有机化学PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 有机化合物和有机化学 1

1.2 有机化合物的特征 1

1.2.1 有机化合物的结构特征 1

1.2.2 有机化合物的性质特征 2

1.3 共价键 2

1.3.1 共价键的形成及相关理论 2

1.3.2 共价键的键参数 6

1.3.3 诱导效应 8

1.3.4 共价键的断裂与有机反应基本类型 9

1.4 分子间相互作用力 10

1.4.1 偶极-偶极相互作用 10

1.4.2 范氏力 10

1.4.3 氢键 11

1.4.4 水相互作用 11

1.5 有机反应中的酸碱概念 11

1.5.1 Br？nsted酸碱理论 11

1.5.2 Lewis酸碱理论 12

1.5.3 软硬酸碱理论 13

1.6 有机化合物的分类 13

1.6.1 根据碳骨架分类 13

1.6.2 根据官能团分类 14

1.7 有机化合物构造式的写法 15

1.7.1 电子式 15

1.7.2 蛛网式及结构简式 15

1.7.3 键线式 16

1.8 有机化合物命名的基本原则 16

1.8.1 几个与命名相关的词 16

1.8.2 系统命名的基本原则 17

1.8.3 特殊情况的处理 18

1.9 有机化学的研究方法 20

习题 21

第2章 饱和烃：烷烃和环烷烃 23

2.1 通式、同系列和同分异构 23

Ⅰ 烷烃 24

2.2 烷烃的命名 24

2.3 烷烃的结构 24

2.3.1 烷烃的结构 24

2.3.2 烷烃的构象 25

2.4 烷烃的物理性质 28

2.4.1 沸点 28

2.4.2 熔点 29

2.4.3 密度 29

2.4.4 溶解度 29

2.5 烷烃的化学反应 29

2.5.1 氧化、热解和异构化 30

2.5.2 取代反应 31

Ⅱ 环烷烃 36

2.6 环烷烃的命名 36

2.6.1 单环烷烃 36

2.6.2 多环烷烃 37

2.7 环烷烃的结构与构象 39

2.7.1 小环烷烃的结构与稳定性 39

2.7.2 环己烷的构象 41

2.7.3 取代环己烷的构象 42

2.7.4 十氢合萘的构型 43

2.8 环烷烃的物理性质 43

2.9 环烷烃的化学反应 44

2.9.1 取代反应 44

2.9.2 催化氢化 44

2.9.3 与卤素或卤化氢的开环反应 45

2.9.4 氧化反应 45

2.10 烷烃和环烷烃的制备 45

Ⅲ 饱和烃的来源及石油产业 46

习题 46

第3章 不饱和烃：烯烃、炔烃和二烯烃 48

Ⅰ 烯烃 48

3.1 烯烃的结构 48

3.2 烯烃的异构和命名 49

3.2.1 烯烃的异构 49

3.2.2 烯烃的命名 49

3.3 烯烃的物理性质 51

3.4 烯烃的化学反应 52

3.4.1 催化氢化 52

3.4.2 亲电加成反应 53

3.4.3 氧化反应 59

3.4.4 α-氢卤代 61

3.4.5 聚合 62

Ⅱ 炔烃 63

3.5 炔烃的结构 63

3.6 炔烃的命名 63

3.7 炔烃的物理性质 64

3.8 炔烃的化学反应 64

3.8.1 酸性及炔氢的特性反应 65

3.8.2 亲电加成反应 66

3.8.3 亲核加成反应 67

3.8.4 还原反应 68

3.8.5 氧化反应 68

3.8.6 聚合 69

Ⅲ 二烯烃 69

3.9 二烯烃的分类和命名 69

3.9.1 二烯烃的分类 69

3.9.2 二烯烃的命名 70

3.10 共轭二烯烃的结构与共轭效应 70

3.10.1 共轭二烯烃的结构 70

3.10.2 共轭效应 70

3.10.3 超共轭效应 72

3.10.4 共振论 72

3.11 共轭二烯烃的化学反应 74

3.11.1 1，4-加成 74

3.11.2 Diels-Alder反应 76

3.11.3 聚合 76

3.12 烯烃和炔烃的制备 77

3.12.1 烯烃的制备 77

3.12.2 炔烃的制备 77

Ⅳ 不饱和烃的来源及橡胶产业 78

习题 79

第4章 芳烃 82

4.1 芳烃的分类、异构和命名 82

4.1.1 芳烃的分类 82

4.1.2 芳烃的异构 82

4.1.3 芳烃的命名 83

4.2 苯的结构 84

4.2.1 价键理论观点 84

