目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 有機化學與有機化合物的特性 1
1.2 分子結構 2
1.2.1 Kekulé結構式 2
1.2.2 Lewis結構式 3
1.3 共價鍵 4
1.3.1 原子結構與原子軌道 4
1.3.2 價鍵理論 6
1.3.3 分子軌道理論 9
1.3.4 共價鍵斷裂及有機化學反應類型 10
1.4 分子間相互作用力 13
1.4.1 范德瓦耳斯力 13
1.4.2 氫鍵 14
1.5 酸堿理論 15
1.5.1 Br？nsted酸堿理論 15
1.5.2 Lewis酸堿理論 16
1.5.3 軟硬酸堿理論 17
習題 17
第2章 烷烴 19
2.1 烷烴的構造異構與命名 19
2.1.1 烷烴的構造異構 20
2.1.2 烷烴的系統(tǒng)命名法 21
2.2 烷烴的結構 27
2.2.1 烷烴碳原子的成鍵特點 27
2.2.2 環(huán)烷烴的結構與穩(wěn)定性 28
2.3 烷烴的構象 30
2.3.1 乙烷的構象 30
2.3.2 丙烷和丁烷的構象 32
2.3.3 環(huán)己烷的構象 33
2.3.4 取代環(huán)己烷的構象 35
2.4 烷烴的物理性質(zhì) 37
2.5 烷烴的化學性質(zhì) 39
2.5.1 碳自由基的定義和結構 39
2.5.2 烷烴的鹵化反應 40
2.5.3 烷烴的氧化反應 43
2.5.4 烷烴的硝化及磺化反應 43
2.5.5 小環(huán)環(huán)烷烴的開環(huán)加成反應 43
2.6 烷烴的主要來源 45
習題 46
第3章 手性分子與對映異構 49
3.1 異構體分類 49
3.2 分子的手性和對稱因素 50
3.2.1 分子的旋光性 52
3.2.2 含一個手性碳原子的化合物 52
3.2.3 構型的表示方法和標記 53
3.2.4 含兩個手性碳原子的化合物 58
3.3 不含手性碳原子的手性分子 59
3.3.1 含氮、磷、硫原子手性中心的手性分子 59
3.3.2 丙二烯型手性分子 60
3.3.3 聯(lián)芳香類手性分子 61
3.3.4 面手性類分子（選修） 61
3.4 單一對映體分子（手性化合物）的獲取 62
3.4.1 利用手性池原料合成光學活性化合物（選修） 63
3.4.2 外消旋體拆分合成光學活性化合物（選修） 64
3.4.3 通過不對稱催化合成光學活性化合物（選修） 67
3.5 對映體在反應機理研究中的應用（選修） 68
習題 69
第4章 烯烴、二烯烴 73
4.1 烯烴結構分類與命名 73
4.1.1 烯烴的結構 73
4.1.2 π鍵的特性 74
4.1.3 烯烴的同分異構 74
4.1.4 烯烴的命名 75
4.2 烯烴的制備 79
4.2.1 鹵代烷脫鹵化氫 80
4.2.2 醇脫水 80
4.2.3 Heck偶聯(lián)反應 80
4.3 烯烴的物理性質(zhì) 81
4.3.1 熔點和沸點 81
4.3.2 偶極矩 81
4.4 烯烴的化學性質(zhì) 82
4.4.1 離子型加成反應 82
4.4.2 自由基加成反應 92
4.4.3 協(xié)同加成反應 93
4.4.4 催化氫化反應 95
4.4.5 氧化反應 97
4.4.6 α-氫原子的反應 100
4.4.7 聚合反應 102
4.5 二烯烴的分類與命名 103
4.5.1 二烯烴的分類 103
4.5.2 二烯烴的命名 104
4.6 二烯烴的結構 104
4.6.1 1,2-二烯烴（聯(lián)烯）的結構 104
4.6.2 1,3-二烯烴的結構 105
4.7 電子離域與共軛體系 105
4.7.1 π-π共軛 105
4.7.2 p-π共軛 106
4.8 共振論 107
4.8.1 共振論的基本概念 107
4.8.2 共振雜化體極限結構式的書寫原則 109
4.8.3 共振論的應用 110
4.9 共軛二烯烴的化學性質(zhì) 111
4.9.1 1,2-加成反應與1,4-加成反應 111
