第1章緒論1
1.1有機化學的產生和發展1
1.1.1有機化學的產生1
1.1.2有機化學的發展2
1.2有機化合物的結構和性質特點3
1.2.1有機化合物的結構和異構3
1.2.2有機化合物中的化學鍵3
1.2.3有機化合物的特點5
1.3有機化合物結構的幾種表示方法6
1.3.1路易斯電子結構式6
1.3.2價鍵式(凱庫勒式)6
1.3.3結構簡式(簡寫式)6
1.3.4鍵線式(骨架結構)6
1.4有機化合物的分類7
1.4.1按碳骨架分類7
1.4.2按官能團分類7
1.5有機反應類型及其機理8
1.5.1有機反應類型8
1.5.2有機反應機理9
1.6學習有機化學的意義11
習題11
第2章鏈烷烴13
2.1鏈烷烴的結構和命名13
2.1.1烴的定義與分類13
2.1.2鏈烷烴的結構13
2.1.3同系列和同分異構現象15
2.1.4烷烴分子中碳原子和氫原子的類型15
2.1.5烷烴的命名16
2.2鏈烷烴的構象20
2.2.1乙烷的構象21
2.2.2丙烷的碳-碳單鍵旋轉及其構象23
2.2.3丁烷的碳-碳單鍵旋轉及其構象23
2.3分子構象分析25
2.4烷烴的來源、制備和用途26
2.4.1烷烴和石油加工26
2.4.2烷烴的合成方法27
2.5烷烴的物理性質28
2.5.1鏈烷烴的沸點和熔點29
2.5.2鏈烷烴的密度30
2.5.3鏈烷烴的溶解性30
2.6共價鍵的斷裂和烷基自由基穩定性30
2.6.1共價鍵的斷裂和鍵解離能31
2.6.2烷基自由基穩定性32
2.6.3烷基自由基結構與超共軛32
2.7鏈烷烴的化學反應33
2.7.1熱裂解反應33
2.7.2氧化反應34
2.7.3取代反應36
2.8烷烴鹵代反應機理37
2.8.1甲烷氯代反應機理37
2.8.2甲烷鹵代反應的熱化學分析40
2.8.3烷基自由基的存在41
2.8.4烷烴中不同類型氫的反應活性42
2.9烷烴與自然生活45
習題45
第3章環烷烴47
3.1環烷烴的分類和命名47
3.1.1環烷烴的分類47
3.1.2單環烷烴構造異構和順反異構48
3.1.3環烷烴的命名48
3.2環烷烴的物理性質50
3.3環烷烴的化學性質51
3.3.1取代反應51
3.3.2環烷烴加成開環反應51
3.3.3氧化反應52
3.4環烷烴的穩定性52
3.4.1環烷烴的熱化學數據分析53
3.4.2張力學說53
3.5環烷烴的構象分析56
3.5.1環丙烷的空間形象和不穩定性56
3.5.2環丁烷的空間形象57
3.5.3環戊烷及其他環烷烴的空間形象57
3.5.4環己烷構象分析及構象旋轉能壘曲線圖析58
3.5.5取代環己烷的構象分析61
3.5.6十氫化萘的構象65
3.6環烷烴的來源與制備66
3.6.1石油66
3.6.2芳香化合物的催化氫化66
3.6.3武茲合成法66
習題67
第4章對映異構68
4.1立體化學和立體異構現象68
4.2偏振光、旋光度和比旋光度68
4.2.1偏振光68
4.2.2旋光度69
4.2.3比旋光度69
4.3手性和對稱性70
4.3.1手性和手性碳70
4.3.2對稱因素70
4.4含一個不對稱碳原子的化合物73
4.4.1對映異構體的R/S命名73
4.4.2對映異構體表示方法76
4.4.3對映異構體和外消旋體79
4.5含多個手性碳的化合物80
4.5.1含兩個不相同C*的化合物80
4.5.2含兩個相同C*的化合物81
4.5.3含兩個C*化合物的赤式和蘇式81
4.5.4具有三個碳C*的化合物82
4.5.5具有n個C*的化合物83
4.5.6具有C*的碳環化合物立體異構體83
4.6關于手性和旋光性關系的進一步討論84
4.6.1構象對映體84
4.6.2手性與手性碳C*的關系87
4.6.3外消旋體的拆分87
4.6.4光學純度和對映體過剩百分率88
4.7烷烴鹵代反應的立體化學89
4.8不含手性碳化合物的手性91
4.8.1含其他手性原子的手性分子91
4.8.2含手性軸的手性分子92
習題94
第5章鹵代烷96
5.1鹵代烷的結構和命名96
5.1.1鹵代烷的結構96
5.1.2鹵代烷的命名97
5.2鹵代烷的物理性質98
5.2.1沸點98
5.2.2密度99
5.2.3溶解度99
5.2.4偶極矩99
5.3鹵代烷的化學反應100
5.3.1可極化性100
5.3.2電子效應101
5.3.3親核取代反應102
5.3.4消除反應105
5.3.5還原反應106
5.3.6鹵代烷與金屬反應107
