大學基礎有機化學（第二版）

成書過程

修訂過程

該教材根據教育部高等學校化學類專業教學指導分委員會制定的“化學專業和套用化學專業化學教學基本內容”中有機化學部分的要求選材編寫而成。該教材由秦川、榮國斌主編。

出版工作

2016年8月，該教材由化學工業出版社出版。

出版社工作人員

責任編輯	文字編輯	裝幀設計	責任校對
劉俊之	向東	關飛	王素芹

內容簡介

全書共17章，包括：緒論，分子的結構與性能，烷烴和環烷烴，烯烴，分子的手性，炔烴，芳香族化合物，鹵代烴，醇、酚和醚，醛和酮，羧酸，羧酸衍生物，含氮化合物，糖，胺基酸、肽和蛋白質，核酸，有機合成設計，綠色有機化學。第1～第16章均有習題，書末附有有機化合物中文名稱中的構詞成分和系統命名通則、主題詞索引、西文（中文）人名索引、英文縮寫詞及其含義、希臘字母及其含義五個附錄。

教材目錄

緒論/1

0.1環境友好的有機化學1

0.2有機化合物的特點1

0.3怎樣學好有機化學3

1分子的結構與性能/4

1.1原子結構4

1.1.1原子核4

1.1.2電子4

1.1.3s軌道、p軌道和雜化軌道5

1.2分子結構6

1.2.1八隅律6

1.2.2離子鍵和共價鍵7

1.2.3孤對電子8

1.2.4形式電荷8

1.2.5共價鍵理論和分子軌道理論9

1.3共價鍵的性質10

1.3.1σ鍵、π鍵和單鍵、重鍵10

1.3.2鍵長、鍵角和分子形狀11

1.3.3鍵能12

1.3.4電負性、極性、極化和偶極矩12

1.3.5誘導效應和場效應14

1.3.6共軛效應14

1.3.7超共軛效應15

1.4立體效應16

1.5內能和張力16

1.6分子間作用力和物理性質17

1.6.1范氏力和偶極作用17

1.6.2氫鍵17

1.6.3對熔點和沸點的影響18

1.6.4對相對密度和溶解性的影響18

1.7有機化合物的分類19

1.7.1碳骨架19

1.7.2官能團19

1.8分子結構的命名20

1.8.1基的命名21

1.8.2碳原子數目的命名21

1.8.3幾個通用詞頭21

1.8.4烷烴的系統命名法22

1.9分子構造及表示方式24

1.9.1元素分析、經驗式和分子式24

1.9.2構造式24

1.9.3同分異構25

1.9.4共振雜化體26

1.10有機反應27

1.10.1底物、試劑和親電、親核27

1.10.2反應機理28

1.10.3反應的分類28

1.10.4熱力學和動力學要求30

1.10.5分子的穩定性和活性32

1.10.6有機反應方程式32

1.11有機化學中的酸和鹼33

1.11.1Bronsted質子理論和酸度33

1.11.2Lewis電子理論和親電、親核性35

1.12溶劑36

1.13有機術語和符號38

習題39

2烷烴與環烷烴/45

2.1烷烴的結構和異構體45

2.1.1C（sp3）的構型45

2.1.2同系物46

2.1.3同分異構體的表示46

2.2烷烴的構象48

2.3烷烴的物理性質50

2.4烷烴的化學性質51

2.4.1C—H鍵活化反應51

2.4.2氧化反應51

2.4.3熱解反應52

2.4.4磺化和硝化反應52

2.4.5鹵代反應53

2.5自由基鏈過程54

2.6各類環烷烴的命名57

2.7環烷烴的構造異構和順/反異構58

2.8環烷烴的張力59

2.9環烷烴的構象59

2.9.1小環和環戊烷的構象59

2.9.2環己烷的構象及a鍵和e鍵60

2.9.3單取代環己烷的椅式構象61

2.9.4雙取代和多取代環己烷的椅式構象62

2.9.5中環和大環烷烴的構象63

2.9.6稠環烷烴的構象63

2.9.7構象分析65

2.10環烷烴的物理性質65

2.11環烷烴的開環和取代反應65

2.12石油、天然氣、頁岩氣和可燃冰66

2.13類脂化合物（1）：甾體化合物67

2.14來源與製備68

2.14.1工業生產和有機合成68

2.14.2開鏈烷烴的製備68

2.14.3環烷烴的製備69

2.15有機化合物的結構解析（1）：質譜69

