有機合成實驗室手冊

A 實驗技術簡介1
A.1 有機實驗操作的手段和方法1
A.1.1 玻璃及玻璃接頭的類型1
A.1.2 容器類型2
A.1.3 冷凝管類型3
A.1.4 有機化學反應標準裝置4
A.1.5 攪拌和振搖6
A.1.5.1 攪拌器類型6
A.1.5.2 攪拌套管和密封類型7
A.1.5.3 電動機的使用8
A.1.5.4 振搖8
A.1.6 氣體的計量和導入9
A.1.7 加熱和降溫11
A.1.7.1 熱源、傳熱和熱浴11
A.1.7.2 易燃液體的加熱12
A.1.7.3 制冷劑使用13
A.1.8 帶壓操作13
A.1.8.1 Carius管13
A.1.8.2 高壓釜的使用14
A.1.8.3 壓力鋼瓶15
A.1.9 真空操作16
A.1.9.1 獲得真空16
A.1.9.2 真空度的測量17
A.1.9.3 真空操作18
A.1.10 干燥19
A.1.10.1 氣體的干燥19
A.1.10.2 液體的干燥20
A.1.10.3 固體的干燥20
A.1.10.4 常用干燥劑21
A.1.11 微量實驗操作22
A.2 分離方法24
A.2.1 過濾和離心分離24
A.2.2 結(jié)晶26
A.2.2.1 溶劑的選擇26
A.2.2.2 重結(jié)晶步驟27
A.2.2.3 熔化物的結(jié)晶27
A.2.3 蒸餾和精餾28
A.2.3.1 壓力與沸點的關系28
A.2.3.2 簡單蒸餾29
A.2.3.3 精餾34
A.2.3.4 水蒸氣蒸餾40
A.2.4 升華43
A.2.5 萃取和分液43
A.2.5.1 固體的提取44
A.2.5.2 液體的萃取45
A.2.5.3 多效分配46
A.2.6 吸附48
A.2.6.1 溶液脫色49
A.2.7 色譜50
A.2.7.1 薄層色譜50
A.2.7.2 吸附柱液相色譜53
A.2.7.3 高壓液相色譜54
A.2.7.4 氣相色譜55
A.3 有機化合物物理性質(zhì)的測定57
A.3.1 熔點57
A.3.1.1 毛細管法測熔點57
A.3.1.2 顯微熔點儀測定熔點59
A.3.2 沸點60
A.3.3 折光法60
A.3.4 旋光測定61
A.3.5 光譜62
A.3.5.1 紫外和可見光譜63
A.3.5.2 紅外光譜67
A.3.6 核磁共振波譜73
A.3.6.1 1HNMR75
A.3.6.2 13CNMR78
A.3.7 質(zhì)譜82
A.3.8 借助光譜法進行結(jié)構表征的注意事項85
A.3.9 倫琴射線法進行結(jié)構分析85
A.4 化學藥品的儲存、危險廢品的銷毀86
A.4.1 化學藥品的儲存86
A.4.2 廢棄物及其銷毀87
A.5 基本儀器88
A.6 參考文獻89
B 有機化學文獻及實驗報告的寫作方法93
B.1 原始文獻93
B.1.1 期刊文獻93
B.1.2 專利文獻94
B.2 評述文獻94
B.3 參考文獻95
B.3.1 Beilstein有機化學手冊95
B.3.2 索引源97
B.3.3 快速索引服務97
B.4 表格97
B.5 命名方法98
B.6 檢索過程99
B.6.1 對限定化合物的檢索99
B.6.1.1 完整的文獻檢索99
B.6.1.2 檢索便利制備方法100
B.6.2 化合物分類的檢索100
B.6.3 計算機輔助檢索100
B.6.3.1 化合物和合成方法檢索100
B.6.3.2 結(jié)構檢索100
B.6.3.3 反應檢索100
B.7 實驗報告寫作方法100
B.8 參考文獻101
C 基本原理102
C.1 有機化學反應的分類102
C.2 化學反應中的能量變化103
C.3 有機化學反應中的時間因素104
C.3.1 連續(xù)反應105
C.3.2 競爭反應106
C.3.3 溶劑對反應性的影響107
C.3.4 催化劑107