5.4飽和碳原子上的親核取代反應機理111
5.4.1SN2反應機理與特點111
5.4.2SN1反應機理與特點114
5.4.3親核取代反應的離子對機理117
5.4.4鄰基基團參與反應機理118
5.5影響親核取代反應的因素119
5.5.1烷基結構的影響119
5.5.2離去基團的影響121
5.5.3親核試劑的影響122
5.5.4溶劑的影響124
5.5.5影響SN反應各因素的綜合分析127
5.6鹵代烷的制備128
5.6.1烷烴的鹵代128
5.6.2烯烴加鹵化氫128
5.6.3醇的鹵代128
5.7重要的鹵代烷與用途128
5.7.1三氯甲烷128
5.7.2四氯化碳129
5.7.3二氯二氟甲烷129
5.7.4氟代醫藥129
習題130
第6章烯烴133
6.1結構和命名133
6.1.1烯烴與碳-碳雙鍵133
6.1.2二烯烴的分類和結構134
6.1.3簡單烯烴的命名135
6.1.4烯烴的順反異構及命名136
6.1.5烯基的命名138
6.1.6單環烯烴的命名138
6.1.7二烯烴的系統命名138
6.2烯烴的來源和制備139
6.2.1石油裂解和烯烴的深冷分離139
6.2.2由炔烴制備139
6.2.3由鹵代烷制備139
6.3烯烴的物理性質140
6.3.1沸點和熔點140
6.3.2密度和溶解度141
6.3.3偶極矩141
6.3.4折射率142
6.4烯烴的化學反應142
6.4.1催化氫化142
6.4.2親電加成145
6.4.3自由基加成152
6.4.4硼氫化-氧化反應153
6.4.5烯烴的氫甲酰基化反應155
6.4.6烯烴與卡賓加成155
6.4.7聚合反應157
6.4.8氧化反應161
6.4.9烯烴α-氫的反應163
6.5個別化合物165
6.5.1乙烯165
6.5.2丙烯165
習題165
第7章炔烴169
7.1結構和命名169
7.1.1單炔烴及碳-碳叁鍵169
7.1.2炔烴的命名170
7.2炔烴的制備170
7.2.1乙炔的工業制備170
7.2.2二鹵代烷脫鹵化氫制備炔烴171
7.2.3炔化物烷基化法172
7.3炔烴的物理性質172
7.3.1沸點和熔點173
7.3.2密度和溶解性173
7.3.3偶極矩173
7.4炔烴的反應173
7.4.1端炔酸性與金屬炔化物的生成173
7.4.2炔鈉與羧基化合物的反應174
7.4.3炔烴的加氫174
7.4.4炔烴的親電加成175
7.4.5硼氫化反應177
7.4.6炔烴的親核加成反應177
7.4.7聚合反應177
7.4.8端炔的氧化偶聯反應178
7.4.9炔烴的氧化反應178
7.5重要的炔烴——乙炔179
習題179
第8章醇181
8.1醇的結構和命名181
8.1.1醇的定義和結構181
8.1.2醇的命名182
8.2醇的來源和制備183
8.2.1醇的來源183
8.2.2醇的制備184
8.3醇的物理性質185
8.3.1熔點和沸點186
8.3.2密度186
8.3.3溶解性186
8.4醇的酸性187
8.5醇的化學反應188
8.5.1醇的堿性188
8.5.2醇的金屬化合物188
8.5.3生成酯的反應188
8.5.4醇羥基的取代反應190
8.5.5醇的脫水反應194
8.5.6醇的氧化和脫氫反應196
8.6飽和碳原子上的消除反應198
8.6.1三種消除反應機理198
8.6.2消除反應的兩種定向202
8.6.3影響消除反應取向的其他因素205
8.6.4影響消除反應和親核取代反應競爭的因素207
8.6.5對甲苯磺酸酯在合成上的應用209
8.7鄰基參與209
8.8個別醇化合物211
8.8.1甲醇211
8.8.2乙醇211
8.8.3乙二醇212
8.8.4丙三醇212
習題212
第9章醚214
9.1結構與命名214
9.1.1醚的結構214
9.1.2醚的命名214
9.2醚的制備215
9.2.1醇的雙分子脫水215
9.2.2Williamson合成法216
9.3醚的物理性質216
9.4醚的化學反應217
9.4.1鹽和絡合物的生成217
9.4.2醚鍵的斷裂反應218
9.4.3過氧化物的生成219
9.5環醚220
9.5.1環氧乙烷220
9.5.2環氧丙烷222
9.5.3四氫呋喃223
9.5.4二氧六環224
9.6冠醚224
習題225
第10章共軛體系和共軛效應227
10.1共軛體系227
10.1.1共軛和共軛雙烯227
10.1.2共軛體系分類229
