基础有机化学

邢其毅(Qiyi Xing; Q.Y.Xing 1911 - 2002)有机化学家和教育家。原籍贵州贵阳，生于天津。1933年毕业于辅仁大学化学系。1936年获美国伊利诺大学博士学位。随后去德国H.Wieland教授实验室进行博士后研究，完成芦竹碱的结构和合成。回国后在中央研究院庄长恭教授领导下进行生物碱工作。抗日战争期间，在艰苦条件下完成一简便测定不饱和脂肪酸的方法和云南抗疟植物的研究。抗日胜利后任北京大学教授，继续研究生物碱及有机反应，提出用于工业上生产氯霉素新合成法、参加领导牛胰岛素全合成工作。在国内首次进行花果香气的研究。曾任全国政协委员、中国化学会理事。1946年后，任北京大学化学系和农化系教授，兼任北平研究院化学研究所研究员。长期担任北京大学化学系有机化学教研室主任。曾任第六、七届全国政协委员。1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。

第1章 绪论

1.1 有机化学和有机化合物的特性

1.2 结构概念和结构理论

1.2.1 KekuleA(凯库勒)及CouperA(古柏尔)的两个重要基本规则(1857)

1.2.2 BufferevA(布特列洛夫，l861)的化学结构理论

1.3 化学键

1.3.1 原子轨道

1.3.2 原子的电子构型

1.3.3 化学键

1.3.4 价键理论

1.3.5 分子轨道理论

1.3.6 共价键的极性分子的偶极矩

1.3.7 共价键的键长键角键能

1.4 酸碱的概念

1.4.1 酸碱的电离理论

1.4.2 酸碱的溶剂理论

1.4.3 酸碱的质子理论

1.4.4 酸碱的电子理论

1.4.5 软硬酸碱概念

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英汉对照词汇

第2章 有机化合物的分类表示方式命名

2.1 有机化舍物的分类

2.2 有机化合物的表示方式

2.2.1 有机化合物构造式的表示方式

2.2.2 有机化合物立体结构的表示方式

2.3 有机化舍物的同分异构体

有机化合物的命名

2.4 烷烃的命名

2.4.1 链烷烃的命名

2.4.2 单环烷烃的命名

2.4.3 桥环烷烃的命名

2.4.4 螺环烷烃的命名

2.5 烯烃和炔烃的命名

2.5.1 烯基、亚基和炔基的命名

2.5.2 烯烃和炔烃的系统命名

2.5.3 烯烃和炔烃的其它命名法

2.6 芳香烃的命名

2.6.1 含苯基的单环芳烃的命名

2.6.2 多环芳烃的命名

2.6.3 非苯芳烃

2.7 烃衍生物的系统命名

2.7.1 常见官能团的词头、词尾名称

2.7.2 单官能团化合物的系统命名

2.7.3 含多个相同官能团化合物的系统

2.7.4 含多种官能团化合物的系统命名

2.7.5 环氧化合物和冠醚的命名

2.8 烃衍生物的普通命名法

2.8.1 卤代烷的普通命名法

2.8.2 醇的普通命名法

2.8.3 醚的普通命名法-

2.8.4 醛和酮的普通命名法

2.8.5 羧酸的普通命名法

2.8.6 羧酸衍生物的普通命名法

2.8.7 胺的普通命名法

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第3章 立体化学

3.1 轨道的杂化和碳原子价键的方向性

3.1.1 甲烷sp3杂化o键

3.1.2 乙烯sp2杂化x键

3.1.3 乙炔sp杂化正交的x键

构象、构象异构体

3.2 链烷烃的构象

3.2.1 乙烷的构象

3.2.2 丙烷的构象

3.2.3 正丁烷的构象构象分布

3.2.4 其它链烷烃的构象

3.2.5 乙烷衍生物的构象分布

3.3 环烷烃的构象