4.2.2 分子轨道理论观点 84

4.2.3 共振论观点 85

4.3 芳烃的物理性质 85

4.4 单环芳烃的化学性质 86

4.4.1 亲电取代反应 86

4.4.2 加成反应 91

4.4.3 氧化反应 91

4.4.4 还原反应 92

4.4.5 芳烃侧链的反应 92

4.5 芳环亲电取代反应的定位规律 93

4.5.1 三类定位基 94

4.5.2 定位规律的解释 95

4.5.3 二取代苯的定位规律 98

4.5.4 定位规律在有机合成上的应用 99

4.6 稠环芳烃 100

4.6.1 多环芳烃的分类 100

4.6.2 萘 101

4.6.3 蒽和菲 104

4.6.4 富勒烯 105

4.7 非苯芳烃 105

4.8 芳烃的来源及煤炭产业 108

习题 108

第5章 对映异构 112

5.1 手性和对称性 112

5.1.1 偏振光和物质的旋光性 112

5.1.2 旋光仪和比旋光度 112

5.1.3 分子的手性与旋光性 113

5.1.4 分子的对称性与旋光性 113

5.2 含一个不对称碳的化合物 114

5.2.1 构型的表示 114

5.2.2 构型的标记 115

5.2.3 对映体和外消旋体 116

5.3 含两个及多个不对称碳的化合物 117

5.3.1 含两个不同不对称碳的化合物 117

5.3.2 含两个相同不对称碳的化合物 117

5.3.3 含多个不对称碳的化合物 118

5.4 环状手性化合物 119

5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物 119

5.5.1 丙二烯型化合物 119

5.5.2 联苯型化合物 120

5.6 前（潜）手性碳和分子的前（潜）手性 121

5.7 不对称合成与拆分 121

5.7.1 不对称合成 121

5.7.2 外消旋体的拆分 123

5.7.3 对映体过量百分数和光学纯度 125

5.8 手性与药物 125

5.9 异构体的分类 126

习题 127

第6章 卤代烃 金属有机化合物 131

6.1 卤代烃的分类、异构、命名和结构 131

6.1.1 卤代烃的分类 131

6.1.2 卤代烃的异构 131

6.1.3 卤代烃的命名 132

6.1.4 卤代烃的结构 132

6.2 卤代烃的物理性质 132

6.3 卤代烃的化学反应 133

6.3.1 卤代烃的亲核取代反应 133

6.3.2 卤代烃的消除反应 135

6.3.3 卤代烃的还原 136

6.3.4 卤代烃与金属的反应 金属有机化合物 136

6.4 饱和碳原子上亲核取代反应历程 140

6.4.1 单分子取代反应SN1 140

6.4.2 双分子取代反应SN2 142

6.4.3 离子对机理 143

6.4.4 分子内亲核取代反应历程 143

6.5 影响亲核取代反应的因素 144

6.5.1 烃基结构的影响 144

6.5.2 离去基团的影响 145

6.5.3 亲核试剂的影响 146

6.5.4 溶剂的影响 146

6.6 消除反应历程 147

6.6.1 单分子消除反应E1 147

6.6.2 双分子消除反应E2 147

6.7 影响消除反应的因素 148

6.7.1 烃基结构的影响 148

6.7.2 离去基团的影响 148

6.7.3 进攻试剂的影响 149

6.7.4 溶剂的影响 149

6.8 取代反应与消除反应的竞争 149

6.8.1 烃基结构的影响 149

6.8.2 试剂的影响 149

6.8.3 溶剂极性的影响 150

6.8.4 反应温度的影响 150

6.9 其他卤代烃 150

6.9.1 双键和苯环位置对卤原子活性的影响 150

6.9.2 卤代芳烃 152

6.9.3 多卤代烃 154

6.9.4 氟代烃 155

6.10 卤代烃的制备 156

6.10.1 烷烃的卤代 156

6.10.2 烯烃、炔烃与卤化氢或卤素加成 156

6.10.3 由醇制备 156

习题 156

第7章 波谱分析在有机化学中的应用 161

7.1 电磁辐射 161

7.2 红外光谱 162

7.2.1 分子振动和红外光谱 163

7.2.2 有机化合物的特征频谱 164

7.2.3 有机化合物红外谱图举例 166

