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第1章 绪论 1

1.1 有机化合物和有机化学 1

1.1.1 有机化合物 1

1.1.2 有机化学发展概述 1

1.1.3 有机化合物的主要特征 3

1.1.4 有机化学的研究内容 4

1.2 有机结构理论初步 5

1.2.1 化学键的主要类型 5

1.2.2 化学键的近似处理 6

1.2.3 共振论（resonance structure）简介 12

1.3 共价键的基本属性 14

1.3.1 键长 14

1.3.2 键角 15

1.3.3 键能 15

1.3.4 键的极性 16

1.3.5 共价键的极化 17

1.4 共价键的断裂及有机反应分类 17

1.4.1 键的异裂——离子型反应 17

1.4.2 键的均裂——自由基反应 18

1.4.3 协同反应 18

1.5 有机化学中的酸碱概念 19

1.5.1 Bronsted-Lowry酸碱理论 19

1.5.2 Lewis酸碱理论 20

1.6 分子间力 20

1.6.1 偶极－偶极作用力（静电力） 21

1.6.2 诱导力 21

1.6.3 色散力 21

1.6.4 氢键 21

1.7 有机化学的一般研究方法 22

1.7.1 分离及提纯 22

1.7.2 纯度的检验 22

1.7.3 元素定性定量分析 22

1.7.4 经验式及分子式的确定 23

1.7.5 结构式的确定 23

1.8 有机化合物的分类 23

1.8.1 根据碳架分类 23

1.8.2 按官能团分类 24

知识介绍 受阻Lewis酸碱对 25

习题 26

第2章 烷烃 28

2.1 烷烃的结构 28

2.2 烷烃的同分异构现象 29

2.2.1 碳链异构 29

2.2.2 饱和碳原子的四种类型 30

2.3 烷烃的命名 31

2.3.1 普通命名法 31

2.3.2 常见的烷基 32

2.3.3 系统命名法 33

2.4 烷烃的物理性质 34

2.4.1 物态 34

2.4.2 沸点 35

2.4.3 熔点 35

2.4.4 密度 36

2.4.5 溶解度 36

2.5 烷烃的构象异构 36

2.5.1 乙烷的构象 36

2.5.2 正丁烷的构象 37

2.5.3 其他直链烷烃的构象 38

2.6 烷烃的化学性质 39

2.6.1 氧化和燃烧反应 39

2.6.2 热裂反应 40

2.6.3 卤代反应及历程 40

2.6.4 卤素对甲烷的相对反应活性 42

2.6.5 烷烃卤代反应的选择性 44

2.7 烷烃的天然来源和代表性烷烃 46

2.7.1 烷烃的来源 46

2.7.2 代表性烷烃及烷烃混合物介绍 47

知识介绍 生物体系、医学中的自由基 47

习题 49

第3章 环烷烃 50

3.1 环烷烃的分类及命名 50

3.1.1 分类 50

3.1.2 命名 50

3.2 单环脂环烃的性质 51

3.2.1 物理性质 51

3.2.2 化学性质 52

3.3 环烷烃的结构与稳定性 53

3.3.1 Baeyer张力学说 53

3.3.2 燃烧热与稳定性 54

3.3.3 环丙烷的结构 54

3.4 脂环烃的构象 55

3.4.1 影响脂环烃稳定性的因素 55

3.4.2 环丁烷和环戊烷的构象 55

3.4.3 环己烷的构象 56

3.4.4 一取代环己烷的构象 58

3.4.5 二取代环己烷的构象 59

3.4.6 多取代环己烷的构象 60

3.4.7 十氢化萘的构象 60

知识介绍 含有张力的多环烃（strained policyclic hydrocarbons） 61

习题 63

第4章 烯烃、炔烃和二烯烃 64

4.1 烯烃 64

4.1.1 烯烃的结构 64

4.1.2 烯烃的同分异构现象和命名 65

4.1.3 物理性质 67

4.1.4 化学性质 67

4.2 炔烃 74

4.2.1 炔烃的结构 74

4.2.2 炔烃的异构和命名 75

4.2.3 物理性质 75

4.2.4 化学性质 76

4.3 二烯烃 78

