有機化學(xué)是高等院校一門重要的基礎(chǔ)課。通過本課程的教學(xué),可使學(xué)生掌握有機化學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和分析問題、解決問題的能力,為后繼課程的學(xué)習(xí)和從事科技工作奠定良好的基礎(chǔ)。
隨著教學(xué)改革的不斷深入,有機化學(xué)教材的種類逐漸增多,每種教材各有特色,但適合少數(shù)民族學(xué)生使用的教材卻很少,為促進少數(shù)民族地區(qū)教育事業(yè)的發(fā)展,我們根據(jù)母語為非漢語言學(xué)生的學(xué)習(xí)?點,結(jié)合作者多年從事少數(shù)民族學(xué)生有機化學(xué)教學(xué)積累的經(jīng)驗,在廣泛吸收兄弟院校有機化學(xué)教材優(yōu)點的基礎(chǔ)上,編寫了本書。在選材上,本書既考慮到學(xué)科自身的系統(tǒng)性,又注意教學(xué)時限和專業(yè)需求;在內(nèi)容上,除了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、循序漸進的編寫外,敘述時更注重深入淺出、通俗易懂、層次分明;在編排上,以重要理論為基礎(chǔ),以官能團系統(tǒng)為主線,以結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系為重點。同時,加強習(xí)題的基礎(chǔ)性、探究性和創(chuàng)新提高性,使學(xué)生更好地理解和掌握有機化學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識,提高分析問題和解決問題的能力。除此之外,我們根據(jù)章節(jié)特點精心挑選了知識?展材料,附于每章習(xí)題之后。這不僅使全書的結(jié)構(gòu)體系更加完整,而且開拓了學(xué)生的視野,使理論知識延伸到實際領(lǐng)域中。
全書共分十五章,主要介紹有機化合物的命名、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成及相互轉(zhuǎn)化規(guī)律,探討其反應(yīng)機理,每章后均附有要點梳理、習(xí)題及知識拓展內(nèi)容。本書可作為教學(xué)時數(shù)為6。學(xué)時左右,母語為非漢語言的本科少數(shù)民族學(xué)生(民考漢或民考民學(xué)生)學(xué)習(xí)有機化學(xué)的教材,也可供成人教育相關(guān)專業(yè)進行有機化學(xué)教學(xué)時參考。
本書由石河子大學(xué)、塔里木大學(xué)、云南師范大學(xué)的教師合作編寫,參加本書編寫的人員及具體分工為:李炳奇(第一章、第九章)、周忠波(第二章)、姜建輝(第三章)、于海峰(第四章)、魏忠(第五章)、李紅(第六章)、馬曉燕(第七章)、廉宜君(第八章)、李紅霞(第十章)、楊玲(第十一章)、高旭紅(第十二章)、石磊(第十三章)、孔蜀祥(第十四章)、楊金鳳(第十五章),最后由李炳奇、楊玲統(tǒng)編定稿。
本書出版得到了華東理工大學(xué)對口支援石河子大學(xué)工作的。支持和華東理工大學(xué)“優(yōu)秀教材出版基金”的資助,同時得到了華東理工大學(xué)在石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院掛職副院長曹貴平教授的熱情幫助,在此一?表示感謝。
第一章 緒論
第一節(jié) 有機化學(xué)和有機化合物/1
第二節(jié) 有機化合物的結(jié)構(gòu)理論/3
第三節(jié) 官能團及有機化合物的分類/10
第四節(jié) 如何學(xué)好有機化學(xué)/11
本章要點梳理/12
習(xí)題/12
第二章 烷烴和環(huán)烷烴
Ⅰ烷烴/14
第一節(jié) 烷烴的概述/14
第二節(jié) 烷烴的命名/14
第三節(jié) 烷烴的異構(gòu)/17
第四節(jié) 烷烴的性質(zhì)/21
Ⅱ環(huán)烷烴/25
第五節(jié) 環(huán)烷烴的分類和命名/25
第六節(jié) 環(huán)的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性/27
第七節(jié) 環(huán)烷烴的性質(zhì)/29
第八節(jié) 環(huán)烷烴的立體異構(gòu)/30
本章要點梳理/32
習(xí)題/33
知識拓展:天然烷烴/34
第三章 不飽和烴
Ⅰ烯烴/36
第一節(jié) 烯烴的分類和命名/36
第二節(jié) 烯烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/39
Ⅱ炔烴/46
第三節(jié) 炔烴的命名/46
第四節(jié) 炔烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/47
Ⅲ二烯烴/50
第五節(jié) 二烯烴的分類和命名/50
第六節(jié) 共軛二烯烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)/51
Ⅳ萜類化合物/55
第七節(jié) 萜類化合物簡介/55