4.9.2 1,4-加成的理論解釋 112
4.9.3 周環(huán)反應 113
4.9.4 周環(huán)反應的理論解釋 115
4.9.5 Diels-Alder反應 118
4.9.6 Lu’s[3+2]環(huán)化反應（選修） 120
4.9.7 金屬催化聯(lián)烯的轉(zhuǎn)化反應（選修） 120
4.10 共軛二烯烴的制備及應用 121
4.10.1 丁-1,3-二烯的工業(yè)制備 121
4.10.2 2-甲基丁-1,3-二烯的工業(yè)制備 121
4.10.3 環(huán)戊二烯的工業(yè)制備 122
4.10.4 聚合反應與合成橡膠 122
習題 123
第5章 炔烴 129
5.1 炔烴的命名 129
5.1.1 炔基的命名 129
5.1.2 單炔烴的命名 129
5.1.3 多炔烴的命名 130
5.1.4 烯炔的系統(tǒng)命名 130
5.2 炔烴結構 131
5.3 炔烴的制備 132
5.3.1 乙炔的工業(yè)生產(chǎn) 132
5.3.2 炔烴的實驗室制備 132
5.4 炔烴的物理性質(zhì) 133
5.5 炔烴的反應 134
5.5.1 催化氫化反應 134
5.5.2 氧化反應 135
5.5.3 自由基加成反應 136
5.5.4 離子型加成反應 136
5.5.5 協(xié)同加成反應 138
5.5.6 炔烴氫原子的反應 139
5.5.7 聚合反應 141
習題 142
第6章 芳香烴 145
6.1 芳烴的結構與命名 145
6.1.1 芳烴的分類 145
6.1.2 芳烴的命名和構造異構 146
6.1.3 價鍵理論 149
6.1.4 分子軌道理論 150
6.1.5 共振論對苯環(huán)結構的解釋 150
6.2 芳烴的來源 151
6.2.1 從煤焦油中提取 151
6.2.2 催化重整 152
6.3 芳烴的物理性質(zhì) 153
6.4 芳烴的化學性質(zhì) 154
6.4.1 苯環(huán)上親電取代反應 154
6.4.2 親電取代反應的定位規(guī)則 163
6.4.3 苯環(huán)上的加成反應和氧化反應 172
6.4.4 苯環(huán)側鏈上的反應 173
6.5 稠環(huán)芳烴 175
6.5.1 萘 175
6.5.2 蒽和菲 180
6.5.3 致癌芳烴 181
6.6 芳香性與Hückel規(guī)則 181
6.6.1 Hückel規(guī)則 182
6.6.2 非苯芳烴 183
6.7 富勒烯和石墨烯 184
習題 185
第7章 鹵代烴 190
7.1 鹵代烴的分類與命名 190
7.1.1 鹵代烴的分類 190
7.1.2 鹵代烴的命名 191
7.2 鹵代烴的制備 192
7.2.1 烴的鹵代反應 192
7.2.2 不飽和烴與鹵化氫的加成反應 193
7.2.3 不飽和烴與鹵素的加成反應 193
7.2.4 鹵素交換反應 193
7.2.5 多鹵代烴部分脫鹵反應 193
7.2.6 鹵甲基化反應 194
7.2.7 醇的鹵代反應 194
7.2.8 其他反應 194
7.3 鹵代烴的物理性質(zhì) 194
7.4 鹵代烷的化學性質(zhì) 195
7.4.1 親核取代反應 195
7.4.2 親核取代反應機理 198
7.4.3 影響親核取代反應的因素 202
7.4.4 消除反應 205
7.4.5 消除反應機理 207
7.4.6 影響消除反應的因素 209
7.5 親核取代和消除反應的競爭 209
7.6 鹵代烯烴和鹵代芳烴的反應性質(zhì) 211
7.6.1 乙烯型和苯基型鹵代烴C―X鍵的反應性質(zhì) 213
7.6.2 烯丙型和芐基型鹵代烴C―X鍵的反應性質(zhì) 217
7.7 鹵代烴與金屬的反應 217
7.7.1 與鎂反應 218
7.7.2 與鋰反應 219
7.8 氟代烴 220
7.8.1 氟代烴的物理性質(zhì) 220
7.8.2 氟代烴的化學性質(zhì) 221
7.8.3 氟代烴的用途 222
習題 222
