第1章緒論1



1.1有機化學的研究內容1



1.2有機化合物的一般特點2



1.3有機化合物的分類2



1.3.1按碳架分類2



1.3.2按官能團分類3



1.4有機化合物分子結構和構造式4



1.5共價鍵5



1.5.1共價鍵的形成5



1.5.2共價鍵的屬性9



1.6有機反應的基本類型12



1.6.1均裂12



1.6.2異裂12



1.7有機化合物的研究方法13



閱讀材料14



習題15







第2章烷烴17



2.1烷烴的通式和同分異構17



2.1.1烷烴的通式17



2.1.2烷烴的同分異構17



2.2烷基的概念18



2.2.1伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氫原子18



2.2.2烷基18



2.3烷烴的命名18



2.3.1普通命名法19



2.3.2衍生命名法19



2.3.3繫統命名法19



2.4烷烴的結構20



2.4.1碳碳σ鍵的形成20



2.4.2烷烴的構像21



2.5烷烴的物理性質23



2.5.1沸點（b.p.）24



2.5.2熔點(m.p.)24



2.5.3相對密度25



2.5.4溶解度25



2.5.5折射率25



2.6烷烴的化學性質25



2.6.1自由基取代反應26



2.6.2氧化反應30



2.6.3異構化反應30



2.6.4裂化反應30



2.7烷烴的來源和制法31



2.7.1烷烴的來源31



2.7.2烷烴的制法32



閱讀材料33



習題33







第3章不飽和烴36



3.1烯烴和炔烴的結構36



3.1.1碳碳雙鍵的形成37



3.1.2碳碳參鍵的組成37



3.1.3π鍵的特性38



3.2烯烴和炔烴的通式和同分異構38



3.2.1烯烴和炔烴的通式38



3.2.2烯烴和炔烴的同分異構38



3.3烯烴和炔烴的命名39



3.3.1烯烴、炔烴的衍生命名法39



3.3.2烯烴、炔烴的繫統命名法39



3.3.3烯烴順反異構的命名41



3.4烯烴和炔烴的物理性質43



3.5烯烴和炔烴的化學性質44



3.5.1加氫45



3.5.2親電加成47



3.5.3自由基加成57



3.5.4親核加成59



3.5.5氧化反應59



3.5.6α-氫原子的反應62



3.5.7炔烴的活潑氫反應64



3.5.8聚合反應66



3.6烯烴和炔烴的來源和制法68



3.6.1烯烴的來源68



3.6.2烯烴的制法68



3.6.3乙炔的工業生產69



3.6.4炔烴的制法69



3.7二烯烴的分類和命名70



3.7.1二烯烴的分類70



3.7.2二烯烴的命名和異構現像71



3.8二烯烴的結構71



3.8.1丙二烯的結構71



3.8.21,3-丁二烯烴的結構72



3.9共軛體繫73



3.9.1π-π共軛體繫73



3.9.2p-π共軛體繫74



3.9.3超共軛體繫75



3.9.4共軛體繫的特點76



3.9.5共軛效應的類型76



3.10共振論76



3.10.1共振論的基本概念76



3.10.2采用共振論注意的問題78



3.10.3共振論的應用79



3.11共軛二烯烴的化學性質79



3.11.1親電加成反應79



3.11.21,4-親電加成的理論解釋81



3.11.3雙烯合成反應——Diels-Alder反應82



3.11.4電環化反應85



3.11.5周環反應87



3.11.6聚合反應與合成橡膠87



3.12共軛二烯烴的制法88



3.12.11,3-丁二烯的工業制法88



3.12.22-甲基-1,3-丁二烯的制法89



3.12.3環戊二烯的制法和化學性質89



閱讀材料90



習題91







第4章脂環烴96



4.1脂環烴的分類和命名96



4.1.1分類96



4.1.2命名97



4.2環烷烴的物理性質100



4.3脂環烴的化學性質100



4.3.1取代反應100



4.3.2加成反應101



4.3.3氧化反應102



4.3.4異構化反應103



4.3.5裂化反應103



4.4環烷烴的結構和環的穩定性103



4.4.1環烷烴的結構103



