Organic Chemistry by Jonathan Clayden bản Tiếng Việt

Organic Chemistry by Jonathan Clayden, Hóa Học Trung Cấp gồm 43 chương. Nội dung bạn đang xem gồm mục lục và giới thiệu.

Hóa học hữu cơ

Hóa hữu cơ—hỗ trợ trực tuyến

Mỗi chương trong cuốn sách này được kèm theo một tập hợp các bài tập, được cung cấp miễn phí trên mạng Để truy cập chúng, hãy truy cập Trung tâm tài nguyên trực tuyến tại www.oxfordtextbooks.co.uk/

orc/clayden2e/ và nhập thông tin sau:

Tên đăng nhập: clayden2e

Mật khẩu: compound

Trang này cố ý để trống

HÓA HỌC

THỨ HAI

Jonathan Clayden Nick Greeves Stuart Warren

Đại học Manchester Đại học Liverpool Đại học Cambridge

1

Đường Great Clarendon, Oxford OX2 6DPNhà xuất bản Đại học Oxford là một bộ phận của Đại học Oxford.

Nó thúc đẩy mục tiêu xuất sắc của trường đại học trong nghiên cứu, học bổng và giáo

dục bằng cách xuất bản trên toàn thế giới trong

Oxford New YorkAuckland Cape Town Dar es Salaam Hồng Kông KarachiKuala Lumpur Madrid Melbourne Thành phố Mexico Nairobi

New Delhi Thượng Hải Đài Bắc Toronto

Với các văn phòng tạiArgentina Áo Brazil Chile Cộng hòa Séc Pháp Hy LạpGuatemala Hungary Ý Nhật Bản Ba Lan Bồ Đào Nha SingaporeHàn Quốc Thụy Sĩ Thái Lan Thổ Nhĩ Kỳ Ukraine Việt NamOxford là thương hiệu đã đăng ký của Nhà xuất bản Đại học Oxford

ở Anh và ở một số quốc gia khácXuất bản tại Hoa Kỳbởi Oxford University Press Inc., New York

© Jonathan Clayden, Nick Greeves và Stuart Warren 2012Quyền nhân thân của tác giả đã được khẳng địnhTài liệu về Bản quyền của Crown được sao chép với sự cho phép của Đơn vị kiểm soát,

HMSO (theo các điều khoản của giấy phép Sử dụng Nhấp chuột.)Quyền cơ sở dữ liệu Nhà xuất bản Đại học Oxford (nhà sản xuất)

Xuất bản lần đầu 2001

Đã đăng ký Bản quyền Không có phần nào của ấn phẩm này có thể được sao chép,được lưu trữ trong một hệ thống truy xuất, hoặc được truyền đi, dưới bất kỳ hình thức nào hoặc bằng bất kỳ phương tiện nào mà không có sự cho phép trước bằng văn bản của Nhà

xuất bản Đại học Oxford,hoặc theo sự cho phép rõ ràng của pháp luật, hoặc theo các điều khoản đã thỏa thuận với

tổ chức quyền sao chép thích hợp Các câu hỏi liên quan đến việc sao chép ngoài phạm vi trên nên được gửi đến Phòng Bản Quyền, Nhà xuất bản Đại học Oxford, theo địa chỉ trênBạn không được lưu hành cuốn sách này dưới bất kỳ bìa hoặc bìa nào khác và bạn phải

áp đặt điều kiện tương tự đối với bất kỳ người mua nàoBiên mục thư viện Anh trong dữ liệu xuất bản

Dữ liệu có sẵn

Dữ liệu Biên mục của Thư viện Quốc hộiThư viện Quốc hội Số kiểm soát: 2011943531Đánh máy của Techset Composition Ltd, Salisbury, Vương quốc Anh

In và chế bản tại Trung Quốc bởiCông Ty TNHH Offset Printing C&CISBN 978-0-19-927029-3

