聚乙烯
一种热塑性树脂。无毒，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100℃)， 化学稳定性好，能耐酸、碱的腐蚀(氧化性酸除外)。电绝缘性能好，但耐热、 耐老化性能差。聚乙烯可用吹塑挤压、注塑成型等方法加工，广泛用于制造 薄膜(作为各种食品、医药、化肥、农用薄膜及工业品包装材料)、中空制品(如 桶、瓶、贮罐等)，纤维(用于生产渔网、绳索)及日用杂品。超高分子量聚乙 烯有良好的耐环境应力开裂、低吸湿、耐疲劳、高抗冲击等性能，可用做纺 织机械上耐磨、耐冲击的零部件，如皮结齿轮、垫105Pa，180～200℃)、中压法(1.8～8×105Pa、130～270℃，过渡金属氧化 物作催化剂)和低压法(1.4×105Pa，100℃以下 TiCl4—Al(C2H5)3 为催化剂) 三种。低压法可得结晶度高的高密度聚乙烯，有许多特殊用途。
聚氯乙烯
5 万到 12 万。无固定熔点，有较好机械性能和电绝缘性能，对光和热的稳定 性差，长时间光照及 140℃以上高温会分解产生氯化氢。实际应用中需加入 稳定剂，以提高对光和热的稳定性。该树脂耐化学腐蚀，不易着火。注塑时 加入适当稳定剂、增塑剂和润滑剂，经加工成型可制成硬质热塑性塑料，以 代替金属制成各种工业型材、管材、机械零件、绝缘板、印刷板及防腐材料 等；软质热塑性塑料主要用做包装材料和防雨材料；还可制作人造革、地板、 录音材料、合成纤维(氯纶)、家具，运动器材等。聚氯乙烯通常是由乙炔在 金属卤化物催化下与氯化氢加成制得氯乙烯单体，再经加聚而得：萘
结构最简单、工业上最重要的稠环芳香烃，分子式 C10H8，结构式为：0.9625 克/厘米 3(100℃)，不溶于水，易溶于苯、乙醚和热乙醇，易升华， 有特殊气味。化学性质与苯相似，取代反应比加成反应容易进行。萘的取代例如： 萘比苯容易氧化：
邻苯二甲酸酐是制染料、药物、塑料的重要原料。工业上的萘大部分用于生 产邻苯二甲酸酐。煤焦油中含萘可达 10%，可以从煤焦油的中油馏分或右油 产品裂化所得的高沸点镏分用结晶法分离获得。
乙醇的物理
性质乙醇分子由烃基(—C2H5)和官能团羟基(—OH)两部分构成，其物理 性质(熔沸点、溶解性)与此有关。乙醇是无色、透明、有香味、易挥发的液 体，熔点—117.3℃，沸点 78.5℃，比相应的乙烷、乙烯、乙炔高得多，其 主要原因是分子中存在极性官能团羟基(-OH)。密度 0.7893 克/厘米■，能 与水及大多数有机溶剂以任意比混溶。乙醇水溶液的体积百分数称为“度”， 用来表示乙醇的浓度。各种饮用酒里都含有乙醇，啤酒含 3～5%(3～5 度)， 葡萄酒含 6～20%(6～20 度)，黄酒含 8～15%(8～15 度)，白酒含 50～70% (50～70 度)。酒精过量能引起中毒，因此青少年不能饮用含酒精的饮料。工 业酒精含乙醇约 95%。含乙醇达 99.5%以上的酒精称无水乙醇。含乙醇 95.6
%水 4.4%的酒精是恒沸混合液，沸点为 78.15℃，其中少量的水无法用蒸馏 法除去。制取无水乙醇时，通常把工业酒精与新制生石灰混合，加热蒸馏才 能得到。工业酒精和卫生酒精中含有少量甲醇，有毒，不能掺水饮用。
乙醇的化学性质