4.4.2環烷烴的燃燒熱104



4.5環己烷及其衍生物的構像105



4.5.1環己烷的構像105



4.5.2環己烷衍生物的構像107



4.6脂環烴的來源和制法109



4.6.1脂環烴的來源109



4.6.2脂環烴的制法109



閱讀材料110



習題112







第5章芳烴115



5.1芳烴的分類、構造異構和命名115



5.1.1分類115



5.1.2構造異構和命名116



5.2苯分子的結構117



5.2.1苯的Kekulé結構式117



5.2.2價鍵理論118



5.2.3分子軌道模型118



5.2.4共振論對苯分子結構的解釋118



5.3芳烴的物理性質120



5.4單環芳烴的化學性質121



5.4.1親電取代反應121



5.4.2加成反應125



5.4.3氧化反應126



5.4.4芳烴側鏈的反應126



5.5苯環上親電取代反應機理127



5.5.1鹵化反應機理128



5.5.2硝化反應機理129



5.5.3磺化反應機理130



5.5.4烷基化反應機理130



5.5.5酰基化反應機理131



5.6苯環上親電取代反應的定位規則131



5.6.1定位基的分類131



5.6.2定位基的理論解釋132



5.6.3二取代苯親電取代反應的定位規則137



5.6.4定位規則在合成中的應用138



5.7芳烴的來源139



5.7.1從煤焦油中分離139



5.7.2石油的芳構化139



5.7.3烷基苯制取苯乙烯140



5.8多環芳烴140



5.8.1聯苯140



5.8.2萘141



5.8.3蒽和菲146



5.8.4其它稠環芳烴147



5.9芳香性非苯芳烴148



5.9.1Hückel規則和芳香性148



5.9.2非苯芳烴150



5.10富勒烯152



閱讀材料153



習題156







第6章對映異構159



6.1有機化合物的旋光性159



6.1.1旋光性160



6.1.2旋光性與結構的關繫160



6.2分子的對稱因素和手性162



6.2.1對稱因素162



6.2.2手性和對映體163



6.3構型的表示和命名163



6.3.1構型的表示方法163



6.3.2構型的命名164



6.4含一個手性碳原子的對映異構167



6.5含兩個手性碳原子的對映異構167



6.5.1含兩個相同手性碳原子的對映異構167



6.5.2含兩個不同手性碳原子的對映異構168



6.6不含手性碳原子的對映異構169



6.6.1丙二烯型化合物169



6.6.2聯苯型化合物170



6.7手性有機化合物的合成171



6.7.1潛手性碳原子171



6.7.2外消旋體的拆分171



6.7.3手性合成（不對稱合成）173



閱讀材料175



習題176







第7章鹵代烴180



7.1鹵代烴的分類和命名180



7.1.1分類180



7.1.2命名180



7.2鹵代烴的物理性質181



7.3鹵代烷的化學性質182



7.4鹵代烷的親核取代反應182



7.4.1水解反應182



7.4.2醇解反應183



7.4.3氰解反應183



7.4.4氨解反應184



7.4.5與硝酸銀作用184



7.4.6與鹵離子的交換反應184



7.5親核取代反應機理及影響因素184



7.5.1單分子親核取代反應機理185



7.5.2雙分子親核取代反應機理186



7.5.3分子內親核取代反應機理187



7.5.4影響親核取代反應的因素188



7.6鹵代烷的消除反應191



7.6.1脫鹵化氫反應191



7.6.2Saytzeff消除規則191



7.6.3脫鹵素192



7.7鹵代烷消除反應機理及影響因素192



7.7.1單分子消除反應機理193



7.7.2雙分子消除反應機理193



7.7.3影響消除反應的因素195



7.8親核取代反應和消除反應的關繫195



7.8.1烷基結構的影響195



7.8.2進攻試劑的影響196



7.8.3溶劑的影響196



7.8.4反應溫度的影響196



7.9鹵代烷與金屬的反應196



7.9.1與金屬鎂的反應——Grignard試劑的生成197



7.9.2與金屬鈉的反應198



