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出版者:McGraw-Hill College

作者:Denniston, Katherine J./ Topping, Joseph J./ Caret, Robert L.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-12

价格:$ 159.33

装帧:Pap

isbn号码:9780073274294

丛书系列:

图书标签:

• 有机化学
• 生物化学
• 化学
• 大学教材
• 科学
• 分子生物学
• 生命科学
• 健康科学
• 医学预科
• 化学教育

《有机化学与生物化学基础》 导言：理解生命世界的物质基础 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探索构成生命体的基本分子及其相互作用的原理。我们关注的焦点在于宏观生命现象背后隐藏的微观化学机制，从最简单的有机分子结构，到复杂的生物大分子功能，构建起一座连接无机化学与生命科学的坚实桥梁。全书的叙述风格力求严谨、逻辑清晰，同时兼顾概念的生动阐释和实际应用的广阔视野。 第一部分：有机化学的基石——碳骨架的构建与功能团的特性 有机化学是理解生命化学的先决条件。生命体几乎完全由碳基化合物构成，因此，掌握碳原子独特的成键能力及其衍生出的结构多样性至关重要。 第1章：有机化合物的基本概念与结构 本章首先回顾了原子结构、共价键的形成原理，重点阐述了碳原子的杂化轨道理论（$sp^3, sp^2, sp$），这直接决定了有机分子的三维构象。我们将系统介绍有机分子的结构表示法，包括路易斯结构式、骨架结构式以及立体化学标记（楔形/虚线）。重点讨论了同分异构现象——结构异构和立体异构（包括对映异构与非对映异构），强调手性在生物学中的极端重要性。 第2章：烷烃、环烷烃与构象分析 烷烃作为最简单的饱和烃类，是理解范德华力和分子内旋转的基础。我们深入分析了链烷烃和环烷烃的构象问题，特别是环己烷的椅式和船式构象之间的能量差异，以及如何通过环的翻转来解释分子的动态平衡。 第3章：烯烃、炔烃与不饱和系统的化学反应性 不饱和键（双键和三键）赋予了分子额外的反应活性。本章详细探讨了烯烃和炔烃的亲电加成反应，如卤素加成、水加成（Markovnikov和反Markovnikov规则的区分），以及氢化反应。我们还将讨论共轭体系的特殊稳定性，例如共轭二烯烃中的1,2-加成与1,4-加成选择性，为后续理解芳香性打下基础。 第4章：卤代烃、醇、醚与硫醇 卤代烃是重要的合成中间体。本章聚焦于亲核取代反应（$S_N1$和$S_N2$机理的详细对比，及其对底物结构、溶剂和离去基团的依赖性）和消除反应（$E1$和$E2$机理）。接着，我们将转向含氧官能团，系统介绍醇的制备、氧化、脱水反应，以及醚的性质。硫醇的酸性及其与二硫键的形成，预示了蛋白质化学中的重要连接。 第5章：醛与酮：亲核加成反应的中心 羰基是生命化学中发生频率最高的反应位点之一。本章的核心是羰基碳的亲核加成反应。我们将全面分析水合作用、氰醇形成、缩醛/缩酮的形成，以及胺类对羰基的进攻（如亚胺和烯胺的形成）。重点讨论还原反应（使用硼氢化钠或氢化铝锂）和格氏试剂的加成，这些是构建碳骨架的关键工具。 第6章：羧酸及其衍生物：酸性与酰基转移 羧酸是生命体系中重要的酸性分子和能量储存单位的组成部分。本章解释了羧酸的酸性来源，并系统比较了羧酸、酰卤、酸酐、酯和酰胺的反应活性顺序。酰基转移的概念贯穿本章，解释了酯化反应、水解反应以及酰胺键的形成，这直接关联到多肽和聚酯的合成。 第7章：芳香性：苯环的特殊稳定性 苯是芳香族化合物的典范。本章深入探讨了休克尔规则，解释了苯环的特殊稳定性和平面结构。核心内容是亲电芳香取代反应（Electrophilic Aromatic Substitution, EAS），包括硝化、磺化、卤代、傅克-烷基化和傅克-酰基化，并分析了取代基对反应活性的导向作用。 第二部分：生物化学的支柱——生命大分子的化学 有机化学的知识积累为理解生物分子结构和功能奠定了基础。本部分将视角转向生命体内部，探索生命信息存储、能量转换和结构维持的分子基础。 第8章：氨基酸、多肽与蛋白质结构 本章从氨基酸的结构和性质入手，分析其作为两性离子存在的特性及其等电点。重点解析肽键的形成——一个典型的酰胺化反应，以及多肽链的初级、次级（$alpha$螺旋和$eta$折叠）、三级和四级结构。讨论了影响蛋白质稳定性的非共价键（氢键、离子键、疏水作用和范德华力），并解释了变性和复性的化学基础。 第9章：碳水化合物的结构与代谢前奏 碳水化合物是生物体主要的能量来源和结构组分。本章详细描述了单糖（如葡萄糖的六元环和五元环异构体，以及它们之间的Mutarotation）的结构，并探讨了糖苷键的形成——这是一种特殊的缩醛/缩酮键。我们将介绍二糖（如蔗糖、乳糖、麦芽糖）和多糖（如淀粉、糖原、纤维素）的结构差异及其生物学功能。 第10章：脂质的结构、功能与膜的形成 脂质的多样性体现在其疏水性上。本章分析脂肪酸的结构、饱和与不饱和脂肪酸的区别及其对物理性质的影响。重点探讨甘油三酯（储存能量）和磷脂的结构。对磷脂双分子层的形成及其在构建细胞膜中的作用进行详细阐述，并引入胆固醇在调节膜流动性中的角色。 第11章：核酸的化学基础：结构与复制 核酸（DNA和RNA）是遗传信息的载体。本章首先解析核苷酸的组成：含氮碱基、五碳糖（核糖或脱氧核糖）和磷酸基团。随后，聚焦于磷酸二酯键的形成——连接核苷酸的骨架反应。详细讨论DNA的双螺旋结构，碱基对的形成机制（A-T/G-C）及其氢键的稳定性，以及RNA的主要结构差异。 第12章：酶催化：生物体内的高效化学反应器 生命活动依赖于酶催化的巨大速率优势。本章不再关注于传统的有机反应机理，而是转向酶催化特有的化学策略。介绍酶的结构与活性位点，以及底物识别。重点阐述几种关键的催化机制，例如：共价催化（如丝氨酸蛋白酶中的底物活化）、酸碱催化（通过侧链提供质子或接受质子）、以及金属离子辅助催化。解释米氏方程，描述酶反应的动力学特征。 结语：有机与生物化学的交汇点 全书的叙述旨在展示，生命现象并非神秘莫测，而是建立在一套遵循严格化学定律的分子基础之上的。从简单的C-C键的形成到复杂的蛋白质折叠，再到遗传信息的精确复制，每一步都离不开对有机分子结构、反应性和功能团特性的深刻理解。掌握这些基础，是深入探索分子生物学、药物化学和疾病机理的坚实起点。

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