有機化學及單元反應

　　內(nèi)容提要本書根據(jù)國家教委教學改革的基本要求編寫，內(nèi)容包括有機化學、有機單元反應及中間體有機工藝等。全書共分18章，在闡明基礎理論之后，還介紹了主要單元反應的歷程、影響因素和實際應用，并論述了具體產(chǎn)品的多種合成路線及工藝。本書從培養(yǎng)技術(shù)應用型人才的目的出發(fā)，選材適度，精選了基礎理論，揉合了有機工藝，加強了應用。本書可作為普通高等院校的化學、化工、環(huán)保等有關專業(yè)的教材，也可供從事精細化工、有機合成研究和生產(chǎn)的科技人員參考。片斷：第一章緒論第一節(jié)有機化合物和有機化學有機化學是研究有機化合物結(jié)構(gòu)、性能和合成的科學。什么叫有機化合物？有機化合物是指含碳的化合物，除含碳外，還含有氫、氧、氮、硫、磷、鹵素等元素。有機化合物主要成分是碳和氫。從結(jié)構(gòu)上講，可以把碳氫化合物看作有機化合物的母體，把其它有機化合物看作碳氫化合物衍生物。因此，有機化合物又可定義為碳氫化合物及其衍生物。所謂衍生物指的是碳氫化合物中的一個或幾個氫被其它原子或原子團取代后的化合物。組成有機化合物的元素并不多，但有機化合物的數(shù)量卻十分驚人，其數(shù)量在500萬種以上。無機化合物涉及的元素遍布整個周期表，卻只有四五十萬種。有機化合物和無機化合物之間并不存在一條明顯的絕對界限，不過，對一些具有典型的無機化合物性質(zhì)的含碳化合物，如CO、CO2和碳酸鹽等等，并不列入有機化合物討論。為什么叫有機化合物？因為，一百多年前得到的有機化合物都是從有生命的機體中分離出來的，不像無機化合物是從無生命的礦物中得到的，所以，1806年著名化學家貝齊里烏斯首先把從有生命的機體中得到的化合物叫做有機化合物。當時的化學家認為只有動植物才能創(chuàng)造出有機物，因為動植物具有“生命力”，這種生命力學說禁錮了人們的思想，阻礙了科學的發(fā)展。1828年，德國化學家魏勒用典型的無機化合物氰酸鉀與氯化銨合成了有機化合物尿素（反應式見下方），這一發(fā)現(xiàn)說明了在實驗室中無機物可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物而不必依賴神秘的生命力，這無異于給“生命力”學說以有力沖擊。此后，人們又陸續(xù)地合成了千千萬萬的有機化合物，包括那些十分復雜的蛋白質(zhì)、核酸也被合成出來了，有機化學進入了合成的時代。時至今日，當然不會再有人相信唯心的“生命力”學說了，只不過由于歷史和習慣的關系，還保留著“有機”這個名詞。第二節(jié)有機化合物的特點有機化合物和無機化合物之間并不存在一條明顯的界限，那么，為什么要把有機化學作為一門獨立的學科進行研究呢？這是因為有機化合物具有與典型的無機化合物不同的共同的特點。1.有機化合物分子組成復雜，數(shù)量龐大為什么有機化合物數(shù)量會這樣龐大呢？主要是由于組成有機化合物的主要原子——碳相互結(jié)合的能力很強，碳原子可以形成比較穩(wěn)定的共價鍵，可以連成直鏈、支鏈與環(huán)，可以形成單、雙與三鍵等，并由此組成種種復雜的分子。在有機化合物中存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，即同一分子式，由于分子中各原子間連接方式不同，或由于分子中各原子在空間排列不同而得到不同的化合物。2.有機化合物和無機化合物在性質(zhì)上存在一定的差別（1）容易燃燒一般的有機化合物都容易燃燒。例如，汽油、酒精、糖、食用作物油等都很易燃燒，其原因主要與有機化合物中含碳和氫有關，而無機化合物一般是不燃的。