7.9.3與金屬鋰的反應198



7.10鹵代烷的制法199



7.10.1由不飽和烴制備199



7.10.2由醇制備199



7.10.3鹵離子交換199



7.11鹵代烯烴200



7.11.1鹵代烯烴的分類和命名200



7.11.2鹵代烯烴的化學性質200



7.11.3鹵代烯烴的制法202



7.12鹵代芳烴203



7.12.1鹵代芳烴的分類及命名203



7.12.2鹵代芳烴的物理性質203



7.12.3鹵代芳烴的化學性質204



7.12.4鹵代芳烴的制法208



7.13有機氟化物209



7.13.1重要的有機氟化物209



7.13.2有機氟化物的制法210



閱讀材料212



習題213







第8章光波譜分析在有機化學中的應用218



8.1概述218



8.2紫外光譜（UV）218



8.2.1紫外光譜218



8.2.2電子躍遷219



8.2.3譜圖解析示例219



8.3紅外光譜（IR）221



8.3.1紅外光譜與分子振動221



8.3.2各種基團的特征頻率223



8.3.3譜圖解析示例224



8.4核磁共振譜（NMR）225



8.4.1核磁共振225



8.4.2化學位移226



8.4.3自旋偶合和裂分228



8.4.4譜圖解析示例230



8.4.513C-NMR簡介231



8.5質譜（MS）231



8.5.1基本原理231



8.5.2質譜解析示例232



閱讀材料233



習題234







第9章醇、酚和醚236



9.1醇和酚的分類、同分異構和命名236



9.1.1醇和酚的分類236



9.1.2醇和酚的同分異構237



9.1.3醇和酚的命名237



9.2醇和酚的結構239



9.3醇和酚的物理性質239



9.4醇和酚的化學性質——共性241



9.4.1弱酸性和弱堿性241



9.4.2醚的生成243



9.4.3酯的生成245



9.4.4氧化反應246



9.4.5與三氯化鐵的顯色反應249



9.5醇的特性249



9.5.1與氫鹵酸反應249



9.5.2與鹵化磷反應251



9.5.3與亞硫酰氯反應252



9.5.4脫水反應253



9.6酚的特性257



9.6.1鹵化反應257



9.6.2硝化反應257



9.6.3磺化反應258



9.6.4烷基化和酰基化反應258



9.6.5與二氧化碳的反應259



9.6.6與甲醛的反應260



9.6.7與丙酮的反應261



9.6.8還原反應262



9.7醇的制法262



9.7.1由烯烴制備262



9.7.2鹵代烴的水解263



9.7.3醛、酮、羧酸和羧酸衍生物的還原263



9.7.4由Grignard試劑制備264



9.8酚的制法264



9.8.1鹵代芳烴的水解264



9.8.2芳磺酸鹽的堿熔265



9.8.3芳胺重氮鹽的水解265



9.8.4由異丙苯制備265



9醇266



9.10醚的結構和命名267



9.10.1醚的結構267



9.10.2醚的命名268



9.11醚的物理性質269



9.12醚的化學性質270



9.12.1鹽的生成270



9.12.2醚鍵的斷裂270



9.12.3過氧化物的生成272



9.13醚的制法272



9.13.1由醇脫水272



9.13.2Williamson合成法273



9.13.3乙烯基醚的制取273



9.14環醚273



9.14.1環氧化合物的性質274



9.14.2環氧化合物的制備276



9.14.3大環多醚——冠醚276



閱讀材料277



習題278







第10章醛、酮和醌283



10.1醛、酮的結構和命名284



10.1.1醛和酮的結構284



10.1.2醛和酮的命名284



10.2醛和酮的物理性質286



10.3醛和酮的化學性質287



10.3.1醛、酮的反應類型及羰基的反應活性287



10.3.2羰基的親核加成反應289



10.3.3α-氫原子的反應297



10.4醛和酮的制法304



10.4.1烯烴和炔烴的氧化304



10.4.2同碳二鹵代物水解305



10.4.3醇氧化或脫氫305



10.4.4羰基合成306



