有机化学(第二版)
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第1章 绪论

1.1 有机化合物和有机化学

有机化学(organic chemistry)是化学的一个重要组成部分,它是研究有机化合物的来源、组成、结构、制备、性质、功能、应用以及相关理论和方法学的科学。有机化合物(organic compound)的主要特征是都含碳元素,即都是碳的化合物,因而有机化学就是研究碳化合物的化学。

人们对有机化合物的认识逐渐由浅入深、由表及里,把它变成一门重要的科学。事实上,人们在生产和生活中早已使用着各种有机化合物,最初从动植物中提取和加工得到各种有用的物质,如糖、酒、醋、染料、香料和药物等。18世纪末已得到了许多纯的化合物,如酒石酸、柠檬酸、尿酸和乳酸等。这些化合物与从矿物中得到的化合物相比,在性质上有很大差异,如对热比较不稳定,加热后即行分解等。19世纪初,人们曾认为这些来自动植物的化合物是在生物体“生命力”的作用下生成的,即所谓的“生命力学说”。为了区别这两类不同来源的化合物,把它们分别称为有机化合物和无机化合物。从此有了有机化合物和有机化学这两个术语。1806年,当时的化学权威瑞典化学家J.Berzelius首先使用了“有机化学”这个名字。显然,“有机”之原意是指“有生机之物”或“有生命之物”。1828年,德国年轻化学家魏勒(F.Wöhler)在加热蒸发无机化合物氰酸铵的水溶液时得到有机化合物尿素:

此后,化学家们以简单的无机化合物为原料,成功合成了更多的有机化合物,从此打破了只能从有机体得到有机化合物的禁锢,宣告了“生命力学说”的破产,促进了有机化学的发展。

随着测定物质组成方法的建立和发展,发现所有有机化合物都含有碳,都是碳的化合物。尽管“有机化学”和“有机化合物”这两个名词仍在使用,但其含义已发生了改变。有机化合物就是碳化合物,但少数碳的氧化物(如二氧化碳、碳酸盐等)和氰化物(如氢氰酸、硫氰酸等)仍归属无机化合物范畴。有机化学就是碳化合物的化学。此外,由于绝大多数有机化合物都含有氢,因而从结构上看,所有的有机化合物都可以看作是碳氢化合物及其衍生物,即有机化学就是碳氢化合物及其衍生物的化学。

有机化合物和有机化学与人类的日常生活密切相关。人类赖以生存的三大物质基础——脂肪、蛋白质和碳水化合物都是有机化合物,而这些化合物在体内通过有机反应转化为人体所需要的营养;煤、石油和天然气——人类赖以生存的能源是有机化合物;绝大多数西药是通过各种途径合成的有机化合物;我国有丰富的中草药资源,长期以来用以治疗各种疾病,有机化学工作者通过有效的技术手段,研究其有效成分,以达到更有效的利用或合成的目的;农业上使用的肥料、植物生长调节剂、除草剂、杀虫剂、昆虫信息激素等,其中大量是合成的有机化合物。现今,世界上每年合成的近百万个新化合物中有约70%以上是有机化合物,其中许多已应用于材料、能源、医疗、农业、工业、国防、食品、环境、生命科学与生物技术等领域。20世纪有机化学的迅猛发展,产生了许多新的交叉学科,如有机合成化学、天然有机化学、物理有机化学、金属有机化学、生物有机化学、药物化学等。