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Các từ viết tắt xv

Lời tựa cho lần xuất bản thứ hai xvii

Hóa học hữu cơ và cuốn sách này xix

1 Hóa học hữu cơ là gì? 1

2 Cấu trúc hữu cơ 15

3 Xác định cấu trúc hữu cơ 43

4 Cấu trúc của các phân tử 80

5 Phản ứng hữu cơ 107

6 Phản ứng cộng nucleophilic vào nhóm carbonyl 125

7 Giải tỏa và liên hợp 141

25 Alkyl hóa enolate 584

26 Phản ứng của enolate với hợp chất carbonyl: phản ứng aldol và Claisen 614

27 Lưu huỳnh, silic và phốt pho trong hóa học hữu cơ 656

33 Chọn lọc lập thể dia 852

34 Phản ứng pericyclic 1: cộng đóng vòng 877

35 Phản ứng pericyclic 2: phản ứng sigmatropic và electrocyclic 909

36 Phản ứng nhóm kề tham gia, chuyển vị và phân mảnh 931

42 Hóa học hữu cơ của sự sống 1134

43 Hóa học hữu cơ ngày nay 1169

Bản quyền hình ảnh 1182

Bảng tuần hoàn các nguyên tố1184

Mục lục1187

Mục lục

xv xvii

Các từ viết tắt

Lời tựa cho lần xuất bản thứ hai

Hóa học hữu cơ và cuốn sách này xix

1261113

Hóa học hữu cơ là gì?

Hóa học hữu cơ và bạn

Hợp chất hữu cơ

Hóa học hữu cơ và công nghiệp

Hóa hữu cơ và bảng tuần hoàn

Hóa hữu cơ và cuốn sách này

15

161722273233364042

43464850525657

575963

Khung hydrocarbon và các nhóm chức

Vẽ phân tử

Khung hydrocacbon

Nhóm chức

Các nguyên tử carbon mang các nhóm chức có thể

được phân loại theo mức độ oxy hóa

Các cách khác nhau để mô tả độ chuyển dịch hóa học

Hướng dẫn về phổ 13C NMR của một số phân tử đơn

8083889599105106106106

107111116120124

125

125127129130132133135137137138140

141142

Cấu trúc của các phân tử

Giới thiệuElectron chiếm obitan nguyên tửObitan phân tử—phân tử lưỡng nguyên tử Liên kết giữa các nguyên tử khác nhau

Sự lai hóa của các obitan nguyên tửQuay và độ cứng

Phần kết luậnTiếp theoĐọc thêm

Phản ứng hữu cơ

Phản ứng hoá họcNucleophiles và electrophiles Mũi tên cong đại diện cho cơ chế phản ứng

Vẽ cơ chế của riêng bạn bằng mũi tên cong Đọc thêm

Phản ứng cộng nucleophilic vào nhóm carbonyl

Các obitan phân tử giải thích khả năng phản ứng của nhóm carbonyl

Tấn công xyanua vào aldehyde và ketoneGóc của cuộc tấn công nucleophilic vào aldehyde

và ketoneTấn công nucleophilic bởi ‘hydride', trên aldehyde và ketone

Phản ứng cộng của chất phản ứng cơ kim vào aldehyde và ketone

Phản ứng cộng của nước vào aldehyde và ketoneHemiacetal từ phản ứng của ancol với aldehyde

và ketoneKetone cũng tạo thành hemiacetalsXúc tác axit và bazơ của sự hình thành hemiacetal và hydrat

Phản ứng cộng của các hợp chất bisulfiteĐọc thêm

Giải tỏa và liên hợp

Giới thiệuCấu trúc của ethene (ethylene, CH2 = CH2)Các phân tử có nhiều hơn một liên kết đôi C = C 143

163165168171174175176178180181

182

182183184189194196196

197

197198200205207214

Sự liên hợp của hai liên kết π

Phổ UV và khả kiến

Hệ allyl

Giải tỏa trên ba nguyên tử là một đặc

trưng cấu trúc phổ biến

Tính thơm

Đọc thêm

Acidity, basicity, and pKa

Các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước tốt hơn

khi là các ion

Axit, bazơ và pKa

Tính axit

Định nghĩa của pKa

Xây dựng thang đo pKa

Các hợp chất nitơ như axit và bazơ

Điều chế các hợp chất cơ kim

Sử dụng cơ kim để tạo ra các phân tử hữu cơ

Quá trình oxy hóa ancol

Tiếp theo

Đọc thêm

Phản ứng thế nucleophilic tại nhóm

carbonyl

Sản phẩm của cộng nucleophilic vào nhóm

carbonyl không phải lúc nào cũng là một hợp

chất bền

Các dẫn xuất axit carboxylic

Tại sao các trung gian tứ diện không bền?

