大学基础有机化学 第2版PDF电子书下载

绪论 1

0.1 环境友好的有机化学 1

0.2 有机化合物的特点 1

0.3 怎样学好有机化学 3

1 分子的结构与性能 4

1.1 原子结构 4

1.1.1 原子核 4

1.1.2 电子 4

1.1.3 s轨道、p轨道和杂化轨道 5

1.2 分子结构 6

1.2.1 八隅律 6

1.2.2 离子键和共价键 7

1.2.3 孤对电子 8

1.2.4 形式电荷 8

1.2.5 共价键理论和分子轨道理论 9

1.3 共价键的性质 10

1.3.1 σ键、π键和单键、重键 10

1.3.2 键长、键角和分子形状 11

1.3.3 键能 12

1.3.4 电负性、极性、极化和偶极矩 12

1.3.5 诱导效应和场效应 14

1.3.6 共轭效应 14

1.3.7 超共轭效应 15

1.4 立体效应 16

1.5 内能和张力 16

1.6 分子间作用力和物理性质 17

1.6.1 范氏力和偶极作用 17

1.6.2 氢键 17

1.6.3 对熔点和沸点的影响 18

1.6.4 对相对密度和溶解性的影响 18

1.7 有机化合物的分类 19

1.7.1 碳骨架 19

1.7.2 官能团 19

1.8 分子结构的命名 20

1.8.1 基的命名 21

1.8.2 碳原子数目的命名 21

1.8.3 几个通用词头 21

1.8.4 烷烃的系统命名法 22

1.9 分子构造及表示方式 24

1.9.1 元素分析、经验式和分子式 24

1.9.2 构造式 24

1.9.3 同分异构 25

1.9.4 共振杂化体 26

1.10 有机反应 27

1.10.1 底物、试剂和亲电、亲核 27

1.10.2 反应机理 28

1.10.3 反应的分类 28

1.10.4 热力学和动力学要求 30

1.10.5 分子的稳定性和活性 32

1.10.6 有机反应方程式 32

1.11 有机化学中的酸和碱 33

1.11.1 Bronsted质子理论和酸度 33

1.11.2 Lewis电子理论和亲电、亲核性 35

1.12 溶剂 36

1.13 有机术语和符号 38

习题 39

2 烷烃与环烷烃 45

2.1 烷烃的结构和异构体 45

2.1.1 C（sp3）的构型 45

2.1.2 同系物 46

2.1.3 同分异构体的表示 46

2.2 烷烃的构象 48

2.3 烷烃的物理性质 50

2.4 烷烃的化学性质 51

2.4.1 C—H键活化反应 51

2.4.2 氧化反应 51

2.4.3 热解反应 52

2.4.4 磺化和硝化反应 52

2.4.5 卤代反应 53

2.5 自由基链过程 54

2.6 各类环烷烃的命名 57

2.7 环烷烃的构造异构和顺／反异构 58

2.8 环烷烃的张力 59

2.9 环烷烃的构象 59

2.9.1 小环和环戊烷的构象 59

2.9.2 环己烷的构象及a键和e键 60

2.9.3 单取代环己烷的椅式构象 61

2.9.4 双取代和多取代环己烷的椅式构象 62

2.9.5 中环和大环烷烃的构象 63

2.9.6 稠环烷烃的构象 63

2.9.7 构象分析 65

2.10 环烷烃的物理性质 65

2.11 环烷烃的开环和取代反应 65

2.12 石油、天然气、页岩气和可燃冰 66

2.13 类脂化合物（1）：甾体化合物 67

2.14 来源与制备 68

2.14.1 工业生产和有机合成 68

2.14.2 开链烷烃的制备 68

2.14.3 环烷烃的制备 69

2.15 有机化合物的结构解析（1）：质谱 69

2.15.1 质谱分析的基本原理 70

2.15.2 质谱离子的主要类型 70

2.15.3 分子式的确定 71

2.15.4 烷烃质谱碎裂的类型和解析 72

习题 74

3 烯烃 77

3.1 结构和异构 77

3.1.1 C（sp2）的构型和碳碳双键 77

3.1.2 不饱和数 77

3.1.3 顺／反异构 78

3.1.4 异构体的稳定性 79

