第1章 绪论 1
1.1 有机化合物 1
1.1.1 有机化合物的特点 1
1.1.2 有机化合物的分类和官能团 3
1.2 有机化合物的结构理论 5
1.2.1 原子轨道和八隅体 5
1.2.2 共价键理论和杂化轨道 6
1.2.3 分子轨道理论 8
1.2.4 键长、键角和键能 10
1.2.5 键的极性 12
1.2.6 孤对电子和形式电荷 14
1.3 有机化合物构造式的表示方式 14
1.4 共振论简介 15
1.5 有机化合物中非键作用力 18
1.5.1 范德华力 18
1.5.2 氢键 18
1.6 有机分子内的张力 19
1.7 有机化学中的酸和碱 19
1.7.1 质子理论 20
1.7.2 电子对理论 20
1.8 电子效应、立体效应和主客效应 24
1.8.1 电子效应 24
1.8.2 立体效应 26
1.8.3 主客效应 26
1.9 有机化合物的反应 28
1.10 有机反应的表示方式和符号应用 29
1.11 有机化学的重要性及发展趋势 30
1.12 怎样学习有机化学 30
习题 31
第2章 烷烃和环烷烃 33
2.1 烷烃的结构和同分异构 33
2.1.1 甲烷的结构和碳原子轨道的sp3杂化 33
2.1.2 其他烷烃的结构 34
2.1.3 同分异构 35
2.2 烷烃的命名 36
2.2.1 烷基的概念 36
2.2.2 烷烃的命名 38
2.3 烷烃的构象 40
2.3.1 乙烷的构象 41
2.3.2 正丁烷的构象 42
2.4 烷烃的物理性质 43
2.5 烷烃的化学性质 46
2.5.1 氧化反应 46
2.5.2 异构化反应 47
2.5.3 裂化反应 47
2.5.4 取代反应 48
2.5.5 甲烷卤化反应机理——自由基链式取代反应 49
2.5.6 甲烷氯化反应过程中的能量变化——反应热、活化能和过渡态 50
2.5.7 烷烃的卤化反应——卤化反应的取向、自由基的稳定性、活性与选择性 52
2.6 烷烃的主要来源和制备 54
2.6.1 烷烃的主要来源——石油和天然气 54
2.6.2 烷烃的制备 55
2.7 环烷烃 56
2.7.1 环烷烃的分类、构造异构和顺反异构 56
2.7.2 环烷烃的命名 57
2.7.3 小环环烷烃的张力 58
2.7.4 环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象 59
2.7.5 环己烷的构象 60
2.7.6 取代环己烷的构象 62
2.7.7 环烷烃的物理性质和化学性质 63
2.7.8 环烷烃的来源与制备 65
习题 65
第3章 立体化学 68
3.1 对映异构和四面体碳 69
3.2 偏振光和分子的旋光性 69
3.3 对称元素和手性 70
3.4 手性原子和手性分子 72
3.5 比旋光度 74
3.6 含一个手性碳原子的化合物 74
3.6.1 手性分子的表示方法 74
3.6.2 Fischer投影式 75
3.6.3 Cahn-Ingold-Prelog次序规则和R/S标记法 76
3.6.4 外消旋体和外消旋化 80
3.7 相对构型和绝对构型 81
3.8 含多个手性碳原子化合物的立体异构 83
3.8.1 非对映异构体 83
3.8.2 内消旋体 84
3.9 对映异构体的手性性质 85
3.10 外消旋体的拆分 86
习题 87
第4章 烯烃 90
4.1 烯烃的命名和结构 90
4.1.1 烯烃的命名 90
4.1.2 乙烯的结构 92
4.1.3 烯烃的异构和Z/E标记法 93
4.2 烯烃的物理性质 95
4.3 烯烃的化学性质 97
4.3.1 亲电加成反应 98
4.3.2 自由基加成反应 105
4.3.3 硼氢化反应 107
4.3.4 与卡宾的反应 108
4.3.5 α-H的反应 108
4.3.6 氧化反应 110
4.3.7 还原反应(催化加氢) 113
4.3.8 复分解反应 114
4.3.9 聚合反应 114
4.4 烯烃的制备 116
4.4.1 烯烃的工业制备 116
4.4.2 烯烃的实验室制备 116
习题 117
第5章 炔烃 二烯烃 121
5.1 炔烃的异构和命名 121
5.2 炔烃的结构 122
5.3 炔烃的物理性质 123
5.4 炔烃的化学性质 123
5.4.1 三键碳原子上氢原子的弱酸性 123
5.4.2 加成反应 125
5.4.3 氧化反应 129
5.4.4 聚合反应 129
5.5 炔烃的制备 130
5.5.1 乙炔的生产 130
5.5.2 由二元卤代烷制备炔烃 131
5.5.3 由金属炔化物制备炔烃 132
5.6 二烯烃的分类和命名 132