2.15.1質譜分析的基本原理70

2.15.2質譜離子的主要類型70

2.15.3分子式的確定71

2.15.4烷烴質譜碎裂的類型和解析72

習題74

3烯烴/77

3.1結構和異構77

3.1.1C（sp2）的構型和碳碳雙鍵77

3.1.2不飽和數77

3.1.3順/反異構78

3.1.4異構體的穩定性79

3.2命名79

3.2.1簡單烯烴80

3.2.2Z/E和CIP規則80

3.3物理性質81

3.4化學反應點和親電加成反應82

3.4.1與鹵化氫的反應及馬氏規則82

3.4.2碳正離子的穩定性及其重排83

3.4.3酸參與的水合反應84

3.4.4羥汞化-還原反應84

3.4.5硼氫化-氧化反應85

3.4.6與溴或氯的反應86

3.4.7與次鹵酸的反應87

3.4.8與卡賓的反應87

3.5與HBr的自由基加成反應88

3.6加氫反應89

3.7氧化反應90

3.7.1四氧化鋨或高錳酸鹽氧化90

3.7.2過氧酸氧化91

3.7.3臭氧氧化91

3.8烯烴換位反應92

3.9烯烴烷烴烷基化反應92

3.10雙鍵α-H的自由基鹵代反應93

3.11製備94

3.11.1醇脫水94

3.11.2鹵代烷脫鹵化氫95

3.12環烯烴96

3.13二烯烴96

3.13.1累積二烯97

3.13.2共軛二烯和1，2-、1，4-加成反應97

3.13.3Diels-Alder環加成反應99

3.13.4二茂鐵100

3.14萜類化合物100

3.15聚合反應101

3.16質譜解析103

3.17有機化合物的結構解析（2）：紫外-可見吸收光譜103

3.17.1光的基本性質和分子吸收光譜的基本原理103

3.17.2共軛烯烴的紫外-可見吸收光譜104

習題106

4分子的手性/112

4.1結構：構造、構型和構象112

4.2對映異構與手性112

4.3手性與分子的對稱面113

4.4手性分子的類型113

4.4.1帶手性碳中心113

4.4.2手性的環狀分子114

4.4.3雙鍵產生的手性分子114

4.4.4非碳手性中心114

4.4.5構象的手性與分子的手性115

4.5手性中心和立體源中心115

4.6旋光性、比旋光度和對映體過量116

4.7手性分子的表示方法117

4.8構型命名118

4.8.1絕對構型和R/S命名118

4.8.2相對構型和D/L命名119

4.8.3構型命名與旋光方向120

4.9外消旋體、外消旋化和拆分120

4.10含多個手性碳原子的手性分子和內消旋體120

4.10.1非對映異構體121

4.10.2內消旋體121

4.10.3赤式、蘇式122

4.10.4syn/anti122

4.11對映體的性質122

4.12手性分子的來源123

4.13產生手性中心的反應（1） 124

4.13.1手性源和前（潛）手性124

4.13.2烷烴的鹵代反應124

4.13.3烯烴與鹵化氫的加成反應124

4.13.4烯烴的氫化反應125

4.13.5烯烴與鹵素的加成反應125

4.13.6烯烴的氧化反應126

4.13.7立體專一性的D-A反應126

4.14同分異構的類型127

習題127

5炔烴/132

5.1C（sp）的構型和碳碳叄鍵132

5.2命名和物理性質133

5.3化學反應點和親電加成反應133

5.3.1叄鍵的親電加成活性134

5.3.2與HX或鹵素的加成134

5.3.3羥汞化-水合反應134

5.3.4硼氫化反應135

5.4親核加成反應135

5.5還原反應136

5.5.1氫化反應136

5.5.2與鹼金屬/液氨或負氫離子的還原反應136

5.6氧化反應137

5.7聚合反應137

5.8製備138

5.8.1乙炔的製備138

5.8.2端基炔烴的酸性和炔基負離子的親核反應139

5.8.3鹵化-雙脫鹵化氫反應140

5.9質譜解析140

5.10有機化合物的結構解析（3）：紅外光譜140

