有机化学2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

有机化学PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

绪论1

一、认识有机化学1

二、有机化学的发展历史2

1.有机化合物的认识过程2

2.有机化合物结相探索2

3.有机结构分析方法4

4.有机合成研究6

三、有机化学是现代科学技术的重要基础学科8

四、百年Nobel化学奖列表9

第一部分 有机化合物的结构与性质15

第一章 有机化合物分子结构基础15

1.1 原子结构与价键理论15

1.2 有机化合物结构的表示方法17

1.2.1 Lewis结构式17

1.2.2 Kekulé结构式20

1.3 分子轨道理论简介21

1.4 杂化轨道理论25

1.4.1 sp3杂化与碳-氢、碳-碳单键25

1.4.2 sp2杂化与碳-碳双键27

1.4.3 sp杂化与碳-碳三键28

1.4.4 碳原子不同杂化轨道的比较29

1.4.5 氮原子的杂化轨道30

1.4.6 氧原子的杂化轨道31

1.5 电负性与键的极性33

1.5.1 元素的电负性33

1.5.2 极性共价键与偶极矩34

1.6 有机分子的基本骨架和官能团37

1.6.1 有机分子的基本骨架37

1.6.2 有机分子的官能团37

1.7 键的断裂方式与反应活性中间体的基本结构39

1.7.1 化学键的断裂方式39

1.7.2 自由基和各种离子的基本结构40

第二章 饱和碳氢化合物43

2.1 碳氢化合物的分类43

2.2 开链烷烃的命名44

2.2.1 烷烃的同分异构44

2.2.2 普通命名法44

2.2.3 烷烃中碳和氢的种类46

2.2.4 烷烃的IUPAC系统命名48

2.3 开链烷烃的构象52

2.3.1 乙烷的构象52

2.3.2 丁烷的构象54

2.4 环烷烃的命名55

2.4.1 单环环烷烃的命名57

2.4.2 二环桥环烷烃和稠环烃的命名58

2.5 烷烃和环烷烃的燃烧热、生成热与稳定性59

2.5.1 燃烧热59

2.5.2 生成热60

2.6 烷烃和环烷烃的化学反应与稳定性61

2.7 Baeyer环张力学说62

2.8 环烷烃的构象63

2.8.1 环丙烷的构象63

2.8.2 环丁烷的构象63

2.8.3 环戊烷的构象64

2.8.4 环己烷的椅型构象64

2.8.5 单取代环己烷的构象分析65

2.8.6 二取代环己烷的构象分析67

2.8.7 环己烷的其他构象69

2.8.8 多环烷烃的构象70

2.9 分子间的非共价作用与烷烃的物理性质70

2.9.1 分子间的非共价作用概述71

2.9.2 烷烃的熔点、沸点变化规律74

2.9.3 烷烃的溶解性能与疏水作用77

第三章 不饱和碳氢化合物79

3.1 烯烃的结构和命名79

3.1.1 烯烃的顺反异构79

3.1.2 单烯烃的命名81

3.1.3 烯烃中碳和氢的类型84

3.2 炔烃的分类与命名85

3.3 烯烃的π键与化学性质87

3.4 烯烃的稳定性与氢化热88

3.5 二烯烃的稳定性与共轭结构90

3.6 苯的结构与化学反应特性91

3.7 苯的共振结构与共振理论93

3.8 芳香性与Hückel规则99

3.9 分子轨道理论对共轭烯烃结构以及芳香性的阐述104

3.10 芳香烃的分类与命名107

3.11 不饱和烃的熔点、沸点变化规律109

第四章 含杂原子官能团化合物和有机酸碱理论113

4.1 含氮、氧、卤素官能团化合物的命名113

4.2 卤代烃的结构与物理和化学性质119

4.2.1 卤代烃的结构与物理性质119

4.2.2 卤代烃的化学反应特性121

4.3 含C—O、C—N单键化合物的结构与物理和化学性质122

4.4 含C=O、C=N、C≡N键化合物的结构与性质125

4.5 有机化合物的酸碱性129