C.4 酸堿反應108
C.5 取代基對電子密度分布和有機分子反應性能的影響110
C.5.1 取代基的極性效應110
C.5.1.1 誘導效應110
C.5.1.2 中介效應110
C.5.2 極性取代基對有機化合物反應性能的影響，Hammett方程112
C.5.3 立體效應114
C.6 化學反應的微擾理論處理114
C.7 立體異構體116
C.7.1 構象116
C.7.2 順反異構體117
C.7.3 手性和立體異構體118
C.7.3.1 對映異構體118
C.7.3.2 非對映異構體119
C.7.3.3 手性化合物的合成119
C.8 合成規(guī)劃121
C.8.1 反向（逆向）合成121
C.8.2 保護基團122
C.9 參考文獻123
D 有機制備127
D.1 自由基取代反應128
D.1.1 自由基的生成和穩(wěn)定性129
D.1.2 自由基的反應及壽命，自由基鏈式反應131
D.1.3 自由基取代的反應性及其選擇性133
D.1.4 自由基鹵代反應136
D.1.4.1 氯代反應136
D.1.4.2 溴代反應139
D.1.5 生成過氧化物142
D.1.6 其它自由基取代反應144
D.1.7 參考文獻146
D.2 飽和碳原子上的親核取代反應147
D.2.1 一般過程和反應機理147
D.2.1.1 單分子親核取代反應（SN1）149
D.2.1.2 雙分子親核取代反應（SN2）150
D.2.2 親核取代反應的影響因素150
D.2.2.1 底物RX的反應性150
D.2.2.2 試劑的親核性153
D.2.3 雙功能親核試劑的立體選擇性155
D.2.4 陰離子親核試劑發(fā)生親核取代反應的條件156
D.2.4.1 反應進行的可能性156
D.2.4.2 相轉(zhuǎn)移催化劑156
D.2.5 醇和醚的親核取代反應156
D.2.5.1 無機酸根作用下醇羥基的取代反應157
D.2.5.2 醇的醚化和醚的分解161
D.2.6 鹵代烷、硫酸酯和烷基磺酸酯的親核取代反應162
D.2.6.1 水解反應162
D.2.6.2 由醇鹽或酚鹽合成醚165
D.2.6.3 羧酸酯的合成168
D.2.6.4 氨及胺的烷基化反應169
D.2.6.5 含磷化合物的烷基化171
D.2.6.6 含硫化合物的烷基化反應172
D.2.6.7 由Finkelstein反應合成鹵代烷175
D.2.6.8 親核取代反應制備硝基烷176
D.2.6.9 烷基氰化物的制備（Kolbe腈合成）177
D.2.7 取代硅烷的親核取代180
D.2.8 參考文獻181
D.3 形成C—C不飽和鍵的消除反應182
D.3.1 離子型α，β-消除反應182
D.3.1.1 取代和消除作為競爭反應，離子型消除反應的機理183
D.3.1.2 分子數(shù)和空間效應對消除取向的影響186
D.3.1.3 立體電子效應和消除取向，消除反應的立體化學188
D.3.1.4 醇失水（脫水）及醚失醇191
D.3.1.5 鹵代烴脫鹵化氫194
D.3.1.6 季銨堿消除三烷基胺（霍夫曼消除）197
D.3.2 熱順式消除199
D.3.3 α，α-消除反應201
D.3.4 參考文獻202
D.4 非活化C—C多重鍵的加成反應204
D.4.1 烯烴和炔烴的親電加成反應205
D.4.1.1 親電加成反應機理205
D.4.1.2 親電加成反應的立體因素207
D.4.1.3 質(zhì)子酸及水與烯烴、炔烴的加成反應208
D.4.1.4 鹵素和次鹵酸的加成反應211
D.4.1.5 汞化213
D.4.1.6 環(huán)氧化和羥基化反應214
D.4.1.7 臭氧分解反應218
D.4.1.8 硼氫化反應218
D.4.1.9 陽離子聚合反應220
D.4.2 親核加成反應221