主要是由羟基(—OH)官能团引起的，在化学反应中涉及到两种键的断 裂：C-O 键断裂而脱掉—OH，如与氢卤酸的取代反应和浓硫酸存在下的脱水 反应；或 O-H 键断裂而脱掉—H，如与金属钠的置换反应和有机酸的酯化反 应；与羟基相连碳原子上的氢还能发生氧化反应。如下表页所示。
乙醇的用途
乙醇是应用最广泛的一种醇。因其性质比较活泼，是有机合成的重要原 料，如用乙醇制乙醚、乙醛、乙酸等；因它具有广泛的溶解性，是重要的有 机溶剂，用于溶解树脂、制作涂料等；因其在空气中燃烧充分，可避免污染， 而且燃烧热值较大。
可用作内燃机和实验室的燃料；因 75%的酒精能立即使蛋白质变性(凝固)， 在医药上常用作消毒剂和防腐剂；乙醇还广泛用作饮料和食品添加剂，但必 须注意：不能超量饮用，以免引起酒精中毒，青少年尤其不宜饮用含酒精的 饮料；工业酒精中含有毒性的甲醇，决不能饮用。
乙醇的工业制法
我国劳动人民早在几千年前就掌握了发酵酿酒术，至今，发酵法仍是制 备乙醇的重要方法。发酵法以富含淀粉的各种谷物和野生果实为原料，经下 列过程成为发酵液：发酵液内含乙醇 10～15%，发酵液经蒸馏可得含 95.6%的乙醇和 4.4%水的 恒沸液液，称为工业酒精。目前工业上大量生产的乙醇，是以石油裂解气中 的乙烯为原料利用水化法制得的(催化剂为硫酸或磷酸)：—11.5℃，沸点 198.0℃，密度 1.1088 克/厘米 3，能与水、乙醇混溶(不溶 于乙醚)。60%乙二醇水溶液的凝固点是—49℃，因此乙二醇可作内燃机抗冻 剂。乙二醇具有一元醇的某些化学性质，如能生成醚、酯等物质。乙二醇可 与对苯二甲酸发生酯化反应(缩聚)而合成俗称涤纶的聚酯纤维：工业上以乙烯为原料，先氧化或环氧乙烷，然后水解即得乙二醇：味的液体，熔点 20℃，沸点 290℃(分解)，密度 1.2613 克/厘米 3，有强烈 的吸湿性，与水、酒精以任意比互溶，因此常用做化妆品、皮革、烟草、食 品、纺织品的吸湿剂和滋润剂。它与硝酸酯化生成三硝酸甘油酯(又称硝酸甘 油、硝化甘油)：它是一种烈性炸药的主要成分。硝化甘油有扩张冠状动脉的 作用，用做心绞痛急救药。在自然界中，甘油以酯的形式存在，各种动植物 油脂都是甘油的高级脂肪酸酯。水解油脂便可得到脂肪酸和甘油(参看油脂的 性质)。
乙 醚
分式 C4H10O，结构简式 CH3CH2—O—CH2CH3 是无色易挥发有特殊气味的液 体，熔点—116.2℃，沸点 34.5℃，密度 0.7138 克/厘米 3。乙醚易燃，其蒸 气与空气混合到一定比例时会发生爆炸，遇热金属也会着火，故贮存、使用 时应避开火源，注意安全。乙醚微溶于水，能溶解多种有机物是良好的有机 溶剂。纯净的乙醚在医疗上用做手术时的全身麻醉剂。工业上乙醚可由乙醇 分子间脱水制得：随着石油工业发展，乙醚亦可由石油化工产物乙烯制取，其方法是用硫酸吸 收乙烯，形成硫酸乙酯，再水解得到乙醇和乙醚。通过改变温度和试剂浓度， 可控制生成醇和醚的比例。苯酚的物理性质纯净苯酚为无色或白色晶体(常见的苯酚呈粉红色，是被空气氧化所 致)，熔点 43℃，沸点 181.75℃，密度 1.0576 克/厘米 3，室温时微溶于水，70℃以上时，能与水以任意比互溶。苯酚易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯 酚有毒，它的浓溶液对皮肤有强腐蚀性，沾到皮肤上应立即用酒精洗涤。
苯酚的化学性质