4.3.1 二烯烃的分类和命名 78

4.3.2 共轭二烯烃的结构 79

4.3.3 共轭体系和共轭效应 79

4.3.4 共轭二烯的特殊化学性质 80

知识介绍橡胶知识 83

习题 84

第5章 苯香烃 86

5.1 苯的结构 86

5.1.1 苯的凯库勒（Kekülé）结构式 86

5.1.2 苯的分子轨道和结构的近代概念 87

5.1.3 苯的特殊稳定性——芳香性 89

5.2 苯的同分异构现象和命名 89

5.2.1 苯的同分异构体 89

5.2.2 命名 90

5.3 单环芳烃的物理性质 91

5.4 苯及单环芳烃的化学性质 93

5.4.1 亲电取代反应 93

5.4.2 氧化反应 99

5.4.3 加成反应 99

5.4.4 Birch还原 100

5.4.5 苯环侧链上的反应 100

5.5 苯环亲电取代反应的定位规则 101

5.5.1 取代基的分类 102

5.5.2 定位规则的理论解释 103

5.5.3 二取代苯的定位规律 105

5.5.4 定位规则的应用 106

5.6 稠环芳烃和多环芳烃 106

5.6.1 稠环芳烃 106

5.6.2 联苯及其衍生物 110

5.7 非苯芳烃及Hückel规则 111

5.7.1 Hückel规则 111

5.7.2 非苯芳烃 112

5.7.3 轮烯 112

5.7.4 芳香离子 113

5.8 芳烃的工业来源 113

知识介绍 以富勒烯为代表的全碳原子簇 114

习题 115

第6章 分子的手性和对映异构 117

6.1 手性的概念 118

6.2 有机分子对映异构现象 119

6.2.1 对映异构和手性碳原子 119

6.2.2 平面偏振光及旋光活性 120

6.2.3 分子的对称性和手性 122

6.3 含一个手性碳原子化合物的对映异构 124

6.3.1 对映体和外消旋体 124

6.3.2 手性分子的Fischer投影式表示法 125

6.3.3 对映体的构型命名（Cahn-Ingold-Prelog次序规则及R/S命名体系） 126

6.4 含两个及多个手性碳原子化合物的对映异构 129

6.4.1 含有两个不同手性碳原子的化合物 129

6.4.2 含有两个相同手性碳原子的化合物 130

6.4.3 含有多个不同手性碳原子的化合物 131

6.5 环状化合物的立体异构 132

6.6 不含手性碳原子化合物的旋光异构 134

6.6.1 具有丙二烯结构的分子 135

6.6.2 联苯型衍生物 136

6.6.3 面手性化合物 136

6.7 外消旋体的拆分 137

6.7.1 化学拆分法 137

6.7.2 生物拆分法 138

6.7.3 柱色谱拆分法 139

6.8 手性化合物的产生 139

知识介绍生物世界的手性现象、手性药物简介 142

习题 144

第7章 卤代烃 146

7.1 卤代烃的分类和命名 146

7.1.1 卤代烃的分类 146

7.1.2 卤代烃的命名 147

7.2 卤代烃的物理性质 147

7.3 卤代烃的化学性质 148

7.3.1 饱和卤代烃的亲核取代反应 149

7.3.2 饱和卤代烃的消除反应 150

7.3.3 与金属作用 151

7.3.4 卤代芳烃与苯炔的形成 152

7.4 饱和卤代烃亲核取代反应的两种历程 153

7.4.1 单分子亲核取代反应（SN1）历程 153

7.4.2 双分子亲核取代反应（SN2）历程 154

7.4.3 影响亲核取代反应速率的因素 155

7.5 卤代烃消除反应的历程 157

7.5.1 单分子消除反应（E1） 157

7.5.2 双分子消除反应（E2） 157

7.5.3 影响消除反应历程及活性的因素 158

7.6 消除反应与取代反应的竞争 159

7.6.1 卤代烃结构的影响 159

7.6.2 试剂的影响 160

7.6.3 溶剂的影响 160

7.6.4 反应温度的影响 160

7.7 卤素位置对反应活性的影响 161

7.7.1 卤代乙烯型和卤代芳烃化合物 161

7.7.2 烯丙基型卤代烃和苄基卤代烃 162

7.7.3 孤立型不饱和卤代烃 163

