有机合成实验室手册 原著第22版PDF电子书下载

A　实验技术简介 1

A.1　有机实验操作的手段和方法 1

A.1.1　玻璃及玻璃接头的类型 1

A.1.2　容器类型 2

A.1.3　冷凝管类型 3

A.1.4　有机化学反应标准装置 4

A.1.5　搅拌和振摇 6

A.1.5.1　搅拌器类型 6

A.1.5.2　搅拌套管和密封类型 7

A.1.5.3 电动机的使用 8

A.1.5.4　振摇 8

A.1.6　气体的计量和导入 9

A.1.7　加热和降温 11

A.1.7.1　热源、传热和热浴 11

A.1.7.2　易燃液体的加热 12

A.1.7.3　制冷剂使用 13

A.1.8　带压操作 13

A.1.8.1　Carius管 13

A.1.8.2　高压釜的使用 14

A.1.8.3　压力钢瓶 15

A.1.9　真空操作 16

A.1.9.1　获得真空 16

A.1.9.2　真空度的测量 17

A.1.9.3　真空操作 18

A.1.10　干燥 19

A.1.10.1　气体的干燥 19

A.1.10.2　液体的干燥 20

A.1.10.3　固体的干燥 20

A.1.10.4　常用干燥剂 21

A.1.11　微量实验操作 22

A.2　分离方法 24

A.2.1　过滤和离心分离 24

A.2.2　结晶 26

A.2.2.1　溶剂的选择 26

A.2.2.2　重结晶步骤 27

A.2.2.3　熔化物的结晶 27

A.2.3　蒸馏和精馏 28

A.2.3.1　压力与沸点的关系 28

A.2.3.2　简单蒸馏 29

A.2.3.3　精馏 34

A.2.3.4　水蒸气蒸馏 40

A.2.4　升华 43

A.2.5　萃取和分液 43

A.2.5.1　固体的提取 44

A.2.5.2　液体的萃取 45

A.2.5.3　多效分配 46

A.2.6　吸附 48

A.2.6.1　溶液脱色 49

A.2.7　色谱 50

A.2.7.1　薄层色谱 50

A.2.7.2　吸附柱液相色谱 53

A.2.7.3　高压液相色谱 54

A.2.7.4　气相色谱 55

A.3 有机化合物物理性质的测定 57

A.3.1　熔点 57

A.3.1.1　毛细管法测熔点 57

A.3.1.2　显微熔点仪测定熔点 59

A.3.2　沸点 60

A.3.3　折光法 60

A.3.4　旋光测定 61

A.3.5　光谱 62

A.3.5.1　紫外和可见光谱 63

A.3.5.2　红外光谱 67

A.3.6　核磁共振波谱 73

A.3.6.1　1H NMR 75

A.3.6.2　13C NMR 78

A.3.7　质谱 82

A.3.8　借助光谱法进行结构表征的注意事项 85

A.3.9　伦琴射线法进行结构分析 85

A.4　化学药品的储存、危险废品的销毁 86

A.4.1　化学药品的储存 86

A.4.2　废弃物及其销毁 87

A.5　基本仪器 88

A.6　参考文献 89

B　有机化学文献及实验报告的写作方法 93

B.1　原始文献 93

B.1.1　期刊文献 93

B.1.2　专利文献 94

B.2　评述文献 94

B.3　参考文献 95

B.3.1　Beilstein有机化学手册 95

B.3.2　索引源 97

B.3.3　快速索引服务 97

B.4　表格 97

B.5　命名方法 98

B.6　检索过程 99

B.6.1　对限定化合物的检索 99

B.6.1.1　完整的文献检索 99

B.6.1.2　检索便利制备方法 100

B.6.2　化合物分类的检索 100

B.6.3　计算机辅助检索 100

B.6.3.1　化合物和合成方法检索 100

B.6.3.2　结构检索 100

B.6.3.3　反应检索 100

B.7　实验报告写作方法 100

B.8　参考文献 101

C　基本原理 102

C.1　有机化学反应的分类 102

C.2　化学反应中的能量变化 103

C.3　有机化学反应中的时间因素 104

C.3.1　连续反应 105