4.5.1 Arrhenius酸碱理论129

4.5.2 Bronsted-Lowry的质子酸碱理论130

4.5.3 有机化合物的酸性及其影响因素131

4.5.4 有机化合物的碱性及其影响因素144

4.5.5 有机反应中常用的质子酸和质子碱试剂147

4.5.6 Lewis电子酸碱理论及其在有机化学中的应用150

4.6 含硫官能团的有机化合物151

4.7 含磷官能团的有机化合物153

4.8 杂环化合物的命名、结构与性质153

4.8.1 分类与命名154

4.8.2 结构与基本性质156

4.9 有机金属化合物157

4.9.1 有机金属化合物的命名157

4.9.2 有机金属化合物的结构158

4.9.3 有机金属化合物的性质及作用158

第五章 分子的手性与旋光异构161

5.1 光学活性与对映异构现象的发现162

5.2 手性分子与手性碳原子164

5.2.1 手性分子164

5.2.2 分子的手性与对称性164

5.2.3 手性碳原子与对映异构166

5.2.4 手性碳原子的R、S构型168

5.2.5 手性化合物的对映异构体过量值172

5.3 含有两个及两个以上手性碳原子的手性分子173

5.4 环状化合物的构型异构问题176

5.5 不含手性碳原子的手性分子178

5.5.1 含氮、磷、硫原子的手性分子178

5.5.2 丙二烯型手性分子179

5.5.3 联芳香类手性分子180

5.5.4 螺旋形芳香稠环手性分子181

5.6 手性化合物的性质181

5.7 手性识别与对映体的拆分182

5.8 潜手性中心与潜手性面186

5.9 有机化合物同分异构小结187

第六章 色谱和波谱190

6.1 色谱技术191

6.1.1 色谱法的基本类型191

6.1.2 重要的色谱方法194

6.1.3 色谱法的应用196

6.2 质谱197

6.2.1 基本原理197

6.2.2 高分辨质谱确定化合物分子式199

6.2.3 离子化技术种类199

6.2.4 质谱中的离子类型200

6.2.5 离子相对强度的影响因素202

6.2.6 质谱裂解规律204

6.3 电磁波与波谱技术210

6.4 红外光谱211

6.4.1 原理211

6.4.2 红外光谱图212

6.4.3 伸缩振动吸收频率及其影响因素214

6.4.4 键的弯曲振动220

6.4.5 红外吸收峰的强度及其影响因素222

6.5 核磁共振谱224

6.5.1 核磁共振的基本原理224

6.5.2 氢核磁共振波谱227

6.5.3 碳核磁共振波谱248

6.6 紫外-可见光谱250

6.6.1 原理250

6.6.2 Beer-Lambert定律252

6.6.3 影响紫外-可见光谱的因素252

6.6.4 可见光谱与颜色257

6.6.5 紫外-可见光谱的应用258

6.6.6 圆二色光谱简介262

6.7 综合分析263

第二部分 有机化学反应273

第七章 有机化学反应的基本问题273

7.1 键的解离能与反应中的焓变273

7.2 化学平衡与Gibbs自由能275

7.3 反应速率与动力学基本原理276

7.3.1 反应速率及其与反应物浓度的关系277

7.3.2 反应速率与温度的关系279

7.3.3 反应过渡态理论与Hammond假说280

7.4 烷烃的卤代反应及其反应机理282

7.4.1 自由基卤代反应的特点282

7.4.2 自由基卤代反应机理分析283

7.4.3 烷烃与不同卤素反应的活性284

7.4.4 烷烃的不同类型氢在卤代反应中的活性与选择性285

7.4.5 自由基的结构与烷烃卤代反应的立体化学289

7.4.6 烯丙型、苄基型自由基的稳定性290

7.4.7 自由基卤代反应的合成应用291

7.5 有机反应的其他活性中间体292

7.5.1 碳正离子的结构与稳定性292

7.5.2 碳负离子的结构与稳定性293

7.5.3 卡宾的结构和稳定性294

