有機(jī)化學(xué)及單元反應(yīng)

　　內(nèi)容提要本書根據(jù)國家教委教學(xué)改革的基本要求編寫，內(nèi)容包括有機(jī)化學(xué)、有機(jī)單元反應(yīng)及中間體有機(jī)工藝等。全書共分18章，在闡明基礎(chǔ)理論之后，還介紹了主要單元反應(yīng)的歷程、影響因素和實(shí)際應(yīng)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(yīng)用型人才的目的出發(fā)，選材適度，精選了基礎(chǔ)理論，揉合了有機(jī)工藝，加強(qiáng)了應(yīng)用。本書可作為普通高等院校的化學(xué)、化工、環(huán)保等有關(guān)專業(yè)的教材，也可供從事精細(xì)化工、有機(jī)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(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、性能和合成的科學(xué)。什么叫有機(jī)化合物？有機(jī)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(jī)化合物主要成分是碳和氫。從結(jié)構(gòu)上講，可以把碳?xì)浠衔锟醋饔袡C(jī)化合物的母體，把其它有機(jī)化合物看作碳?xì)浠衔镅苌铩Ｒ虼?，有機(jī)化合物又可定義為碳?xì)浠衔锛捌溲苌铩Ｋ^衍生物指的是碳?xì)浠衔镏械囊粋€或幾個氫被其它原子或原子團(tuán)取代后的化合物。組成有機(jī)化合物的元素并不多，但有機(jī)化合物的數(shù)量卻十分驚人，其數(shù)量在500萬種以上。無機(jī)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(jī)化合物和無機(jī)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(jī)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(jī)化合物討論。為什么叫有機(jī)化合物？因?yàn)椋话俣嗄昵暗玫降挠袡C(jī)化合物都是從有生命的機(jī)體中分離出來的，不像無機(jī)化合物是從無生命的礦物中得到的，所以，1806年著名化學(xué)家貝齊里烏斯首先把從有生命的機(jī)體中得到的化合物叫做有機(jī)化合物。當(dāng)時的化學(xué)家認(rèn)為只有動植物才能創(chuàng)造出有機(jī)物，因?yàn)閯又参锞哂小吧Α?，這種生命力學(xué)說禁錮了人們的思想，阻礙了科學(xué)的發(fā)展。1828年，德國化學(xué)家魏勒用典型的無機(jī)化合物氰酸鉀與氯化銨合成了有機(jī)化合物尿素（反應(yīng)式見下方），這一發(fā)現(xiàn)說明了在實(shí)驗(yàn)室中無機(jī)物可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物而不必依賴神秘的生命力，這無異于給“生命力”學(xué)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(jī)化合物，包括那些十分復(fù)雜的蛋白質(zhì)、核酸也被合成出來了，有機(jī)化學(xué)進(jìn)入了合成的時代。時至今日，當(dāng)然不會再有人相信唯心的“生命力”學(xué)說了，只不過由于歷史和習(xí)慣的關(guān)系，還保留著“有機(jī)”這個名詞。第二節(jié)有機(jī)化合物的特點(diǎn)有機(jī)化合物和無機(jī)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(jī)化學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科進(jìn)行研究呢？這是因?yàn)橛袡C(jī)化合物具有與典型的無機(jī)化合物不同的共同的特點(diǎn)。1.有機(jī)化合物分子組成復(fù)雜，數(shù)量龐大為什么有機(jī)化合物數(shù)量會這樣龐大呢？主要是由于組成有機(jī)化合物的主要原子——碳相互結(jié)合的能力很強(qiáng)，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(fù)雜的分子。在有機(jī)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(jī)化合物和無機(jī)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(jī)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(jī)化合物中含碳和氫有關(guān)，而無機(jī)化合物一般是不燃的。（2）熔點(diǎn)低即使熔點(diǎn)比較高的有機(jī)化合物也很少超過400℃，而固體無機(jī)化合物熔點(diǎn)一般均在千度左右。這是因?yàn)闊o機(jī)化合物晶體是由較強(qiáng)的離子間靜電引力所維持，晶格能較大，有機(jī)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(diǎn)較低。（3）對熱的不穩(wěn)定性有機(jī)化合物和無機(jī)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(jī)物在攝氏二、三百度時就逐漸發(fā)生分解，而無機(jī)物一般則耐高溫。（4）難溶于水有機(jī)化合物分子中的化學(xué)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(jī)物難溶或不溶于極性很強(qiáng)的水中，而易溶于非極性和極性很弱的有機(jī)溶劑中。但一些極性較強(qiáng)的有機(jī)物如低級醇、羧酸、磺酸等也易溶于水中。溶解有機(jī)化合物時，常用有機(jī)溶劑。（5）反應(yīng)速度慢有機(jī)化合物的反應(yīng)多數(shù)是分子間的反應(yīng)，反應(yīng)往往需要一定的能量（活化能），因此，許多有機(jī)化合物反應(yīng)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(yīng)的進(jìn)行。但有的有機(jī)化合物反應(yīng)速度很快，可以爆炸的方式進(jìn)行。（6）反應(yīng)復(fù)雜、產(chǎn)物不一有機(jī)反應(yīng)進(jìn)行時，常伴隨有副反應(yīng)發(fā)生。一般把這個化合物主要進(jìn)行的一個反應(yīng)叫做主反應(yīng)，其它的叫做副反應(yīng)。因?yàn)橛袡C(jī)化合物的分子是由較多的原子結(jié)合而成的一個復(fù)雜的分子，所以當(dāng)它和一種試劑發(fā)生反應(yīng)時，分子的各部分可能均受影響，反應(yīng)后時常產(chǎn)生一些極難分離的復(fù)雜的混合物，從而使主反應(yīng)產(chǎn)物大大降低。所以一個有機(jī)化合物反應(yīng)若能達(dá)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(yīng)條件以減少副反應(yīng)、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(wù)之一。本書前言前言本書是根據(jù)國家教委教學(xué)改革的基本要求，為滿足拓寬專業(yè)應(yīng)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(yīng)用型人才出發(fā)，理論以必需夠用為度，聯(lián)系生產(chǎn)應(yīng)用，并適當(dāng)反映本門學(xué)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(jī)化學(xué)”、“有機(jī)單元反應(yīng)”及“中間體生產(chǎn)工藝”等內(nèi)容有機(jī)地統(tǒng)合在一起，避免了基礎(chǔ)理論的不必要重復(fù)。本教材按脂肪族和芳香族分系統(tǒng)編寫，為體現(xiàn)教學(xué)改革的特點(diǎn)，主要介紹各類有機(jī)化合物的性質(zhì)、制備和用途；此外，還精選出有機(jī)化學(xué)和單元反應(yīng)的基本知識和基礎(chǔ)理論，將電子效應(yīng)、空間效應(yīng)和反應(yīng)歷程分散在各章節(jié)中作簡略討論；對有機(jī)合成單元反應(yīng)的基本原理和應(yīng)用則穿插在芳香族中討論，既注意探討反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)和影響反應(yīng)的有關(guān)因素，又輔以實(shí)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(xué)張鑄勇教授和鹽城工學(xué)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(bǔ)。同時，我們也在此向關(guān)心此書的有關(guān)同志致以誠摯的謝意。編者1997年10月

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