Không phải tất cả các dẫn xuất axit cacboxylic

đều có khả năng phản ứng như nhau

Chất xúc tác axit làm tăng khả năng phản ứng

Tạo ketone từ este: Bài tập

Tạo ketone từ este: Lời giải

220220

222

Và để kết luận .Đọc thêm

Phản ứng thế nucleophilic tại C = O khi mất oxy carbonyl

Aldehyde có thể phản ứng với ancol để tạo hemiacetals

224229230238239

240244

246248250257262264266267

269

269270272272277281

282285301301

Acetal được hình thành từ aldehyde hoặc ketone cộng với ancol với sự có mặt của axitAmines phản ứng với các hợp chất carbonylImines là chất tương tự nitơ của các hợp chất carbonyl

Tóm tắtĐọc thêm

Cân bằng, tốc độ và cơ chế

Bao lâu và nhanh như thế nào?

Cách làm cho cân bằng thuận lợi cho sản phẩm bạn muốn

Entropy rất quan trọng trong việc xác định các hằng số cân bằng

Hằng số cân bằng thay đổi theo nhiệt độ Giới thiệu động học: Cách làm cho phản ứng

đi nhanh hơn và sạch hơnPhương trình tốc độXúc tác trong các phản ứng thế carbonylCác sản phẩm động học so với nhiệt độngTóm tắt các cơ chế từ các chương 6 - 12Đọc thêm

1H NMR: Cộng hưởng từ hạt nhân Proton

Sự khác biệt giữa carbon và proton NMRTích phân cho chúng ta biết số lượng nguyên

tử hydro trong mỗi peakCác vùng của phổ NMR protonProton trên các nguyên tử carbon bão hòaVùng alkene và vùng benzene

Vùng aldehyde: carbon không bão hòa liên kết với oxy

Proton trên các nguyên tử dị tố có độ dịch chuyển hóa học nhiều hơn so với các proton trên carbon

Ghép cặp trong phổ proton NMRĐến kết luận

319320322327

328

328

332333340342347352353357358359

360361362363365365366370374381

Đồng phân lập thể dia là những đồng phân

lập thể không phải là đồng phân đối quang

Các hợp chất bất đối không có trung tâm lập

Làm thế nào chúng ta có thể quyết định cơ

chế nào (SN1 hoặc SN2) sẽ áp dụng cho một

Cấu dạng của ethane

Cấu dạng của propane

Cấu dạng của butane

Làm thế nào nucleophile ảnh hưởng đến

407408411412413414415415418422

425426

427429433435436439442443444447447

449

449450451

Xem lại các phương pháp phổ

Có ba lý do cho chương nàyPhổ và hóa học carbonylCác dẫn xuất axit được phân biệt tốt nhất bởi phổ hồng ngoại

Những vòng nhỏ cho biến dạng bên trong vòng

và đặc trưng s cao hơn bên ngoài nóTính toán đơn giản về tần dao động hóa trị C =

O trong phổ IRPhổ NMR của alkynes và vòng nhỏProton NMR phân biệt các proton axial và equatorial trong cyclohexanes

Tương tác giữa các hạt nhân khác nhau có thể tạo ra các hằng số ghép cặp nối rất lớnXác định sản phẩm bằng phổCác bảng

Độ dịch chuyển hóa học trong proton NMR dễ tính toán và nhiều thông tin hơn so với độ dịch chuyển hóa học trong carbon NMR

Đọc thêm

Phản ứng cộng electrophilic vào alkenes

Alkenes phản ứng với bromQuá trình oxy hóa anken để tạo thành epoxitPhản ứng cộng electrophilic vào alkenes bất đối xứng là chọn lọc vị trí

Phản ứng cộng electrophilic vào dienesCác ion bromonium bất đối xứng mở vòng chọn lọc vị trí

Phản ứng cộng electrophilic vào alkenes có thể

là đặc thù lập thểThêm hai nhóm hydroxyl: dihydroxyl hóaPhá vỡ một liên kết đôi hoàn toàn: phân cắt periodate và ozonolysis

Thêm một nhóm hydroxyl: Cách cộng nước vào liên kết đôi

Kết luận Một bản tóm tắt của các phản ứng cộng electrophilic

Đọc thêm

Sự hình thành và phản ứng của enols và enolates

Bạn sẽ chấp nhận một hỗn hợp các hợp chất như một chất nguyên chất?