3.2 命名 79

3.2.1 简单烯烃 80

3.2.2 Z/E和CIP规则 80

3.3 物理性质 81

3.4 化学反应点和亲电加成反应 82

3.4.1 与卤化氢的反应及马氏规则 82

3.4.2 碳正离子的稳定性及其重排 83

3.4.3 酸参与的水合反应 84

3.4.4 羟汞化-还原反应 84

3.4.5 硼氢化-氧化反应 85

3.4.6 与溴或氯的反应 86

3.4.7 与次卤酸的反应 87

3.4.8 与卡宾的反应 87

3.5 与HBr的自由基加成反应 88

3.6 加氢反应 89

3.7 氧化反应 90

3.7.1 四氧化锇或高锰酸盐氧化 90

3.7.2 过氧酸氧化 91

3.7.3 臭氧氧化 91

3.8 烯烃换位反应 92

3.9 烯烃烷烃烷基化反应 92

3.10 双键α-H的自由基卤代反应 93

3.11 制备 94

3.11.1 醇脱水 94

3.11.2 卤代烷脱卤化氢 95

3.12 环烯烃 96

3.13 二烯烃 96

3.13.1 累积二烯 97

3.13.2 共轭二烯和1，2-、1，4-加成反应 97

3.13.3 Diels-Alder环加成反应 99

3.13.4 二茂铁 100

3.14 萜类化合物 100

3.15 聚合反应 101

3.16 质谱解析 103

3.17 有机化合物的结构解析（2）：紫外可见吸收光谱 103

3.17.1 光的基本性质和分子吸收光谱的基本原理 103

3.17.2 共轭烯烃的紫外-可见吸收光谱 104

习题 106

4 分子的手性 112

4.1 结构：构造、构型和构象 112

4.2 对映异构与手性 112

4.3 手性与分子的对称面 113

4.4 手性分子的类型 113

4.4.1 带手性碳中心 113

4.4.2 手性的环状分子 114

4.4.3 双键产生的手性分子 114

4.4.4 非碳手性中心 114

4.4.5 构象的手性与分子的手性 115

4.5 手性中心和立体源中心 115

4.6 旋光性、比旋光度和对映体过量 116

4.7 手性分子的表示方法 117

4.8 构型命名 118

4.8.1 绝对构型和R/S命名 118

4.8.2 相对构型和D/L.命名 119

4.8.3 构型命名与旋光方向 120

4.9 外消旋体、外消旋化和拆分 120

4.10 含多个手性碳原子的手性分子和内消旋体 120

4.10.1 非对映异构体 121

4.10.2 内消旋体 121

4.10.3 赤式、苏式 122

4.10.4 synlanti 122

4.11 对映体的性质 122

4.12 手性分子的来源 123

4.13 产生手性中心的反应（1） 124

4.13.1 手性源和前（潜）手性 124

4.13.2 烷烃的卤代反应 124

4.13.3 烯烃与卤化氢的加成反应 124

4.13.4 烯烃的氢化反应 125

4.13.5 烯烃与卤素的加成反应 125

4.13.6 烯烃的氧化反应 126

4.13.7 立体专一性的D-A反应 126

4.14 同分异构的类型 127

习题 127

5 炔烃 132

5.1 C（sp）的构型和碳碳叁键 132

5.2 命名和物理性质 133

5.3 化学反应点和亲电加成反应 133

5.3.1 叁键的亲电加成活性 134

5.3.2 与HX或卤素的加成 134

5.3.3 羟汞化-水合反应 134

5.3.4 硼氢化反应 135

5.4 亲核加成反应 135

5.5 还原反应 136

5.5.1 氢化反应 136

5.5.2 与碱金属／液氨或负氢离子的还原反应 136

5.6 氧化反应 137

5.7 聚合反应 137

5.8 制备 138

5.8.1 炔的制备 138

5.8.2 端基炔烃的酸性和炔基负离子的亲核反应 139

5.8.3 卤化双脱卤化氢反应 140

5.9 质谱解析 140

5.10 有机化合物的结构解析（3）：红外光谱 140