5.7 共轭二烯烃的结构及特性 133
5.8 共轭二烯烃的性质 136
5.8.1 1,2-加成和1,4-加成 137
5.8.2 双烯合成(Diels-Alder反应)与电环化反应 139
5.8.3 二烯烃的聚合——合成橡胶 141
5.9 周环反应 143
5.9.1 分子轨道对称守恒原理 143
5.9.2 电环化反应 143
5.9.3 环加成反应 144
习题 144
第6章 有机化合物的结构鉴定 146
6.1 质谱 146
6.1.1 基本原理 146
6.1.2 分子离子峰 147
6.1.3 分子离子的碎裂 150
6.1.4 质谱在结构测定中的应用 153
6.2 紫外光谱 154
6.2.1 基本原理 154
6.2.2 紫外光谱与分子结构的关系 155
6.3 红外光谱 158
6.3.1 基本原理 158
6.3.2 红外光谱与分子结构的关系 160
6.3.3 影响官能团红外特征吸收频率的因素 163
6.4 核磁共振谱 163
6.4.1 1H NMR基本原理 164
6.4.2 化学位移 165
6.4.3 1H NMR积分曲线和峰面积 168
6.4.4 1H NMR自旋耦合和自旋裂分 168
6.4.5 1H NMR谱图的解析 170
6.4.6 13C NMR 171
习题 172
第7章 芳烃及非苯芳烃 176
7.1 苯的结构和芳香性 176
7.1.1 凯库勒结构式 176
7.1.2 苯分子结构的近代概念 178
7.1.3 休克尔规则 180
7.1.4 芳香性的判断 180
7.2 单环芳烃的构造异构和命名 183
7.3 单环芳烃的来源和制备 185
7.3.1 煤的干馏 185
7.3.2 石油的芳构化 185
7.4 单环芳烃的物理性质 186
7.5 苯的化学性质 187
7.5.1 亲电取代反应 187
7.5.2 加成反应 194
7.5.3 芳烃侧链反应 195
7.6 苯环上亲电取代反应的定位规则 196
7.6.1 定位规则 197
7.6.2 二取代苯的定位规则 199
7.6.3 定位规则的应用 200
7.7 联苯及其衍生物 201
7.8 稠环芳烃 202
7.8.1 萘的结构和性质 202
7.8.2 其他稠环芳烃 206
7.9 非苯芳烃 209
7.9.1 薁 209
7.9.2 轮烯 209
7.10 杂环化合物 210
7.10.1 杂环化合物的分类和命名 211
7.10.2 杂环化合物的结构与芳香性 213
7.10.3 杂环化合物的化学性质 214
7.10.4 五元杂环化合物 216
7.10.5 六元杂环化合物 218
习题 221
第8章 卤代烃 224
8.1 卤代烃的分类和命名 224
8.2 卤代烃的物理性质 226
8.3 卤代烃的化学性质 227
8.3.1 亲核取代反应 227
8.3.2 消除反应 228
8.3.3 与金属反应 229
8.4 亲核取代反应机理 230
8.4.1 单分子亲核取代反应 230
8.4.2 双分子亲核取代反应 232
8.4.3 影响亲核取代反应历程的因素 234
8.5 消除反应机理 237
8.5.1 单分子消除反应 237
8.5.2 双分子消除反应 238
8.5.3 影响消除反应机理的因素 239
8.5.4 消除反应的取向 239
8.5.5 消除反应与取代反应的竞争 240
8.6 卤代烃的制备 242
8.6.1 烃类的卤化反应 242
8.6.2 由醇制备 242
8.6.3 不饱和烃与卤化氢或卤素的加成 243
8.6.4 卤素的置换 243
8.7 重要的卤代烃 243
8.7.1 三氯甲烷 243
8.7.2 四氯化碳 243
8.7.3 氯乙烯 244
8.7.4 氯苯 244
8.7.5 氯化苄 244
8.8 有机氟化物 245
8.9 金属有机化合物 245
8.9.1 有机锂化合物 245
8.9.2 二茂铁 246
8.9.3 有机铝化合物 246
8.10 有机磷化合物 246
8.11 有机硅化合物 246
习题 247
第9章 醇、酚和醚 250
9.1 醇的结构、分类和命名 250
9.1.1 醇的结构 250
9.1.2 醇的分类 251
9.1.3 醇的命名 251
9.2 醇的物理性质 252
9.3 醇的化学性质 255
9.3.1 醇的酸性 255
9.3.2 生成卤代烃 256
9.3.3 生成酯 258
9.3.4 脱水反应 259
9.3.5 氧化和脱氢 260
9.4 多元醇的反应 261
9.4.1 螯合物的生成 261
9.4.2 氧化反应 262
9.4.3 频哪醇重排 262
9.5 醇的制备 263