10.4.5酰氯和酯的還原306



10.4.6由芳烴制備306



10.5α,β-不飽和醛酮的特性307



10.5.1親電加成307



10.5.2親核加成308



10.5.3氧化309



10.5.4還原309



10.6醌的結構和命名310



10.7醌的化學性質311



10.7.1還原反應311



10.7.2加成反應312



10.8醌的制法312



閱讀材料313



習題314







第11章羧酸及其衍生物317



11.1羧酸的分類和命名317



11.2羧酸的物理性質318



11.3羧酸的化學性質320



11.3.1酸性321



11.3.2羧酸衍生物的生成323



11.3.3羧基的還原反應326



11.3.4脫羧反應327



11.3.5α-氫原子的鹵化反應328



11.4羧酸的制法328



11.4.1氧化法329



11.4.2水解法330



11.4.3Grignard試劑與CO2作用330



11.4.4酚酸的合成331



11.5取代酸331



11.5.1鹵代酸332



11.5.2羥基酸333



11.6羧酸衍生物的分類和命名335



11.7羧酸衍生物的物理性質335



11.8羧酸衍生物的化學性質337



11.8.1酰基上的親核取代反應337



11.8.2與Grignard 試劑的反應340



11.8.3還原反應341



11.8.4Hofmann降解反應342



11.9碳酸衍生物343



11.9.1碳酰氯343



11.9.2碳酰胺344



11.9.3胍345



閱讀材料346



習題347







第12章β-二羰基化合物352



12.1概述352



12.2烯醇式和酮式的互變異構352



12.3乙酰乙酸乙酯355



12.3.1 合成355



12.3.2 性質357



12.3.3 應用359



12.4丙二酸二乙酯360



12.4.1 合成360



12.4.2 性質361



12.4.3 應用361



12.5其它含有活潑亞甲基的化合物362



12.5.1 含活潑亞甲基的化合物362



12.5.2 Knoevenagel反應363



12.5.3 Michael反應363



閱讀材料364



習題367







第13章含氮化合物370



13.1硝基化合物370



13.1.1硝基化合物的分類、結構和命名370



13.1.2脂肪族硝基化合物371



13.1.3芳香族硝基化合物372



13.2胺的分類和命名374



13.3胺的結構376



13.4胺的物理性質377



13.5胺的化學性質379



13.5.1堿性379



13.5.2烴基化380



13.5.3酰基化381



13.5.4磺酰化382



13.5.5氧化382



13.5.6與亞硝酸的反應383



13.5.7與醛的反應384



13.5.8芳胺環上的親電取代反應384



13.6胺的制法385



13.6.1氨或胺的烴基化385



13.6.2醛或酮的還原胺化385



13.6.3腈和酰胺的還原386



13.6.4Gabriel合成法386



13.6.5Hofmann降解反應387



13.6.6硝基化合物的部分還原387



13.7季銨鹽和季銨堿387



13.8重氮化合物和偶氮化合物389



13.8.1概述389



13.8.2重氮鹽的制備390



13.8.3重氮鹽的反應391



13.9腈395



13.9.1腈的命名395



13.9.2腈的性質395



13.9.3腈的制備396



閱讀材料397



習題398







第14章雜環化合物400



14.1雜環化合物的分類、命名和結構400



14.1.1雜環化合物的分類和命名400



14.1.2結構和芳香性402



14雜環化合物403



14.2雜環化合物的性質403



14.2.2重雜環化合物406



14雜環化合物408



14.3.1吡啶408



14.3.2喹啉和異喹啉410



14.3.3嘌呤412



閱讀材料412



習題414







第素有機化合物417



1素有機化合物的分類和命名417



15.素有機化合物的定義及分類417