Tautome hóa: hình thành enols bằng cách chuyển proton

Tại sao aldehyde và ketone đơn giản không tồn tại dưới dạng enols?

ix

471473479482484486489491492492494495497

498

498499509510511513514515520

Giới thiệu: enol và phenol

Benzen và phản ứng của nó với electrophiles

Phản ứng thế electrophilic trên phenol

Một cặp electron đơn độc nitơ hoạt hóa mạnh mẽ

hơn

Các ankyl benzen cũng phản ứng ở vị trí ortho và

para

Nhóm thế hút điện tử cho sản phẩm meta

Các halogen cho thấy bằng chứng về cả việc hút và

cho điện tử

Hai hoặc nhiều nhóm thế có thể hợp tác hoặc

cạnh tranh

Một số vấn đề và một số cơ hội

Một cái nhìn sâu hơn về hóa học Friedel–Crafts

Khai thác tính chất hóa học của nhóm nitro

Tóm tắt

Đọc thêm

Cộng liên hợp và thế nucleophilic nhân

thơm

Anken liên hợp với nhóm carbonyl

Anken liên hợp có thể là electrophilic

Tóm tắt: các yếu tố kiểm soát cộng liên hợp

Mở rộng phản ứng với các anken nghèo electron

528530

Kết luận Đọc thêm

Chọn lọc hóa học và các nhóm bảo vệ

Chọn lọcChất khử

534539541544546549

Hydro như một chất khử: hydro hóa xúc tácLoại bỏ các nhóm chức

Phản ứng khử sử dụng kim loại hòa tanTính chọn lọc trong phản ứng oxi hóaKhả năng phản ứng cạnh tranh: chọn nhóm nào phản ứng

Một cuộc khảo sát của các nhóm bảo vệ

562563570571574579581582583

Chọn lọc vị trí

Giới thiệuChọn lọc vị trí trong phản ứng thế electrophilic vòng thơm

Tấn công electrophilic trên ankenChọn lọc vị trí trong các phản ứng gốc tự doTấn công nucleophilic các hợp chất allylicTấn công electrophilic vào diene liên hợpcộng liên hợp

Chọn lọc vị trí trong hành độngĐọc thêm

Alkyl hóa enolate

Các nhóm carbonyl cho thấy khả năng phản ứng

đa dạngMột số cân nhắc quan trọng ảnh hưởng đến tất

cả các phản ứng alkyl hóaNitriles và nitroalkanes có thể được alkyl hóaLựa chọn electrophile cho alkyl hóaLiti enolate của các hợp chất cacbonylAlkyl hóa của lithium enolate

Sử dụng các chất tương đương enol cụ thể để alkyl hóa aldehyde và ketone

Alkyl hóa các hợp chất β-dicarbonylKetone alkyl hóa đặt ra một vấn đề trong tính chọn lọc vị trí

Enones cung cấp giải pháp cho các vấn đề về tính chọn lọc vị trí

Sử dụng chất nhận Michael làm electrophiles Kết luận

Đọc thêm

584

585587587588591595598601605612613

Phản ứng của enolate với hợp chất carbonyl:

phản ứng aldol và Claisen 614

614615

Giới thiệuPhản ứng aldol

656

656656660664665668675

677677678679681684686688

689693693

694694695695

Các chất tương đương enol cụ thể có thể được

sử dụng để kiểm soát các phản ứng aldol

Làm thế nào để kiểm soát phản ứng aldol của

este

Làm thế nào để kiểm soát phản ứng aldol của

aldehyde

Cách kiểm soát phản ứng aldol của xeton

Phản ứng aldol nội phân tử

Acyl hóa ở carbon

Ngưng tụ este chéo

Tóm tắt điều chế xeto-este bằng phản ứng

Claisen

Kiểm soát quá trình acyl hóa bằng các chất

tương đương enol cụ thể

Ngưng tụ este Claisen chéo nội phân tử

Hóa học cacbonyl—ở đâu tiếp theo?

Đọc thêm

Lưu huỳnh, silic và phốt pho trong hóa

học hữu cơ

Các nguyên tố phân nhóm chính hữu ích

Lưu huỳnh: một nguyên tố mâu thuẫn

Anion bền hóa lưu huỳnh

Cân bằng của anken

Các anken E và Z có thể được tạo ra bằng cách

phân đơn tinh khiết của anken

Có lẽ cách quan trọng nhất để tạo ra anken là

Phân tích tổng hợp ngược: tổng hợp dật lùi

"Cắt liên kết" phải tương ứng với các phản ứng

đã biết, đáng tin cậy

Synthons là chất phản ứng lý tưởng hóa

Tổng hợp nhiều bước: tránh các vấn đề về tính

699702706711712712719719722722

723724725732733735

Chuyển hóa nhóm chức

"Cắt liên kết" hai nhóm tốt hơn "cắt liên kết" một nhóm

"Cắt liên kết" C–CChất đầu có sẵnSynthons của chất cho và chất nhận

"Cắt liên kết" hai nhóm C–C Quan hệ 1,5 giữa hai nhóm chức'Phản ứng tự nhiên' và 'umpolung'Kết luận