10.1.3共軛效應231
10.1.4共振論簡介232
10.2共軛雙烯的反應234
10.2.11,2-加成和1,4-加成234
10.2.2伯奇還原236
10.2.3雙烯合成反應236
10.2.4共軛雙烯的聚合反應及橡膠237
10.3三類鹵代烯烴239
10.4乙烯型鹵代烯烴239
10.4.1乙烯型鹵代烯烴的合成239
10.4.2乙烯型鹵代烯烴的結構特點240
10.4.3乙烯型鹵代烯烴的化學性質240
10.5烯丙型共軛體系241
10.5.1烯丙型碳自由基241
10.5.2烯丙型碳正離子241
10.5.3烯丙型SN2過濾態242
10.5.4烯丙型碳負離子243
習題244
第11章苯和取代苯246
11.1結構和命名246
11.1.1苯的結構246
11.1.2取代苯的命名247
11.2苯、甲苯和二甲苯的來源250
11.3苯及低級同系物的物理性質250
11.4苯和取代苯的化學反應251
11.4.1加成反應251
11.4.2伯奇還原反應252
11.4.3氧化反應253
11.4.4苯環側鏈的反應253
11.4.5苯環上的親電取代反應255
11.5取代苯親電取代反應的定位規則261
11.5.1取代基的定位規則261
11.5.2影響親電取代反應定位規律的因素264
11.5.3二取代苯的定位規律267
11.5.4定位規律在有機合成中的應用268
11.6鹵苯269
11.6.1與金屬的反應269
11.6.2鹵苯的取代反應270
習題273
第12章非苯碳環芳香性和多苯環芳烴276
12.1芳香族化合物分類276
12.2芳香性和Hückel規則276
12.2.1芳香性的特性276
12.2.2休克爾規則277
12.2.3芳香性判據278
12.3非苯碳環芳香性化合物279
12.3.1兩個π電子的體系279
12.3.2六個π電子體系279
12.3.3十個π電子體系281
12.3.4大環輪烯282
12.4多苯環芳烴284
12.4.1稠環芳烴284
12.4.2聯環芳烴285
12.4.3多苯代脂烷285
12.5聯苯286
12.5.1聯苯及其衍生物的制備286
12.5.2聯苯的性質286
12.6萘287
12.6.1萘的結構287
12.6.2萘的衍生物命名288
12.6.3萘的來源與合成288
12.6.4萘的化學性質288
12.7蒽291
12.7.1來源與合成291
12.7.2蒽的性質292
12.7.3蒽醌293
12.8菲294
12.9三苯甲烷及衍生物294
12.9.1制備方法294
12.9.2三苯甲烷及其有關物質的性質295
12.9.3三苯甲烷染料296
習題296
第13章酚和醌298
13.1酚的結構和命名298
13.1.1酚的結構298
13.1.2酚的命名298
13.2酚的來源和制備299
13.2.1磺酸鹽堿融熔法299
13.2.2氯苯法299
13.2.3異丙苯法300
13.2.4甲苯法300
13.2.5重氮鹽法300
13.3酚的物理性質301
13.4酚的化學性質301
13.4.1酚的酸性301
13.4.2酚醚的生成及性質303
13.4.3酰化反應及Fries重排304
13.4.4氧化反應306
13.4.5與三氯化鐵的顏色反應306
13.4.6芳環上的取代反應306
13.4.7縮合反應311
13.5重要的酚類化合物312
13.5.1苯酚312
13.5.2對苯二酚312
13.5.3鄰苯二酚312
13.5.4間苯二酚313
13.5.51-萘酚和2-萘酚313
13.6醌314
13.6.1醌的結構和命名314
13.6.2醌的來源和制備315
13.6.3醌的化學性質315
習題317
第14章波譜知識簡介320
14.1簡述320
14.1.1波譜分析在有機分子結構測定中的應用320
14.1.2電磁波與波譜能320
14.1.3電磁波譜區域與吸收光譜的產生321
14.2紫外光譜322
14.2.1紫外光譜的產生322
14.2.2紫外光譜圖324
14.2.3紫外光譜的應用325
14.2.4紫外光譜的局限性326
14.3紅外光譜327
14.3.1基團振動頻率327
14.3.2紅外區域劃分330
14.3.3相關峰與紅外譜圖解析實例330
14.3.4紅外光譜的應用及局限性334
14.4核磁共振波譜334
14.4.1基本原理335
14.4.2化學位移(chemical shift)336