3.3.1 Baeyer张力学说

3.3.2 环丙烷的构象

3.3.3 环丁烷的构象

3.3.4 环戊烷的构象

3.3.5 环己烷的构象

3.3.6 取代环己烷的构象

3.3.7 十氢化萘的构象

3.3.8 中环化合物的构象

旋光异构体

3.4 旋光性

3.4.1 平面偏振光

3.4.2 旋光仪旋光物质旋光度

3.4.3 比旋光度分子比旋光度

3.5 手性和分子结构的对称因素

3.5.1 手性手性分子

3.5.2 判别手性分子的依据

3.6 含手性中心的手性分子

3.6.1 手性中心和手性碳原子

3.6.2 含一个手性碳原子的化合物

3.6.3 含两个或多个手性碳原子的化合物

3.6.4 含两个或多个相同(相像)手性碳原子的化合物

3.6.5 含手性碳原子的单环化合物

3.6.6 含有其它不对称原子的光活性分子

3.7 含手性轴的旋光异构体

3.7.1 丙二烯型的旋光异构体

3.7.2 联苯型的旋光异构体

3.8 含手性面的旋光异构体

3.9 消旋、拆分和不对称合成

3.9.1 外消旋化 

3.9.2 差向异构化

3.9.3 外消旋体的拆分

3.9.4 不对称合成法

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第4章 烷烃自由基取代反应

4.1 烷烃的分类

4.2 烷烃、环烷烃的物理性质

烷烃的反应

4.3 预备知识

4.3.1 有机反应及分类

4.3.2 有机反应机理

4.3.3 有机反应中的热力学与动力学

4.4 烷烃的结构和反应性分析

4.5 自由基反应

4.5.1 碳自由基的定义和结构

4.5.2 键解离能和碳自由基的稳定性

4.5.3 自由基反应的共性

4.6 烷烃的卤化

4.6.1 甲烷的氯化

4.6.2 甲烷的卤化

4.6.3 高级烷烃的卤化

4.7 烷烃的热裂

4.8 烷烃的氧化

4.8.1 自动氧化

4.8.2 燃烧

4.9 烷烃的硝化

4.1 0烷烃的磺化及氯磺化

4.1 1小环烷烃的开环反应

烷烃的制备

4.1 2烷烃的来源

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第5章 紫外光谱红外光谱核磁

共振和质谱

(一)紫外光谱

5.1 紫外光谱的基本原理

5.1.1 紫外光谱的产生

5.1.2 电子跃迁的类型

5.2 紫外光谱图

5.3 各类化合物的电子跃迁

5.3.1 饱和有机化合物的电子跃迁

5.3.2 不饱和脂肪族化合物的电子跃迁

5.3.3 芳香族化合物的电子跃迁

5.4 影响紫外光谱的因素

5.4.1 生色基和助色基

5.4.2 红移现象与蓝(紫)移现象

5.4.3 增色效应和减色效应

5.5 与化学结构的关系

(二)红外光谱

5.6 红外光谱的基本原理

5.6.1 红外光谱的产生

5.6.2 分子的振动形式和红外吸收频率

5.6.3 振动自由度和红外吸收峰

5.6.4 红外光谱仪及测定方法

5.7 红外光谱图

5.7.1 红外光谱图的组成

5.7.2 官能团区和指纹区

5.8 重要官能团的红外特征吸收

5.8.1 烷烃红外光谱的特征

5.8.2 烯烃红外光谱的特征

5.8.3 炔烃红外光谱的特征

5.8.4 芳烃红外光谱的特征

5.8.5 卤代烃红外光谱的特征

5.8.6 醇、酚、醚红外光谱的特征

5.8.7 醛、酮红外光谱的特征

5.8.8 羧酸红外光谱的特征

5.8.9 羧酸衍生物、腈红外光谱的特征

5.8.1 0胺红外光谱的特征

5.9 影响化学键和基团特征频率的因素

(三)核磁共振

5.1 0核磁共振的基本原理