C.3.2　竞争反应 106

C.3.3　溶剂对反应性的影响 107

C.3.4　催化剂 107

C.4　酸碱反应 108

C.5　取代基对电子密度分布和有机分子反应性能的影响 110

C.5.1　取代基的极性效应 110

C.5.1.1　诱导效应 110

C.5.1.2　中介效应 110

C.5.2　极性取代基对有机化合物反应性能的影响，Hammett方程 112

C.5.3　立体效应 114

C.6　化学反应的微扰理论处理 114

C.7　立体异构体 116

C.7.1　构象 116

C.7.2　顺反异构体 117

C.7.3　手性和立体异构体 118

C.7.3.1　对映异构体 118

C.7.3.2　非对映异构体 119

C.7.3.3　手性化合物的合成 119

C.8　合成规划 121

C.8.1　反向（逆向）合成 121

C.8.2　保护基团 122

C.9　参考文献 123

D　有机制备 127

D.1 自由基取代反应 128

D.1.1 自由基的生成和稳定性 129

D.1.2 自由基的反应及寿命，自由基链式反应 131

D.1.3 自由基取代的反应性及其选择性 133

D.1.4 自由基卤代反应 136

D.1.4.1　氯代反应 136

D.1.4.2　溴代反应 139

D.1.5　生成过氧化物 142

D.1.6　其它自由基取代反应 144

D.1.7　参考文献 146

D.2　饱和碳原子上的亲核取代反应 147

D.2.1　一般过程和反应机理 147

D.2.1.1　单分子亲核取代反应（SN1） 149

D.2.1.2　双分子亲核取代反应（SN2） 150

D.2.2　亲核取代反应的影响因素 150

D.2.2.1　底物RX的反应性 150

D.2.2.2　试剂的亲核性 153

D.2.3　双功能亲核试剂的立体选择性 155

D.2.4 阴离子亲核试剂发生亲核取代反应的条件 156

D.2.4.1　反应进行的可能性 156

D.2.4.2　相转移催化剂 156

D.2.5　醇和醚的亲核取代反应 156

D.2.5.1 无机酸根作用下醇羟基的取代反应 157

D.2.5.2　醇的醚化和醚的分解 161

D.2.6 卤代烷、硫酸酯和烷基磺酸酯的亲核取代反应 162

D.2.6.1　水解反应 162

D.2.6.2　由醇盐或酚盐合成醚 165

D.2.6.3　羧酸酯的合成 168

D.2.6.4　氨及胺的烷基化反应 169

D.2.6.5　含磷化合物的烷基化 171

D.2.6.6　含硫化合物的烷基化反应 172

D.2.6.7 由Finkelstein反应合成卤代烷 175

D.2.6.8　亲核取代反应制备硝基烷 176

D.2.6.9 烷基氰化物的制备（Kolbe腈合成） 177

D.2.7　取代硅烷的亲核取代 180

D.2.8　参考文献 181

D.3　形成C—C不饱和键的消除反应 182

D.3.1　离子型α，β-消除反应 182

D.3.1.1　取代和消除作为竞争反应，离子型消除反应的机理 183

D.3.1.2　分子数和空间效应对消除取向的影响 186

D.3.1.3　立体电子效应和消除取向，消除反应的立体化学 188

D.3.1.4　醇失水（脱水）及醚失醇 191

D.3.1.5 卤代烃脱卤化氢 194

D.3.1.6　季铵碱消除三烷基胺（霍夫曼消除） 197

D.3.2　热顺式消除 199

D.3.3　α，α-消除反应 201

D.3.4　参考文献 202

D.4　非活化C—C多重键的加成反应 204

D.4.1　烯烃和炔烃的亲电加成反应 205

D.4.1.1　亲电加成反应机理 205

D.4.1.2　亲电加成反应的立体因素 207

D.4.1.3　质子酸及水与烯烃、炔烃的加成反应 208

D.4.1.4 卤素和次卤酸的加成反应 211

D.4.1.5　汞化 213

D.4.1.6　环氧化和羟基化反应 214

D.4.1.7　臭氧分解反应 218

D.4.1.8　硼氢化反应 218