5.10.1 分子的振动模式 140

5.10.2 基团特征频率 141

5.10.3 红外谱图的解析 142

5.10.4 脂肪烃的红外光谱 142

5.11 有机化合物的结构解析（4）：氢核磁共振谱 143

5.11.1 核磁共振谱 144

5.11.2 1H化学位移（δH） 145

5.11.3 各类质子的δH范围 147

5.11.4 δH的估算公式 148

5.11.5 自旋-自旋偶合 150

5.11.6 化学等价和磁等价 150

5.11.7 偶合常数和（n+1）规则 151

5.11.8 质子数目的测定 153

5.11.9 高级1H NMR谱图 154

5.11.10 烃的1H NMR谱 155

5.12 有机化合物的结构解析（5）：碳核磁共振谱 156

5.12.1 13C化学位移（δc） 156

5.12.2 δc的估算公式 157

5.12.3 DEPT确定碳原子的类别 157

5.13 NMR解析有机分子结构实例 158

5.14 有机合成化学（1）：反合成分析 158

习题 159

6 芳香族化合物 163

6.1 苯 163

6.1.1 苯的Kekule结构 163

6.1.2 苯的共振结构 163

6.1.3 苯的分子轨道 164

6.2 芳香性 165

6.2.1 芳香性的表观性质 165

6.2.2 Huckel 4n+2规则 166

6.3 几个与芳香性相关的共轭环烃 166

6.3.1 环丁二烯和环辛四烯 166

6.3.2 轮烯 166

6.3.3 环丙烯正离子 167

6.3.4 环戊二烯负离子 167

6.3.5 环庚三烯正离子 168

6.4 苯衍生物的命名和物理性质 168

6.5 化学反应点和芳香亲电取代反应 169

6.5.1 卤代反应 170

6.5.2 硝化反应 171

6.5.3 磺化反应 172

6.5.4 傅-克烷基化反应 172

6.5.5 傅-克酰基化反应 174

6.6 取代苯的芳香亲电取代反应 175

6.6.1 取代基效应和定位规则 175

6.6.2 带邻位、对位导向活化取代基的反应 176

6.6.3 带间位导向钝化取代基的反应 177

6.6.4 带邻位、对位导向钝化取代基的反应 178

6.6.5 邻位、对位产物的比率 179

6.6.6 多取代苯的定位效应 179

6.7 苯的氧化反应 179

6.8 苯的还原反应 180

6.9 苄基位的卤代和氧化反应 180

6.10 有机合成化学（2）：多取代苯的合成 181

6.11 多环芳香烃 183

6.11.1 联苯与其手性 183

6.11.2 三苯甲烷 184

6.11.3 萘 185

6.11.4 蒽、菲和大环并联苯环 187

6.12 全碳分子 187

6.13 杂环化合物和杂芳性 189

6.13.1 芳杂环化合物的分类和命名 189

6.13.2 六元芳杂环化合物 190

6.13.3 五元芳杂环化合物 192

6.13.4 含有一个杂原子的五元和六元并杂环化合物 194

6.14 芳烃的波谱解析 195

习题 196

7 卤代烃 202

7.1 C—X键 202

7.2 命名和物理性质 203

7.3 化学反应点 204

7.4 亲核取代反应 204

7.4.1 双分子或单分子反应 204

7.4.2 SN2反应 205

7.4.3 SN1反应 205

7.4.4 SN2反应和SN1反应的竞争 206

7.5 消除反应 210

7.5.1 E2反应 210

7.5.2 E1反应 211

7.5.3 立体化学过程 211

7.5.4 E2反应和E1反应的竞争 213

7.6 亲核取代反应和消除反应的竞争 213

7.6.1 卤代烃的结构 213

7.6.2 试剂的碱性和浓度 213

7.6.3 溶剂的极性 214

7.6.4 反应温度 214

7.7 两可反应性 214

7.8 脱卤反应和还原反应 215

7.9 卤苯的反应 215

7.9.1 芳香亲核取代反应 216

