目录

前言

第1章绪论1

1.1有机化合物和有机化学1

1.1.1有机化学发展简史1

1.1.2有机化学与众多学科之间的紧密联系3

1.2有机化合物的结构4

1.2.1Kekulé结构式4

1.2.2Lewis结构式5

1.3有机化合物中的化学键6

1.3.1原子轨道6

1.3.2价键理论7

1.3.3分子轨道理论9

1.3.4共价键的键角、键长、键能和键的极性11

1.3.5诱导效应13

1.4有机化合物的分类和官能团13

1.4.1按有机分子的骨架特征分类14

1.4.2按有机化合物的官能团分类14

1.5有机化合物的同分异构体15

1.5.1构造异构体15

1.5.2立体异构体16

1.6有机化学反应17

1.6.1自由基反应17

1.6.2离子型反应18

1.6.3协同反应18

1.6.4有机反应机理和反应势能曲线18

1.6.5Hammond假说19

1.7有机化学反应中的酸碱理论20

1.7.1酸碱质子理论20

1.7.2酸碱电子理论21

1.8共振结构理论简介和共振式21

1.8.1共振论简介21

1.8.2共振结构式书写的基本原则22

1.8.3极限结构式的贡献23

小结24

习题24

第2章烷烃与环烷烃26

2.1烷烃26

2.1.1烷烃的结构26

2.1.2烷烃的同系列27

2.1.3烷烃的同分异构29

2.1.4烷烃的命名31

2.1.5烷烃的构象35

2.1.6烷烃的物理性质38

2.1.7烷烃的卤化反应及机理41

2.1.8烷烃的燃烧46

2.1.9烷烃的热裂47

2.1.10烷烃的工业来源和用途47

2.2环烷烃48

2.2.1环烷烃的异构和命名48

2.2.2环烷烃的物理性质51

2.2.3环烷烃的自由基取代反应52

2.2.4小环环烷烃的开环加成52

2.2.5环烷烃的氧化和燃烧53

2.2.6环烷烃的张力与稳定性54

2.2.7环己烷和取代环己烷的构象分析55

2.2.8十氢化萘的构象60

2.2.9部分其他环烷烃的构象61

小结62

习题63

第3章对映异构66

3.1旋光性67

3.1.1偏光67

3.1.2旋光性和比旋光度67

3.2手性与分子结构的对称性68

3.2.1手性分子68

3.2.2对称元素69

3.3含一个手性碳原子化合物的对映异构71

3.3.1对映异构体构型标记法72

3.3.2对映体和外消旋体75

3.3.3手性化合物的对映异构过量值75

3.4含两个和两个以上不相同手性碳原子化合物的对映异构76

3.4.1含两个不相同手性碳原子化合物的对映异构76

3.4.2含三个不相同手性碳原子化合物的对映异构76

3.4.3含两个相同手性碳原子化合物的对映异构78

3.5含假手性碳原子的化合物78

3.6环状化合物的对映异构79

3.7对映异构与构象80

3.8无手性碳原子化合物的对映异构81

3.8.1丙二烯型分子81

3.8.2联苯型分子82

3.8.3螺旋型分子82

3.9外消旋体的拆分83

3.9.1酶解法83

3.9.2诱导结晶法84

3.9.3色谱分离法84

3.9.4形成非对映体法84

3.10对映异构与生物活性85

小结86

习题87

第4章波谱分析基础90

4.1核磁共振谱90

4.1.1核磁共振的基本原理90

4.1.2屏蔽效应和化学位移92

4.1.3分子结构对化学位移的影响93

4.1.4有机化合物中常见氢的化学位移94

4.1.5化学等价质子和化学不等价质子95

4.1.6核磁共振谱图中的积分曲线95

4.1.7自旋偶合和自旋裂分95

4.1.8活泼氢的共振吸收特征99

4.1.9碳核磁共振谱99

4.2红外光谱100

4.2.1红外光谱的基本原理101

4.2.2红外光谱图和重要有机官能团的特征吸收102

4.3质谱105

4.3.1质谱的基本原理106

4.3.2质谱图106

4.3.3分子离子峰、碎片离子峰和同位素离子峰107

4.4紫外光谱109

4.4.1紫外光谱的基本原理109

4.4.2紫外光谱图和特征吸收110

小结111

习题111

第5章不饱和烃113

5.1烯烃113

5.1.1烯烃的结构114

5.1.2烯烃的同分异构和命名115

5.1.3烯烃的物理性质120

5.1.4烯烃的亲电加成反应121

5.1.5烯烃的自由基加成反应135

5.1.6烯烃α氢的卤化136

5.1.7烯烃与卡宾的加成反应138

5.1.8氧化反应139

5.1.9烯烃的催化加氢142

5.1.10烯烃的聚合144

5.1.11烯烃的实验室制备144

5.2二烯烃145

5.2.1共轭二烯烃的命名145

5.2.2共轭二烯烃的结构146