（2）熔點低即使熔點比較高的有機化合物也很少超過400℃，而固體無機化合物熔點一般均在千度左右。這是因為無機化合物晶體是由較強的離子間靜電引力所維持，晶格能較大，有機化合物分子間排列決定于微弱的靜電吸引的范德華力（VanderWallsforce），其分子間作用力較弱，所以熔點較低。（3）對熱的不穩(wěn)定性有機化合物和無機物相比較熱穩(wěn)定性都比較差，受熱易發(fā)生分解，許多有機物在攝氏二、三百度時就逐漸發(fā)生分解，而無機物一般則耐高溫。（4）難溶于水有機化合物分子中的化學鍵多數(shù)為共價鍵，一般極性較弱，或者沒有極性，因此根據(jù)“相似的溶解相似的”這樣一個有用的規(guī)則，有機物難溶或不溶于極性很強的水中，而易溶于非極性和極性很弱的有機溶劑中。但一些極性較強的有機物如低級醇、羧酸、磺酸等也易溶于水中。溶解有機化合物時，常用有機溶劑。（5）反應速度慢有機化合物的反應多數(shù)是分子間的反應，反應往往需要一定的能量（活化能），因此，許多有機化合物反應速度較慢，往往要用幾小時、幾十小時甚至更長的時間才能完成。常采用加熱、加壓、攪拌、加催化劑或光照等手段，以加快反應的進行。但有的有機化合物反應速度很快，可以爆炸的方式進行。（6）反應復雜、產(chǎn)物不一有機反應進行時，常伴隨有副反應發(fā)生。一般把這個化合物主要進行的一個反應叫做主反應，其它的叫做副反應。因為有機化合物的分子是由較多的原子結(jié)合而成的一個復雜的分子，所以當它和一種試劑發(fā)生反應時，分子的各部分可能均受影響，反應后時常產(chǎn)生一些極難分離的復雜的混合物，從而使主反應產(chǎn)物大大降低。所以一個有機化合物反應若能達到60％～70％的理論產(chǎn)量就算是比較滿意的了。在工業(yè)生產(chǎn)中，選擇最有利的反應條件以減少副反應、提高主要產(chǎn)品的數(shù)量是工程技術(shù)人員十分重要的任務之一。本書前言前言本書是根據(jù)國家教委教學改革的基本要求，為滿足拓寬專業(yè)應用范圍的需要而編寫的。我們在編寫中注重從培養(yǎng)技術(shù)應用型人才出發(fā)，理論以必需夠用為度，聯(lián)系生產(chǎn)應用，并適當反映本門學科的新成就。為了在較少的篇幅中有較大的知識容量，本教材將“有機化學”、“有機單元反應”及“中間體生產(chǎn)工藝”等內(nèi)容有機地統(tǒng)合在一起，避免了基礎理論的不必要重復。本教材按脂肪族和芳香族分系統(tǒng)編寫，為體現(xiàn)教學改革的特點，主要介紹各類有機化合物的性質(zhì)、制備和用途；此外，還精選出有機化學和單元反應的基本知識和基礎理論，將電子效應、空間效應和反應歷程分散在各章節(jié)中作簡略討論；對有機合成單元反應的基本原理和應用則穿插在芳香族中討論，既注意探討反應物的結(jié)構(gòu)和影響反應的有關因素，又輔以實例介紹。本書內(nèi)容共分18章，其中第一～五章由劉國華編寫，第六、九、十章由錢長云編寫，第七、八、十一、十二章由陳詠梅編寫，第十四～十八章由馬鴻飛編寫，第十三章由錢長云、陳詠梅合寫。全書由馬鴻飛、陳詠梅主編。本書在編寫過程中得到了華東理工大學張鑄勇教授和鹽城工學院祁霖副教授的大力支持和幫助，特此致謝。由于我們水平有限，時間倉促，難免會出現(xiàn)不足甚至錯訛之處，誠懇希望使用本書的教師和讀者予以批評指正，以便今后修改增補。同時，我們也在此向關心此書的有關同志致以誠摯的謝意。編者1997年10月

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