第8章 有機化合物的波譜分析 227
8.1 電磁波與分子能級躍遷 227
8.2 紅外光譜 228
8.2.1 原理 228
8.2.2 有機化合物化學鍵的特征頻率及其影響因素 230
8.2.3 有機化合物紅外光譜舉例 232
8.3 核磁共振譜 235
8.3.1 核磁共振的基本原理 235
8.3.2 化學位移與影響化學位移的因素 237
8.3.3 自旋裂分與偶合常數(shù) 240
8.3.4 1H NMR譜圖 242
8.3.5 13C NMR譜圖 245
習題 247
第9章 醇、酚與醚 250
9.1 含C—O鍵化合物概述 250
9.2 醇、酚與醚的分類與命名 251
9.2.1 醇的分類與命名 251
9.2.2 酚的分類與命名 252
9.2.3 醚的分類與命名 253
9.3 醇、酚與醚的結構 254
9.4 醇、酚與醚的制備方法 255
9.4.1 C—H鍵氧化制備醇和酚 255
9.4.2 C=C雙鍵加成制備醇和醚 256
9.4.3 由RX（或類RX）進行親核取代制備醇、酚和醚 257
9.4.4 由親核試劑對C=O鍵或者環(huán)氧乙烷加成制備醇 260
9.5 醇、酚與醚的物理性質(zhì)及波譜特征 261
9.5.1 醇的物理性質(zhì) 261
9.5.2 酚的物理性質(zhì) 261
9.5.3 醚的物理性質(zhì) 262
9.5.4 醇、酚與醚的波譜特征 262
9.6 醇、酚和醚的化學性質(zhì) 264
9.6.1 醇、酚和醚的化學性質(zhì)概述 264
9.6.2 醇和酚的酸性 265
9.6.3 C—O鍵中氧原子的堿性和親核性 267
9.6.4 醇和醚的C—O鍵斷裂 270
9.6.5 醇、酚與醚的氧化反應 280
9.6.6 酚的特性反應 284
9.6.7 Claisen重排 290
9.7 冠醚（選修） 291
習題 292
第10章 含C=O鍵類化合物：醛和酮 298
10.1 含C=O鍵化合物概述 298
10.2 醛和酮的分類與命名 298
10.3 醛和酮的結構 300
10.4 C=O鍵形成：醛和酮的制法 301
10.4.1 氧化法（烴類、醇的氧化） 301
10.4.2 羧酸衍生物還原法 302
10.4.3 偕二鹵代烷水解法 303
10.4.4 烯烴與芳環(huán)的�；�化 303
10.5 醛和酮的物理性質(zhì)及波譜特征 304
10.6 醛和酮的化學性質(zhì) 306
10.6.1 *氫原子的反應 306
10.6.2 C=O鍵形成的親核加成反應 309
10.6.3 醛、酮的其他反應 327
10.7 *不飽和醛、酮 331
10.7.1 1,2-加成與1,4-加成 331
10.7.2 Michael加成 334
10.7.3 醌的制法與化學性質(zhì) 334
10.8 乙烯酮 336
習題 337
第11章 羧酸及其衍生物 342
11.1 羧酸及其衍生物的分類與命名 342
11.1.1 羧酸的分類與命名 342
11.1.2 羧酸衍生物的分類與命名 344
11.2 羧酸及其衍生物的結構 345
11.3 羧酸及其衍生物的合成 346
11.3.1 羧酸的合成 346
11.3.2 羧酸衍生物的合成 349
11.4 羧酸及其衍生物的物理性質(zhì)和波譜特征 351
11.4.1 羧酸及其衍生物的物理性質(zhì) 351
11.4.2 羧酸及其衍生物的波譜特征 352
11.5 羧酸的酸性 355
11.5.1 羧酸與堿反應 355
11.5.2 取代基效應對羧酸酸性的影響 355
11.6 羧酸及其衍生物的親核取代反應 357
11.6.1 羧酸及其衍生物的親核取代反應機理 357
11.6.2 羧酸及其衍生物的親核取代反應活性 358
11.6.3 羧酸及其衍生物的醇解反應 359
11.6.4 羧酸衍生物的水解反應 362
11.6.5 羧酸及其衍生物的胺（氨）解反應 363
11.6.6 羧酸衍生物與金屬有機試劑的反應 364
11.7 羧酸及其衍生物的還原反應 365
11.7.1 LiAlH4還原 366