7.2.4 红外光谱的应用 169

7.3 核磁共振 170

7.3.1 核磁共振氢谱的基本原理 171

7.3.2 化学位移 172

7.3.3 自旋偶合与自旋裂分 175

7.3.4 积分常数 178

7.3.5 核磁共振氢谱解析 178

7.3.6 核磁共振碳谱 179

7.4 紫外光谱 183

7.4.1 电子跃迁与紫外光谱 183

7.4.2 紫外谱图解析 185

7.5 质谱 186

7.5.1 质谱的基本原理 186

7.5.2 质谱解析 187

7.5.3 质谱新技术 190

习题 192

第8章 醇、酚和醚 197

Ⅰ 醇 197

8.1 醇的分类、命名和结构 197

8.1.1 醇的分类 197

8.1.2 醇的命名 197

8.1.3 醇的结构 198

8.2 醇的物理性质与波谱特征 198

8.2.1 醇的物理性质 198

8.2.2 醇的波谱特征 199

8.3 一元醇的化学性质 201

8.3.1 醇的酸性和碱性 201

8.3.2 生成卤代烃 202

8.3.3 脱水和消除反应 205

8.3.4 醇的氧化反应 206

8.3.5 醇的脱氢反应 207

8.4 多元醇的特殊反应 207

8.4.1 邻二醇的氧化 207

8.4.2 频哪醇重排 208

8.5 醇的制备 209

8.5.1 由烯烃制备 209

8.5.2 卤代烃的水解 209

8.5.3 羰基化合物的还原 209

8.5.4 利用格氏试剂制备醇 209

Ⅱ 酚 210

8.6 酚的分类和命名 210

8.7 酚的物理性质与波谱特征 210

8.7.1 酚的物理性质 210

8.7.2 酚的波谱特征 211

8.8 酚的化学性质 212

8.8.1 酚的酸性 212

8.8.2 酚醚和酯的生成 212

8.8.3 酚与三氯化铁反应 214

8.8.4 苯酚芳环上的亲电取代反应 214

8.9 酚的制备 216

8.9.1 异丙苯法 216

8.9.2 卤代芳烃水解 216

8.9.3 碱熔法 216

8.9.4 重氮盐水解 216

Ⅲ 醚 216

8.10 醚的分类和命名 216

8.11 醚的物理性质与波谱特征 217

8.11.1 醚的物理性质 217

8.11.2 醚的波谱特征 218

8.12 醚的化学反应 218

8.12.1 锌盐的形成 218

8.12.2 醚键的断裂 219

8.12.3 过氧化物的生成 219

8.12.4 Claisen重排 219

8.13 醚的制备 220

8.13.1 Williamson合成法 220

8.13.2 Ullmann反应制备 220

8.13.3 醇分子间的脱水 220

Ⅳ 环醚和冠醚 220

8.14 环醚 220

8.15 冠醚 221

习题 222

第9章 醛、酮和醌 225

Ⅰ 醛和酮 225

9.1 醛和酮的分类和命名 225

9.1.1 醛和酮的分类 225

9.1.2 醛和酮的命名 225

9.2 醛和酮的结构 226

9.3 醛和酮的物理性质和波谱特征 226

9.3.1 醛和酮的物理性质 226

9.3.2 醛和酮的波谱特征 227

9.4 醛和酮的化学反应 229

9.4.1 醛和酮的亲核加成反应概述 229

9.4.2 与含氧亲核试剂的加成 232

9.4.3 与含硫亲核试剂的加成 234

9.4.4 与含碳亲核试剂的加成 235

9.4.5 与含氮亲核试剂的加成 236

9.4.6 与Wittig试剂的反应 238

9.4.7 Reformatsky反应 239

9.5 醛和酮α-H的反应 240

9.5.1 α-碳上氢原子的活泼性 240

9.5.2 卤代反应 240

9.5.3 羟醛缩合反应 241

9.5.4 Mannich反应 243

9.6 醛和酮的氧化和还原反应 244

9.6.1 醛和酮的氧化反应 244

9.6.2 醛和酮的还原反应 245

9.7 Cannizzaro反应 247

9.8 α，β-不饱和醛、酮 247

9.8.1 还原反应 247

9.8.2 亲核加成反应 248

9.8.3 Michael加成 248

9.9 醛、酮的制备 249

9.9.1 由醇的氧化和脱氢制备 249

9.9.2 用芳烃制备 249

9.9.3 用羧酸衍生物制备 250