D.4.2.1 烯烴的陰離子聚合反應221
D.4.2.2 炔烴的親核加成反應222
D.4.3 自由基加成反應225
D.4.4 環(huán)加成230
D.4.4.1 ［1+2］環(huán)加成231
D.4.4.2 ［2+2］環(huán)加成232
D.4.4.3 ［3+2］環(huán)加成（1，3-偶極加成）233
D.4.4.4 ［4+2］環(huán)加成（Diels-Alder反應）233
D.4.5 金屬和金屬復合物催化的烯烴的反應236
D.4.5.1 烯烴和乙炔發(fā)生的同相催化反應236
D.4.5.2 異類催化氫化反應240
D.4.6 參考文獻246
D.5 芳香族化合物的取代反應251
D.5.1 芳香族化合物的親電取代反應251
D.5.1.1 芳香族化合物親電取代反應的反應歷程252
D.5.1.2 取代基對芳香烴反應活性的影響和定位作用253
D.5.1.3 硝化反應256
D.5.1.4 磺化反應259
D.5.1.5 鹵化反應264
D.5.1.6 硫氰化反應268
D.5.1.7 傅-克烷基化反應269
D.5.1.8 羰基化合物對苯環(huán)的親電取代反應272
D.5.1.9 亞硝化反應285
D.5.2 芳香親核取代反應286
D.5.2.1 活化芳烴上的親核取代反應286
D.5.2.2 未活化芳烴上的親核取代反應290
D.5.3 金屬引起的芳環(huán)上的取代反應291
D.5.3.1 芳烴的金屬化292
D.5.3.2 芳基與有機金屬化合物的偶聯(lián)295
D.5.3.3 Heck反應300
D.5.3.4 芳基-雜原子偶聯(lián)302
D.5.4 參考文獻303
D.6 氧化與脫氫307
D.6.1 通性307
D.6.2 甲基與亞甲基的氧化308
D.6.2.1 烷基芳烴氧化成芳香羧酸310
D.6.2.2 甲基芳烴氧化生成芳香醛312
D.6.2.3 羰基化合物中活化甲基和亞甲基的氧化314
D.6.3 伯醇、仲醇及醛的氧化317
D.6.3.1 伯醇氧化生成醛，仲醇氧化生成酮317
D.6.3.2 伯醇和醛氧化成羧酸321
D.6.4 氧化制備醌323
D.6.4.1 芳烴氧化制備醌323
D.6.4.2 取代芳烴氧化制備醌324
D.6.4.3 氧化偶聯(lián)制備醌326
D.6.5 有C—C鍵斷裂的氧化反應327
D.6.5.1 C—C多重鍵的氧化328
D.6.5.2 乙二醇的氧化斷裂329
D.6.5.3 仲醇和酮的氧化斷裂330
D.6.6 烴和氫化芳烴的脫氫331
D.6.7 參考文獻333
D.7 羰基化合物的反應335
D.7.1 羰基化合物與雜原子親核試劑的反應337
D.7.1.1 醛和酮與胺的反應341
D.7.1.2 醛酮與水和醇的反應346
D.7.1.3 醛和酮生成縮硫醛和亞硫酸加成物的反應350
D.7.1.4 羧酸和羧酸衍生物與含雜原子親核試劑的反應350
D.7.1.5 腈的親核加成373
D.7.1.6 特殊羰基化合物上的親核加成376
D.7.1.7 羰基化合物的硫化379
D.7.2 羰基化合物與含碳親核試劑的反應381
D.7.2.1 羰基化合物與CH酸類化合物的反應383
D.7.2.2 羰基化合物與有機金屬化合物的反應424
D.7.3 羰基化合物的還原431
D.7.3.1 羰基化合物通過H親核試劑還原432
D.7.3.2 羰基化合物的催化氫化444
D.7.3.3 非貴金屬和低化合價金屬化合物對羰基化合物的還原448
D.7.4 插烯羰基化合物及其它插烯體系的反應452
D.7.4.1 插烯接受電子化合物——α，β-不飽和羰基化合物的反應454
D.7.4.2 插烯供電子化合物——烯醇化物、烯醇、烯醇醚、烯胺——的反應465
D.7.5 參考文獻475