7.8 多卤代烃及氟代烃 163

7.8.1 多卤代烃 163

7.8.2 氟代烃 164

知识介绍 天然有机卤代物、杀虫剂 165

习题 166

第8章 醇和酚 169

8.1 醇的结构、分类和命名 169

8.1.1 结构和分类 169

8.1.2 命名 171

8.2 醇的物理性质 172

8.3 醇的化学性质 173

8.3.1 弱酸性 174

8.3.2 氧化和脱氢 175

8.3.3 取代反应 178

8.3.4 脱水和消除反应 181

8.3.5 邻二醇的特殊反应 183

8.3.6 与无机含氧酸的作用——无机酸酯的形成 185

8.4 酚 186

8.4.1 酚的结构、命名及主要来源 186

8.4.2 酚的物理性质 187

8.4.3 酚的化学性质 188

8.5 硫醇和苯硫酚 194

8.5.1 命名 194

8.5.2 物理性质 194

8.5.3 化学反应 195

8.6 重要的醇、酚 197

知识介绍 197

（一）醇在生物体内的氧化过程 197

（二）苯酚与甲醛、丙酮的缩合反应 198

（三）血液中醇含量的测定 199

习题 200

第9章 醚、硫醚和环氧化合物 203

9.1 醚 203

9.1.1 醚的分类、结构与命名 203

9.1.2 醚的物理性质 205

9.1.3 醚的化学性质 206

9.2 硫醚 209

9.3 环氧化合物和冠醚 210

9.3.1 环氧化合物 210

9.3.2 冠醚、穴醚与相转移催化 212

9.4 醚的应用 213

知识介绍大蒜与含硫物质 214

习题 215

第10章 测定有机化合物结构的谱学方法 218

10.1 吸收光谱的基本概念 218

10.2 紫外－可见光谱 219

10.2.1 紫外光谱的基本原理 219

10.2.2 电子的跃迁 220

10.2.3 紫外光谱的常用术语 222

10.2.4 吸收谱带 222

10.2.5 紫外－可见光谱的应用 223

10.3 红外光谱 225

10.3.1 红外光谱的表示方法 226

10.3.2 分子的振动类型 226

10.3.3 振动能级和产生红外光谱的条件 227

10.3.4 峰数和峰强 228

10.3.5 影响振动吸收频率的因素 229

10.3.6 官能团区和指纹区 231

10.3.7 各类化合物的红外光谱举例 232

10.3.8 红外光谱的解析 237

10.4 氢核磁共振光谱 238

10.4.1 NMR基本原理 238

10.4.2 核磁共振仪 239

10.4.3 化学位移 241

10.4.4 影响化学位移的因素 244

10.4.5 积分曲线和峰的面积 246

10.4.6 自旋偶合、自旋分裂 246

10.4.7 图谱解析与应用 253

10.5 质谱 254

10.5.1 质谱仪基本原理 254

10.5.2 质谱解析 255

10.5.3 高分辨质谱 258

10.5.4 质谱新技术 258

知识介绍核磁共振成像 259

习题 259

第11章 醛、酮和醌 263

11.1 醛和酮的分类、命名 264

11.1.1 分类 264

11.1.2 命名 264

11.2 醛和酮的物理性质 266

11.3 醛、酮的结构和化学性质 267

11.3.1 羰基的结构特征 267

11.3.2 醛、酮的亲核加成反应 267

11.3.3 醛的Baylis-Hillman反应 276

11.3.4 醛、酮羰基α－碳及其α－氢的反应 277

11.3.5 醛、酮的氧化还原反应 280

11.4 α，β－不饱和醛、酮 283

11.4.1 α，β－不饱和醛、酮的亲电加成反应 283

11.4.2 α，β－不饱和醛、酮的亲核加成反应 284

11.4.3 α，β－不饱和醛、酮的Diels-Alder反应 285

11.5 醌 285

11.5.1 醌的命名和物理性质 285

11.5.2 醌的结构和化学性质 286

11.6 重要的醛和酮 287

11.6.1 视黄醛 287

11.6.2 黄体酮 287