7.9.2 苯炔 216

7.10 几个常见的卤代烃 217

7.11 制备 218

7.11.1 由烃类制备 218

7.11.2 由醇制备 219

7.11.3 卤素交换反应制碘代烃 219

7.12 有机金属化合物 220

7.12.1 有机镁试剂和格氏反应 220

7.12.2 有机锂试剂 221

7.12.3 有机铜化合物 222

7.12.4 有机铝化合物 222

7.13 过渡金属配合物及其催化的偶联反应 222

7.14 有机氟化物 223

7.15 卤代烃的质谱解析 225

习题 226

8 醇、酚和醚 232

8.1 结构及命名 232

8.2 物理性质 234

8.3 醇的化学性质 235

8.3.1 酸性和碱性 235

8.3.2 与氢卤酸反应 237

8.3.3 与含氧无机酸成酯的反应 238

8.3.4 与磺酸反应 239

8.3.5 与氯化亚砜反应 239

8.3.6 与三溴（碘）化磷反应 240

8.3.7 分子内脱水消除反应 241

8.3.8 氧化反应和脱氢反应 241

8.3.9 羟基碳构象反转的亲核取代反应 243

8.4 几种常见的醇 244

8.5 醇的制备 245

8.6 酚的化学性质 247

8.6.1 酸性和碱性 247

8.6.2 酚酯的生成和重排 248

8.6.3 氧化反应 249

8.6.4 芳环上的亲电取代反应 249

8.6.5 羟甲基化反应 251

8.6.6 萘酚的氨解反应 252

8.6.7 酚的显色反应 252

8.7 苯酚和多元酚 252

8.8 酚的制备 253

8.9 醚的化学性质 254

8.9.1 碱性 255

8.9.2 醚键裂解 255

8.9.3 自氧化反应 256

8.9.4 酚醚的生成和裂解 256

8.10 环氧乙烷 257

8.11 大环多醚和超分子化学：相转移催化反应 259

8.12 醚的制备 260

8.13 含硫有机化合物 262

8.13.1 硫原子的电子构型 263

8.13.2 硫醇和硫酚 263

8.13.3 硫醚、亚砜和砜 264

8.13.4 磺酸类化合物 265

8.14 有机合成反应（3）：保护和去保护 266

8.15 波谱解析 267

习题 268

9 醛和酮 274

9.1 羰基的结构 274

9.2 命名和物理性质 275

9.3 化学反应点 276

9.4 羰基上的亲核加成反应 276

9.4.1 醛、酮底物的活性 277

9.4.2 酸或碱催化的过程 277

9.4.3 加水 277

9.4.4 加醇或硫醇和羰基的保护 278

9.4.5 加亚硫酸氢钠 280

9.4.6 加氨、胺及其衍生物 280

9.4.7 加氢氰酸 282

9.4.8 加有机金属化合物 283

9.4.9 有机磷叶立德 284

9.4.10 产生手性中心的反应（2）：亲核加成反应的立体化学 285

9.5 还原反应 286

9.5.1 负氢试剂和催化加氢 286

9.5.2 单电子转移 287

9.5.3 酸性脱氧 287

9.5.4 碱性脱氧 287

9.6 氧化反应 288

9.6.1 Fehling试剂和Tollens试剂氧化 288

9.6.2 过氧酸氧化 289

9.6.3 其他氧化 289

9.7 羰基的α-取代反应 290

9.7.1 烯醇离子和烯醇 290

9.7.2 氘代反应和外消旋化 292

9.7.3 卤代反应和卤仿反应 292

9.7.4 烷基化和酰基化反应 294

9.8 羰基缩合反应 294

9.8.1 羟醛缩合反应 294

9.8.2 混合的羟醛缩合反应 296

9.8.3 活泼亚甲基化合物与醛、酮的缩合反应 297

9.8.4 安息香缩合反应 297

9.9 醛的歧化反应 298

9.10 α，β-不饱和醛、酮及其反应 299

9.10.1 1，2-加成和1，4-加成 299

9.10.2 Michael加成反应和Robinson增环反应 301

9.10.3 插烯作用 301