苯酚分子中含有羟基(-OH)，也可以发生 O-H 键断裂和 C—O 键断裂。 但酚与醇结构不同，酚羟基与苯环直接相连，因此酚的 O-H 键容易断裂，而 C—O 键却很难断裂，此外由于酚羟基的影响，增大了苯环上邻、对位上氢的 活性，容易被取代。(见下页表)
苯酚的用途
苯酚是一种重要的有机合成原料，可用来制取酚醛塑料(电木)、*合成纤 维(锦纶)、医药、染料、农药等。苯酚可凝固蛋白质，有杀菌效力，苯酚稀 溶液是医药上最早使用的喷洒消毒剂，商品“来苏儿”(Lysol)消毒药水就是 苯酚和甲苯酚的肥皂液，药皂中也掺入少量的苯酚。苯酚催化加氢即生成环 己醇，是合成尼龙 66 的原料之一：苯酚的工业制法
苯酚有四种工业制法。(1)苯酚和它的同系物存在于煤焦油中，可将煤焦 油的中间馏分，经碱液提取，再经酸化制取苯酚，但此法产量有限。
(2)苯磺酸碱熔法 此法产率高，但操作工序繁多，消耗大量硫酸和烧碱，对设备腐蚀严重。
(3)氯苯水解法(4)异丙苯氧化水 解法
此法每生产一吨苯酚可同时获得 0.6 吨丙酮。
乙醛的物理性质
常温下为无色有刺激性气味的液体，密度比水小(0.7834 克/厘米 3，18
℃)熔点为-121℃*，沸点为 20.8℃，易挥发。易溶于水、乙醇、乙醚和氯仿 中。
乙醛的化学性质
荷的试剂加到带部分正电荷的碳上，带正电荷的试剂加到带部分负电荷的氧 上；乙醛分子中与羰基相连的氢和α碳上的氢都有一定活泼性，可发生氧化 还原反应及α-氢的取代反应。
乙醛的用途
乙醛是有机合成工业中的重要原料，可用于合成乙酸、乙酐、乙醇、丁 醇、三氯乙醛、氯仿等。例如，工业上，乙醛在一定温度和催化剂[Mn(Ac)2] 条件下，被空气氧化成乙酸：2CH3CHO+O22CH3COOH
又如氯仿反应：
* 乙醛分子中有 C=O 极性的影响，沸点比相应的乙烷(C2H6)、甲醚(CH3
—O—CH3)高，但乙醛分子间不能形成氢键，其沸点比乙醇低。
有机物
乙 烷
甲 醚
乙 醛
乙 醇
沸点(℃)
-88.63
-23
20.8
78
乙醛的工业制法
乙醛有三种工业制法。(1)最早是用乙醇氧化法制乙醛
此法要消耗大量粮食，已不再采用。(2)工艺比较成熟的是乙炔水化法，产率 和产品纯度高。
但汞盐毒性很大，严重污染环境。(3)乙烯直接氧化法，这是乙醛的最新制法。 该法产率高而无污染，是 1956 年原联邦德国的 Wacker 公司开发的，故又称瓦格(Wacker)法。
甲 醛
熔点-92℃，沸点-21℃，液态时的密度为 0.815 克/3 厘米(20℃)，易溶于水 和乙醇，35～40%的甲醛水溶液叫做福尔马林。甲醛分子中有醛基生缩聚反应，得到酚醛树脂(电木)： 甲醛是一种重要的有机原料，主要用于塑料工业(如制酚醛树脂、脲醛塑料
电玉)、合成纤维(如合成维尼纶—聚乙烯醇缩甲醛)、皮革工业、医药、染料等。福尔马材具有杀菌和防腐能力，可浸制生物标本，其稀溶液(0.1—0.5
%)农业上可用来浸种，给种子消毒。工业上常用催化氧化法由甲醇制取甲 醛：酚醛树脂
是酚与醛经缩聚反应而合成的树脂(塑料的统称，其中以苯酚和甲醛树脂 为最重要。也是世界上最早由人工合成的，至今仍很重要的高分子材料。酚 醛树脂为热固性树脂，与其它热固性树脂相比，其优点有：(1)固化时不需要 加入催化剂、促进剂，只需加热、加压，调整酚与醛的摩尔比与介质 pH 值， 就可得到具有不同性能的产物。(2)固化后密度小，机械强度、热强度高，变 形倾向小，耐化学腐蚀及耐湿性高，是高绝缘材料。其缺点是脆性大，颜色 深，加工成型压力高。它与其它配料制成的产品叫酚醛塑料，高绝缘，俗称 电木，广泛应用于电气工业、化学工业，还可用做涂料、粘合剂、清漆。教 材所列酚醛树脂缩合过程为线型酚醛树脂(参看苯酚的化学性质)，体型酚醛树脂结构示意图为：