5.10.1分子的振動模式140

5.10.2基團特徵頻率141

5.10.3紅外譜圖的解析142

5.10.4脂肪烴的紅外光譜142

5.11有機化合物的結構解析（4）：氫核磁共振譜143

5.11.1核磁共振譜144

5.11.21H化學位移（δH） 145

5.11.3各類質子的δH範圍147

5.11.4δH的估算公式148

5.11.5自旋-自旋偶合150

5.11.6化學等價和磁等價150

5.11.7偶合常數和（n+1）規則151

5.11.8質子數目的測定153

5.11.9高級1H NMR譜圖154

5.11.10烴的1H NMR譜155

5.12有機化合物的結構解析（5）：碳核磁共振譜156

5.12.113C化學位移（δC） 156

5.12.2δC的估算公式157

5.12.3DEPT確定碳原子的類別157

5.13NMR 解析有機分子結構實例158

5.14有機合成化學（1）：反合成分析158

習題159

6芳香族化合物/163

6.1苯163

6.1.1苯的Kekule結構163

6.1.2苯的共振結構163

6.1.3苯的分子軌道164

6.2芳香性165

6.2.1芳香性的表觀性質165

6.2.2Huckel 4n+2規則166

6.3幾個與芳香性相關的共軛環烴166

6.3.1環丁二烯和環辛四烯166

6.3.2輪烯166

6.3.3環丙烯正離子167

6.3.4環戊二烯負離子167

6.3.5環庚三烯正離子168

6.4苯衍生物的命名和物理性質168

6.5化學反應點和芳香親電取代反應169

6.5.1鹵代反應170

6.5.2硝化反應171

6.5.3磺化反應172

6.5.4傅-克烷基化反應172

6.5.5傅-克醯基化反應174

6.6取代苯的芳香親電取代反應175

6.6.1取代基效應和定位規則175

6.6.2帶鄰位、對位導向活化取代基的反應176

6.6.3帶間位導向鈍化取代基的反應177

6.6.4帶鄰位、對位導向鈍化取代基的反應178

6.6.5鄰位、對位產物的比率179

6.6.6多取代苯的定位效應179

6.7苯的氧化反應179

6.8苯的還原反應180

6.9苄基位的鹵代和氧化反應180

6.10有機合成化學（2）：多取代苯的合成181

6.11多環芳香烴183

6.11.1聯苯與其手性183

6.11.2三苯甲烷184

6.11.3萘185

6.11.4蒽、菲和大環並聯苯環187

6.12全碳分子187

6.13雜環化合物和雜芳性189

6.13.1芳雜環化合物的分類和命名189

6.13.2六元芳雜環化合物190

6.13.3五元芳雜環化合物192

6.13.4含有一個雜原子的五元和六元並雜環化合物194

6.14芳烴的波譜解析195

習題196

7鹵代烴/202

7.1C—X鍵202

7.2命名和物理性質203

7.3化學反應點204

7.4親核取代反應204

7.4.1雙分子或單分子反應204

7.4.2SN2反應205

7.4.3SN1反應205

7.4.4SN2反應和SN1反應的競爭206

7.5消除反應210

7.5.1E2反應210

7.5.2E1反應211

7.5.3立體化學過程211

7.5.4E2反應和E1反應的競爭213

7.6親核取代反應和消除反應的競爭213

7.6.1鹵代烴的結構213

7.6.2試劑的鹼性和濃度213

7.6.3溶劑的極性214

7.6.4反應溫度214

7.7兩可反應性214

7.8脫鹵反應和還原反應215

7.9鹵苯的反應215

7.9.1芳香親核取代反應216

7.9.2苯炔216

7.10幾個常見的鹵代烴217

7.11製備218

7.11.1由烴類製備218

7.11.2由醇製備219

7.11.3鹵素交換反應制碘代烴219

7.12有機金屬化合物220

7.12.1有機鎂試劑和格氏反應220

7.12.2有機鋰試劑221

7.12.3有機銅化合物222