D.4.1.9 阳离子聚合反应 220

D.4.2　亲核加成反应 221

D.4.2.1　烯烃的阴离子聚合反应 221

D.4.2.2　炔烃的亲核加成反应 222

D.4.3 自由基加成反应 225

D.4.4　环加成 230

D.4.4.1　［1+2］环加成 231

D.4.4.2　［2+2］环加成 232

D.4.4.3 ［3+2］环加成（1,3-偶极加成） 233

D.4.4.4　［4+2］环加成（Diels-Alder反应） 233

D.4.5　金属和金属复合物催化的烯烃的反应 236

D.4.5.1　烯烃和乙炔发生的同相催化反应 236

D.4.5.2　异类催化氢化反应 240

D.4.6　参考文献 246

D.5　芳香族化合物的取代反应 251

D.5.1　芳香族化合物的亲电取代反应 251

D.5.1.1　芳香族化合物亲电取代反应的反应历程 252

D.5.1.2　取代基对芳香烃反应活性的影响和定位作用 253

D.5.1.3　硝化反应 256

D.5.1.4　磺化反应 259

D.5.1.5 卤化反应 264

D.5.1.6　硫氰化反应 268

D.5.1.7　傅-克烷基化反应 269

D.5.1.8　羰基化合物对苯环的亲电取代反应 272

D.5.1.9　亚硝化反应 285

D.5.2　芳香亲核取代反应 286

D.5.2.1 活化芳烃上的亲核取代反应 286

D.5.2.2　未活化芳烃上的亲核取代反应 290

D.5.3　金属引起的芳环上的取代反应 291

D.5.3.1　芳烃的金属化 292

D.5.3.2　芳基与有机金属化合物的偶联 295

D.5.3.3　Heck反应 300

D.5.3.4　芳基-杂原子偶联 302

D.5.4　参考文献 303

D.6　氧化与脱氢 307

D.6.1　通性 307

D.6.2 甲基与亚甲基的氧化 308

D.6.2.1　烷基芳烃氧化成芳香羧酸 310

D.6.2.2 甲基芳烃氧化生成芳香醛 312

D.6.2.3　羰基化合物中活化甲基和亚甲基的氧化 314

D.6.3　伯醇、仲醇及醛的氧化 317

D.6.3.1　伯醇氧化生成醛，仲醇氧化生成酮 317

D.6.3.2　伯醇和醛氧化成羧酸 321

D.6.4　氧化制备醌 323

D.6.4.1　芳烃氧化制备醌 323

D.6.4.2　取代芳烃氧化制备醌 324

D.6.4.3　氧化偶联制备醌 326

D.6.5　有C—C键断裂的氧化反应 327

D.6.5.1　C—C多重键的氧化 328

D.6.5.2　乙二醇的氧化断裂 329

D.6.5.3　仲醇和酮的氧化断裂 330

D.6.6　烃和氢化芳烃的脱氢 331

D.6.7　参考文献 333

D.7　羰基化合物的反应 335

D.7.1　羰基化合物与杂原子亲核试剂的反应 337

D.7.1.1　醛和酮与胺的反应 341

D.7.1.2　醛酮与水和醇的反应 346

D.7.1.3　醛和酮生成缩硫醛和亚硫酸加成物的反应 350

D.7.1.4　羧酸和羧酸衍生物与含杂原子亲核试剂的反应 350

D.7.1.5　腈的亲核加成 373

D.7.1.6　特殊羰基化合物上的亲核加成 376

D.7.1.7　羰基化合物的硫化 379

D.7.2　羰基化合物与含碳亲核试剂的反应 381

D.7.2.1　羰基化合物与CH酸类化合物的反应 383

D.7.2.2　羰基化合物与有机金属化合物的反应 424

D.7.3　羰基化合物的还原 431

D.7.3.1　羰基化合物通过H亲核试剂还原 432

D.7.3.2　羰基化合物的催化氢化 444

D.7.3.3　非贵金属和低化合价金属化合物对羰基化合物的还原 448

D.7.4　插烯羰基化合物及其它插烯体系的反应 452

D.7.4.1　插烯接受电子化合物——α，β-不饱和羰基化合物的反应 454

D.7.4.2　插烯供电子化合物——烯醇化物、烯醇、烯醇醚、烯胺——的反应 465

D.7.5 参考文献 475

D.8　其它杂原子羰基化合物的反应 481