丙 酮
-95.35℃，沸点 56.2℃，密度 0.7899 克/厘米 3，可与水、乙醇、乙醚等以 任意比互溶，还能溶解脂肪、树脂和橡胶等多种有机物，是一种重要的有机 溶剂。丙酮易燃，其蒸气与空气混合气的爆炸极限为 2.55～12.80%。丙酮被氧化。丙酮是重要有机合成原料，可以制取醋酸酐、氯仿、碘仿、环氧树 脂、有机玻璃(α-甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体)等。丙酮的用量 大，制备方法也多，异丙苯氧化制苯酚的副产物就是丙酮(参看苯酚的工业制法)，工业上的一种新方法是用石油裂解气中的丙烯催化氧化， 此法产率高、副反应少。
乙酸的物理性质
是一种无色有强烈刺激性气味的液体，熔点是 16.6℃，沸点是 117.9℃， 密度 1.0492 克/厘米 3，当室温低于 16.6℃时，无水乙酸就凝结成冰一样的 晶体，故通称冰醋酸。它是食醋的主要成分，普通食醋中含有 3～5%乙酸， 所以乙酸俗称醋酸。与水互溶并易溶于有机溶剂。
乙酸的化学性质
合而成，又彼此影响，因此表现酸性，还可以发生羟基取代生成羧酸衍生物 及与羧基直接相连甲基上的氢原子(α-H)的取代反应等。(见表)
乙酸的用途
是人类使用最早的酸，在古代就用发酵法酿醋作食品调料。它是重要的 有机化工原料，可以生产醋酸纤维(参看纤维素醋酸酯)、合成纤维(如维纶)、 醋酸酐、醋酸酯(广泛用做溶剂)，也是染料、香料、医药、塑料、油漆工业 不可缺少的原料。
乙酸的工业制法
最早使用的方法是用粮食发酵法酿醋，至今食醋仍用此法生产，先由淀 粉发酵制得酒精，再进一步在醋酸菌作用下氧化为醋。
现在工业上大量用合成法制备，即由乙烯或电石合成乙醛(参看乙醛的工业制 法)，乙醛在乙酸锰的催化下被氧化成乙酸：1966 年孟山都(Monsanto)公司开发的甲醇羰基化合成乙酸，是乙酸工业制法 的重大突破。
此法反应速度快而产率高，而甲醇又可以由一氧化碳和氢制得。 这就意味着可由一氧化碳和氢合成乙酸。目前国外每年用此法生产的乙酸已达千万吨，是最有前途的一种制法。
乙酸的沸点高是因为乙酸分子间能以氢键相互结合成双分子缔合的二聚体。
油脂的成分
油脂是高级脂肪酸甘油酯的总称。常以下式表示：结构式中的 R1、R2、R3 绝大多数是含十个碳原子以上的单数碳原子的直链烃 基，其中有饱和的，也有不饱和的(天然油脂中的脂肪酸多数为 C12～C18 的双 数碳原子的直链脂肪酸)。如果 R1、R2、R3 相同，称为单(纯)甘油酯；如果 R1、 R2、R3 不相同，称为混(合)甘油酯。天然油脂大都为混甘油酯。
高级脂肪酸
通常以酯的形式广泛存在于油脂和蜡中。天然来源的高级脂肪酸大多数 是含双数碳原子的直链羧酸，其中有饱和的，也有不饱和的，其熔点通常是 饱和高级脂肪羧酸高于同碳原子数的不饱和羧酸。下页表为几种重要的高级 脂肪酸：名 称
系统名称
结构简式
熔点 (℃)
饱
和 脂 肪 酸
月桂酸
十二酸
CH3(CH2)10COOH
44
肉豆寇酸