11.7.2 Rosenmund還原 366
11.7.3 Bouveault-Blanc還原 367
11.7.4 催化氫化還原 367
11.8 羧酸及其衍生物α-H的鹵代反應 367
11.9 羧酸的脫羧反應以及二元羧酸的熱分解反應 369
11.9.1 羧酸的脫羧反應 369
11.9.2 二元羧酸的熱分解反應 369
11.10 酰胺的化學特性 370
11.10.1 酰胺的酸堿性 370
11.10.2 酰胺的脫水反應 371
11.10.3 酰胺的Hofmann重排 372
11.11 碳酸衍生物 372
11.11.1 碳酰氯 372
11.11.2 碳酰胺 373
習題 374
第12章 羰基化合物縮合反應 380
12.1 酮式-烯醇式互變異構 380
12.1.1 酸和堿催化的酮式-烯醇式平衡 380
12.1.2 β-二羰基化合物結構對酮式-烯醇式平衡的影響 381
12.2 β-二羰基化合物的合成 383
12.2.1 酯縮合反應 383
12.2.2 酮酯縮合反應 385
12.2.3 酮經(jīng)過烯胺的�；�化反應 386
12.3 β-二羰基化合物的熱分解性質(zhì) 386
12.3.1 稀堿（酸）條件下的加熱分解 386
12.3.2 濃堿條件下的加熱分解 387
12.4 β-二羰基化合物在合成上的應用 387
12.4.1 丙二酸二乙酯在合成上的應用 388
12.4.2 乙酰乙酸乙酯在合成上的應用 390
12.5 Knoevenagel縮合反應 391
12.6 Michael加成反應 392
習題 394
第13章 含氮化合物 398
13.1 引言 398
13.2 硝基化合物 398
13.2.1 硝基化合物的分類與命名 398
13.2.2 硝基化合物的結構與物理性質(zhì) 399
13.2.3 硝基化合物的制備 400
13.2.4 硝基化合物的化學性質(zhì) 400
13.3 胺類化合物 402
13.3.1 胺的結構 403
13.3.2 胺的制法 404
13.3.3 胺的物理性質(zhì)及波譜特征 410
13.3.4 胺的化學性質(zhì) 411
13.4 季銨鹽和季銨堿 419
13.5 二元胺 421
13.6 偶氮化合物和重氮化合物 421
13.6.1 重氮鹽的制備 422
13.6.2 重氮鹽的反應及其在合成中的應用 422
13.6.3 重氮鹽的還原 426
13.6.4 重氮鹽的偶聯(lián) 426
13.7 腈 427
13.7.1 腈的制法 427
13.7.2 腈的反應 428
習題 428
第14章 含硫、含磷和含硅的有機化合物 434
14.1 含硫化合物 434
14.1.1 有機硫化合物的分類 434
14.1.2 硫醇和硫酚 434
14.1.3 硫醚 438
14.1.4 磺酸 439
14.1.5 芳磺酰胺 442
14.1.6 砜與亞砜 443
14.2 含磷化合物 445
14.2.1 有機磷化合物的分類及其結構 445
14.2.2 有機磷作為親核試劑的反應 446
14.2.3 有機磷酸酯的用途 447
14.3 含硅化合物 448
14.3.1 有機硅化合物的結構與分類 448
14.3.2 鹵硅烷 449
14.3.3 硅烷 451
14.3.4 有機硅化合物在有機合成上的應用 451
習題 453
第15章 雜環(huán)化合物 456
15.1 芳香雜環(huán)化合物的分類和命名 457
15.2 芳香雜環(huán)化合物的結構和芳香性 458
15.3 五元芳香雜環(huán)化合物 460
15.3.1 五元芳香雜環(huán)化合物的化學性質(zhì) 460
15.3.2 常見的五元芳香雜環(huán)化合物 464
15.4 六元芳香雜環(huán)化合物 471
15.4.1 常見的六元芳香雜環(huán)化合物 471
15.4.2 吡啶和嘧啶的化學性質(zhì) 472
15.5 喹啉和異喹啉 475
15.6 嘌呤 477