本章要點梳理/59
習(xí)題/60
知識拓展:新型聚乙烯類材料/61
第四章 芳香烴
第一節(jié) 芳杳烴的分英和命名/63
第二節(jié) 苯的結(jié)構(gòu)/65
第三節(jié) 單環(huán)芳香烴的性質(zhì)/66
第四節(jié) 單環(huán)芳烴代表化合物/74
第五節(jié) 稠環(huán)芳香烴/75
第六節(jié) 非苯系芳烴和休克爾規(guī)則/77
本章要點梳理/78
習(xí)題/80
知識拓展:富勒烯/81
第五章 旋光異構(gòu)
第一節(jié) 物質(zhì)的旋光性/83
第二節(jié) 物質(zhì)的旋光性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系/85
第三節(jié) 含一個手性碳原子化合物的旋光異構(gòu)/87
第四節(jié) 含兩個手性碳原子化合物的旋光異構(gòu)/92
第五節(jié) 不含手性碳的旋光性物質(zhì)/95
本章要點梳理/96
習(xí)題/98
知識拓展:手性藥物/99
第六章 鹵代烴
第一節(jié) 鹵代烴的分類和命名/100
第二節(jié) 鹵代烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/101
第三節(jié) 不飽和鹵代烴/108
第四節(jié) 重要的鹵代烴/109
本章要點梳理/110
習(xí)題/111
知識拓展:有機氟化合物/113
第七章 醇、酚、醚
Ⅰ醇/114
第一節(jié) 醇的分類和命名/114
第二節(jié) 醇的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/116
Ⅱ酚/120
第三節(jié) 酚的分類和命名/120
第四節(jié) 酚的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/122
Ⅲ醚/126
第五節(jié) 醚的分類和命名/126
第六節(jié) 醚的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/127
第七節(jié) 硫醇、硫酚、硫醚簡介/129
第八節(jié) 重要的醇、酚、醚/130
本章要點梳理/133
習(xí)題/134
知識拓展:冠醚簡介/136
第八章 醛、酮、醌
第一節(jié) 醛酮的分類和命名/138
第二節(jié) 醛酮的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/139
第三節(jié) 醌類化合物/148
第四節(jié) 重要的醛、酮化合物/151
本章要點梳理/152
習(xí)題/154
知識拓展:室內(nèi)隱形殺手——甲醛/156
第九章 羧酸、羧酸衍生物及取代酸
Ⅰ羧酸/158
第一節(jié) 羧酸的分類和命名/158
第二節(jié) 羧酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)/159
第三節(jié) 重要的羧酸/167
Ⅱ羧酸衍生物/169
第四節(jié) 羧酸衍生物的命名/169
第五節(jié) 羧酸衍生物的性質(zhì)/170
第六節(jié) 重要的羧酸衍生物/174
Ⅲ取代酸/178
第七節(jié) 羥基酸和羰基酸/178
第八節(jié) 取代酸的代表化合物/181
本章要點梳理/183
習(xí)題/184
知識拓展:生物柴油/186
第十章 有機含氮化合物
Ⅰ胺類化合物/188
第一節(jié) 胺的分類和命名/188
第二節(jié) 胺的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)/189
Ⅱ重氮及偶氮化合物/195
第三節(jié) 重氮鹽的性質(zhì)/195
第四節(jié) 染料簡介/197
第五節(jié) 重要的胺類化合物/199
本章要點梳理/199
習(xí)題/200
知識拓展:綠色化學(xué)/201
第十一章 雜環(huán)化合物和生物堿
第一節(jié) 雜環(huán)化合物的分類和命名/203
第二節(jié) 雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)與芳香性/205
第三節(jié) 雜環(huán)化合物的性質(zhì)/206
第四節(jié) 重要的雜環(huán)化合物及其衍生物/210
第五節(jié) 生物堿概述/215
本章要點梳理/218
習(xí)題/219
知識拓展:青霉素類抗生素簡介/220
第十二章 碳水化合物
Ⅰ單糖/222
第一節(jié) 單糖的結(jié)構(gòu)/223
第二節(jié) 單糖的性質(zhì)/228
第三節(jié) 重要的單糖及其衍生物/232
Ⅱ雙糖/234
第四節(jié) 還原性雙糖/234
第五節(jié) 非還原性雙糖/235
Ⅲ多糖/237
第六節(jié) 均多糖/237
第七節(jié) 雜多糖/239
本章要點梳理/240
習(xí)題/241
知識拓展:活性多糖/242
第十三章 氨基酸、蛋白質(zhì)及核酸
Ⅰ氦基酸/244
第一節(jié) 氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類與命名/244