十四酸
CH3(CH2)12COOH
58
软脂酸
十六酸
CH3(CH2)14COOH
62.9
硬脂酸
十八酸
CH3(CH2)16COOH
69.9
不 饱 和 脂 肪 酸
油 酸
9 —十八 碳烯酸
CH3(CH2)7CH
=CH(CH2)7COOH
13
亚油酸
9,12 —十八 碳二烯酸
CH3(CH2)4CH
=CHCH2CH
=CH(CH2)7COOH
-5
桐油酸
9,11,13 — 十八碳三烯酸
CH3(CH2)3(CH=CH)3
(CH2)7COOH
49
亚麻油酸
9,12,15 — 十八碳三烯酸
CH3(CH2CH=CH)3
(CH2)7COOH
-11
蓖麻油酸
12-羟基-9 — 十八碳烯酸
50
油脂的性质
油脂比水轻，密度在 0.9～0.95 克/厘米 3。不溶于水，易溶于汽油、乙 醚、氯仿、丙酮、苯及热乙醇等有机溶剂中(工业上用有机溶剂提取植物种子 里的油)。天然油脂都是混合物，所以没有恒定的熔点和沸点，构成油脂的脂 肪酸的饱和程度，对油脂的熔沸点有一定影响。液态油比固态脂肪含有较多 的不饱和脂肪酸甘油酯。油脂的化学性质与其结构有关，重要性质有水解、 加成、氧化等。
1.水解油脂在酸(如 H2SO4)存在条件下水解、生成高级脂肪酸和甘油(工业上制取它们的主要方法)。例：
油脂在碱(如 NaOH)存在条件下水解，生成高级脂肪酸的钠盐和甘油，高级脂 肪酸的钠盐就是肥皂。因此，油脂在碱性条件下的水解也叫“皂化”反应。
2.加成(氢化)含不饱和脂肪酸的油脂催化加氢后可以转化为饱和程度高 的固态、半固态的脂肪，此反应称为油脂的氢化或硬化。例：工业上常用此反应将多种植物 油(如棉籽油)转变为硬化油，硬化油性质稳定，不易变质、便于运输，可用 做制肥皂、脂肪酸、甘油、人造奶油等的原料。
3.氧化又称油脂的酸败。油脂贮存过久就会变质，颜色变深，产生一种 特殊气味，俗称“哈喇”，化学上称为“油脂的酸败”。主要是空气中的氧 及细菌的作用，使油脂氧化、分解生成有特殊气味的低级醛、酮、羧酸等。 因此油脂要贮存在干燥避光的密闭容器中，并存放于阴凉处，贮存期也不宜 过久。
油脂的用途
是人类的重要食物之一，也是重要的化工原料。用于制造肥皂、脂肪酸、 甘油、油漆、油墨、乳化剂、润滑剂等，还用于医药、化妆品制造(参看油脂 的性质)。
肥 皂
是高级脂肪酸盐(钠盐、钾盐、铵盐)的总称。肥皂中除含高级脂肪酸盐 外，还含有松香、水玻璃、香料、染料等填充剂。从结构上看，在高级脂肪 酸钠的分子中含有非极性的憎水部分(烃基)和极性的亲水部分(羧基)。憎水 基具有亲油的性能。在洗涤时，污垢中的油脂被搅动、分散成细小的油滴， 与肥皂接触后，高级脂肪酸钠分子的憎水基(烃基)就插入油滴内，靠范德华 力与油脂分子结合在一起。而易溶于水的亲水基(羧基)部分伸在油滴外面， 插入水中。这样油滴就被肥皂分子包围起来，分散并悬浮于水中形成乳浊液， 再经摩擦振动，就随水漂洗而去，这就是肥皂去污原理。但普通肥皂不宜在 硬水或酸性水中使用。在硬水中因生成难溶于水的硬脂酸钙盐和镁盐，在酸 性水中生成难溶于水的脂肪酸，大大降低其去污能力。
合成洗涤剂
