物理性質(zhì)83
7.4.2單環(huán)芳烴的光譜性質(zhì)84
7.5單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì)86
7.5.1苯環(huán)上的取代反應(yīng)86
7.5.2苯環(huán)上親電取代反應(yīng)的機(jī)理90
7.5.3苯環(huán)上的加成反應(yīng)92
7.5.4苯環(huán)上的氧化反應(yīng)92
7.5.5苯環(huán)側(cè)鏈上的反應(yīng)92
7.6苯環(huán)上親電取代反應(yīng)的定位規(guī)律94
7.6.1兩類定位基94
7.6.2親電取代反應(yīng)定位規(guī)律的理論解釋95
7.7二元取代苯的定位規(guī)律100
7.8定位規(guī)律在有機(jī)合成上的應(yīng)用101
7.9稠環(huán)芳烴101
7.9.1稠環(huán)芳烴的結(jié)構(gòu)101
7.9.2稠環(huán)芳烴的性質(zhì)102
7.10芳香性和非苯芳烴106
7.10.1芳香性和Hckel規(guī)則107
7.10.2典型的非苯芳烴107
7.10.3Hckel規(guī)則和分子軌道能級(jí)圖109
7.11多官能團(tuán)化合物的命名109
7.12芳烴的來源110
習(xí)題111
第8章立體化學(xué) / 114
8.1手性和對(duì)稱性114
8.1.1分子的手性和對(duì)映體114
8.1.2分子的對(duì)稱性114
8.2旋光性115
8.2.1平面偏振光和物質(zhì)的旋光性115
8.2.2旋光儀和比旋光度116
8.3含一個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)117
8.4構(gòu)型的表示方法117
8.5構(gòu)型的命名(標(biāo)記)法119
8.6含兩個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)121
8.6.1含兩個(gè)不同手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)121
8.6.2含兩個(gè)相同手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)122
8.7環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)123
8.8不含手性碳化合物的對(duì)映異構(gòu)125
8.8.1丙二烯型化合物125
8.8.2聯(lián)苯型化合物125
8.9不對(duì)稱合成和外消旋體的拆分126
8.9.1不對(duì)稱合成(手性合成)126
8.9.2外消旋體的拆分和光學(xué)純度127
習(xí)題128
第9章鹵代烴 / 130
9.1鹵代烴的分類130
9.2鹵代烴的命名130
9.2.1鹵代烷烴的命名130
9.2.2鹵代烯烴和鹵代芳烴的命名131
9.3鹵代烴的制法131
9.4鹵代烴的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)132
9.4.1鹵代烴的物理性質(zhì)132
9.4.2鹵代烴的光譜性質(zhì)133
9.5鹵代烷的化學(xué)性質(zhì)135
9.5.1鹵代烷的親核取代反應(yīng)135
9.5.2鹵代烷的消除反應(yīng)137
9.5.3鹵代烷與金屬的反應(yīng)138
9.6飽和碳原子上的親核取代反應(yīng)機(jī)理139
9.6.1單分子親核取代(SN1)反應(yīng)機(jī)理139
9.6.2雙分子親核取代(SN2)反應(yīng)機(jī)理141
9.7影響親核取代反應(yīng)的因素143
9.7.1烴基結(jié)構(gòu)的影響143
9.7.2離去基團(tuán)(鹵原子)的影響143
9.7.3親核試劑的影響144
9.7.4溶劑的影響145
9.8消除反應(yīng)機(jī)理145
9.8.1單分子消除(E1)反應(yīng)機(jī)理145
9.8.2雙分子消除(E2)反應(yīng)機(jī)理146
9.8.3消除反應(yīng)的方向和活性Saytzeff規(guī)則147
9.8.4消除反應(yīng)的立體化學(xué)148
9.9影響取代反應(yīng)和消除反應(yīng)的因素149
9.9.1烷基結(jié)構(gòu)的影響149
9.9.2親核試劑的影響150
9.9.3溶劑的影響150
9.9.4反應(yīng)溫度的影響150
9.10鹵代烯烴和鹵代芳烴150
9.10.1鹵代烯烴150
9.10.2鹵代芳烴152
9.11多鹵代烴簡介153
9.12氟代烴簡介154
習(xí)題155
第10章醇酚醚 / 157
10.1醇157
10.1.1醇的分類157
10.1.2醇的異構(gòu)和命名158
10.1.3醇的結(jié)構(gòu)158
10.1.4醇的制法159
10.1.5醇的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)160
10.1.6醇的化學(xué)性質(zhì)162
10.1.7二元醇簡介168
10.1.8硫醇簡介169
10.2酚170
10.2.1酚的分類和命名170
10.2.2酚的結(jié)構(gòu)171
10.2.3酚的制法171
10.2.4 酚的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)172
10.2.5酚的化學(xué)性質(zhì)174
10.3醚181
10.3.1醚的分類和命名181
10.3.2醚的結(jié)構(gòu)181
10.3.3醚的制法182
10.3.4醚的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)182
10.3.5醚的化學(xué)性質(zhì)184
10.3.6冠醚和硫醚簡介186
習(xí)題188
第11章醛酮醌 / 190
11.1醛、酮的命名190
11.2醛、酮的結(jié)構(gòu)191
11.3醛、酮的制法191
11.3.1醇的氧化和脫氫191
11.3.2芳烴側(cè)鏈的氧化192
11.3.3芳環(huán)上的;磻(yīng)192
11.3.4蓋特曼-柯赫(Gattermann-Koch)反應(yīng)192