5.2.3共轭二烯烃的特征147

5.2.4共轭效应147

5.2.5共轭二烯烃的反应149

5.2.6重要的共轭二烯烃151

5.3炔烃152

5.3.1炔烃的结构152

5.3.2炔烃的同分异构和命名153

5.3.3炔烃的物理性质155

5.3.4炔烃的酸性156

5.3.5炔烃的亲电加成反应156

5.3.6炔烃的氧化159

5.3.7炔烃的加氢和还原160

5.3.8炔烃的制备161

小结162

习题165

第6章脂肪族卤代烃169

6.1卤代烃的结构、分类和

命名169

6.1.1卤代烃的结构169

6.1.2卤代烃的分类170

6.1.3卤代烃的命名170

6.2卤代烃的物理性质及波谱特征172

6.3卤代烃的亲核取代反应173

6.3.1双分子亲核取代(SN2)反应机理174

6.3.2单分子亲核取代(SN1)反应机理179

6.3.3离子对反应机理183

6.4消除反应184

6.4.1单分子消除(E1)184

6.4.2双分子消除(E2)186

6.4.3E1cB反应189

6.4.4亲核取代反应和消除反应的竞争190

6.5卤代烃与金属反应192

6.6卤代烃的还原194

6.7相转移催化剂及其催化作用195

6.8卤代烯烃196

6.8.1乙烯式卤代烃197

6.8.2烯丙式卤代烃197

6.9卤代烃的制备198

6.9.1烃的自由基卤化198

6.9.2不饱和烃与卤化氢和卤素加成199

6.9.3醇与氢卤酸反应199

小结200

习题200

第7章醇和醚204

7.1醇204

7.1.1醇的结构和命名205

7.1.2醇的物理性质208

7.1.3醇的酸性和碱性210

7.1.4与活泼金属的反应211

7.1.5与氢卤酸的反应212

7.1.6与无机含氧酸的反应218

7.1.7醇的脱水反应220

7.1.8氧化和脱氢反应223

7.1.91，2-二醇的反应229

7.1.10重要的低级醇232

7.1.11一元醇的制备234

7.1.12硫醇240

7.2逆合成分析242

7.3醚和环氧化合物244

7.3.1醚的结构和命名244

7.3.2醚的物理性质247

7.3.3盐的生成248

7.3.4醚键的断裂248

7.3.5过氧化物的生成250

7.3.6硫醚250

7.3.71，2-环氧化合物和冠醚251

7.4醚的合成反应及官能团之间的转换255

7.4.1Williamson合成法255

7.4.2醇分子间脱水257

7.4.3烯烃与醇的加成258

小结259

习题260

第8章苯和单杂原子芳香族杂环

化合物264

8.1苯265

8.1.1苯的结构和稳定性265

8.1.2芳香烃的异构和命名267

8.1.3苯及其同系物的物理性质270

8.1.4苯和芳环上的亲电取代反应及其机理271

8.1.5芳香烃的氧化反应280

8.1.6烷基芳香烃侧链上的卤化反应282

8.1.7芳香烃的还原284

8.1.8苯环上亲电取代反应的定位规律285

8.1.9非苯型芳香烃和Hückel规则291

8.1.10稠环芳烃292

8.1.11富勒烯296

8.2含单个杂原子的芳香族杂环化合物297

8.2.1五元杂环和六元杂环的结构297

8.2.2五元杂环和六元杂环的命名299

8.2.3物理性质300

8.2.4呋喃、吡咯、噻吩环上的亲电取代反应301

8.2.5呋喃、吡咯、噻吩的加成反应303

8.2.6吡咯的某些特殊反应304

8.2.7吡啶的碱性与亲核性306

8.2.8吡啶环上的取代反应306

8.2.9吡啶的氧化和还原反应309

8.3典型苯并五元杂环和苯并六元杂环及其性质310

8.3.1吲哚及其衍生物310

8.3.2喹啉和异喹啉310

小结312

习题312

第9章芳香族卤代烃和酚318

9.1芳香族卤代烃318

9.1.1芳香族卤代烃的结构318

9.1.2芳香族卤代烃的亲电取代反应319

9.1.3芳香族卤代烃的亲核取代反应320

9.1.4Heck反应326

9.2酚328

9.2.1酚的结构和命名328

9.2.2酚的物理性质329

9.2.3酚的酸性330

9.2.4酚羟基的酰化成酯和Fries

重排331

9.2.5KolbeSchmitt反应332

9.2.6Claisen重排334

9.2.7芳环上的亲电取代反应335

9.2.8甲酰化反应339

9.2.9酚的氧化341

9.2.10酚的制备341

小结343

习题344

第10章醛和酮347

10.1醛、酮的结构和命名348

10.1.1醛、酮中羰基的结构348

10.1.2醛、酮的命名349