5.1 0.1 原子核的自旋

5.1 0.2 核磁共振现象

5.1 0.3 H的核磁共振饱和与弛豫

5.1 0.4 C的核磁共振丰度和灵敏度

5.1 0.5 核磁共振仪

氢谱

5.1 1化学位移

5.1 1.1 化学位移

5.1 1.2 屏蔽效应和化学位移的起因

5.1 1.3 化学位移的表示

5.1 1.4 影响化学位移的因素

5.1 2特征质子的化学位移

5.1 2.1 烷烃

5.1 2.2 烯烃

5.1 2.3 炔烃

5.1 2.4 芳烃

5.1 2.5 卤代烃

5.1 2.6 醇酚醚羧酸胺

5.1 2.7 羧酸衍生物

5.1 3偶合常数

5.1 3.1 自旋偶合和自旋裂分

5.1 3.2 自旋偶合的起因

5.1 3.3 偶合常数

5.1 3.4 化学等价、磁等价、磁不等价性

5.1 3.5 偶合裂分的规律

5.1 4醇的核磁共振

5.1 5积分曲线和峰面积

5.1 6H-NMR图谱的剖析

碳谱

5.1 7C-NMR谱的去偶处理

5.1 8C的化学位移

5.1 9C-NMR谱的偶合常数

5.2 0C-NMR谱的特点

5.2 lNMR谱提供的结构信息

(四)质谱

5.2 2质谱分析的基本原理和质谱仪

5.2 3质谱图的表示

5.2 4离子的主要类型、形成及其应用

5.2 4.1 分子离子

5.2 4.2 同位素离子

5.2 4.3 碎片离子和重排离子

5.2 4.4 亚稳离子

5.2 4.5 多电荷离子

5.2 5影响离子形成的因素

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英汉对照词汇

第6章 脂肪族饱和碳原子上的亲核取代反应消除反应

脂肪族饱和碳原子上的亲核取代反应

6.1 有机化学中的电子效应

6.1.1 诱导效应

6.1.2 共轭效应

6.1.3 超共轭效应

6.1.4 场效应

6.2 碳正离子

6.3 手性碳原子的构型保持和构型翻转Walden转换

6.4 饱和碳原子上亲核取代反应的概述

6.5 亲核取代反应的速率

6.6 亲核取代反应的机理

6.6.1 SN2反应的定义、机理和反应势能图

6.6.2 成环的SN2反应

6.6.3 SNl反应的定义、机理和反应势能图

6.6.4 溶剂解反应

6.6.5 Winstein离子对机理

6.7 影响亲核取代反应的因素

6.7.1 烷基结构的影响

6.7.2 离去基团的影响

6.7.3 试剂亲核性的影响

6.7.4 溶剂的影响

β-消除反应

6.8 消除反应的分类

6.9 E2反应

6.9.1 卤代烃失卤化氢E2反应

6.9.2 E2反应和SN2反应的并存与竞争

6.1 0E1反应

6.1 0.1 卤代烃失卤化氢El反应

6.1 0.2 El反应和sNl反应的并存与竞争

6.1 0.3 醇的失水E1反应

6.1 1邻二卤代烷失卤素E1cb反应

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英汉对照词汇

第7章 卤代烃有机金属化合物

7.1 卤代烃的分类

7.2 卤代烃的结构

7.2.1 卤代烷中碳卤键的特点

7.2.2 卤代烷的构象

7.3 卤代烷的物理性质

卤代烃的反应

7.4 亲核取代反应

7.5 消除反应

7.6 亲核取代反应和消除反应的共存与竞争

7.7 卤代烷的还原

7.8 卤仿的分解反应

7.9 卤代烃与金属的反应

7.9.1 有机金属化合物的命名

7.9.2 有机金属化合物的结构

7.9.3 有机金属化合物的物理性质

7.9.4 格氏试剂和有机锂试剂的制备及性质

卤代烃的制备

7.1 0一元卤代烷的制备