15.7 芳香雜環(huán)合成常規(guī)策略（選修） 478
習題 481
第16章 脂類 485
16.1 油脂的組成和結構通式 485
16.2 油脂的物理性質(zhì) 486
16.3 油脂的化學性質(zhì) 487
16.3.1 水解、皂化和酯交換反應 487
16.3.2 加成反應 488
16.3.3 氧化反應 488
16.4 甘油磷脂 489
16.5 鞘磷脂 490
16.6 萜類化合物的結構和分類 491
16.7 重要的萜類化合物 493
16.7.1 月桂烯 493
16.7.2 薄荷醇 494
16.7.3 樟腦 495
16.7.4 胡蘿卜素與維生素A 495
16.7.5 青蒿素 497
16.8 甾族化合物的結構 498
16.8.1 母核結構 498
16.8.2 立體結構 499
16.9 甾醇 500
16.9.1 膽固醇 500
16.9.2 7-脫氫膽固醇和麥角固醇 500
16.10 膽甾酸 501
16.11 甾體激素 502
16.11.1 性激素 503
16.11.2 腎上腺皮質(zhì)激素 504
習題 504
第17章 糖類 508
17.1 單糖的結構 508
17.1.1 單糖的鏈狀結構 508
17.1.2 單糖的環(huán)狀結構 510
17.2 單糖的化學性質(zhì) 512
17.2.1 差向異構化 513
17.2.2 氧化反應 513
17.2.3 還原反應 515
17.2.4 成脎反應 515
17.2.5 成苷反應 516
17.2.6 酯化反應 517
17.2.7 醛糖的遞升 517
17.3 二糖 518
17.3.1 蔗糖 518
17.3.2 麥芽糖 519
17.3.3 纖維二糖 520
17.3.4 乳糖 520
17.4 環(huán)糊精 521
17.5 同多糖 522
17.5.1 淀粉 522
17.5.2 糖原 524
17.5.3 纖維素 524
習題 525
第18章 氨基酸、肽、蛋白質(zhì)和核酸 528
18.1 氨基酸的結構、分類與命名 528
18.2 氨基酸的合成 531
18.2.1 α-鹵代酸的氨解 531
18.2.2 Gabriel反應 531
18.2.3 Strecker反應 532
18.3 氨基酸的拆分 533
18.4 氨基酸的性質(zhì) 533
18.4.1 氨基酸的酸堿性質(zhì)與等電點pI 534
18.4.2 氨基酸的反應 535
18.5 肽的結構與命名 537
18.6 肽的性質(zhì)及序列的測定 539
18.6.1 氨基酸組成及含量分析 539
18.6.2 肽鏈末端氨基酸殘基的分析 539
18.6.3 肽鏈的部分水解 541
18.7 蛋白質(zhì)的分子組成和分類 541
18.8 蛋白質(zhì)的結構 542
18.8.1 蛋白質(zhì)的一級結構 542
18.8.2 維系蛋白質(zhì)分子構象的作用力 543
18.8.3 蛋白質(zhì)的二級結構 545
18.8.4 蛋白質(zhì)的三級結構和四級結構 547
18.9 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 549
18.9.1 蛋白質(zhì)的酸堿性和等電點 549
18.9.2 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 549
18.9.3 蛋白質(zhì)的變性與復性 550
18.9.4 蛋白質(zhì)的沉淀 550
18.9.5 蛋白質(zhì)的顯色反應 551
18.10 核酸的分類和化學組成 552
18.10.1 核酸的分類 552
18.10.2 核酸的基本物質(zhì)組成 552
18.10.3 核苷和核苷酸 554
18.11 核酸的一級結構 557
18.12 DNA的二級結構 557
18.13 核酸的理化性質(zhì) 560
18.13.1 核酸的降解 560
18.13.2 DNA的變性與復性 560
習題 561
參考文獻 563