9.9.4 炔烃的水合反应 250

Ⅱ 醌 251

9.10 醌的结构和命名 251

9.11 醌的化学性质 251

9.11.1 碳碳双键的加成反应 251

9.11.2 羰基的反应 252

9.11.3 1，4-加成反应 252

9.11.4 还原反应 252

9.11.5 自由基捕获剂 253

9.12 醌与染料 253

习题 254

第10章 羧酸及其衍生物 258

Ⅰ 羧酸 258

10.1 羧酸的分类、命名和结构 258

10.1.1 羧酸的分类和命名 258

10.1.2 羧酸的结构 258

10.2 羧酸的物理性质和波谱特征 259

10.2.1 羧酸的物理性质 259

10.2.2 羧酸的波谱特征 259

10.3 羧酸的化学性质 261

10.3.1 羧酸的酸性 261

10.3.2 羧酸衍生物的生成 263

10.3.3 羧酸的还原 265

10.3.4 羧酸α-H的卤代反应 266

10.3.5 脱羧反应 266

10.3.6 二元羧酸的特性 267

Ⅱ 羧酸衍生物 268

10.4 羧酸衍生物的命名 268

10.5 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征 269

10.5.1 羧酸衍生物的物理性质 269

10.5.2 羧酸衍生物的波谱特征 270

10.6 羧酸衍生物的化学性质 272

10.6.1 亲核取代反应 272

10.6.2 还原反应 275

10.6.3 与格氏试剂的反应 276

10.6.4 酯缩合反应 277

10.6.5 Hofmann降级反应 278

10.6.6 酰胺的失水反应 278

10.6.7 酰胺的酸碱性 279

10.6.8 烯酮 279

Ⅲ 取代酸 280

10.7 羟基酸的分类和命名 280

10.8 羟基酸的化学反应 280

10.8.1 酸性 280

10.8.2 氧化反应 281

10.8.3 脱水反应 281

10.8.4 分解脱羧反应 282

10.9 β-二羰基化合物 282

10.9.1 酮式-烯醇式互变异构 282

10.9.2 乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用 283

10.9.3 丙二酸二乙酯在有机合成中的应用 285

10.10 羧酸的制备 286

10.10.1 由伯醇或醛氧化制备 286

10.10.2 由烃的氧化制备 286

10.10.3 用腈水解制备 286

10.10.4 由格氏试剂与二氧化碳反应制备 286

10.10.5 酚酸的制备 287

习题 287

第11章 有机含氮化合物 291

Ⅰ 硝基化合物 291

11.1 硝基化合物的分类、命名和结构 291

11.1.1 硝基化合物的分类和命名 291

11.1.2 硝基化合物的结构 291

11.2 硝基化合物的物理性质和波谱特征 291

11.2.1 硝基化合物的物理性质 291

11.2.2 硝基化合物的波谱特征 292

11.3 脂肪族硝基化合物的化学性质 293

11.3.1 具有α-H的脂肪族硝基化合物与碱的反应 293

11.3.2 还原反应 294

11.3.3 硝基对芳环上其他取代基的影响 295

Ⅱ 胺 296

11.4 胺的分类、命名和结构 297

11.4.1 胺的分类和命名 297

11.4.2 胺的结构 298

11.5 胺的物理性质和波谱特征 298

11.5.1 胺的物理性质 298

11.5.2 胺的波谱特征 299

11.6 胺的化学性质 300

11.6.1 胺的碱性 300

11.6.2 烷基化反应 301

11.6.3 酰化反应 302

11.6.4 与亚硝酸反应 302

11.7 季铵盐和季铵碱 303

11.7.1 季铵盐 303

11.7.2 季铵碱的消除反应 304

11.8 胺的制备 305

11.8.1 酰胺和腈的还原 305

11.8.2 氨与卤代烃的反应 305

11.8.3 醛和酮的还原胺化 305

11.8.4 硝基化合物的还原 306

11.8.5 酰胺的Hofmann降级反应 306

11.8.6 Gabriel合成法 306

Ⅲ 其他含氮化合物 306

11.9 芳香族重氮和偶氮化合物 306