7.1 1多卤代烷的制法

7.1 2卤代烷的工业生产

7.1 3氟代烷的制法

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第8章 烯烃亲电加成自由基加成共轭加成

8.1 烯烃的分类

8.2 烯烃的结构特征

8.2.1 单烯烃的结构特征

8.2.2 共轭双烯的结构特征

8.3 烯烃的物理性质

8.3.1 单烯烃的物理性质

8.3.2 共轭烯烃物理性质的特点

烯烃的反应

8.4 烯烃的亲电加成

8.4.1 加成反应的定义和分类

8.4.2 烯烃与卤素的加成

8.4.3 烯烃与氢卤酸的加成碳正离子中间体机理

8.4.4 烯烃与硫酸、水、有机酸、醇和酚的反应

8.4.5 烯烃与次卤酸的加成

8.5 烯烃的自由基加成反应

8.6 烯烃的氧化

8.6.1 烯烃的环氧化反应

第9章 炔烃

9.1炔烃的结构

9.2炔烃的物理性质

9.3末端炔烃的特性

9.3.1酸性

9.3.2末端炔烃的卤化

9.3.3末端炔烃于醛、酮的反应

9.4炔烃的还原

9.4.1催化加氢

第10章 醇和醚

第11章 苯和芳香烃芳香亲电取代

第12章 醛和酮亲核加成共轭加成

第13章 羧酸

本书是普通高等教育"十五"国家级规划教材，也是高等教育百门精品课程教材建设计划的精品项目研究成果。本书是在1993年出版的《基础有机化学》(第二版)的基础上修订而成的。与第二版相比，在内容和章节上有较大的变动。全书分为基础和专章两部分。在体系上，将采用按官能团分章、按基本反应机理分章和专章描述相结合的编排方式。在内容上，命名、四大光谱将分别单独设章，立体化学将包括构象和构型两部分，脂肪族亲核取代反应和β-消除反应合并为一章，醇醛缩合和酯缩合并为一章。以便更加强调知识的完整性和连贯性;更加合理处理个性和共性的关系和更加注意各知识点之间的关联。专章部分将介绍有机化学和相关学科发展的新成就。每章末附有本章的指导提纲和中英文对照词汇等。本书可作为综合性大学化学专业的教材，也可供其他院校有关专业和对有机化学有兴趣的读者选用。

《基础有机化学(第3版)(上册)》第一版1987年荣获国家级优秀教材奖

第二版1997年荣获国家教委科技进步二等奖

《基础化学实验2:有机化学实验》可作为高等院校化学、化工、轻工、食品、生物、环境、制药、材料等专业本科生有机化学实验教材，也可供相关专业研究生、从事相关行业的技术人员参考。

有机化学工业是利用有机合成方法生产有机化工产品的工业，是化学工业的重要组成部分，是国民经济的基础工业。

按产品的性能在有机化学工业及国民经济中所起的作用，大体可分为以下三大门类：

1.基本有机化学工业

基本有机化学工业是有机化学工业的基础，是生产有机化工原料和重要有机产品的工业

，它的任务是:利用自然界中大量存在的煤、石油、天然气及生物质等资源，通过各种化学加工方法，制成一系列重要的基本有机化工产品，如乙烯、丙烯、丁二烯、醇、醛、酮、羧酸及其衍生物、卤代物、环氧化合物及有机含氮化合物等。这些产品有些具有独立用途，如作溶剂、萃取剂、抗冻剂等;但更大量地主要是用作其他有机化工产品生产的基础原料，经过进一步加工制成更为广泛的有机化工产品，如高分子合成材料、合成洗涤剂、表面活性剂、水质稳定剂、染料、医药、农药、香料、涂料、增塑剂、阻燃剂等。

2.精细有机化学工业

精细有机化学工业是指利用基本有机化工产品作为原料，经深度精细加工，生产具有功能性和最终使用性的有机化合物产品的工业。精细有机化学工业包括:表面活性剂、水质稳定剂、专用助剂、添加剂、胶黏剂、合成药物、染料、香料、农药等行业。精细有机化学工业产品的结构复杂、品种繁多，但生产规模不大(相对基本有机化工的产品而言)、生产过程步骤多，对产品纯度和质量的要求高。