9.10.4 还原反应 302

9.11 醌 302

9.12 芳香族醛、酮 305

9.13 几种重要的醛酮化合物 306

9.14 二羰基化合物 308

9.15 制备 309

9.16 有机硅化合物 312

9.16.1 电子构型和反应特点 312

9.16.2 硅烷、氯硅烷和硅醇 313

9.16.3 几个有用的硅试剂 313

9.16.4 有机硅材料 313

9.17 波谱解析 314

习题 317

10 羧酸 323

10.1 羧基的结构 323

10.2 命名和物理性质 324

10.3 酸性和碱性 325

10.4 影响酸性强度的因素 326

10.4.1 电负性、形式电荷、原子体积和杂化轨道 326

10.4.2 极性效应 327

10.4.3 立体效应 328

10.4.4 芳香性 328

10.4.5 氢键和溶剂化作用 328

10.5 化学反应点 329

10.6 羧基中羟基氢的反应 330

10.7 羧基碳上的亲核加成-消除反应 330

10.7.1 酯化反应 330

10.7.2 生成酰卤、酸酐、酰胺 332

10.8 羧基的还原反应 333

10.9 α-烷基化和卤代反应 334

10.10 脱羧反应 334

10.11 制备 335

10.12 二元羧酸 336

10.13 α,β-不饱和羧酸 337

10.14 几种常见的羧酸 338

10.15 取代酸 339

10.15.1 卤代酸 339

10.15.2 羟基酸 339

10.15.3 羰基酸 340

10.16 超强酸 341

10.17 过氧酸和过氧酰基化物 342

习题 343

11 羧酸衍生物 346

11.1 结构和酰基碳的亲电活性 346

11.2 命名和物理性质 347

11.3 酰基氧的碱性和α-氢的酸性 347

11.4 酰基碳上的亲核加成-消除反应 348

11.4.1 水解反应和酯水解的机理 349

11.4.2 醇解反应和酯交换 351

11.4.3 氨（胺）解反应 353

11.4.4 酸解反应 353

11.5 与有机金属化合物的反应 354

11.6 还原反应 354

11.7 酰卤 355

11.8 酸酐 356

11.9 羧酸酯 357

11.9.1 酯缩合反应 357

11.9.2 热解反应 360

11.9.3 内酯 360

11.9.4 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯 361

11.10 酰胺 363

11.10.1 分类 363

11.10.2 酸碱性 364

11.10.3 加水和脱水反应 364

11.10.4 Hofmann降解反应 364

11.11 α,β-不饱和羧酸衍生物的1,2-加成和1,4-加成 365

11.12 碳酸衍生物 365

11.12.1 光气 365

11.12.2 尿素 366

11.12.3 原（碳）酸衍生物和碳酸酯 367

11.12.4 氨基甲酸酯和异氰酸酯 367

11.13 类脂化合物（2）：蜡、油脂、脂肪酸和磷脂 368

11.14 表面活性剂 371

11.15 腈 371

11.15.1 结构和命名 372

11.15.2 理化性质 372

11.15.3 制备 373

11.15.4 异腈及其衍生物 373

11.16 羧酸及其衍生物的波谱解析 374

习题 375

12 含氮化合物 381

12.1 胺的结构 381

12.2 胺的命名和物理性质 382

12.3 胺的碱性 383

12.3.1 电子效应和溶剂化效应 383

12.3.2 立体效应 384

12.3.3 胺盐的生成和胺的分离 384

12.4 胺的酸性 385

12.5 胺的化学性质 385

12.5.1 烷基化反应 385

12.5.2 酰基化和磺酰化反应 386

12.5.3 与醛、酮的反应及烯胺的应用 387

12.5.4 胺甲基化反应 387

12.5.5 氧化反应 388