7.6 有机化学反应机理的研究方法296

7.6.1 动力学研究方法296

7.6.2 同位素效应研究方法296

7.6.3 反应中间体“捕获”方法296

7.6.4 跟踪反应体系中成分变化方法298

7.6.5 示踪原子方法298

7.6.6 立体化学方法298

第八章 SP3杂化碳原子的亲核取代反应301

8.1 有机溶剂的分类以及溶剂化效应301

8.2 亲核取代反应能否进行的酸碱性判断依据305

8.3 亲核取代反应的和SN2机理306

8.3.1 SN1反应机理307

8.3.2 SN2反应机理308

8.4 SNl反应与离子对机理310

8.5 影响SN1和SN2反应的因素311

8.5.1 离去基团的影响312

8.5.2 底物的烃基结构对和SN2反应的影响313

8.5.3 亲核试剂的亲核性强弱对SN2反应的影响316

8.5.4 溶剂对和SN2反应的影响319

8.5.5 SN1和SN2反应的竞争321

8.5.6 分子内亲核取代反应323

8.6 SN1反应中的碳正离子重排323

8.7 通过和SN2反应实现官能团的相互转化327

8.7.1 卤代烃与醇的相互转化328

8.7.2 Williamson醚合成法333

8.7.3 硫醇和硫醚的合成335

8.7.4 胺和膦的制备336

8.8 含碳亲核试剂的制备及其亲核取代反应338

8.8.1 sp杂化碳亲核试剂338

8.8.2 有机金属化合物的制备及其亲核取代反应339

8.9 醚（环醚）的亲核取代反应341

8.9.1 醚与HI、HBr的亲核取代反应341

8.9.2 1，2—环氧化合物的开环反应343

第九章 消去反应350

9.1 消去反应的机理350

9.2 E2反应351

9.2.1 反应过渡态与反应活性351

9.2.2 E2反应的区域选择性352

9.2.3 E2反应的立体化学355

9.2.4 环状化合物的E2消去反应357

9.2.5 醇的E2消去反应359

9.3 E1反应360

9.3.1 E1反应活性及其影响因素360

9.3.2 E1反应的区域选择性361

9.3.3 E1反应的立体化学362

9.3.4 环状化合物的El消去反应364

9.3.5 E1反应中的重排364

9.4 E2/E1的竞争366

9.5 E2/SN2的竞争367

9.6 El/SN1的竞争368

9.7 ElcB反应和似ElcB反应370

9.8 Cope消去反应372

9.9 邻二卤代烃消去X2的反应373

9.10 乙烯型卤代烃消去HX的反应374

9.11 芳香卤代烃消去HX的反应376

9.11.1 苯炔的结构376

9.11.2 苯炔的反应377

第十章 不饱和碳-碳键的加成反应380

10.1 不饱和碳-碳键的结构与加成反应活性381

10.2 烯烃与HX的亲电加成383

10.2.1 烯烃与HX加成反应机理与反应活性383

10.2.2 烯烃与HX在气相和溶液相中亲电加成反应385

10.2.3 烯烃与HX加成反应的区域选择性386

10.2.4 烯烃与HX加成反应的立体化学388

10.2.5 烯烃与HX加成反应中的分子重排389

10.3 烯烃与水和醇的亲电加成反应390

10.4 烯烃与卤素和次卤酸的亲电加成反应392

10.4.1 烯烃与卤素和次卤酸加成的反应机理392

10.4.2 烯烃与卤素加成的反应活性393

10.4.3 烯烃与次卤酸加成的区域选择性393

10.4.4 烯烃与卤素和次卤酸反应的立体化学394

10.4.5 环己烯类化合物与溴的加成反应396

10.5 烯烃与其他亲电试剂的反应398

10.5.1 烯烃的羟汞化-脱汞反应398

10.5.2 烯烃与乙硼烷的加成反应399

10.5.3 烯烃与卡宾的加成—环丙烷的合成401

10.6 烯烃的自由基加成反应402

10.7 炔烃的亲电加成反应和亲核加成反应404

10.7.1 炔烃与HX的加成404

