内容简介
《有机化学自学指导(第三版)》与《有机化学》(第四版)相配套的辅助教材。全书编排主线与主教材相呼应。除第1章和第18章外,每章第1部分为学习要求,讲明本章应掌握、熟悉和了解的内容;第二部分为本章要点,简明扼要地写明本章的内容提要;第三部分为主教材中启发性问题的参考答案;第四部分为主教材中习题的参考答案。为了帮助学生自我检评学习效果,《有机化学自学指导(第三版)》附有七套综合测试题及其参考答案。
《有机化学自学指导(第三版)》可供高等学校生命科学各专业(医学、卫生、生物、农学、兽医、食品、酿造等专业)本科生使用,也可供相关专业选用和参考。
内页插图
目录
第1章 绪论
1.1 学习要求
1.2 本章要点
1.3 习题参考答案
第2章 饱和烃
2.1 学习要求
2.2 本章要点
2.3 问题参考答案
2.4 习题参考答案
第3章 不饱和烃
3.1 学习要求
3.2 本章要点
3.3 问题参考答案
3.4 习题参考答案
第4章 芳香烃
4.1 学习要求
4.2 内容提要
4.3 问题参考答案
4.4 习题参考答案
第5章 对映异构
5.1 学习要求
5.2 本章要点
5.3 问题参考答案
5.4 习题参考答案
第6章 卤代烃
6.1 学习要求
6.2 本章要点
6.3 问题参考答案
6.4 习题参考答案
第7章 醇酚醚
7.1 学习要求
7.2 本章要点
7.3 问题参考答案
7.4 习题参考答案
第8章 醛酮醌
8.1 学习要求
8.2 本章要点
8.3 问题参考答案
8.4 习题参考答案
第9章 羧酸及其衍生物
9.1 学习要求
9.2 本章要点
9.3 问题参考答案
9.4 习题参考答案
第10章 含氮和含磷有机化合物
10.1 学习要求
10.2 本章要点
10.3 问题参考答案
10.4 刁题参考答案
第11章 取代羧酸
11.1 学习要求
11.2 本章要点
11.3 问题参考答案
11.4 习题参考答案
第12章 杂环化合物
12.1 学习要求
12.2 本章要点
12.3 问题参考答案
12.4 习题参考答案
第13章 脂类和萜类化合物
13.1 学习要求
13.2 本章要点
13.3 问题参考答案
13.4 习题参考答案
第14章 糖类
14.1 学习要求
14.2 本章要点
14.3 问题参考答案
14.4 习题参考答案
第15章 蛋白质和核酸
15.1 学习要求
15.2 本章要点
15.3 问题参考答案
15.4 习题参考答案
第16章 波谱学基础
16.1 学习要求
16.2 本章要点
16.3 问题参考答案
16.4 习题参考答案
第17章 生物体内的化学变化
(简介)
17.1 学习要求
17.2 本章要点
17.3 习题参考答案
第18章 生物材料简介
18.1 学习要求
18.2 本章要点
18.3 习题参考答案
综合测试题(一)
综合测试题(二)
综合测试题(三)
综合测试题(四)
综合测试题(五)
综合测试题(六)
综合测试题(七)
前言/序言
大学有机化学所讲述的内容对初入大学的学生来讲,起步有些偏高,有看书了然,闭书茫然之感。为帮助学生适应大学的学习环境和学习方法,有一本可读性好、使用后感到对学习有机化学有显著帮助的有机化学辅导教材很有必要。为此我们总结了数十年的教学经验、教训,编写了《有机化学自学指导》一书,供学生自学使用。
本书是配合陈洪超、罗美明、李映苓主编的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《有机化学》(第四版)的自学指导书,编排顺序与《有机化学》(第四版)一致。每章包括“学习要求”,指明应“掌握”、“熟悉”和“了解”的内容;示范归纳各章内容,以引导学生学会抓纲、突出重点,培养善于分析、归纳问题的能力;各章有主教材中的问题和习题的参考答案,供学生自我评定用。
鉴别题选用不同的典型反应和产生特征现象(即产生气体、有色、沉淀等),以巩固学生掌握各类化合物的典型性质;合成题旨在培养学生综合应用所学化学知识的能力,设计出合理、简便、可行的合成路线,并通过几种合成路线的对比,发现异径同归的内在联系,对于提高其有机化学学习兴趣大有好处;综合测试题则可帮助学生进一步深化所学的知识,是对学生解题技巧的测试,也是其自我学习水平的体现。