12.5.6 脂肪胺与亚硝酸的反应 388

12.6 芳香重氮盐 389

12.6.1 取代反应 390

12.6.2 偶合反应和偶氮化合物 391

12.6.3 还原反应 392

12.7 重氮甲烷和叠氮化合物 392

12.8 芳香胺芳环上的取代反应 393

12.8.1 卤代反应 393

12.8.2 硝化反应 394

12.8.3 磺化反应 394

12.9 季铵盐 395

12.9.1 相转移催化性 395

12.9.2 Hofmann热解反应 396

12.9.3 离子液体 397

12.10 胺的制备 397

12.10.1 烷基化反应 397

12.10.2 含氮化合物的还原反应 399

12.10.3 亚胺的亲核加成反应 400

12.11 硝基化合物 400

12.11.1 硝基的结构 400

12.11.2 脂肪族硝基化合物 400

12.11.3 芳香族硝基化合物 401

12.12 有机磷化合物 403

12.12.1 电子构型、类型和命名 403

12.12.2 性质 403

12.12.3 生理活性 404

12.13 含氮化合物的波谱解析 405

习题 406

13 糖 411

13.1 单糖的构型和D/L命名 411

13.2 葡萄糖构型的确立 413

13.3 单糖的环状结构和变旋作用 414

13.4 单糖的理化性质 416

13.4.1 差向异构化和烯二醇重排 417

13.4.2 醚化和酯化 417

13.4.3 氧化和还原 418

13.4.4 成脎 419

13.4.5 递升和递降 420

13.5 几个重要的单糖化合物 421

13.5.1 果糖 421

13.5.2 核糖 422

13.5.3 抗坏血酸 422

13.5.4 去氧糖和氨基糖 423

13.6 苷 423

13.7 低聚糖 424

13.7.1 麦芽糖、纤维二糖和乳糖 424

13.7.2 蔗糖 425

13.7.3 棉子糖 426

13.8 多糖 427

13.8.1 淀粉 427

13.8.2 纤维素 429

13.8.3 多糖的生理功能 431

13.9 甜味分子的结构理论和甜味剂 432

13.9.1 甜度和生甜基团学说 432

13.9.2 甜味剂 433

习题 435

14 氨基酸、肽和蛋白质 437

14.1 氨基酸 437

14.1.1 分类和命名 437

14.1.2 偶极结构 439

14.1.3 酸碱性和等电点 439

14.1.4 化学反应 441

14.1.5 制备 442

14.2 肽 444

14.2.1 肽键 444

14.2.2 命名 444

14.2.3 氨基酸顺序的测定 445

14.2.4 合成 447

14.3 蛋白质 449

14.3.1 四级结构 450

14.3.2 性质 451

14.4 酶 452

14.4.1 组成和分类 453

14.4.2 酶催化 453

习题 454

15 核酸 457

15.1 核苷、核苷酸和核酸的组成 457

15.2 DNA的双螺旋结构 460

15.3 RNA的结构和功能类型 461

15.4 DNA的复制 462

15.5 基因 462

15.6 DNA的转录和RNA的生成 464

15.7 蛋白质的生物合成和RNA的翻译 464

习题 467

16 有机合成设计 468

16.1 反合成分析 468

16.1.1 基本骨架的建立 469

16.1.2 选择性的反应 469

16.1.3 切断 470

16.1.4 官能团的建立 471

16.1.5 官能团的保护和去保护 474

16.1.6 官能团的展现和活化 477

16.2 反合成分析实例 478

习题 481

17 绿色有机化学 482

Ⅰ 有机化合物中文名称中的构词成分和系统命名通则 487

Ⅱ 主题词索引（参见目录） 494

Ⅲ 西文（中文）人名索引 507

Ⅳ 英文缩写词及含义 510

Ⅴ 希腊字母及其含义 514