3.高分子化学工业

高分子化学工业是指利用基本有机化学工业产品，经过进一步化学加工，生产相对分子质量很大的有机聚合物的工业。高分子化学工业的主要产品为三大合成材料，即合成树脂及塑料、合成橡胶和合成纤维。

基本有机化学工业在整个有机化学工业中的地位以及它们的相互关系，可以用一个形象的比喻来说明:天然气、石油和煤等天然资源好比肥沃的土壤，有机化学工业好比一棵果树，基本有机化学工业的产品好比根茎和主干，高分子化学工业、精细有机化学工业等各类有机化学工业的产品好比是枝叶和果实。要使枝叶茂盛、果实丰硕，必须使根基深固、主干茁壮。所以世界各国都在大力发展基本有机化学工业。

第1篇 有机化学实验的一般知识1

1.1 实验室安全1

1.1.1 有机化学实验室的基本规则1

1.1.2 有机化学实验室事故的预防与急救常识1

1.1.3 化学药品的毒性及化学废弃物的排放4

1.2 实验室常用仪器和设备4

1.2.1 玻璃仪器的洗涤和干燥4

1.2.2 常用电器设备7

1.2.3 常用反应装置9

1.3 实验预习、实验记录和实验报告11

1.3.1 实验预习12

1.3.2 实验记录12

1.3.3 实验报告12

1.4 化学化工手册和文献查阅15

1.4.1 工具书和手册15

1.4.2 化学期刊和化学文摘16

1.4.3 Internet化学化工资源18

第2篇 基本操作技术19

2.1 萃取19

2.1.1 液-液萃取19

2.1.2 液-固萃取20

2.2 干燥21

2.2.1 液体有机化合物的干燥21

2.2.2 固体有机化合物的干燥23

2.3 固体有机化合物的分离与纯化23

2.3.1 过滤23

2.3.2 重结晶25

2.3.3 升华28

2.4 液体有机化合物的分离与纯化29

2.4.1 蒸馏29

2.4.2 分馏32

2.4.3 水蒸气蒸馏33

2.4.4 减压蒸馏35

2.5 无水无氧操作技术38

2.6 色谱技术39

2.6.1 纸色谱法39

2.6.2 薄层色谱法40

2.6.3 柱色谱法42

2.6.4 气相色谱法43

2.6.5 高效液相色谱法44

2.7 有机化合物的物理常数测定44

2.7.1 熔点的测定44

2.7.2 沸点的测定47

2.7.3 折射率的测定47

2.7.4 旋光度的测定49

2.8 结构表征的波谱技术51

2.8.1 红外光谱51

2.8.2 核磁共振谱52

第3篇 基础合成实验54

3.1 分子模型设计54

3.1.1 构建构造异构体模型55

3.1.2 构建立体异构体模型56

3.2 自由基取代反应57

3.2.1 环己烷的氯代反应58

3.2.2 各级H原子在溴代反应中的相对活性59

3.3 亲电加成反应61

3.3.1 1,2-二溴乙烷的制备61

3.3.2 1,2,3-三溴丙烷的制备63

3.4 亲电取代反应64

3.4.1 对二叔丁基苯的制备65

3.4.2 苯乙酮的制备66

3.5 亲核取代反应68

3.5.1 叔丁基氯水解反应速率的测定69

3.5.2 2-甲基-2-氯丙烷的制备70

3.5.3 正丁醚的制备71

3.5.4 β-萘乙醚的制备73

3.6 消除反应74

3.6.1 环己烯的制备75

3.6.2 2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯的制备76

3.7 格氏反应77

3.7.1 三苯甲醇的制备78

3.7.2 2-甲基-2-丁醇的制备80

3.8 酯化反应82

3.8.1 乙酸乙酯的制备82

3.8.2 苯甲酸乙酯的制备84

3.9 缩合反应85

3.9.1 肉桂酸的制备87

3.9.2 乙酰乙酸乙酯的制备88