D.8 其它雜原子羰基化合物的反應481
D.8.1 硝基和亞硝基的還原483
D.8.2 亞硝酸的反應486
D.8.2.1 亞硝酸與氨基化合物的反應486
D.8.2.2 亞硝酸和醇的反應(酯化反應)489
D.8.2.3 亞硝酸和CH酸性化合物的反應489
D.8.3 重氮鹽的反應490
D.8.3.1 煮沸和還原490
D.8.3.2 Sandmeyer反應493
D.8.3.3 偶氮與偶氮染料495
D.8.4 脂肪族重氮化合物的反應498
D.8.4.1 重氮烷的合成498
D.8.4.2 脂肪重氮化合物的反應499
D.8.5 磺酸衍生物的反應502
D.8.6 參考文獻506
D.9 重排反應507
D.9.1 (1-2)-重排508
D.9.1.1 碳原子上的親核(1-2)-重排510
D.9.1.2 氮原子上的重排514
D.9.1.3 氧原子上的重排520
D.9.2 (3，3)-重排521
D.9.3 參考文獻524
E 有機化合物的鑒別527
E.1 官能團的初步試驗和檢驗527
E.1.1 初步試驗528
E.1.1.1 試樣的外觀528
E.1.1.2 物理常數(shù)的確定528
E.1.1.3 燃燒和焰色試驗528
E.1.1.4 元素分析529
E.1.1.5 溶解度的測定530
E.1.2 官能團的鑒別531
E.1.2.1 不飽和化合物的鑒別532
E.1.2.2 芳香化合物的鑒別532
E.1.2.3 強還原性化合物的鑒別（與銀氨溶液的反應）533
E.1.2.4 醛和酮的鑒別533
E.1.2.5 醇、酚、烯醇的鑒別533
E.1.2.6 碘仿試驗（與次碘酸鈉的反應）535
E.1.2.7 可堿性水解的化合物的鑒別535
E.1.2.8 胺的鑒別536
E.1.2.9 硝基和亞硝基化合物的鑒別536
E.1.2.10 可水解鹵化物的鑒別537
E.1.2.11 硫醇和噻吩的鑒別537
E.2 衍生物和光譜538
E.2.1 氨基化合物的鑒定538
E.2.1.1 伯胺和仲胺538
E.2.1.2 叔胺542
E.2.1.3 氨基酸544
E.2.2 羰基化合物的鑒別545
E.2.2.1 醛和酮545
E.2.2.2 醌551
E.2.2.3 單糖552
E.2.2.4 縮醛553
E.2.2.5 羧酸553
E.2.2.6 酰胺和腈558
E.2.2.7 羧酸酯558
E.2.3 醚的鑒別559
E.2.3.1 用氫碘酸或者氫溴酸分解醚559
E.2.3.2 用氯化鋅-3，5-二硝基苯甲酰氯分解醚559
E.2.4 含鹵化合物的鑒別560
E.2.4.1 酰苯胺的制備560
E.2.4.2 S-烷基硫脲苦味酸鹽的制備560
E.2.5 羥基化合物的鑒別563
E.2.5.1 伯和仲醇563
E.2.5.2 叔醇564
E.2.5.3 酚566
E.2.6 烴類化合物的鑒別568
E.2.6.1 烷烴和環(huán)烷烴568
E.2.6.2 芳香烴570
E.2.6.3 烯烴和炔烴571
E.2.7 硝基和亞硝基化合物的鑒定573
E.2.7.1 用錫-鹽酸制備胺573
E.2.7.2 用水合肼-蘭尼鎳制備胺573
E.2.8 磺胺化合物的鑒別573
E.2.8.1 3，5-二硝基硫代苯甲酸酯的制備573
E.2.8.2 硫化2，5-二硝基苯的制備以及轉(zhuǎn)化成砜的氧化反應573
E.2.8.3 物質(zhì)的量的測定573
E.2.9 磺酸的鑒別574
E.2.9.1 S-苯甲基硫脲磺酸鹽的制備574
E.2.9.2 磺酰胺的制備575
E.3 混合物的分離575
E.4 有機化合物的分離和鑒別實例576
E.5 參考文獻577
F 主要試劑、溶劑及輔助試劑的性質(zhì)、純化和制備（試劑附錄)578
參考文獻596
G 危險物的性質(zhì)(危險物附錄)597
參考文獻600