7.12.4有機鋁化合物222

7.13過渡金屬配合物及其催化的偶聯反應222

7.14有機氟化物223

7.15鹵代烴的質譜解析225

習題226

8醇、酚和醚/232

8.1結構及命名232

8.2物理性質234

8.3醇的化學性質235

8.3.1酸性和鹼性235

8.3.2與氫鹵酸反應237

8.3.3與含氧無機酸成酯的反應238

8.3.4與磺酸反應239

8.3.5與氯化亞碸反應239

8.3.6與三溴（碘）化磷反應240

8.3.7分子內脫水消除反應241

8.3.8氧化反應和脫氫反應241

8.3.9羥基碳構象反轉的親核取代反應243

8.4幾種常見的醇244

8.5醇的製備245

8.6酚的化學性質247

8.6.1酸性和鹼性247

8.6.2酚酯的生成和重排248

8.6.3氧化反應249

8.6.4芳環上的親電取代反應249

8.6.5羥甲基化反應251

8.6.6萘酚的氨解反應252

8.6.7酚的顯色反應252

8.7苯酚和多元酚252

8.8酚的製備253

8.9醚的化學性質254

8.9.1鹼性255

8.9.2醚鍵裂解255

8.9.3自氧化反應256

8.9.4酚醚的生成和裂解256

8.10環氧乙烷257

8.11大環多醚和超分子化學:相轉移催化反應259

8.12醚的製備260

8.13含硫有機化合物262

8.13.1硫原子的電子構型263

8.13.2硫醇和硫酚263

8.13.3硫醚、亞碸和碸264

8.13.4磺酸類化合物265

8.14有機合成反應（3）：保護和去保護266

8.15波譜解析267

習題268

9醛和酮/274

9.1羰基的結構274

9.2命名和物理性質275

9.3化學反應點276

9.4羰基上的親核加成反應276

9.4.1醛、酮底物的活性277

9.4.2酸或鹼催化的過程277

9.4.3加水277

9.4.4加醇或硫醇和羰基的保護278

9.4.5加亞硫酸氫鈉280

9.4.6加氨、胺及其衍生物280

9.4.7加氫氰酸282

9.4.8加有機金屬化合物283

9.4.9有機磷葉立德284

9.4.10產生手性中心的反應（2）：親核加成反應的立體化學285

9.5還原反應286

9.5.1負氫試劑和催化加氫286

9.5.2單電子轉移287

9.5.3酸性脫氧287

9.5.4鹼性脫氧287

9.6氧化反應288

9.6.1Fehling試劑和Tollens試劑氧化288

9.6.2過氧酸氧化289

9.6.3其他氧化289

9.7羰基的α-取代反應290

9.7.1烯醇離子和烯醇290

9.7.2氘代反應和外消旋化292

9.7.3鹵代反應和鹵仿反應292

9.7.4烷基化和醯基化反應294

9.8羰基縮合反應294

9.8.1羥醛縮合反應294

9.8.2混合的羥醛縮合反應296

9.8.3活潑亞甲基化合物與醛、酮的縮合反應297

9.8.4安息香縮合反應297

9.9醛的歧化反應298

9.10α，β-不飽和醛、酮及其反應299

9.10.11，2-加成和1，4-加成299

9.10.2Michael加成反應和Robinson增環反應301

9.10.3插烯作用301

9.10.4還原反應302

9.11醌302

9.12芳香族醛、酮305

9.13幾種重要的醛酮化合物306

9.14二羰基化合物308

9.15製備309

9.16有機矽化合物312

9.16.1電子構型和反應特點312

9.16.2矽烷、氯矽烷和矽醇313

9.16.3幾個有用的矽試劑313

9.16.4有機矽材料313

9.17波譜解析314

習題317

10羧酸 /323

10.1羧基的結構323

10.2命名和物理性質324

10.3酸性和鹼性325

10.4影響酸性強度的因素326

10.4.1電負性、形式電荷、原子體積和雜化軌道326

10.4.2極性效應327

10.4.3立體效應328

10.4.4芳香性328