14.4.3化學位移值與有機分子結構的關系336
14.4.4影響化學位移的因素337
14.4.5等性質子340
14.4.6自旋-自旋偶合和n 1規則340
14.4.7核磁共振氫譜的應用342
14.4.8核磁共振碳譜簡介342
14.5質譜簡介344
14.5.1質譜圖和離子峰344
14.5.2常見有機化合物的質譜346
14.6波譜分析實例349
習題352
第15章醛和酮355
15.1結構和命名355
15.1.1羰基的結構355
15.1.2命名356
15.2一元醛、酮的制備357
15.2.1醇的氧化和脫氫357
15.2.2烴類氧化358
15.2.3Gattermann-Koch反應359
15.2.4Vilsmeier反應359
15.2.5Reimer-Tiemann反應359
15.2.6羧酸鹽熱解359
15.2.7羧酸衍生物還原制備醛360
15.3物理和波譜性質360
15.4化學性質361
15.4.1羰基的親核加成反應361
15.4.2酮式-烯醇式互變異構370
15.4.3羥醛(醇醛)縮合反應372
15.4.4Wittig試劑和Wittig反應374
15.4.5氧化和還原反應375
15.4.6外消旋化和α-氫的鹵化反應381
15.5羰基加成的立體化學383
15.6個別重要的醛、酮化合物385
15.6.1甲醛385
15.6.2乙醛385
15.6.3苯甲醛386
15.6.4丙酮386
15.6.5環己酮386
習題386
第16章羧酸392
16.1羧酸的結構和命名392
16.1.1羧酸的結構392
16.1.2羧酸的命名392
16.2羧酸的制備394
16.2.1有機化合物氧化394
16.2.2有機金屬化合物制備395
16.2.3腈水解395
16.3物理性質和波譜性質396
16.4羧酸的化學性質397
16.4.1酸性397
16.4.2羧酸鹽及其反應400
16.4.3羧酸衍生物的生成400
16.4.4羰酸的還原反應403
16.4.5α-氫的鹵代反應404
16.4.6脫羧反應404
16.5二元羧酸受熱反應406
16.6重要的羧酸與用途407
16.6.1甲酸407
16.6.2乙酸407
16.6.3苯甲酸407
習題408
第17章羧酸衍生物411
17.1結構和命名411
17.1.1羧酸衍生物的結構411
17.1.2命名412
17.2羧酸衍生物的物理性質和波譜性質414
17.3羧酸衍生物羰基的活性415
17.4羰基的親核取代反應416
17.4.1羧酸衍生物的水解反應416
17.4.2羧酸衍生物的醇解反應419
17.4.3羧酸衍生物的氨解反應420
17.4.4羧酸衍生物與金屬有機試劑的反應421
17.5羧酸衍生物的還原423
17.5.1Rosenmund反應423
17.5.2用溶解金屬還原423
17.5.3用金屬氫化物還原424
17.6縮合反應424
17.6.1α-氫的酸性424
17.6.2Claisen縮合反應425
17.6.3酯的交叉縮合反應426
17.6.4Dieckmann縮合反應427
17.6.5酮與酯的縮合反應428
17.6.6Perkin反應428
17.7酰胺氮原子上的反應429
17.8酯的熱消除反應430
17.9蠟和油脂431
17.9.1蠟431
17.9.2油脂432
17.10個別化合物433
17.10.1乙烯酮433
17.10.2碳酸衍生物434
習題435
第18章雙官能團化合物439
18.1鄰二醇化合物439
18.1.1片吶醇重排439
18.1.2氧化442
18.2羥基醛(酮)443
18.2.1制備方法443
18.2.2化學性質444
18.3雙羰基化合物445
18.3.1制備方法446
18.3.2化學性質447
18.4活潑亞甲基在有機合成中的應用449
18.4.1乙酰乙酸乙酯在合成中的應用449
18.4.2丙二酸二乙酯在合成中的應用453
18.4.3Knoevenagel反應454
18.5α,β-不飽和醛(酮)455
18.5.1制備方法455
18.5.2共軛加成456
18.5.3邁克爾加成反應458
18.5.4Robinson環化反應459
18.6鹵代酸和羥基酸460
18.6.1鹵代酸460
18.6.2羥基酸462
18.7氨基酸464
18.7.1氨基酸的制備466
18.7.2氨基酸的化學性質468
18.7.3羧基的反應470
習題471