11.3.5瑞穆-梯曼(Reimer-Tiemann)反應(yīng)192
11.3.6炔烴加水193
11.4醛、酮的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)193
11.4.1物理性質(zhì)193
11.4.2醛酮的光譜性質(zhì)194
11.5醛、酮的化學(xué)性質(zhì)196
11.5.1親核加成反應(yīng)196
11.5.2醛、酮-氫的反應(yīng)201
11.5.3醛、酮的氧化和還原反應(yīng)206
11.6不飽和醛、酮209
11.6.1乙烯酮的性質(zhì)209
11.6.2,-不飽和醛、酮的特性210
11.7醌212
11.7.1醌的結(jié)構(gòu)和命名212
11.7.2醌的性質(zhì)213
習(xí)題214
第12章羧酸及其衍生物 / 216
12.1羧酸的分類和命名216
12.2羧酸的結(jié)構(gòu)217
12.3羧酸的制備217
12.3.1氧化法217
12.3.2水解法217
12.3.3格氏試劑與二氧化碳的加成217
12.3.4酚酸合成217
12.4羧酸的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)218
12.4.1物理性質(zhì)218
12.4.2光譜性質(zhì)219
12.5羧酸的化學(xué)性質(zhì)220
12.5.1酸性220
12.5.2羧酸衍生物的生成223
12.5.3羧酸的還原反應(yīng)225
12.5.4羧酸的脫羧反應(yīng)225
12.5.5-氫的鹵代反應(yīng)225
12.6羥基酸226
12.6.1羥基酸的制備226
12.6.2羥基酸的特性227
12.6.3-羥基酸的分解反應(yīng)228
12.7羧酸衍生物229
12.7.1羧酸衍生物的命名229
12.7.2羧酸衍生物的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)230
12.7.3羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)234
12.8油脂、蠟和磷脂240
12.8.1油脂240
12.8.2蠟241
12.8.3磷脂241
12.9肥皂及合成表面活性劑242
12.10碳酸衍生物242
12.11縮聚反應(yīng)簡介245
習(xí)題246
第13章-二羰基化合物 / 249
13.1酮式-烯醇式的互變異構(gòu)249
13.2乙酰乙酸乙酯的合成及應(yīng)用250
13.2.1乙酰乙酸乙酯的合成Clainsen縮合反應(yīng)250
13.2.2乙酰乙酸乙酯在有機(jī)合成中的應(yīng)用252
13.3丙二酸二乙酯的合成及應(yīng)用255
13.3.1丙二酸二乙酯的合成255
13.3.2丙二酸二乙酯在有機(jī)合成中的應(yīng)用256
13.4活潑亞甲基化合物257
習(xí)題258
第14章有機(jī)含氮化合物 / 259
14.1硝基化合物259
14.1.1硝基化合物的結(jié)構(gòu)259
14.1.2硝基化合物的制法260
14.1.3硝基化合物的物理性質(zhì)260
14.1.4硝基化合物的化學(xué)性質(zhì)260
14.2胺264
14.2.1胺的分類和命名264
14.2.2胺的結(jié)構(gòu)265
14.2.3胺的制法266
14.2.4胺的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)268
14.2.5胺的化學(xué)性質(zhì)270
14.2.6季銨鹽和季銨堿276
14.3重氮和偶氮化合物278
14.3.1芳香重氮鹽的制備重氮化反應(yīng)279
14.3.2芳香重氮鹽的反應(yīng)及在有機(jī)合成中的應(yīng)用279
14.3.3偶氮染料簡介284
14.3.4腈和異腈285
習(xí)題287
第15章雜環(huán)化合物 / 289
15.1雜環(huán)化合物的分類289
15.2雜環(huán)化合物的命名290
15.3雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)和芳香性291
15.3.1五元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)291
15.3.2六元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)292
15.4五元雜環(huán)化合物的性質(zhì)295
15.4.1呋喃的性質(zhì)295
15.4.2吡咯的性質(zhì)296
15.4.3噻吩的性質(zhì)297
15.4.4糠醛的性質(zhì)298
15.4.5四氫呋喃299
15.5六元雜環(huán)化合物的性質(zhì)300
15.5.1吡啶的性質(zhì)300
15.5.2吡啶的重要衍生物303
15.6稠雜環(huán)化合物(喹啉、異喹啉)304
習(xí)題305
第16章碳水化合物 / 307
16.1單糖308
16.1.1單糖的命名和構(gòu)型標(biāo)記308
16.1.2葡萄糖的結(jié)構(gòu)308
16.1.3果糖的結(jié)構(gòu)310
16.1.4單糖的構(gòu)象310
16.1.5單糖的化學(xué)性質(zhì)310
16.1.6核糖和脫氧核糖313
16.2二糖314
16.2.1麥芽糖314
16.2.2纖維二糖315
16.2.3蔗糖315
16.3多糖(無還原性)316
16.3.1淀粉316
16.3.2纖維素317
習(xí)題317
第17章氨基酸和蛋白質(zhì) / 318
17.1氨基酸318
17.1.1-氨基酸的分類、結(jié)構(gòu)和命名318
17.1.2氨基酸的性質(zhì)320
17.1.3多肽323
17.2蛋白質(zhì)327
17.2.1蛋白質(zhì)分類和組成327
17.2.2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)327
17.2.3蛋白質(zhì)的性質(zhì)328
17.2.4核酸329
17.2.5核酸的結(jié)構(gòu)330
17.2.6核酸的生物功能332
習(xí)題332
參考文獻(xiàn) / 333