生物化学技术

杂环化合物是指分子的环状结构中除碳原子外，还含有一个或几个其他元素（如氧、氮、硫等）原子的环状化合物。根据定义，酸酐、内酯、交酯、内酰胺、环氧化合物等也应属于杂环化合物。最常见和最稳定的是五员环和六员环的杂环化合物。它们分单杂环和稠杂环两大类。杂环化合物广泛存在于自然界中，如叶绿素、血红素、核酸及多数的生物碱分子中都有杂环化合物。有些合成染料（如靛蓝）、药物（如青霉素）和耐高温高聚物（如聚苯并咪唑 ...

芳香烃指含有苯环的碳氢化合物（狭义）。芳香烃指含有　 4n＋2（n＝0、 1、 2、 3……）个π电子的平面环状的共轭烯烃（广义），即苯型芳烃和非苯芳烃（如薁）的总称。通常所说的芳烃，一般指苯型芳烃。根据结构，芳烃分单环芳烃、多环芳烃和稠环芳烃三类。（1）单环芳烃它是分子中含有一个苯环的芳烃，其中包括苯及其同系物。如苯、甲苯和二甲苯。（2）多环芳烃 它是分子中含有两个或两个以上独立苯环的芳烃。（3 ...

　分子中含有两个碳碳双键的链状或环状的碳氢化合物叫二烯烃。根据两个双键的相对位置，二烯烃分累积二烯烃（两个双键连接在同一个碳原子上）、共轭二烯烃（两个双键被一个单键隔开）和孤立（隔离）二烯烃（两个双键被两个或两个以上单键隔开）三类。例如，丙二烯(CH2＝C＝CH2) ，1，3—丁二烯(CH2＝CH-CH＝CH2) ，1，4—己二烯、(CH3-CH＝CH-CH2-CH＝CH2)。累积二烯烃很不稳定。 ...

在高温和催化剂的作用下，汽油里的直链烃分子变成芳香烃分子或有支链的烃分子，这种反应叫做催化重整。工业上常用铂（Pt）、铼（Re）或同时使用铂和铼作催化剂。反应一般是在2727～4040kPa和427～527℃的温度下进行。重整能制得芳香烃，还可以提高汽油的质量（提高汽油的辛烷值）。重整反应比较复杂，主要有以下几种。（1）环烷烃脱氢反应。例如， （2）环烷烃异构化脱氢反应。例如， 　 （3）烷烃环化 ...

分子中含有碳碳双键或三键的碳氢化合物叫不饱和烃。芳香烃从分子中碳原子和氢原子的相对数目来看，是高度不饱和的碳氢化合物，但基本属性跟上述不饱和烃有很大区别，因此，芳香烃不归属于不饱和烃。根据碳架结构和含碳碳不饱和键的种类，不饱和烃分类如下：

分子中有碳环结构的碳氢化合物叫环烃，又叫闭链烃。环烃是脂环烃和芳香烃的总称。在环烃分子中，碳环可以是单环、双环或多环，环与环之间可以有多种连接方式。

仅由碳和氢两种元素组成的化合物总称为碳氢化合物，简称烃。烃是元素组成最简单的有机化合物，是有机物中最基本的族类，能看作一切有机物的母体，其他有机物都可以看作是由烃衍生出来的。根据烃分子中碳原子连结方式不同和烃的基本属性，烃可以分类如下：　 ...

由两个相同或不相同的原子轨道沿轨道对称轴方向相互重叠而形成的共价键，叫做σ键。σ键是原子轨道沿轴方向重叠而形成的，具有较大的重叠程度，因此σ键比较稳定。σ键是能围绕对称轴旋转，而不影响键的强度以及键跟键之间的角度（键角）。根据分子轨道理论，两个原子轨道充分接近后，能通过原子轨道的线性组合，形成两个分子轨道。其中，能量低于原来原子轨道的分子轨道叫成键轨道，能量高于原来原子轨道的分子轨道叫反键轨道。以 ...

成键原子的未杂化p轨道，通过平行、侧面重叠而形成的共价键，叫做π键。π键是由两个p轨道从侧面重叠而形成的，重叠程度比σ键小，所以π键不如σ键稳定。当形成π键的两个原子以核间轴为轴作相对旋转时，会减少p轨道的重叠程度，最后导致π键的断裂。 根据分子轨道理论，两个原子的p轨道线性组合能形成两个分子轨道。能量低于原来原子轨道的成键轨道π和能量高于原来原子轨道的反键轨道π，相应的键分别叫π键和π键。 ...

