最近一段时间，我都在自行学习本科阶段的《有机化学》课程(人卫第8版，中国药科大学陆涛教授主编)。一则，因为考试需要；二则，也是为了拓宽一下自己的知识面。

我在大专阶段虽然也学习过这门课程，相比之下，和高中阶段所学习内容，差不了多少，只增加了一小部分的内容。可以说，基本上就是高中化学《选修5-有机化学基础》里面的内容。

之前学的那些，似乎没有什么难度可言，是因为还没有真正深入的学习它。经过了这套教材的洗礼(本身也算是一个基础)，这才算真正学习了《有机化学》。

有机化学当中的几大反应类型：1.取代反应 2.加成反应 3.消除反应 4. 氧化反应 5.还原反应。化学反应的进行，发生改变的地方只有一小部分。至于为什么就只改变这里，大学阶段引入了“反应机理”这一概念，向我们展示了有机化学反应的全过程。通过高中阶段的学习，可以知道，化学反应的本质，概括来说为八个字——“旧键断裂，新键形成”。有机化合物，主要含元素碳。各原子的成键方式均为共价键，即原子与原子之间，通过共用电子对或电子偏移所形成。共用电子对，以“头碰头”的方式所形成的化学键，称为σ键，以“肩并肩”的方式形成的，称为π键(不稳定，易断裂)，以“面对面”的方式所形成的，称为δ键。(有机化学主要是前两种，第三种不考虑)。原子与原子之间，可以以单键(1个σ键)，双键(1个σ键，1个π键)，叁键(1个σ键，2个π键)

顺便提及一下，在《无机化学》里面讲到过，碳原子的核外电子排布式为1s² 2s² 2p²，根据核外电子排布的三个规则(能量最低原理 Hund’s规则和Pauli’s不相容原理)，碳原子的三个2p轨道，有一个是空的。因此，其2s轨道中的两个电子，其中一个电子发生跃迁，到了2p轨道中，能够形成sp,sp²,sp³三种杂化轨道。化学键的断裂，来源于成键的两个原子之间，电子的转移。电子主要偏向电负性(表示元素吸电子能力的大小)大的一方，为负离子，电负性小的，为正离子。二者相差不大的，则一方各带一个电子，有机化学中称其为“自由基”。在“反应机理”中便阐述了这一点，电子转移，过渡态形成，化学键的断裂及再生成等等。

所有的有机化学反应，围绕不开两种电子效应——诱导效应和共轭效应。举几个简单的例子：丙烯和氯化氢的反应。高中阶段就讲过，这个反应的类型为加成反应。丙烯中的碳碳双键断裂，氯化氢分子中的氢和氯分别加在丙烯双键碳上，形成两种同分异构体：1-氯丙烯和2-氯丙烯，至于那种占主要，高中阶段没有涉及什么。但事实上，2-氯丙烯占主要。根据“马氏规则”，不对称烯烃发生加成反应，带有正电荷的部分，总是加在含氢多的双键碳上。这一点，通过反应机理及电子效应，可以很好的解释这一点。如图所示，第一步，氯化氢分子中，H—Cl键(图中X表示卤原子，即元素周期表中的第七主族元素F Cl Br I)断裂，由于电负性Cl>H，电子偏向Cl，Cl－进攻双键碳原子，π键断裂，形成了一个碳正离子中间体，这个中间体是不稳定的，无法分离得到，存在时间短暂。碳正离子是一个缺电子的结构，因此，需要一些具有给电子能力的基团与其相连，起到稳定它的作用，如甲基、乙基等。给电子基团越多，碳正离子越稳定。回到上面的这个例子，当碳正离子处于2号位的时候，两端连有两个甲基，所以说这个状态下，碳正离子是最稳定的。相反，处于1号位就只有一个甲基，稳定性就没有在2号位那么好。

诱导效应和共轭效应：

烯烃加成反应：

苯酚和醇的结构中，具有一个共同的官能团—羟基(-OH)，醇分子中的羟基，容易被其他基团所取代，而酚羟基，不容易断裂。醇分子中的羟基，由于氧原子的电负性较大，主要表现为吸电子作用(氧的核外电子排布式：1s² 2s² 2p，2s轨道的一个电子跃迁，形成sp³不等性杂化，2p轨道有两对孤电子对)。苯是一个具有高度不饱和性的化合物，按照凯库勒式，单双键交替形成一个大π键，对称性结构，一取代物只有一种结构，没有异构体。羟基若与苯环相连接，氧原子2p轨道上的孤电子对可离域到苯环上，与苯环的π电子形成p-π共轭，这种电子效应远大于其吸电子诱导效应，所以说，酚类化合物不会像醇一样，能发生羟基断裂的反应。

立体空间上的稳定性。如下反应，2-丁炔与氢气的加成反应，产物主要为反式结构。这个结构主要为分子在空间结构中的排布不同而产生，生成产物2-丁烯有如下两种异构体。按照空间结构来看，甲基与甲基之间具有相互作用，若两个甲基处在同一侧的时候，作用最强。反之，处在异侧的两个甲基，相互作用就，没有那么强。从化学热力学的角度分析，顺式结构的Gibbs自由能大于反式结构，能量越低越稳定。

有机化学的反应，经常是多个官能团同时出现，此时就需要判断是哪一个官能团先发生反应，哪一个后发生反应或者不会反应，都是围绕着那两个电子效应而来。当然，它还受反应温度、溶剂选择等条件影响。反应完成后，产物的稳定性，也和它们有关。书上的内容也仅仅是一个基础，有机化学的研究，并不仅仅于此。

我是学药学的，多数药物都是有机化合物，因此这门科目对于我们的专业来说，非常重要，作为一门基础性课程，《有机化学》在《药物化学》中应用非常广泛。一个比较简单的药物—Asipirin合成，用水杨酸和乙酸酐在浓硫酸催化下反应，酚羟基的氢被乙酰基所取代，反应的本质就是一个取代反应。

Asipirin合成：

打好基础，很关键。上述内容，仅仅是“站在巨人的肩膀上”，若要做深入的研究，需要学习的，还有更多，而且，还需要实践。

2020年5月13日