3.9.3 安息香的辅酶法合成90

3.10 狄尔斯-阿尔德反应92

3.10.1 蒽与马来酸酐的环加成92

3.10.2 环戊二烯与对苯醌的环加成93

3.11 氧化反应93

3.11.1 环己酮的制备94

3.11.2 己二酸的制备96

3.12 还原反应98

3.12.1 1-苯乙醇的制备98

3.13 康尼查罗反应99

3.13.1 呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备99

3.13.2 苯甲醇和苯甲酸的制备101

3.14 重氮化反应102

3.14.1 甲基橙的制备103

3.14.2 对氯甲苯的制备105

3.15 杂环化合物的合成107

3.15.1 8-羟基喹啉的制备108

3.15.2 2-氨基噻唑的制备109

3.16 外消旋体的合成与拆分111

3.16.1 (±)-α-苯乙胺的合成112

3.16.2 (±)-α-苯乙胺的拆分113

3.17 天然产物的分离技术114

3.17.1 酶解-水蒸气蒸馏法提取沙姜精油115

3.17.2 溶剂法从黑胡椒中提取胡椒碱116

3.17.3 从毛发中提取胱氨酸117

第4篇 现代合成实验技术119

4.1 相转移催化在有机合成中的应用119

4.1.1 邻甲氧基苯酚相转移催化制备香兰素120

4.1.2 相转移催化制备二茂铁121

4.2 光化学反应在有机合成中的应用123

4.2.1 苯频哪醇的光化学制备124

4.2.2 马来酸酐光化二聚制备1,2,3,4-四羧酸甲酯环丁烷126

4.3 薄层色谱技术在监测有机反应进程和分离技术中的应用127

4.3.1 二苯基乙二酮的制备--薄层色谱监测反应的进程128

4.4 电化学有机合成129

4.4.1 Kolbe电解法合成十二烷131

4.5 微波辐射技术132

4.5.1 微波辐射合成对氨基苯磺酸132

4.5.2 微波法提取黑胡椒油树脂及胡椒碱含量的测定133

4.6 不对称催化技术135

4.6.1 α-乙酰氨基肉桂酸的不对称常压氢化反应137

4.7 组合化学在药物合成中的应用138

第5篇 综合与探究性实验140

5.1 解热镇痛药片APC各组分的合成与分离鉴定140

5.1.1 阿司匹林的合成140

5.1.2 非那西汀的合成142

5.1.3 从茶叶中提取咖啡因143

5.1.4 薄层色谱法对APC各组分的分离鉴定145

5.2 磺胺药物的合成及抗菌试验147

5.2.1 硝基苯的制备148

5.2.2 苯胺的制备149

5.2.3 乙酰苯胺的制备151

5.2.4 对乙酰氨基苯磺酰氯的制备153

5.2.5 对氨基苯磺酰胺的制备155

5.2.6 磺胺吡啶的制备157

5.2.7 磺胺噻唑的制备159

5.2.8 磺胺药物的抗菌试验161

5.3 避蚊剂N,N-二乙基间甲苯甲酰胺的合成162

5.4 在水相中进行的类似格氏反应研究165

5.5 番茄酱中番茄红素和β-胡萝卜素的提取及分析测定166

第6篇 有机化合物官能团的定性鉴定171

6.1 烯烃、炔烃的鉴定171

6.2 芳烃的鉴定171

6.3 卤代烃的鉴定172

6.4 醇的鉴定172

6.5 酚的鉴定172

6.6 醛和酮的鉴定173

6.7 羧酸及其衍生物的鉴定173

6.8 胺的鉴定174

6.9 糖类的鉴定174

6.10 蛋白质的鉴定175

附录176

附录1常用元素的相对原子质量(1997年)176

附录2常用有机溶剂的纯化176

附录3常用试剂的配制180

附录4制备实验中基本操作一览表182

附录5有机化学文献和手册中常见的英文缩写184

主要参考书目186