第一节有机化合物和有机化学有机化学是化学的一个分支，它是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法学的科学。有机化合物的主要特征是含有碳原子，即都是含碳化合物，因此有机化学就是研究碳化合物的化学。但少数碳的氧化物（如二氧化碳、碳酸盐等）和氰化合物（如氢氰酸、硫氰酸等），仍归属无机化合物范畴。一、有机化学的发展有机化学作为一门科学是在十九世纪产生的，但有机化合物在生活中和生产中的应用由来已久。最初是从天然产物中提取有效成分。例如：从植物中提取染料、药物、香料等。在十八世纪末，已经得到了许多纯粹的化合物如酒石酸、柠檬酸、乳酸、尿素等。这些化合物有许多共同性质，但与当时从矿物来源得到的化合物相比，则有明显的区别。在十九世纪初曾认为这些化合物是在生命力的作用下生成的，有别于从无生命中的矿物中得到的化合物。因此叫做有机化合物，后者叫做无机物。有机化合物早期的定义是“来自有生命机体的物质内”简称“有机物”。这是因为，在化学发展的前期，无机物被大量合成，而有机物只能从动植物体获得。如1769年从葡萄汁中取得纯的酒石酸；1773年从尿中取得尿素；1780年从酸奶中取得乳酸；1805年从鸦片中取得吗啡等。因此，人1们认为有机物是与生命现象密切相关的，是生物体内一种特殊的、神秘的“生命力”作用下产生的，只能从生物体内得到，不能人工合成。这就是瑞典化学权威Berzelius为代表的“生命力”学说的观点。由于人们认识局限性和对权威的迷信，“生命力”学说统治化学界达半个世纪之久，严重阻碍了有机化学的发展。1828年德国化学家韦勒（F.Whler)将氰酸铵的水溶液加热得到了尿素：氰酸铵可以从无机物NH4Cl和氰酸钾（或银）反应生成。此后，许多化学家也在实验室用简单的无机物做为原料，成功地合成了许多其他有机物。如1845年colbe合成了醋酸；1854年Berthelot合成了油脂类物质等。在大量的科学事实面前，化学家摒弃了“生命力”学说,加强了有机化合物的人工合成实践，促进了这门科学的发展。19世纪下半叶，有机合成研究工作取得了迅猛发展，在此基础上，于20世纪初开始建立了以煤焦油为原料，生产合成染料、药物和炸药为主的有机化学工业。20世纪40年代开始的基本有机合成的研究又迅速地发展了以石油为主要原料的有机化学工业，以合成纤维、合成橡胶、合成树脂和塑料为代表。这些有机化学工业促进了现代工业和科学技术的迅速发展。2现在，许多天然有机化合物都可以在实验室中合成，如维生素、叶绿素和蛋白质等。我国于1965年在世界上第一个成功地合成了具有生物活性的蛋白质——牛胰岛素。又于1981年合成了相对分子质量约为26000、其化学结构和生物活性与天然转移核糖核酸完全相同的酵母丙氨酸转移核糖核酸。有机化合物早已进入了合成的时代，有机化学的研究工作也正借助于现代电子计算机技术以日新月异的变化飞速向前发展。二、有机化合物和有机化学科学家们通过大量的研究发现，所有的有机化合物中都含有碳元素，绝大多数有机化合物中含有氢元素，许多有机化合物除含碳、氢元素外，还含有氧、氮、硫、磷和卤素等元素。从化学组成上看，有机化合物可以看作是碳氢化合物，以及从碳氢化合物衍生而得的化合物。因此，有人（1874，德国化学家肖莱马）把有机化合物定义为碳氢化合物及其衍生物。有机化学就是研究有机化合物的化学。它主要研究有机化合物的组成、结构、性质、来源、制法、相互之间的转化关系及其在生产、生活中的应用。三、有机化合物的特点3绝大多数有机物只是由碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等少素元素组成，而且一个有机化合物只含有其中少数元素。但是，有机化合物的数量却非常庞大，已知的有机化合物已达一千多万种，它们的性质千变万化，各不相同。总数远远超过了无机化合物的总和（所有非碳元素化合物估计只有几十万种），因此完全有必要把有机化学单独作为一门学科来研究。（一）有机化合物结构上的特点——同分异构现象有机化合物数量如此之庞大，首先是因为碳原子成键能力强的缘故。碳原子可以互相结合成不同碳原子数目的链或环。此外，即使碳原子相同的分子，由于碳原子不之间的连接方式有多种多样，因此又可以组成结构不同的许多化合物。分子式相同而结构相异因而性质也各异的化合物，称为同分异构体，这种现象叫同分异构现象。在有机化学中，化合物的结构（structure）是指分子中原子间的排列次序，原子相互间的立体位置