11.9.1 重氮盐的制备 306

11.9.2 重氮盐在有机合成中的应用 307

11.9.3 偶氮化合物与偶氮染料 311

11.10 腈和异腈 311

11.10.1 腈的化学性质 311

11.10.2 异腈 312

习题 313

第12章 含硫、含磷及含硅有机化合物 316

12.1 含硫有机化合物 316

12.1.1 硫醇、硫酚、硫醚 317

12.1.2 磺酸 320

12.1.3 牛磺酸和磺胺类药物 321

12.2 含磷有机化合物 321

12.2.1 命名与结构 322

12.2.2 含磷化合物的化学性质 323

12.2.3 有机磷农药 324

12.2.4 不对称催化中的膦配体 325

12.3 含硅有机化合物 325

12.3.1 烃基硅烷的制备 326

12.3.2 卤硅烷的制备和化学性质 327

12.3.3 有机硅化合物在合成中的应用 328

习题 329

第13章 杂环化合物 330

13.1 杂环化合物的分类、命名和结构 330

13.1.1 杂环化合物的分类和命名 330

13.1.2 杂环化合物的物理性质与波谱特征 332

13.1.3 五元和六元杂环化合物的结构和芳香性 335

13.2 五元杂环化合物 339

13.2.1 五元杂环化合物的化学反应 339

13.2.2 苯并五元杂环化合物 342

13.2.3 常见的五元杂环化合物 344

13.3 六元杂环化合物 346

13.3.1 六元杂环化合物的化学反应 346

13.3.2 苯并六元杂环化合物 350

13.3.3 常见的六元杂环化合物 351

13.4 杂环类药物 352

习题 354

第14章 类脂化合物 357

14.1 油脂 357

14.1.1 油脂的物理性质 359

14.1.2 油脂的化学性质 359

14.2 蜡 360

14.3 磷脂 361

14.4 萜类化合物 362

14.4.1 单萜 362

14.4.2 倍半萜 363

14.4.3 二萜 364

14.4.4 三萜 365

14.4.5 四萜 365

14.4.6 萜类的生物合成 366

14.5 甾族化合物 366

14.5.1 胆固醇 367

14.5.2 维生素D 367

14.5.3 胆酸 368

14.5.4 甾族激素 369

习题 370

第15章 碳水化合物 371

15.1 碳水化合物的分类 371

15.2 单糖 371

15.2.1 单糖的分类、构型与命名 371

15.2.2 单糖的环状结构 375

15.2.3 单糖的构象 377

15.2.4 单糖的化学反应 378

15.2.5 重要的单糖及其衍生物 383

15.3 二糖 385

15.3.1 二糖总论 385

15.3.2 重要的二糖 385

15.4 多糖 387

15.4.1 淀粉 387

15.4.2 纤维素 389

15.4.3 甲壳素 390

15.4.4 细胞表面的多糖 390

15.4.5 寡糖的合成 391

习题 392

第16章 氨基酸、多肽、蛋白质及核酸 394

16.1 氨基酸 394

16.1.1 α-氨基酸的结构、命名和分类 394

16.1.2 氨基酸的性质 395

16.2 多肽 398

16.2.1 多肽的组成 398

16.2.2 多肽的结构测定 399

16.2.3 多肽合成 401

16.3 蛋白质 404

16.3.1 蛋白质的分类、功能和组成 404

16.3.2 蛋白质的结构 404

16.3.3 蛋白质的性质 408

16.4 酶 409

16.5 核酸 410

16.5.1 核酸的组成与结构 410

16.5.2 核酸的性质 413

16.6 生物技术和生物技术药物 414

16.6.1 基因工程 414

16.6.2 干扰素 414

16.6.3 多肽类药物 414

16.6.4 抗体药 415

习题 415

第17章 周环反应 418

17.1 前线轨道理论 418

17.2 电环化反应 420

17.3 环加成反应 422

17.4 σ迁移反应 424

17.4.1 H［1，j］σ迁移 424

17.4.2 C原子的［1，j］σ迁移 426

17.4.3 ［i，j］σ迁移 427

习题 428

部分习题答案 431

参考文献 438