9.5.1 由烯烃制备 263
9.5.2 由格氏试剂制备 264
9.5.3 由卤代烃制备 265
9.5.4 由羰基化合物还原制备 265
9.6 重要的醇 266
9.6.1 甲醇 266
9.6.2 乙醇 267
9.6.3 丙醇 267
9.6.4 乙二醇 268
9.6.5 丙三醇 268
9.6.6 苯甲醇 269
9.7 硫醇 269
9.7.1 硫醇的性质 270
9.7.2 硫醇的制备 270
9.8 酚的结构、分类和命名 270
9.9 酚的物理性质 270
9.10 酚的化学性质 272
9.10.1 酸性 272
9.10.2 酯化反应和Fries重排 273
9.10.3 亲电取代反应 274
9.10.4 显色反应 277
9.11 酚的制备 278
9.12 重要的酚 279
9.12.1 苯酚 279
9.12.2 甲(苯)酚 279
9.12.3 对苯二酚 279
9.12.4 萘酚 279
9.12.5 环氧树脂 280
9.12.6 离子交换树脂 280
9.13 醚的结构、分类和命名 280
9.14 醚的物理性质 280
9.15 醚的化学性质 281
9.15.1 醚的自动氧化 282
9.15.2 ?盐的形成 282
9.15.3 醚键的断裂 282
9.15.4 1,2-环氧化合物的开环反应 283
9.16 醚的制备 284
9.16.1 Williamson醚合成 284
9.16.2 醇分子间失水 285
9.16.3 酚醚的生成和Claisen重排 285
9.17 环醚 286
9.17.1 环氧乙烷 286
9.17.2 环氧丙烷 286
9.17.3 环氧氯丙烷 287
9.17.4 1,4-二氧六环 287
9.17.5 冠醚 287
9.18 硫醚 288
9.18.1 硫醚的性质 288
9.18.2 硫醚的制备 288
习题 288
第10章 醛和酮 291
10.1 羰基的结构 291
10.2 醛和酮的命名 292
10.3 醛和酮的物理性质和谱学解析 293
10.4 醛和酮的化学性质 296
10.4.1 羰基的亲核加成反应 296
10.4.2 α-氢原子的活泼性 304
10.4.3 氧化和还原 309
10.5 羰基的保护和去保护 312
10.6 不饱和醛、酮 313
10.7 醛和酮的制备 313
10.7.1 炔烃的水合 313
10.7.2 羰基合成 313
10.7.3 傅-克酰基化反应 314
10.7.4 Gattermann-Koch反应 314
10.7.5 芳烃侧链的氧化 314
10.7.6 同碳二卤代物的水解 315
10.7.7 醇的氧化与脱氢 315
10.7.8 羧酸衍生物的还原 316
10.8 重要的醛和酮 316
10.8.1 甲醛 316
10.8.2 乙醛 317
10.8.3 丙酮 317
习题 317
第11章 羧酸及其衍生物 321
11.1 羧酸的命名及结构 321
11.2 羧酸的物理性质 323
11.3 羧酸的化学性质 325
11.3.1 羧酸的酸性 325
11.3.2 α-H卤代 328
11.3.3 脱羧反应 329
11.3.4 羧基的还原 330
11.3.5 羧酸衍生物的生成 330
11.4 羧酸的制备方法 332
11.4.1 氧化 333
11.4.2 腈水解 333
11.4.3 金属有机试剂与CO2作用 334
11.5 羟基酸 334
11.5.1 羟基酸的性质 335
11.5.2 羟基酸的制备 337
11.6 羧酸衍生物的命名与结构 338
11.7 羧酸衍生物的物理性质 339
11.8 羧酸衍生物的化学性质 340
11.8.1 羧酸衍生物的亲核加成-消除反应 340
11.8.2 水解、醇解、氨解反应 341
11.8.3 羧酸衍生物与金属有机试剂的反应 345
11.8.4 酯缩合反应 346
11.8.5 还原反应 348
11.9 羧酸衍生物的制备 349
11.10 碳酸衍生物 350
11.10.1 碳酰氯 350
11.10.2 碳酰胺 350
11.10.3 氨基甲酸酯 351
11.10.4 原甲酸酯 352
11.11 油脂及蜡 352
11.12 β-二羰基化合物 352
11.12.1 β-二羰基化合物烯醇负离子的稳定性 352
11.12.2 乙酰乙酸乙酯在合成中的应用 354
11.12.3 丙二酸二乙酯在合成中的应用 356
11.12.4 其他活性亚甲基化合物的反应 358
11.12.5 Knoevenagel反应 359
11.12.6 Michael加成反应 359
习题 361
第12章 含氮有机化合物 366