11.6.3 麝香酮 288

11.6.4 方酸 288

11.6.5 萘醌类维生素 288

知识介绍 一些生物体内的亲核加成（取代）反应——氨基酸代谢、柠檬酸循环 289

习题 290

第12章 羧酸及取代羧酸 293

12.1 羧酸的分类和命名 293

12.2 羧酸的物理性质 294

12.3 羧酸的结构和化学性质 295

12.3.1 羧酸的酸性及成盐 295

12.3.2 羧酸的亲核取代反应 298

12.3.3 羧酸的还原反应 301

12.3.4 羧酸的脱羧反应 301

12.3.5 α-H的卤代反应 302

12.4 羟基酸 303

12.4.1 羟基酸的分类和命名 303

12.4.2 羟基酸的性质 303

12.4.3 重要的羟基酸 306

12.5 羰基酸 307

12.5.1 羰基酸的分类和命名 307

12.5.2 羰基酸的化学性质 308

12.5.3 重要的羰基酸 309

知识介绍前列腺素 310

习题 310

第13章 羧酸衍生物 313

13.1 羧酸衍生物的命名 313

13.2 羧酸衍生物的物理性质 314

13.3 羧酸衍生物的化学性质 315

13.3.1 亲核取代反应 315

13.3.2 与Grignard试剂的作用 319

13.3.3 金属氢化物还原反应 319

13.4 各类羧酸衍生物的特性反应 320

13.4.1 酯缩合反应 320

13.4.2 酰氯的Rosenmund还原反应 322

13.4.3 酰胺的Hofmann降级反应 322

13.4.4 酚酯的Fries重排 322

13.5 1，3－二羰基化合物的反应及其在有机合成中的应用 322

13.5.1 1，3－二羰基化合物α－氢的酸性和烯醇负离子的稳定性 323

13.5.2 Michael加成和Robinson环化 323

13.5.3 1，3－二羰基化合物碳负离子的反应 325

13.6 互变异构现象 327

13.7 碳酸衍生物 328

13.7.1 碳酰氯 328

13.7.2 碳酰胺 329

知识介绍 阿司匹林及抗炎药物 330

习题 331

第14章 含氮有机化合物 333

14.1 胺的分类、结构和命名 333

14.1.1 胺的分类 334

14.1.2 胺的结构 334

14.1.3 胺的命名 335

14.2 胺的物理性质 336

14.3 胺的化学性质 337

14.3.1 碱性 337

14.3.2 烷基化反应 339

14.3.3 酰基化反应 339

14.3.4 磺酰化反应 340

14.3.5 与亚硝酸反应 341

14.3.6 胺甲基化反应（Mannich反应） 343

14.3.7 胺的氧化和Cope消除 343

14.3.8 苯胺的特征反应 344

14.4 季铵盐和季铵碱 345

14.4.1 Hofmann消除和彻底甲基化 345

14.4.2 相转移催化作用 346

14.5 重氮化合物 346

14.5.1 重氮化合物的制备——重氮化反应 346

14.5.2 重氮盐的反应及其在合成上的应用 347

14.6 重氮甲烷的性质 350

14.6.1 与含活泼H的化合物反应 351

14.6.2 与醛、酮的反应 351

14.6.3 卡宾的产生 351

14.7 腈和异腈 352

14.7.1 腈与异腈的制法 352

14.7.2 腈与异腈的性质 352

知识介绍 偶氮染料 353

习题 355

第15章 杂环化合物 357

15.1 杂环化合物的分类和命名 357

15.1.1 五元杂环 357

15.1.2 六元杂环 358

15.1.3 稠杂环 358

15.1.4 标氢 359

15.2 五元杂环化合物 359

15.2.1 吡咯、呋喃、噻吩 359

15.2.2 含两个及多个杂原子的五元杂环 365

15.3 六元杂环化合物 367

15.3.1 吡啶 367

15.3.2 嘧啶、吡嗪和哒嗪 371

15.4 稠杂环化合物 372

15.4.1 喹啉和异喹啉 372

15.4.2 吲哚 374

15.4.3 嘌呤 375