第19章有機含氮化合物475
19.1硝基化合物475
19.1.1結構和命名475
19.1.2制備方法476
19.1.3物理性質477
19.1.4化學性質477
19.2腈481
19.2.1結構和命名481
19.2.2腈的制備方法482
19.2.3腈的物理性質483
19.2.4腈的化學性質483
19.3胺484
19.3.1分類和命名484
19.3.2胺的結構485
19.3.3胺的制備486
19.3.4物理性質489
19.3.5化學性質490
19.4重氮和偶氮化合物505
19.4.1重氮甲烷505
19.4.2芳香族重氮鹽的結構和制備507
19.4.3芳香族重氮鹽的化學性質508
19.4.4偶氮染料513
19.5個別含氮化合物516
19.5.1硝基苯516
19.5.2苯胺516
19.5.3乙二胺516
19.5.4己二胺516
19.5.5乙腈517
19.5.6丙烯腈517
習題517
第20章芳香雜環化合物524
20.1分類和命名524
20.1.1五元雜環和六元雜環524
20.1.2稠雜環525
20.1.3雜環衍生物525
20.2呋喃、噻吩、吡咯526
20.2.1結構特征和物理性質526
20.2.2制備方法527
20.2.3化學性質527
20.2.4一雜五元環的重要衍生物533
20.3含有兩個雜原子的五元雜環537
20.3.1吖惡唑和吖惡唑衍生物537
20.3.2噻唑和噻唑衍生物538
20.3.3咪唑和咪唑衍生物539
20.4一雜六元環541
20.4.1結構特征和物理性質541
20.4.2來源和制備方法542
20.4.3化學性質543
20.4.4吡啶衍生物547
20.5喹啉和異喹啉548
20.5.1喹啉549
20.5.2異喹啉552
20.6嘧啶和嘌呤554
20.6.1嘧啶及其衍生物555
20.6.2嘌呤及其衍生物556
習題556
第21章周環反應561
21.1分子軌道對稱性和前線軌道理論561
21.1.1對稱和反對稱561
21.1.2前線軌道理論和前線電子563
21.1.3線性π體系分子軌道的對稱性563
21.2電環化反應565
21.2.1電環化反應特點565
21.2.2含4n個π電子的體系565
21.2.3含4n 2個π電子的體系567
21.2.4電環化反應選擇規則568
21.3環加成反應568
21.3.1[2 2]環加成569
21.3.2[4 2]環加成570
21.3.3環加成反應的選擇性規律572
21.3.4Diels-Alder反應572
21.3.51,3-偶極化合物環加成反應575
21.4σ-遷移反應576
21.4.1氫原子的[1,j]σ-氫遷移577
21.4.2碳原子參加的[1,j]遷移579
21.4.3[3,3]σ-遷移580
習題583
第22章碳水化合物586
22.1碳水化合物的來源、分類和命名586
22.1.1來源586
22.1.2分類587
22.1.3單糖的構型與表示方法587
22.1.4單糖及其衍生物的命名588
22.2單糖的性質589
22.2.1物理性質589
22.2.2化學性質589
22.3單糖構型的確定和立體異構594
22.3.1單糖的結構594
22.3.2葡萄糖手性碳原子構型的確定595
22.3.3單糖的立體異構598
22.4單糖的環狀結構599
22.4.1葡萄糖環狀結構的實驗依據599
22.4.2環狀結構的表示方法600
22.4.3環狀結構對實驗現象的解釋602
22.4.4環狀結構大小的證明603
22.5二糖604
22.5.1麥芽糖604
22.5.2蔗糖606
22.5.3纖維二糖607
22.5.4乳糖607
22.6多糖607
22.6.1淀粉608
22.6.2纖維素610
22.6.3糖原612
22.6.4雜多糖612
習題613
第23章萜類、甾族化合物和生物堿616
23.1萜類616
23.1.1單萜616
23.1.2倍半萜618
23.1.3二萜619
23.1.4三萜620
23.1.5四萜620
23.2甾族化合物621
23.2.1甾醇622
23.2.2膽汁酸623
23.2.3甾族激素623
23.3生物堿624
23.3.1維生素B6625
23.3.2顛茄堿625
23.3.3古柯堿625
23.3.4金雞納堿626
23.3.5小檗堿626
23.3.6嗎啡堿626
23.3.7利血平627
習題627
參考文獻629