10.2醛、酮的物理性质351

10.3醛、酮的亲核加成反应356

10.3.1与氧亲核试剂的加成357

10.3.2与碳亲核试剂的加成361

10.3.3与氨衍生物的加成364

10.3.4与亚硫酸氢钠的加成369

10.4羰基亲核加成反应的立体化学370

10.5α-氢的反应373

10.5.1酮式烯醇式互变373

10.5.2卤代反应375

10.5.3醇醛缩合反应376

10.5.4酮的-碳上的烃化和酰化反应382

10.6醛、酮的氧化和还原反应382

10.6.1氧化反应382

10.6.2还原反应386

10.7Wittig反应391

10.8安息香缩合反应393

10.9α-卤代酮的重排394

10.10α,β-不饱和醛、酮的共轭加成395

10.10.1亲核加成395

10.10.2还原399

10.10.3插烯基缩合399

10.11醛、酮的制备399

10.11.1醇的氧化和脱氢399

10.11.2由烯烃或炔烃为原料制备400

10.11.3芳烃的侧链氧化401

10.11.4Friedel-Crafts酰基化反应401

10.12醌402

10.12.1醌的结构402

10.12.2醌的反应403

小结404

习题405

viiivii第11章羧酸和取代酸409

11.1羧基的结构和命名410

11.1.1羧酸的结构410

11.1.2羧酸的命名411

11.2羧酸的物理性质413

11.3羧酸的酸性415

11.3.1羧酸酸性的强弱415

11.3.2酸性的应用418

11.4羧酸衍生物的生成419

11.4.1酯的生成419

11.4.2酰胺的生成421

11.4.3酰卤的生成422

11.4.4酸酐的生成422

11.5脱羧反应423

11.5.1直接脱羧423

11.5.2脱羧偶联424

11.5.3Hunsdiecker反应424

11.6羧酸的还原425

11.7羧酸与有机锂试剂的反应426

11.8α-氢的反应427

11.9羧酸的制备429

11.9.1伯醇和醛的氧化429

11.9.2烃的氧化429

11.9.3酯和腈的水解430

11.9.4格氏试剂与二氧化碳的反应431

11.10羟基酸431

11.10.1醇酸的脱水反应432

11.10.2α和β醇酸的分解反应433

11.11羰基酸434

11.11.1α-酮酸和β-酮酸的分解反应434

11.11.2乙酰乙酸乙酯435

11.11.3丙二酸二乙酯441

小结442

习题443

第12章羧酸衍生物446

12.1羧酸衍生物的结构和命名446

12.1.1羧酸衍生物的结构446

12.1.2羧酸衍生物的命名447

12.2羧酸衍生物的物理性质449

12.3羧酸衍生物的亲核取代反应453

12.3.1水解反应454

12.3.2醇解反应457

12.3.3氨(胺)解反应459

12.4与格氏试剂等的反应460

12.5羧酸衍生物的还原462

12.5.1Rosenmund还原462

12.5.2催化氢化或氢化铝锂还原462

12.5.3酯的金属钠还原464

12.6Reformatsky反应465

12.7酯参与的缩合反应466

12.8酯的热消除反应467

12.9黄原酸酯的热消除反应468

12.10烯酮和碳酸衍生物469

12.10.1烯酮469

12.10.2碳酸衍生物470

12.11活泼氢化合物的缩合反应472

12.11.1Michael加成472

12.11.2Perkin反应474

12.11.3Knoevenagel反应474

12.11.4Darzens反应475

12.11.5Mannich反应476

12.12油脂478

12.12.1油脂的结构478

12.12.2油脂的物理性质479

12.12.3油脂的化学性质479

12.12.4甘油磷脂480

小结481

习题482

第13章含氮有机化合物486

13.1硝基化合物486

13.1.1硝基化合物的结构486

13.1.2芳香族硝基化合物的还原487

13.2胺的结构和命名489

13.2.1胺的结构489

13.2.2胺的命名491

13.3胺的物理性质493

13.4胺的碱性494

13.5氨基的烃化和酰化497

13.5.1烃化反应497

13.5.2酰化反应498

13.6季铵碱和Hofmann消除反应499

13.7胺的氧化和Cope消除反应501

13.8胺与亚硝酸的反应503

13.8.1仲胺、叔胺与亚硝酸的反应503

13.8.2伯胺与亚硝酸的反应503

13.9芳香族胺芳环上的亲电取代反应505