Đọc thêm

Dị vòng thơm 1: phản ứng

Giới thiệuTính thơm tồn tại khi các phần của vòng benzen được thế bằng các nguyên tử nitơ

Pyridin là một imine thơm rất kém phản ứngCác dị vòng thơm sáu có thể có oxy trong vòng

Dị vòng thơm năm thành viên là tốt cho phản ứng thế electrophilic

Furan và thiophene là các chất tương tự oxy và lưu huỳnh của pyrrole

Thêm phản ứng của dị vòng năm 738

740745

Vòng năm có hai hoặc nhiều nguyên tử nitơ

Dị vòng hợp nhất với benzoĐưa nhiều nguyên tử nitơ vào vòng sáu 748

751753754755

758758

Hợp nhất các vòng với pyridin: quinolines và isoquinolines 749

Dị vòng thơm có thể có nhiều nitơnhưng chỉ có một lưu huỳnh hoặc oxy trong bất kỳ vòng nào

Có hàng ngàn heterocycles ngoài kiaNhững cấu trúc dị vòng bạn nên tìm hiểu?

Đọc thêm

Dị vòng thơm 2: tổng hợp

Nhiệt động lực học đứng về phía chúng taTrước tiên hãy ngắt kết nối các liên kết dị nguyên tử carbon

Pyrroles, thiophenes và furan từ các hợp chất

Cách tạo ra pyridin: tổng hợp pyridin của Hantzsch 763

767

Pyrazoles và pyridazines từ các hợp chất hydrazine và dicarbonyl

Pyrimidine có thể được tạo ra từ các hợp chất 1,3-dicarbonyl và amidine 770Các nucleophile bấ đối xứng dẫn đến các câu hỏi

về tính chọn lọc Isoxazoles được tạo ra từ hydroxylamine hoặc bằng phản ứng cộng đóng vòng 772Tetrazoles và triazoles cũng được thực hiện bởi phản ứng cộng đóng vòng

784785788

789790796805814817820824824

825826832836839841846847851851

852

Quinoline và isoquinoline

Nhiều nguyên tử dị tố hơn trong các vòng hợp

nhất có nghĩa là có nhiều lựa chọn hơn trong quá

Phản ứng với chất trung gian vòng hoặc trạng

thái chuyển tiếp vòng

Cộng vào các nhóm carbonyl có thể chọn lọc dia

ngay cả khi không có vòng

877879886

Phản ứng pericyclic 1: cộng đóng vòng

Một loại phản ứng mới

Mô tả chung về phản ứng Diels–Alder

Mô tả obitan biên giới của phản ứng cộng

đóng vòng

Tính chọn lọc vị trí trong phản ứng Diels–

892893894896898901

905907908

909

909912913917919922930

931

931937940945949950950

Mô tả của Woodward–Hoffmann về phản ứng Diels–Alder

Bẫy các chất trung gian phản ứng bằng cách cộng đóng vòng

Các phản ứng cộng đóng vòng nhiệt khácPhản ứng cộng đóng vòng [2 + 2] quang hóaPhản ứng cộng đóng vòng [2 + 2] nhiệtTạo vòng năm cạnh: cộng đóng vòng lưỡng cực-1,3

Hai phản ứng tổng hợp rất quan trọng: phản ứng cộng đóng vòng của anken với osmium tetroxide và với ozone

Tóm tắt các phản ứng cộng đóng vòngĐọc thêm

Phản ứng pericyclic 2: phản ứng sigmatropic và electrocyclic

Chuyển vị Sigmatropic

Mô tả obitan của chuyển vị sigmatropic-[3,3]

Hướng chuyển vị [3,3]-sigmatropicChuyển vị [2,3]-sigmatropicChuyển vị [1,5]-sigmatropicPhản ứng electrocyclic Đọc thêm

Phản ứng nhóm kề tham gia, chuyển vị và phân mảnh

Các nhóm lân cận có thể đẩy nhanh các phản ứng thế

Chuyển vị xảy ra khi một nhóm tham gia liên kết với một nguyên tử khác

Cacbohydrat dễ dàng sắp chuyển vịChuyển vị pinacol

Chuyển vị dienone-phenolChuyển vị axit benzilicChuyển vị Favourskii

Di trú đến oxy: phản ứng Baeyer–Villiger 953

Sự phân cực của liên kết C–C giúp phân mảnh 960

Sự phân mảnh được kiểm soát hóa học lập thể 962

Mở rộng vòng bằng cách phân mảnh 963

965966969969