10.4.5氫鍵和溶劑化作用328

10.5化學反應點329

10.6羧基中羥基氫的反應330

10.7羧基碳上的親核加成-消除反應330

10.7.1酯化反應330

10.7.2生成醯鹵、酸酐、醯胺332

10.8羧基的還原反應333

10.9α-烷基化和鹵代反應334

10.10脫羧反應334

10.11製備335

10.12二元羧酸336

10.13α,β-不飽和羧酸337

10.14幾種常見的羧酸338

10.15取代酸339

10.15.1鹵代酸339

10.15.2羥基酸339

10.15.3羰基酸340

10.16超強酸341

10.17過氧酸和過氧醯基化物342

習題343

11羧酸衍生物/346

11.1結構和醯基碳的親電活性346

11.2命名和物理性質347

11.3醯基氧的鹼性和α-氫的酸性347

11.4醯基碳上的親核加成-消除反應348

11.4.1水解反應和酯水解的機理349

11.4.2醇解反應和酯交換351

11.4.3氨（胺）解反應353

11.4.4酸解反應353

11.5與有機金屬化合物的反應354

11.6還原反應354

11.7醯鹵355

11.8酸酐356

11.9羧酸酯357

11.9.1酯縮合反應357

11.9.2熱解反應360

11.9.3內酯360

11.9.4 乙醯乙酸乙酯和丙二酸二乙酯361

11.10醯胺363

11.10.1分類363

11.10.2酸鹼性364

11.10.3加水和脫水反應364

11.10.4Hofmann降解反應364

11.11α,β-不飽和羧酸衍生物的1,2-加成和1,4-加成365

11.12碳酸衍生物365

11.12.1光氣365

11.12.2尿素366

11.12.3原（碳）酸衍生物和碳酸酯367

11.12.4氨基甲酸酯和異氰酸酯367

11.13類脂化合物（2）：蠟、油脂、脂肪酸和磷脂368

11.14表面活性劑371

11.15腈371

11.15.1結構和命名372

11.15.2理化性質372

11.15.3製備373

11.15.4異腈及其衍生物373

11.16羧酸及其衍生物的波譜解析374

習題375

12含氮化合物/381

12.1胺的結構381

12.2胺的命名和物理性質382

12.3胺的鹼性383

12.3.1電子效應和溶劑化效應383

12.3.2立體效應384

12.3.3胺鹽的生成和胺的分離384

12.4胺的酸性385

12.5胺的化學性質385

12.5.1烷基化反應385

12.5.2醯基化和磺醯化反應386

12.5.3與醛、酮的反應及烯胺的套用387

12.5.4胺甲基化反應387

12.5.5氧化反應388

12.5.6脂肪胺與亞硝酸的反應388

12.6芳香重氮鹽389

12.6.1取代反應390

12.6.2偶合反應和偶氮化合物391

12.6.3還原反應392

12.7重氮甲烷和疊氮化合物392

12.8芳香胺芳環上的取代反應393

12.8.1鹵代反應393

12.8.2硝化反應394

12.8.3磺化反應394

12.9季銨鹽395

12.9.1相轉移催化性395

12.9.2Hofmann熱解反應396

12.9.3離子液體397

12.10胺的製備397

12.10.1烷基化反應397

12.10.2含氮化合物的還原反應399

12.10.3亞胺的親核加成反應400

12.11硝基化合物400

12.11.1硝基的結構400

12.11.2脂肪族硝基化合物400

12.11.3芳香族硝基化合物401

12.12有機磷化合物403

12.12.1電子構型、類型和命名403

12.12.2性質403

12.12.3生理活性404

12.13含氮化合物的波譜解析405

習題406

13糖/411

13.1單糖的構型和D/L命名411

13.2葡萄糖構型的確立413

13.3單糖的環狀結構和變旋作用414

13.4單糖的理化性質416