D.8.1　硝基和亚硝基的还原 483

D.8.2　亚硝酸的反应 486

D.8.2.1　亚硝酸与氨基化合物的反应 486

D.8.2.2　亚硝酸和醇的反应（酯化反应） 489

D.8.2.3　亚硝酸和CH酸性化合物的反应 489

D.8.3　重氮盐的反应 490

D.8.3.1　煮沸和还原 490

D.8.3.2　Sandmeyer反应 493

D.8.3.3　偶氮与偶氮染料 495

D.8.4　脂肪族重氮化合物的反应 498

D.8.4.1　重氮烷的合成 498

D.8.4.2　脂肪重氮化合物的反应 499

D.8.5　磺酸衍生物的反应 502

D.8.6　参考文献 506

D.9　重排反应 507

D.9.1　（1,2）-重排 508

D.9.1.1　碳原子上的亲核（1,2）-重排 510

D.9.1.2　氮原子上的重排 514

D.9.1.3　氧原子上的重排 520

D.9.2　（3,3）-重排 521

D.9.3　参考文献 524

E．有机化合物的鉴别 527

E.1 官能团的初步试验和检验 527

E.1.1　初步试验 528

E.1.1.1　试样的外观 528

E.1.1.2　物理常数的确定 528

E.1.1.3　燃烧和焰色试验 528

E.1.1.4　元素分析 529

E.1.1.5　溶解度的测定 530

E.1.2　官能团的鉴别 531

E.1.2.1　不饱和化合物的鉴别 532

E.1.2.2　芳香化合物的鉴别 532

E.1.2.3　强还原性化合物的鉴别（与银氨溶液的反应） 533

E.1.2.4　醛和酮的鉴别 533

E.1.2.5　醇、酚、烯醇的鉴别 533

E.1.2.6　碘仿试验（与次碘酸钠的反应） 535

E.1.2.7　可碱性水解的化合物的鉴别 535

E.1.2.8　胺的鉴别 536

E.1.2.9　硝基和亚硝基化合物的鉴别 536

E.1.2.10　可水解卤化物的鉴别 537

E.1.2.11　硫醇和噻吩的鉴别 537

E.2　衍生物和光谱 538

E.2.1　氨基化合物的鉴定 538

E.2.1.1　伯胺和仲胺 538

E.2.1.2　叔胺 542

E.2.1.3　氨基酸 544

E.2.2　羰基化合物的鉴别 545

E.2.2.1　醛和酮 545

E.2.2.2　醌 551

E.2.2.3　单糖 552

E.2.2.4　缩醛 553

E.2.2.5　羧酸 553

E.2.2.6　酰胺和腈 558

E.2.2.7　羧酸酯 558

E.2.3　醚的鉴别 559

E.2.3.1　用氢碘酸或者氢溴酸分解醚 559

E.2.3.2　用氯化锌-3,5-二硝基苯甲酰氯分解醚 559

E.2.4　含卤化合物的鉴别 560

E.2.4.1　酰苯胺的制备 560

E.2.4.2　S-烷基硫脲苦味酸盐的制备 560

E.2.5　羟基化合物的鉴别 563

E.2.5.1　伯和仲醇 563

E.2.5.2　叔醇 564

E.2.5.3　酚 566

E.2.6　烃类化合物的鉴别 568

E.2.6.1　烷烃和环烷烃 568

E.2.6.2　芳香烃 570

E.2.6.3　烯烃和炔烃 571

E.2.7　硝基和亚硝基化合物的鉴定 573

E.2.7.1　用锡-盐酸制备胺 573

E.2.7.2　用水合肼-兰尼镍制备胺 573

E.2.8　磺胺化合物的鉴别 573

E.2.8.1　3,5-二硝基硫代苯甲酸酯的制备 573

E.2.8.2　硫化2,5-二硝基苯的制备以及转化成砜的氧化反应 573

E.2.8.3　物质的量的测定 573

E.2.9　磺酸的鉴别 574

E.2.9.1　S-苯甲基硫脲磺酸盐的制备 574

E.2.9.2　磺酰胺的制备 575

E.3　混合物的分离 575

E.4　有机化合物的分离和鉴别实例 576

E.5　参考文献 577

F　主要试剂、溶剂及辅助试剂的性质、纯化和制备（试剂附录） 578

参考文献 596

G 危险物的性质（危险物附录） 597

参考文献 600