15.素有機化合物的命名417



15.2有機硅化合物417



15.2.1烴基鹵硅烷的制法417



15.2.2烴基鹵硅烷的性質與應用418



15.3有機磷化合物419



15.3.1膦的制法419



15.3.2膦的性質420



15.4有機鋰化合物422



15.4.1有機鋰的制法422



15.4.2有機鋰的性質422



15.5有機鐵化合物423



15.5.1二茂鐵的制法423



15.5.2二茂鐵的結構和性質423



15.6有機鋁化合物424



15.6.1烷基鋁的制法424



15.6.2烷基鋁的性質425



閱讀材料426



習題428







第16章天然有機化合物430



16.1單糖431



16.1.1單糖的分類431



16.1.2單糖的構型431



16.1.3單糖的結構432



16.1.4單糖的化學性質434



16.1.5重要的單糖438



16.2二糖438



16.2.1還原性二糖439



16.2.2非還原性二糖440



16.3多糖441



16.3.1澱粉441



16.3.2纖維素442



16.4氨基酸444



16.4.1氨基酸的結構、分類、命名和構型446



16.4.2氨基酸的性質447



16.4.3氨基酸的制法450



16.5多肽452



16.5.1多肽的組成和命名452



16.5.2多肽結構的測定453



16.5.3多肽的合成456



16.6蛋白質457



16.6.1蛋白質的分類457



16.6.2蛋白質的結構458



16.6.3蛋白質的性質462



16.7核酸464



16.7.1核酸的組成464



16.7.2核酸的結構466



16.7.3核酸的生物功能468



16.8類脂469



16.8.1油脂469



16.8.2磷脂和蠟471



16.9萜類化合物472



16.9.1萜類化合物的分類、結構特點472



16.10甾族化合物476



16.10.1甾族化合物結構特征477



16.10.2重要的甾類化合物477



16.11生物堿480



16.11.1生物堿的性質480



16.11.2重要的生物堿480



閱讀材料482



習題484







參考文獻488

前言



本書是“十二五”普通高等教育本科規劃教材，曾獲中國石油和化學工業出版物獎(教材獎)一等獎，是遼寧省級《有機化學》精品課程的配套教材和遼寧省教育科學“十二五”規劃立課題（JG14DB334）的研究成果之一。其版以鮮明的特色受到了社會各界的廣泛認可，先後有多所高校采用本書作為教材，在短短的幾年時間內多次印刷。在使用本書過程中廣大師生提出了許多寶貴的意見和建議，又鋻於近年來有機化學學科不斷取得新的發展，教學改革與實踐不斷深入，因此有必要對本書進行再版，以求更加完善。



在保留版特色的同時，對原書進行了較大範圍的修訂，具體體現為:



 (1)更新了教材內容。對各類有機化合物的命名做了部分補充和完善；對各章中不夠完善的內容均做了相應的修改。例如環烷烴的化學性質敘述中補充了異構化反應和裂化反應；對鹵代烴制備羧酸的不同途徑進行了展開闡述。



 (2)教材的編寫體例更為靈活，注重符合學生的認知規律。例如重新編寫了鹵代烴的化學性質，由原來的先概述、再分別敘述各反應，調整為逐個、依次講解各反應，其它內容分散到各有關章節。



(3)通過對各章學習目標、知識點練習與綜合訓練等安排，幫助學生加深對各章重點和難點的理解，以增強學生的學習興趣，引導學生獨立思考，提高學生分析、解決問題的能力。與版相比，增加或更換了大量的習題及部分章後的閱讀材料。



(4)配備了PPT教案，方便教師授課使用，課件索取：songlq75@126.com。



本書由孔祥文任主編，朱珮珣、王鵬、張毅軍任副主編。參加編寫的人員有：張毅軍,谷永慶，孟志芬（河南科技學院，第1章和第6章）；朱珮珣（遼寧科技大學，第2章）；崔天放（瀋陽化工大學，第3章）；呂丹（瀋陽工業大學，第3章和第10章）；王翠珍（山東科技大學，第4章）；任保軼（瀋陽化工大學，第5章和第10章）；陳勇（山東科技大學，第7章）；由立新（瀋陽化工大學，第8章和第15章）；於秀蘭（瀋陽化工大學，第9章和第12章）；王鵬（山東科技大學，第11章）；王曉丹（瀋陽化工大學，第13章）；賈宏敏（遼寧科技大學，第14章）；孔祥文（瀋陽化工大學，第16章）。全書由孔祥文負責制定編寫大綱、統稿和定稿。