又称合成表面活性剂，是根据肥皂的分子结构和去污原理，人工合成的 一系列与肥皂分子相类似结构的化合物，它们的分子中同时含有亲水基团和 憎水基团，能降低水的表面张力，是一种表面活性剂，根据不同的用途，可 作洗涤剂、乳化剂、分散剂、润滑剂和起泡剂(十二烷基磺酸钠就是牙膏中的 起泡剂)。我国目前大量生产的合成洗涤剂是烷基苯磺酸钠或烷基磺酸钠，它 们的结构如下：其中的亲水基团是强极性的磺酸基-SO3Na，憎水基团是非极性的烃基，式中 的 R—一般是含十个碳以上的直链烷烃基。当 R 含碳原子太小时憎水亲油作 用弱，去油污能力不强。当 R 含碳原子太多时，在水中的溶解度会下降。常 用洗衣粉中的主要成分为十二烷基苯磺酸钠。合成洗涤剂比肥皂有更强的去 污能力，而且浸润、乳化能力都很强，其钙盐、镁盐都可溶，不受硬水影响， 在盐水和酸溶液中也不分解。因此，合成洗涤剂的生产发展迅速，除作家庭 洗涤剂外，还广泛用于纺织、印染、制革、选矿、金属加工及化妆品等工业 部门。它们以石油产品为原料，通过以下反应制备。
塑 料
是三大合成材料中品种最多、产量最大的一类合成高分子材料。塑料是 具有可塑性的高聚物，在一定温度、压强下能形成规定形状，当降温和解除 压力后，仍能保持成型的形状。根据受热表现的特性，分为热塑性和热固性 两大类。热塑性塑料受热时可软化变形，可以多次反复塑化成型，如聚乙烯、 聚氯乙烯等。从结构上看它们都属于线型高分子化合物。热固性塑料成型后 加热不软化，不能反复加工成型，其次品和废品不能回收利用，如酚醛树脂、 环氧树脂等，它们都是体型高分子化合物(空间网状结构)。塑料制品具有质 轻、绝缘、耐腐蚀、耐磨、易加工、美观等优点，是飞机、汽车、机械、化 工、建筑、电器用品和日用品工业的重要原材料。塑料中的“四烯”(聚乙烯、 聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯)用途非常广泛，称通用塑料。另一类是具有金 属的刚性和韧性，能承受一定的外力作用，抗冲击强度高，有良好的机械性 能的塑料，称工程塑料。如聚酰胺 1010，聚碳酸酯、聚甲醛、ABS 工程塑料 等。合成纤维是化学纤维的一种。以小分子的有机化合物为原料，经加聚反应或缩聚 反应合成的线型有机高分子化合物，如聚丙烯腈、聚酯、聚酰胺等。从纤维 的分类可以看出它属于化学纤维的一个类别。
合成纤维的主要品种如下：(1)按主链结构可分碳链合成纤维，如聚丙烯纤维 (丙纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚乙烯醇缩甲醛纤维(维尼纶)；杂链合成纤 维，如聚酰胺纤维(锦纶)、聚对苯二甲酸乙二酯(涤纶)等。(2)按性能功用可 分耐高温纤维，如聚苯咪唑纤维；耐高温腐蚀纤维，如聚四氟乙烯；高强度 纤维，如聚对苯二甲酰对苯二胺；耐辐射纤维，如聚酰亚胺纤维；还有阻燃 纤维、高分子光导纤维等。合成纤维的生产有三大工序：合成聚合物制备、 纺丝成型、后处理。
合成橡胶
是人工合成的高弹性聚合物，以煤、石油、天然气为原料，便宜易得， 而且品种很多，并可按工业、公交运输的需要合成各种具有特殊性能(如耐 热、耐寒、耐磨、耐油、耐腐蚀等)的橡胶，因此目前世界上合成橡胶的总产 量已远远超过了天然橡胶。合成橡胶主要有顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、 丁腈橡胶等。按橡胶制品形成过程可分热塑性橡胶和硫化型橡胶；按成品状 态可分为液体橡胶、固体橡胶、粉末橡胶和胶乳。