13.9.1卤化反应505

13.9.2硝化反应505

13.9.3磺化反应506

13.9.4酰化反应506

13.10联苯胺重排507

13.11重氮化合物507

13.11.1重氮甲烷的反应508

13.11.2重氮乙酸乙酯与醛、酮的反应511

13.12芳香族重氮盐511

13.12.1重氮基被取代的反应511

13.12.2重氮盐的偶联反应515

13.12.3芳香族重氮盐的芳基化反应516

13.13胺的制备517

13.13.1氨或胺的烃化517

13.13.2Gabriel合成518

13.13.3含氮化合物的还原519

13.13.4由羧酸及其衍生物经异氰酸酯的重排521

13.13.5醛、酮的还原胺化524

13.14烯胺525

13.14.1烯胺的结构和制备525

13.14.2烯胺参与的反应526

小结527

习题529

第14章主要官能团之间的转换532

14.1转变成烷基的反应532

14.2转变成碳碳双键的反应533

14.3转变成碳碳叁键的反应535

14.4转变成卤代烃的反应535

14.5转变成醇的反应539

14.6转变成酚的反应541

14.7转变成醚的反应543

14.8转变成醛的反应545

14.9转变成酮的反应547

14.10转变成羧酸的反应550

14.11转变成胺的反应552

14.12转变成酯的反应555

14.13转变成酰胺的反应556

14.14转变成腈的反应557

14.15转变成酸酐的反应557

14.16转变成多官能团的反应558

14.17同时生成双官能团的反应566

14.18合成杂环的反应569

习题570

第15章周环反应573

15.1分子轨道对称性守恒原理573

15.2前线轨道理论574

15.3轨道对称性574

15.4电环化反应576

15.4.14n体系576

15.4.24n+2体系578

15.5环加成反应580

15.5.1［4+2］环加成反应581

15.5.2［2+2］环加成反应584

15.5.31,3-偶极加成585

15.6σ迁移反应586

15.6.1氢原子的［1,j］迁移587

15.6.2碳原子的［1,j］迁移589

15.6.3碳原子的［i,j］迁移589

小结591

习题592

第16章糖类化合物595

16.1单糖的结构、构型和构象596

16.1.1单糖的结构596

16.1.2单糖的构型及表示法596

16.1.3单糖的环状结构599

16.1.4单糖环状结构的构象601

16.2单糖的性质602

16.2.1碱催化下的异构化反应603

16.2.2糖苷的生成603

16.2.3氧化反应604

16.2.4还原反应608

16.2.5糖脎的生成608

16.3重要的单糖衍生物609

16.3.1脱氧糖609

16.3.2氨基糖610

16.4二糖610

16.4.1还原性二糖611

16.4.2非还原性二糖612

16.5多糖613

16.5.1纤维素613

16.5.2淀粉613

16.5.3糖原615

16.5.4环糊精615

小结616

习题617

第17章氨基酸、多肽、蛋白质和

核酸618

17.1氨基酸618

17.1.1氨基酸的结构、分类与命名618

17.1.2非蛋白质氨基酸620

17.1.3氨基酸的酸碱性质与等电点621

17.2α-氨基酸的反应624

17.2.1氨基的反应624

17.2.2羧基的反应625

17.2.3与水合茚三酮反应626

17.2.4金属络合物的生成627

17.3α-氨基酸的合成627

17.3.1α-溴代羧酸的氨化627

17.3.2Strecker合成法627

17.3.3乙酰氨基丙二酸酯法628

17.3.4Gabriel合成法628

17.4α-氨基酸的拆分630

17.4.1化学结晶法630

17.4.2酶拆分法630

17.5肽631

17.5.1肽的结构和命名631

17.5.2多肽结构的测定632

17.5.3肽链的合成635

17.6蛋白质640

17.6.1蛋白质的结构640

17.6.2蛋白质的性质644

17.7核酸644

17.7.1核酸的组成与结构644

17.7.2DNA的二级结构647

17.7.3RNA的结构和功能649

小结649

习题650

第18章萜类和甾族化合物652

18.1萜类化合物652

18.1.1萜类化合物的结构652

18.1.2典型萜类化合物举例652

18.2甾族化合物656

18.2.1甾族化合物的结构656

18.2.2典型的甾族化合物657

小结661

习题662

主要参考书目663