苯环是由6个sp2杂化碳原子通过σ键和π键构成平面正六边形的碳环。苯分子中6个碳原子各以3个sp2杂化轨道分别跟相邻的两个碳原子的sp2杂化轨道和氢原子的s轨道重叠，形成6个碳碳σ键和6个碳氢σ键。两个sp2杂化轨道的夹角是120°，正适合6个碳原子处于一个平面上，形成一个正六边形的苯环。苯环上6个碳原子各有一个未杂化的2p轨道，6个2p轨道的对称轴都垂直于环的平面，并从侧面相互重叠，形成一个闭合 ...

分子式相同而分子结构和性质不同的化合物，叫做同分异构体。这一现象叫做同分异构现象。同分异构现象是由于分子中各原子可以有不同的结合顺序和方式或不同的空间排列和定向所引起的。同分异构现象可分成结构异构和立体异构。结构异构是因分子中各原子的结合顺序和方式不同而产生的异构，其中包括碳架异构、位置异构、类别异构等。立体异构是因为分子中各原子的空间排列和定向不同而产生的异构，其中包括顺反异构、对映异构和构象异 ...

由分子量较小的化合物（单体）而结合成分子量较大的化合物，这种反应叫聚合反应。根据分子的元素组成和结构形式的变化分为两类。加聚反应由一种或多种单体相互加成而生成高分子化合物，这种反应叫加聚反应。一种单体发生的加聚反应叫做均聚反应。例如， 由两种或两种以上单体发生的加聚反应叫共聚合反应。例如， 缩聚反应有两个或两个以上官能团的单体相互缩合，生成高分子化合物，同时生成小分子（如水、卤化氢、氨和醇等） ...

组成相同而分子中碳原子相互连接的顺序不同的化合物，叫做碳架异构体。这一现象叫做碳架异构现象。碳架异构只涉及分子中碳原子的结合顺序不同，不涉及分子中各原子在空间的排列和定向，所以在书写各种碳架异构体的构型时只要求能表明碳原子的结合顺序。

有机化合物分子在高温和催化剂或脱氢剂存在的条件下脱去氢，这种反应叫做脱氢反应。脱氢反应是一种消除反应，也是氧化反应的一种形式。多种有机物能发生脱氢反应。烷、烯烃脱氢 芳烃的侧链脱氢 醇类脱氢 ...

醇跟羧酸或含氧无机酸生成酯和水，这种反应叫酯化反应。酯化反应是可逆的，它的逆反应是水解反应。在通常状况下，该可逆反应需要很长时间才能达到平衡。为了缩短达到平衡的时间，常用浓硫酸等作催化剂，工业上用阳离子交换树脂作酯化的催化剂。在酯化反应中，通常由羧酸提供羟基（羧酸跟有些叔醇酯化时，羟基由叔醇提供）。首先是羧酸的羰基质子化，使羰基碳原子带有更多的正电荷，醇就容易发生亲核加成，然后质子转移，消除水，再 ...

有机化合物分子内或分子间脱去羟基和氢并结合而形成水分子，这种反应叫做脱水反应。醇类脱水：一般情况下较低温度有利于分子间脱水，较高温度有利于分子内脱水R-CH2-CH2-OH→RCH=CH2 H2O　 （分子内脱水）2R-OH→R-O-R H2O　　　　　　　　　 （分子间脱水） 羧酸脱水 羧酸铵盐脱水 酰胺脱水 ...

　有机物在适当条件下，从分子中相邻的两个碳原子上去掉H2O、HX、H2、NH3等小分子而生成不饱和（双键或三键）化合物的反应叫消除反应（曾用名：消去反应）。消除反应主要有卤代烃脱卤化氢和醇分子内脱水反应。卤代烃在脱去HX时，氢原子主要从卤原子相邻含氢较少的碳原子上脱去。醇分子内脱水时，氢原子主要从羟基相邻含氢较少的碳原子上脱去。 ...

在有机物分子中引入磺基（-SO3H）的反应叫磺化。脂肪族化合物通常用间接的方法磺化。 芳香族化合物主要用直接磺化（亲电取代反应）。常用的磺化剂有浓硫酸、发烟硫酸等。磺化反应一般按下列历程进行。 ...

在有机物分子中的碳原子上引入硝基（-NO2）的反应叫硝化。芳香族化合物通常用浓硝酸或混酸（浓硝酸和浓硫酸的混合物）作硝化剂硝化(亲电取代反应)。当硫酸存在时，更容易发生硝化反应。脂肪族化合物很难用浓硝酸硝化，通常用间接的方法硝化。 ...

苯环上原有取代基对新引入取代基位置的影响，叫做定位效应。.苯环上新引入的取代基所占的位置决定于原有取代基的性质，按它们的定位效应分成两类：第一类叫邻、对位定位基。这类取代基在苯环上能使新引入的取代基主要定位于它的邻、对位（邻 对＞60％）。除卤原子外，其他基团都能使苯环活化，使取代反应容易发生。这些基团的结构特点是跟苯环连接的原子一般只有单键，多数具有未共用的电子对。属这类取代基的有（按定位效能从 ...