参加本书编写的学校有:四川大学、昆明医科大学、重庆医科大学、遵义医学院、川北医学院、贵阳医学院、第三军医大学、大连医科大学、徐州医学院、济宁医学院和内蒙古医科大学。
本书编写过程中得到了参编单位和高等教育出版社各级领导的支持、关心和厚爱;孙振贤教授不惧高龄,无私奉献、具体而耐心地指导了编写工作。在此对他们表示崇高的敬意。
由于我们的业务水平有限,书中不足或错误之处,诚恳地欢迎广大师生指正,以便重印或再版时纠正。
编者
2013年9月于成都
探索现代分子世界的基石:精选非《有机化学自学指导(第三版)》之外的化学读物 本书系精选系列,旨在拓展读者在化学领域,特别是与有机化学核心知识体系相互补充、相互支撑的多个重要分支中的深度和广度。我们精挑细选了五部著作,它们分别聚焦于理论基础的深化、分析手段的革新、物理化学的严谨性、生命科学的应用,以及材料科学的前沿探索。 --- 1. 《量子化学计算原理与应用:从薛定谔方程到反应机理预测》 (聚焦:理论基础的深化与计算化学的工具箱构建) 本书并非教授有机合成的步骤,而是深入探讨构成有机化学的微观世界的底层物理学——量子力学。它将读者从传统的“轨道”概念提升到“电子波函数”的精确描述层面。 核心内容概述: 薛定谔方程的解析与近似: 详述了含多电子体系的薛定谔方程的构建,重点剖析了Hartree-Fock(哈特里-福克)方法、密度泛函理论(DFT)的哲学基础和实际操作中的局限性与优势。对于理解分子结构、键能以及激发态特性至关重要的电子结构计算方法被系统阐述。 基组的选择与收敛性分析: 深入讨论了不同类型基组(如STO, Pople系列, Correlation Consistent系列)对计算结果精度的影响。书中包含大量案例,展示了如何通过系统地增加基组尺寸来评估计算结果是否达到“化学精度”(Chemical Accuracy)。 分子动力学模拟: 与静态电子结构计算不同,本书介绍了如何利用分子动力学(MD)模拟来研究分子在时间尺度上的演化。重点讲解了力场(Force Fields)的构建,无论是基于经典力学(如MM2, AMBER)还是结合量子力学(QM/MM混合方法),如何用于模拟蛋白质折叠、溶剂化效应以及过渡态的动态过程。 反应机理的高级预测: 详细介绍了势能面(Potential Energy Surface, PES)的搜索策略,如何通过梯度优化找到驻点(稳定结构、过渡态)。对于有机反应,书中探讨了如何利用频率分析来确认鞍点(Transition State)的性质,并引入了内在反应坐标(IRC)理论,用以追踪反应物的起始和产物的终结路径。 本书价值定位: 本书是面向希望将有机化学知识与现代计算工具相结合的研究人员和高阶学生。它不提供具体反应的“配方”,而是提供“预测分子行为”的数学和物理工具。 --- 2. 《色谱分离与质谱联用技术:复杂混合物的高效解析指南》 (聚焦:现代分析化学的核心技术——分离与结构确证) 现代化学研究,无论基础理论还是应用开发,都离不开对产物和中间体的精确表征。《色谱分离与质谱联用技术》侧重于“分离的艺术”与“碎片的科学”。 核心内容概述: 色谱分离理论的进阶: 区别于基础的分离原理介绍,本书深入探讨了色谱峰展宽的机制(纵向扩散、传质阻力),并详细比较了高效液相色谱(HPLC)中的反相、正相、离子交换以及尺寸排阻色谱的适用范围和优化策略。对于气相色谱(GC),则侧重于高分辨毛细管柱的性能评估。 二维分离技术(2D-LC/GC): 重点解析了多维色谱系统如何通过正交分离模式(如先分离极性,后分离疏水性)解决复杂天然产物或代谢组学样本中的重叠峰问题。 质谱(MS)的离子化策略: 详述了电喷雾电离(ESI)、大气压化学电离(APCI)和矩阵辅助激光解吸电离(MALDI)的机制,特别关注它们在分析热不稳定的有机大分子(如肽段、聚合物)时的优劣。 高分辨质谱(HRMS)与碎片分析: 详细介绍了四极杆、离子阱、飞行时间(TOF)以及轨道阱(Orbitrap)的原理。重点在于如何解读碎片谱图——如何利用高分辨数据精确推导出元素组成,并结合特定的裂解路径模型(如McLafferty重排、alpha裂解)对未知有机分子进行“自下而上”的结构解析。 本书价值定位: 读者可以通过本书掌握分离和鉴定复杂有机体系的“实战技能”,而非仅仅了解反应产物的结构名称。 --- 3. 《化学热力学与动力学:从能量平衡到反应速率控制》 (聚焦:物理化学基础对反应过程的约束与指导) 有机化学实验的成功往往依赖于对热力学可行性和动力学控制的深刻理解。本书是严谨的物理化学教材,专门为弥补应用化学中对热力学细节理解的不足而编写。 核心内容概述: 平衡态的热力学深度: 详细阐述了吉布斯自由能(G)在非标准条件下的应用,包括活度(Activity)的概念在非理想溶液(如高浓度反应体系)中的修正作用。对相平衡、化学势的深入探讨是理解溶解度和沉淀控制的关键。 反应速率论(Kinetics)的精确模型: 不止步于一级、二级反应,本书深入讨论了复杂多步反应的速率控制步骤(Rate-Determining Step, RDS)分析、稳态近似法(Steady-State Approximation)的推导及其适用条件。 过渡态理论(TST): 全面介绍了Eyring的过渡态理论,用统计力学方法推导了速率常数与活化能、活化熵之间的关系。这使得读者能够从微观角度理解催化剂如何通过降低活化能或改变反应熵来加速反应。 高级动力学: 包含对光化学反应(如能级跃迁与量子产率)、电化学反应(如Butler-Volmer方程在有机电合成中的应用)的动力学处理,这些都是传统有机反应动力学中较少涉及的领域。 本书价值定位: 为寻求优化反应条件(提高产率、选择性)的化学家提供坚实的理论框架,解释“为什么”反应会以特定方式进行。 --- 4. 《生物化学核心:代谢途径、酶催化与信号转导》 (聚焦:有机分子在生命系统中的功能与转化) 有机化学的最高级应用之一是理解和模拟生命过程。本书将有机分子视为生命活动的构建模块和驱动力,聚焦于生物大分子的结构、功能及其动态变化。 核心内容概述: 蛋白质的折叠与功能结构: 详述了氨基酸的化学性质如何决定一级、二级(α螺旋、β折叠)及三级结构。重点分析了共价键(如二硫键)和弱相互作用(氢键、范德华力)在维持活性位点几何构型中的作用。 酶催化的机理: 深入探讨了酶催化与传统有机催化(如酸碱催化)的本质区别。通过Michaelis-Menten动力学,解析了底物结合、产物释放的速率常数。书中包含对具体酶促反应(如水解酶、氧化还原酶)中关键中间体(如共价中间体、烟酰胺辅酶的电子转移)的化学描述。 关键代谢网络解析: 系统梳理了糖酵解、三羧酸循环(TCA)、氧化磷酸化等核心代谢途径中涉及的氧化还原反应、磷酸化反应的化学本质。理解这些途径,就是理解有机分子如何在细胞内高效、定向地进行能量转化和物质合成。 核酸的化学稳定性和复制: 关注DNA/RNA骨架的化学性质(如酯键的稳定性、碱基配对的氢键网络),以及分子生物学过程(如PCR)中涉及的化学试剂和温度控制。 本书价值定位: 建立有机化学知识与生物学功能之间的桥梁,是理解药物作用机制和生物合成路径的必备参考。 --- 5. 《高分子材料科学导论:聚合反应动力学与材料性能的关联》 (聚焦:大分子体系的构建与宏观性能的调控) 本书关注的是有机分子量级达到千、万乃至百万后,其集体行为如何转化为可用的宏观材料特性。它主要讲述“如何合成”和“如何测试”这些大分子。 核心内容概述: 聚合反应的分类与控制: 细致区分了自由基聚合(包括活性/可控自由基聚合如ATRP, RAFT)、逐步聚合(缩聚)和开环聚合的反应机理。重点在于如何通过调节引发剂、链转移剂浓度来精确控制聚合物的分子量分布(PDI)和链结构。 聚合物结构与热性能: 阐述了聚合物链的构象(如卷曲、刚性)如何影响玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm)。介绍了差示扫描量热法(DSC)在分析这些热转变中的应用。 流变学基础: 探讨了高分子溶液和熔融态的粘弹性行为。讲解了剪切速率、应力松弛等参数如何受分子量和分子间作用力影响,这是理解注塑、挤出等加工过程的基础。 功能性高分子的设计: 涉及共轭聚合物在有机电子学中的应用(如有机发光二极管OLED),以及生物可降解聚合物的设计原则,即如何通过引入特定官能团来控制材料的降解速率。 本书价值定位: 面向材料化学和高分子工程领域,旨在通过有机合成手段来设计具有特定宏观物理、化学性质的新材料。