第二節(jié) 氨基酸的性質(zhì)/246
Ⅱ蛋白質(zhì)/249
第三節(jié) 蛋白質(zhì)的組成和分類/249
第四節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)/250
第五節(jié) 蛋白質(zhì)的性質(zhì)/252
Ⅲ核酸/254
第六節(jié) 核酸的組成和結(jié)構(gòu)/254
第七節(jié) 核酸的性質(zhì)/256
本章要點梳理/258
習(xí)題/259
知識拓展:DNA變性——生命經(jīng)緯/260
第十四章 油脂和類脂
第一節(jié) 油脂/262
第二節(jié) 類脂/266
第三節(jié) 表面活性物質(zhì)/268
本章要點梳理/270
習(xí)題/270
知識拓展:新一代表面活性劑——Geminis/271
第十五章 有機化合物的波譜分析
第一節(jié) 概述/273
第二節(jié) 紫外光譜/274
第三節(jié) 紅外光譜/278
第四節(jié) 核磁共振氫譜/284
第五節(jié) 質(zhì)譜/290
本章要點梳理/295
習(xí)題/296
知識拓展:碳譜(13C-NMR)/297
參考書目/299
隨著對有機化合物研究的深入,有機化學(xué)結(jié)構(gòu)理論也逐步建立起來。1857年,德國化學(xué)家凱庫勒(Kektde)提出了“碳四價”學(xué)說。1858年英國化學(xué)家?guī)炫粒–ouper)提出:有機化合物分子中的碳原子都是四價,而且碳原子之間可以互相連接為碳鏈。1864年,德國化學(xué)家肖萊馬(Schoi·lemmer)在此基礎(chǔ)上發(fā)展了這個觀點,認(rèn)為碳的四個價鍵除了自相連接外,其余的價鍵與氫結(jié)合,形成了各種各樣的烴,其他碳化物則是由別的元素取代烴中的氫衍生出來的。因此,人們將有機化學(xué)定義為研究烴及其衍生物的化學(xué)。
1861年,俄國化學(xué)家布特列洛夫(Butlerov)提出了較系統(tǒng)的有機化學(xué)結(jié)構(gòu)理論,他指出分子中各原子以一定化學(xué)力按照一定次序結(jié)合,稱為分子結(jié)構(gòu);一種有機化合物具有一定的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)決定了它的性質(zhì),而該化合物的結(jié)構(gòu)又可以從其性質(zhì)推導(dǎo)而來。1865年,凱庫勒提出了苯的構(gòu)造式。1874年,荷蘭化學(xué)家范特霍夫(Van’t}-IoIf)和法國化學(xué)家勒貝爾(LeBel)建立了分子的立體概念,闡明了旋光異構(gòu)和順反異構(gòu)現(xiàn)象。
20世紀(jì)初,在物理學(xué)一系列新發(fā)明的推動下,特別是將量子力學(xué)的原理和方法引入化學(xué)后,建立了量子化學(xué),闡明了化學(xué)鍵的微觀本質(zhì),建立了誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、立體效應(yīng)等理論。經(jīng)過眾多化學(xué)家的努力,有機化學(xué)理論得到了不斷的發(fā)展與完善,目前已經(jīng)建立了比較完整的有機化學(xué)理論體系。三、有機化合物的特性有機化合物與無機化合物在性質(zhì)上存在著一定的差異。有機化合物一般具有以下特性。1.數(shù)目龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜組成有機化合物的元素不多,只有碳、氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等少數(shù)幾種,但組成的有機化合物數(shù)量卻十分龐大。據(jù)報道,目前已知的有機物已達2000多萬種。其原因是有機化合物中的碳原子既可成鏈,又可成環(huán),還可與氫、氮、氧、硫、鹵素、磷等元素結(jié)合,形成各種各樣的化合物。
2.容易燃燒
除少數(shù)例外,一般有機化合物都含有碳和氫,因此容易燃燒,生成二氧化碳和水等,同時放出大量的熱量。有機物是能源的重要來源之一,如汽油、柴油、蠟、酒精、天然氣等易燃物都是有機化合物。
3.熔點和沸點低
有機化合物分子之間靠分子間力作用,結(jié)合較弱,通常為氣體、液體或低熔點的固體。大多數(shù)有機化合物的熔點在4000(:以下。一般地說,純粹的有機化合物都有固定的熔點和沸點。因此,熔點和沸點是有機化合物的重要物理常數(shù),人們常利用熔點和沸點的測定來鑒定有機化合物。
4.難溶于水,易溶于有機溶劑
有機化合物一般都是共價化合物,極性很小或無極性,而水是一種強極性物質(zhì),所以大多數(shù)有機化合物在水中的溶解度很小,但易溶于極性小或非極性的有機溶劑(如乙醚、乙醇、苯、烴類等),符合“相似相溶”規(guī)律。
5.反應(yīng)速度慢,副反應(yīng)多
大多數(shù)有機化合物之間的反應(yīng)要經(jīng)歷共價鍵的斷裂和新鍵的形成過程,所以反應(yīng)速度比較慢,一般需要幾個小時,甚至幾十個小時才能完成。因此,常常采用加熱、光照、攪拌或加催化劑等措施來加速有機反應(yīng)的進行。