10.7.2 炔烃与X2的加成405

10.7.3 炔烃的水合反应和硼氢化-氧化反应406

10.7.4 炔烃的亲核加成反应408

10.8 共轭二烯烃的亲电加成反应409

10.8.1 共轭烯烃的1，2-和1，4-加成反应409

10.8.2 共轭二烯烃与HX加成的动力学和热力学控制409

10.9 共轭二烯烃的Diels-Alder反应412

10.9.1 Diels-Alder反应机理413

10.9.2 亲双烯体结构与反应活性413

10.9.3 双烯体结构与反应活性413

10.9.4 Diels-Alder反应的区域选择性415

10.9.5 Diels-Alder反应的立体专一性416

第十一章 氧化还原反应419

11.1 官能团的氧化程度与氧化还原反应419

11.2 还原反应421

11.2.1 催化氢化还原421

11.2.2 金属氢化物的负氢还原430

11.2.3 电子-质子还原436

11.2.4 羰基还原成亚甲基的方法440

11.3 氧化反应441

11.3.1 醇的氧化442

11.3.2 不饱和烃的氧化反应447

11.3.3 醛、酮的氧化反应451

11.3.4 胺的氧化反应452

11.4 酚和酸的氧化还原反应453

第十二章 芳环的亲电取代、亲核取代反应及芳环取代基的反应457

12.1 苯的亲电取代反应与烯烃的亲电加成反应对比457

12.2 苯环的亲电取代反应及其机理分析459

12.2.1 卤代反应460

12.2.2 硝化反应462

12.2.3 磺化反应462

12.2.4 Friedel-Crafts烷基化反应464

12.2.5 Friedel-Crafts酞基化反应467

12.3 取代基对苯环亲电取代反应的影响：反应活性与定位规律471

12.3.1 取代苯的亲电取代反应实验事实471

12.3.2 取代基对苯环亲电取代反应活性影响的理论分析473

12.3.3 取代基对苯环亲电取代反应区域选择性影响的理论分析474

12.3.4 不同取代基定位效应小结478

12.3.5 邻位与对位取代比例479

12.3.6 多种取代基团同时存在的影响480

12.3.7 取代基的致活、致钝效应与定位效应在合成中的应用481

12.4 多环芳烃的亲电取代反应483

12.5 芳香杂环化合物的亲电取代反应485

12.5.1 五元芳香杂环的亲电取代反应486

12.5.2 六元芳香杂环—吡啶的亲电取代反应488

12.6 芳环的亲核取代反应490

12.7 芳香杂环的亲核取代反应492

12.8 芳环取代基的反应493

12.9 芳香胺的制备及其反应495

12.9.1 芳香胺的制备495

12.9.2 芳香胺的重氮化反应496

12.9.3 芳香重氮盐的反应及其在合成中的应用497

第十三章 羰基化合物的亲核加成和亲核取代反应507

13.1 羰基化合物的结构与反应活性507

13.2 羰基化合物的亲核加成反应概述510

13.2.1 与羰基加成的亲核试剂510

13.2.2 羰基亲核加成反应的机理510

13.2.3 羰基亲核加成反应的立体化学511

13.3 与含氧、含硫亲核试剂的亲核加成反应512

13.3.1 与水的加成512

13.3.2 与醇加成515

13.3.3 与硫醇加成517

13.3.4 与饱和亚硫酸氢钠溶液的反应517

13.4 与含氮亲核试剂的亲核加成反应518

13.4.1 与伯胺和氨基衍生物的加成反应518

13.4.2 与仲胺的加成反应520

13.5 与含碳亲核试剂的加成反应521

13.5.1 与氰基负离子的加成反应521

13.5.2 与炔基负离子的加成反应523

13.5.3 与有机金属试剂的加成反应.524

13.5.4 与磷ylide试剂反应—Wittig反应526

13.5.5 与硫ylide试剂反应528

13.6 a，β-不饱和羰基化合物的亲核加成反应529

13.7 羧酸及其衍生物的亲核取代反应533