15.5 生物碱 376

15.5.1 生物碱的一般性质 376

15.5.2 生物碱的提取方法 377

15.5.3 重要的生物碱 377

知识介绍精神依赖性药物与毒品 379

习题 380

第16章 油脂和类脂 383

16.1 油脂 383

16.1.1 油脂的组成、结构和命名 383

16.1.2 油脂中的脂肪酸 384

16.1.3 物理性质 386

16.1.4 化学性质 386

16.1.5 肥皂和表面活性剂 387

16.2 蜡 390

16.3 磷脂 390

16.3.1 甘油磷脂 390

16.3.2 鞘磷脂 392

16.4 萜类化合物 393

16.4.1 单萜 393

16.4.2 倍半萜 395

16.4.3 二萜 395

16.4.4 三萜 395

16.4.5 四萜 396

16.5 甾族化合物 396

16.5.1 甾族化合物的基本结构 396

16.5.2 甾族化合物的立体异构 397

16.5.3 甾醇 397

16.5.4 甾体激素 399

知识介绍 天然抗癌药物紫杉醇 401

习题 402

第17章 糖类化合物 403

17.1 单糖 403

17.1.1 单糖的分类 403

17.1.2 单糖的构型和命名 404

17.1.3 单糖的环状结构 405

17.1.4 单糖的化学性质 408

17.1.5 若干重要的单糖 412

17.1.6 单糖的衍生物 412

17.2 二糖 414

17.2.1 还原性二糖 414

17.2.2 非还原性二糖 415

17.3 常见的多糖 416

17.3.1 淀粉 417

17.3.2 糖原 418

17.3.3 环糊精 419

17.3.4 纤维素 420

17.3.5 甲壳素和壳聚糖 421

17.3.6 海藻多糖 421

17.3.7 黏多糖 422

17.3.8 果胶质 422

知识介绍糖类物质与血型 423

习题 424

第18章 氨基酸、多肽和蛋白质 426

18.1 氨基酸 426

18.1.1 α－氨基酸的结构、分类和命名 426

18.1.2 物理和光谱性质 430

18.1.3 α－氨基酸的酸碱性和等电点 431

18.1.4 氨基酸的化学性质 432

18.2 多肽 435

18.2.1 肽的结构和命名 435

18.2.2 肽键平面 436

18.2.3 多肽的结构测定 437

18.2.4 生物活性肽及自然界中的多肽化合物 438

18.3 蛋白质 439

18.3.1 元素组成和分类 439

18.3.2 蛋白质的分子结构 441

18.3.3 蛋白质的性质 444

知识介绍 446

（一）氨基酸和疾病 446

（二）分子病 446

习题 447

第19章 核酸及辅酶 448

19.1 核酸的分类 448

19.2 核酸的化学组成 449

19.2.1 核酸的元素组成 449

19.2.2 核酸的基本化学组成 449

19.3 核酸的一级结构 453

19.4 核酸的二级结构 454

19.4.1 DNA的双螺旋结构 454

19.4.2 RNA的结构 455

19.5 核酸的三级结构 456

19.6 核酸的理化性质 456

19.6.1 一般物理性质 456

19.6.2 酸碱性 457

19.6.3 核酸的水解 457

19.6.4 变性、复性和杂交 457

19.7 核酸的功能 458

19.7.1 DNA的复制 458

19.7.2 RNA的转录和蛋白质的生物合成 458

19.7.3 基因的遗传和生物变异 460

19.8 辅酶 460

19.8.1 辅酶A 460

19.8.2 烟酰胺辅酶NAD＋和NADP＋ 461

19.8.3 四氢叶酸 462

19.8.4 黄素辅酶FMN和FAD 462

19.8.5 磷酸吡哆醛 463

19.8.6 硫胺素焦磷酸（TPP） 464

知识介绍人类基因组计划 464

习题 465

附录1 有机化学网络资源 467

附录2 红外特征吸收数据表 468

附录3 典型有机化合物的1HNMR化学位移数值 469

参考文献 473