12.1 硝基化合物 367
12.1.1 硝基化合物的分类、命名和结构 367
12.1.2 脂肪族硝基化合物 367
12.1.3 芳香族硝基化合物 369
12.2 胺 372
12.2.1 胺的分类、命名和结构 373
12.2.2 胺的物理性质 376
12.2.3 胺的化学性质 378
12.2.4 胺的制备方法 385
12.3 重氮盐的性质及其在合成上的应用 387
12.3.1 取代反应 388
12.3.2 偶联反应 391
12.4 偶氮化合物和偶氮染料 392
12.5 重氮甲烷和卡宾 392
12.6 叠氮化合物和胍 392
12.7 腈、异腈和它们的衍生物 392
12.7.1 腈 392
12.7.2 异腈 393
12.7.3 异氰酸酯 394
12.8 表面活性剂和离子交换树脂 395
习题 396
第13章 糖类 400
13.1 单糖 400
13.1.1 单糖的构造 401
13.1.2 单糖的构型 403
13.1.3 单糖的构象 404
13.1.4 单糖的物理性质 405
13.1.5 单糖的化学性质 406
13.1.6 几种重要的单糖 412
13.2 单糖衍生物 414
13.2.1 糖醇 414
13.2.2 糖酸 414
13.2.3 氨基糖 415
13.2.4 糖苷 415
13.3 寡糖 416
13.3.1 常见寡糖的结构 416
13.3.2 常见的寡糖 418
13.4 多糖 421
13.4.1 多糖的性质 421
13.4.2 常见的多糖 421
13.5 糖缀合物 425
习题 425
第14章 氨基酸、多肽和蛋白质 427
14.1 氨基酸 427
14.1.1 氨基酸的结构和命名 427
14.1.2 氨基酸的分类 430
14.2 氨基酸的理化性质 431
14.2.1 氨基酸的物理性质 431
14.2.2 氨基酸的化学性质 431
14.3 氨基酸的制备 436
14.3.1 氨基酸的化学合成方法 436
14.3.2 氨基酸的生物合成方法 438
14.3.3 氨基酸的其他制备方法 440
14.4 多肽 440
14.4.1 多肽的结构和命名 440
14.4.2 多肽的理化性质 441
14.4.3 多肽的结构测定 442
14.4.4 多肽的合成 443
14.5 蛋白质 445
14.5.1 蛋白质的元素组成及分类 445
14.5.2 蛋白质的结构 446
14.5.3 蛋白质的理化性质 448
14.5.4 蛋白质的生理功能 450
14.5.5 蛋白质研究的进展 451
习题 451
第15章 核酸 453
15.1 核酸的组成 453
15.1.1 戊糖 453
15.1.2 碱基 454
15.1.3 核苷及核苷酸 454
15.2 核酸的结构 455
15.2.1 核酸的一级结构 455
15.2.2 DNA的分子结构 456
15.2.3 RNA的种类和分子结构 456
15.3 核酸的理化性质 456
15.3.1 核酸的一般理化性质 456
15.3.2 核酸的水解 457
15.3.3 核酸的变性、复性和分子杂交 457
15.3.4 核酸的分析 458
15.4 核酸的生理功能 459
15.4.1 核酸是遗传的物质基础 459
15.4.2 蛋白质的合成离不开核酸 459
15.4.3 核酸是人体的重要组成成分 459
15.5 人类基因组计划 460
15.6 基因工程 460
15.6.1 基因工程的定义 460
15.6.2 基因工程的应用 461
习题 461
第16章 有机合成 463
16.1 有机合成设计思路 463
16.1.1 基本碳骨架的构成 464
16.1.2 在碳骨架合适的位置上引入所需的官能团 467
16.1.3 利用反应的选择性、保护基与导向基 468
16.1.4 立体化学控制 472
16.2 反合成分析 473
16.2.1 反合成分析法 473
16.2.2 目标分子的切断策略与技巧 476
16.2.3 合成路线考察与选择 477
16.2.4 反合成分析法举例 478
16.3 有机合成实例 480
16.4 有机合成的发展 483
16.4.1 不对称合成 483
16.4.2 组合化学 485
16.4.3 金属有机化合物催化高效有机合成 485
16.4.4 分子识别和超分子化学 485
16.4.5 有机光化学合成 485
16.4.6 有机电化学合成 485
16.4.7 有机辐射化学合成 486
16.4.8 有机固相合成 486
16.4.9 相转移催化合成 486
习题 486
主题词索引 488
有机化合物的氢、碳核磁共振波谱峰值检索 499