13.4.1差向異構化和烯二醇重排417

13.4.2醚化和酯化417

13.4.3氧化和還原418

13.4.4成脎419

13.4.5遞升和遞降420

13.5幾個重要的單糖化合物421

13.5.1果糖421

13.5.2核糖422

13.5.3抗壞血酸422

13.5.4去氧糖和氨基糖423

13.6苷423

13.7低聚糖424

13.7.1麥芽糖、纖維二糖和乳糖424

13.7.2蔗糖425

13.7.3棉子糖426

13.8多糖427

13.8.1澱粉427

13.8.2纖維素429

13.8.3多糖的生理功能431

13.9甜味分子的結構理論和甜味劑432

13.9.1甜度和生甜基團學說432

13.9.2甜味劑433

習題435

14胺基酸、肽和蛋白質/437

14.1胺基酸437

14.1.1分類和命名437

14.1.2偶極結構439

14.1.3酸鹼性和等電點439

14.1.4化學反應441

14.1.5製備442

14.2肽444

14.2.1肽鍵444

14.2.2命名444

14.2.3胺基酸順序的測定445

14.2.4合成447

14.3蛋白質449

14.3.1四級結構450

14.3.2性質451

14.4酶452

14.4.1組成和分類453

14.4.2酶催化453

習題454

15核酸/457

15.1核苷、核苷酸和核酸的組成457

15.2DNA的雙螺旋結構460

15.3RNA的結構和功能類型461

15.4DNA的複製462

15.5基因462

15.6DNA的轉錄和RNA的生成464

15.7蛋白質的生物合成和RNA的翻譯464

習題467

16有機合成設計/468

16.1反合成分析468

16.1.1基本骨架的建立469

16.1.2選擇性的反應469

16.1.3切斷470

16.1.4官能團的建立471

16.1.5官能團的保護和去保護474

16.1.6官能團的展現和活化477

16.2反合成分析實例478

習題481

17綠色有機化學/482

Ⅰ有機化合物中文名稱中的構詞成分和系統命名通則/487

Ⅱ主題詞索引（參見目錄）/494

Ⅲ西文（中文）人名索引/507

Ⅳ英文縮寫詞及含義/510

Ⅴ希臘字母及其含義/514

（註：目錄排版順序為從左列至右列）

教學資源

配套教材

該教材有配套教材——《大學基礎有機化學習題精析》，書中有主教材的所有習題的解答和分析。

書名	書號	出版社	出版時間	作者
《大學基礎有機化學習題精析》	978-7-122-26365-0	化學工業出版社	2016年8月	秦川、榮國斌

課程資源

該教材提供Word格式的所有反應方程式、結構式及目錄、索引等資料和PPT教學課件。

教材特色

該教材遵從初版的編寫原則並從以下幾個方面進一步強調科學性、時代性、啟發性、套用性和文字的簡潔性。

每個有機反應都有其來龍去脈，不是兩個底物和試劑的混合就能發生的。該教材對反應更重視機理的描述討論，並就其起因、電子流動的標示、中間體或過渡態結構、適用範圍、特色、優缺點及與同類反應的比較等給出更具必要的增補說明。內容順序有所調整：分子的手性置於烯烴章節後以利於不對稱反應的論述；同類機理的反應儘量歸入一起討論；各類官能團化合物的製備放在理化性能後再討論。出現前後交叉的內容有“（參見×.×.×）”標示以方便讀者對照閱讀。
按照IUPAC的新要求並結合科技刊物的通用表示法對命名和圖式作了規範表示：如，2-丁烯的命名改為丁-2-烯，糖的Fischer結構式中的直角折線改用圓角，立體構型中遠離讀者的基團用虛楔形線連線，等等。所有的方程式和結構式都重新繪製且在文中都有對應的代號或“式（×-×）”或“圖×-×”描述。化合物的編號次序自二級標題下以粗體阿拉伯數字按序表示，同一分子的不同構象或圖式用數字加後綴英語小寫字母表示，對映異構體用數字加撇號表示；圖、表和方程式的編號次序自章開始。
習題有所增加，仍堅持思索性、開放性、綜合性為主的原則，部分習題則有相當大的挑戰性。