13.7.1 羧酸及其衍生物的亲核取代反应机理534

13.7.2 羧酸及其衍生物的亲核取代反应活性534

13.7.3 羧酸衍生物的相互转化￣通过酞基的亲核取代反应535

13.7.4 酰氯的制备539

13.7.5 酸酐的制备540

13.7.6 羧酸及其衍生物的相互转化小结构542

第十四章 羰基化合物a-取代反应和缩合反应545

14.1 羰基化合物的a-氢酸性以及烯醇、烯醇负离子的形成与结构545

14.1.1 羰基化合物及其类似化合物的a-氢酸性545

14.1.2 酮式-烯醇式互变异构548

14.1.3 烯醇或烯醇负离子的形成550

14.1.4 烯醇负离子形成的区域选择性551

14.1.5 烯醇和烯醇负离子的结构及反应特性554

14.2 羰基化合物的a-卤代反应555

14.2.1 醛、酮的a-卤代反应555

14.2.2 羧酸及酞卤的卤代反应558

14.2.3 a-卤代羰基化合物的反应558

14.3 酮和醋的烷基化反应560

14.3.1 通过烯醇负离子的烷基化反应560

14.3.2 通过亚胺或烯胺的烷基化反应561

14.3.3 β-二羰基化合物的烷基化反应562

14.4 羟醛加成和羟醛缩合反应563

14.4.1 醛或酮分子的羟醛加成和羟醛缩合反应563

14.4.2 分子内羟醛加成反应和羟醛缩合反应565

14.4.3 交叉羟醛加成反应和羟醛缩合反应566

14.5 酮和醋的酰基化反应568

14.5.1 Claisen缩合—酯的酸基化反应568

14.5.2 分子内的Claisen缩合—Dieckmann缩合570

14.5.3 交叉Claisen缩合571

14.5.4 酮的酞基化反应571

14.5.5 酮通过烯胺的酞基化反应572

14.6 Michael反应和Robinson环合反应573

14.7 β-二羰基化合物的反应及其在有机合成中的应用575

14.7.1 β-羰基酸醋和β一二羧酸酯的水解脱羧反应575

14.7.2 β-二羰基化合物在合成中的应用577

14.7.3 β-二羰基化合物的r-烷基化及r-酞基化反应578

14.8 其他缩合反应579

14.8.1 a-卤代酸醋的缩合反应579

14.8.2 Mannich反应581

14.8.3 安息香缩合582

14.9 缩合反应与杂环化合物的合成583

第十五章 分子骨架重排反应和周环反应594

1.5.1 重排反应介594

15.2 经过正离子的重排595

15.2.1 Wagner-Meerwein重排595

15.2.2 pinacol重排596

15.2.3 Demjanov重排598

15.2.4 Tiffeneau-Demjanov重排599

15.2.5 Beckmann重排600

15.2.6 氢过氧化物重排601

15.2.7 联苯胺重排603

15.3 经过负离子的重排604

15.3.1 Favorskii重排604

15.3.2 季铵盐和锍盐的重排反应606

15.3.3 Wittig重排607

15.3.4 Fries重排608

15.3.5 Benzillic酸重排609

15.4 经过卡宾和氮宾的重排609

15.4.1 Hofmann重排609

15.4.2 Wolff重排611

15.5 周环反应简介612

15.6 环加成反应613

15.6.1 环加成反应的特性614

15.6.2 前线轨道理论与分子轨道对称守恒原理简介616

15.6.3 环加成反应条件和立体化学特征的理论分析619

15.7 电环化反应623

15.8 σ-迁移反应626

15.8.1 Cope重排—［3,3］σ-迁移反应实例627

15.8.2 Claisen重排—［3,3］σ-迁移反应实例628

15.8.3 σ-迁移反应与前线轨道理论628

第十六章 多步骤有机合成639

16.1 有机合成的基本反应类型639

16.2 有机合成路线的设计及合成策略642