在本書編寫過程中，作者參閱了國內外的教材和專著，我們對使用本書，對本書提出意見和建議的師生表示感謝。化學工業出版社的編輯對本書的出版給予了大力支持和幫助，在此致以衷心的謝意。



限於編者水平，書中不妥之處在所難免，衷心希望各位專家和使用本書的師生予以批評指正，在此我們致以真誠的謝意。







編者



2018年6月















版前言



精品課程建設是高等學校本科教學質量與教學改革工程的重要組成部分，而教材建設又是高校精品課程建設的主要內容之一。基於這一點，化學工業出版社組織了多位具有多年有機化學教育教學經驗的工科院校教師共同編著了這本有機化學創新教材，力求在經典教學內容的基礎上，突出實用性，做到特色鮮明，優勢突出，以滿足培養創新應用型人纔的教學目標。
本書是根據*高等學校化學與化工學科教學指導委員會對有機化學的教學基本要求編寫的，是中國高等教育學會“中國高校創新創業教育的理論與發展研究”重點專項規劃立項課題和遼寧省教育科學“十一五”規劃立項課題的研究成果之一。



本教材按官能團體繫順序，脂肪族和芳香族混編方式編寫，重點繫統介紹各類官能團反應和反應機理，突出結構和性質的依賴關繫，以培養學生具有較強的分析問題、解決問題和創新的能力。全書共16章，分為三部分：部分為有機化學基本理論（包括化學鍵理論、立體化學基礎和有機化合物的結構表征等）和烴類；第二部分為烴的衍生物，包括鹵代烴、含氧化合物和含氮化合物；第三部分為專論，包括雜環化素有機化合物和天然有機化合物等。章後有習題，書末有主題詞索引、西文人名索引。本教材還精選多篇閱讀材料，內容豐富，題材廣泛，對提高學生的學習興趣，培養學生的創新精神和實踐能力，促進學生全面發展有著極其重要的作用，在指導學生用科學方法探索問題，培養學生理論聯繫實際能力、科學思維能力及嚴謹的科學態度等方面具有其它材料不可替代的作用，並能以此來激發學生的愛國熱情，增強民族自豪感和社會責任感。



本書既可作為高等工科院校的應用化學、化工、材料、環境、生物、食品、制藥、安全、高分子等本科專業教材，也可作為其它相關專業的教學用書或參考書，亦可作為相關行業工程技術人員的參考用書。



本書由孔祥文任主編，參加編寫的人員有：吳爽（遼寧石油化工大學，和四章）；朱珮珣（遼寧科技大學，第二章）；崔天放（瀋陽化工大學，第三章）；解令海（南京郵電大學，第五章）；陳平（遼寧石油化工大學，第六章）；叢玉鳳（遼寧石油化工大學，第七章）；由立新（瀋陽化工大學，第八和十五章）；於秀蘭（瀋陽化工大學，第九和十二章）；任保軼（瀋陽化工大學，第十和五章）；高肖漢（遼寧石油化工大學，第十一章）；王曉丹（瀋陽化工大學，第十三章）；賈宏敏（遼寧科技大學，第十四章）；孔祥文（瀋陽化工大學，第十六章）。



全書由孔祥文教授負責制定編寫大綱、統稿和定稿。



在本書編寫過程中，我們參閱了國內外的教材和專著，化學工業出版社宋林青編審對本書的出版給予了大力支持和幫助，在此特致以衷心的謝意。



限於編者的水平，錯誤和不妥之處在所難免，衷心希望各位專家和使用本書的師生予以批評指正，在此我們致以真誠的感謝。







編者



2009年10月