16.2.1 合成路线设计基本原则642

16.2.2 合成策略643

16.2.3 有机合成路线的设计方法644

16.3 基团的保护和去保护647

16.3.1 羟基的保护648

16.3.2 氨基的保护649

16.3.3 羧基的保护650

16.4 有机合成中的立体选择性控制问题650

16.5 多步骤有机合成实例分析653

第三部分 生物有机化合物669

第十七章 脂类669

17.1 蜡670

17.2 甘油三酯—脂肪和油670

17.2.1 化学结构670

17.2.2 脂肪酸671

17.2.3 物理性质672

17.2.4 化学性质673

17.2.5 肥皂和去污剂674

17.3 甘油磷醋676

17.3.1 化学结构676

17.3.2 物理性质677

17.3.3 化学性质6

17.4 甾体化合物679

17.4.1 化学结构679

17.4.2 胆固醇与激素680

17.4.3 胆固醇的性质682

17.5 前列腺素682

17.5.1 化学结构682

17.5.2 前列腺素的生物合成途径683

17.6 萜类化合物684

17.6.1 萜类化合物的分类和结构684

17.6.2 萜类化合物的生物合成686

第十八章 糖类692

18.1 糖类的分类693

18.2 单糖694

18.2.1 单糖的直链结构及构型694

18.2.2 单糖的环状结构和变旋现象698

18.2.3 单糖的构象703

18.2.4 单糖的物理性质704

18.2.5 单糖的化学性质706

18.2.6 葡萄糖结构的测定—Fischer法716

18.3 双糖719

18.3.1 还原性双糖的结构719

18.3.2 非还原性双糖的结构720

18.4 多糖721

18.4.1 纤维素722

18.4.2 淀粉723

18.4.3 糖原724

18.4.4 壳多糖725

18.5 一些重要的糖类及其衍生物725

18.5.1 核糖和脱氧核糖725

18.5.2 氨基糖726

18.5.3 维生素C726

18.5.4 环糊精728

18.5.5 葡聚糖729

18.5.6 琼脂729

18.5.7 肽聚糖729

18.6 细胞表面的糖类化合物730

第十九章 氨基酸、多肤和蛋白质733

19.1 氨基酸733

19.1.1 a-氨基酸的结构733

19.1.2 氨基酸的酸碱性737

19.1.3 氨基酸的化学反应741

19.1.4 氨基酸的合成751

19.2 肤756

19.2.1 肽键756

19.2.2 多肤757

19.2.3 多肽链的化学反应758

19.2.4 多肽的化学合成762

19.2.5 组合合成法合成多肽：多肽库的构建766

19.3 蛋白质768

19.3.1 蛋白质的分类768

19.3.2 蛋白质的结构769

19.3.3 蛋白质的变性773

第二十章 核苷酸和核酸777

20.1 核酸与生命遗传777

20.2 核酸的结构单元分子—核苷酸778

20.2.1 核苷酸的组成和结构778

20.2.2 核苷酸的性质782

20.2.3 重要的核苷酸及其衍生物788

20.3 核酸的结构792

20.3.1 多聚核苷酸792

20.3.2 DNA的二级结构793

20.3.3 RNA的结构和分类796

20.4 核酸的性质796

20.4.1 核酸的水解796

20.4.2 紫外吸收797

20.4.3 解离性质798

20.4.4 核酸碱基顺序分析中的化学798

20.5 多聚核普酸的合成803

20.5.1 DNA的生物合成—DNA的复制803

20.5.2 mRNA的生物合成—转录804

20.5.3 寡聚核苷酸的化学合成805

20.5.4 PCR法合成DNA807

附录一 主要类型有机化合物的pKa范围表811

附录二 常见典型化合物的pKa值812

参考文献815

索引818