合成的生胶具有良好的弹 性，但强度不够，必须经过加工才能使用，其加工过程包括塑炼、混炼、成 型、硫化等步骤。我国的橡胶工业起步较晚，1949 年全国耗胶量仅为 13000 吨，国内自产天然橡胶仅 200 吨。50 年代初期开始研制合成橡胶，1958 年首 先在四川建成氯丁橡胶的工业生产装置，1959 年在兰州建成万吨级丁苯橡胶 装置，1960 年后建成顺丁橡胶装置，1971 年后先后在北京、上海等地建成大 型、特种橡胶生产装置。1984 年我国耗胶量已达 610000 吨，居世界第四位， 其中 34.4%为合成橡胶。
糖 类
是自然界广泛存在的一类有机化合物。从结构特点看，它们是多羟基醛、 多羟基酮及其缩聚产物。多数糖类的分子组成符合通式 Cm(H2O)n，如葡萄糖 (C6H12O6)、核糖(C5H10O5)、蔗糖(C12H22O11)等，故最早称为碳水化合物。但 也有例外，如鼠李糖(C6H12O5)，脱氧核糖(C5H10O4)。另有一些分子式符合 Cm(H2O)n 的有机物，如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)、甲酸甲酯(C2H4O2)等并不 属于糖类。糖类根据它能否水解和水解后生成的产物，可分三类：单糖、低 聚糖、多糖(参看各相应条)。糖类是植物和某些微生物以二氧化碳和水为原 料，在日光作用下经过一系列复杂过程合成的，可概括为：碳和水，同时放出能量：
它们在动植物内的代谢作用中氧化成二氧化
Cx(H2O)y+xO2→xCO2+yH2O+能量
因此它们是生物体维持生命活动所需要的主要能源，也是机体中合成其它有 机物的原料。
单糖和多糖
它们是糖类化合物的主要类别。(l)单糖一不能水解的最简单的糖，根据 其分子中碳原子数为三、四、五、六 ，分别叫丙、丁、戊、己糖，如葡 萄糖、果糖(C6H12O6)为己糖，核糖(C5H10O5)为戊糖。其中按结构可分为醛糖(葡 萄糖、核糖)和酮糖(果糖)。单糖具有醛或酮的通性，也具有醇的通性，单糖 都具有还原性，均可发生银镜反应并与新制氢氧化铜悬浊液反应。单糖都是 有甜味的无色晶体。(2)双糖——是由两分子单糖缩合而成的有机物，水解后 生成两分子单糖，是最常见的低聚糖(又称二糖)。其中最重要的有蔗糖、麦 芽糖(C12H22O11)，它们互为同分异构体。它们都是有甜味的无色晶体，其区 别是麦芽糖有还原性而蔗糖没有。(3)多糖——由许多单糖缩聚而成的高聚 物，水解后可以得到许多单糖。多糖的分子质量不固定，一种多糖的相对分 子质量有一定范围。多糖是非晶体，不溶(纤维素)或只溶于热水(淀粉)，没 有甜味，没有还原性。重要的多糖有淀粉和纤维素，它们的分子通式为 (C6H10O5)n。
果 糖
是己酮糖，分子式 C6H12O6，存在于水果和蜂蜜中，纯净果糖是白色晶体， 易溶于水，是最甜的糖。结构式如下图。它和葡萄糖互为同分异构体。果糖 分子中没有醛基，但酮羰基邻位有羟基存在，其水溶液也能发生银镜反应， 也能被新制氢氧化铜氧化，生成氧化亚铜红色沉淀，具有还原性，反应结果 分子中碳链断裂。果糖是一种重要的营养剂，还可作药用。蔗糖水解可得果 糖和葡萄糖：葡萄糖的性质
是己醛糖，分子式 C6H12O6，白色晶体，易溶于水，熔点 146℃，它的结 构式如下图：它是自然界分布最广泛的单糖。其主要化学性质是：(1)分子中 有醛基，有还原性，能与银氨溶液反应，被氧化成葡萄糖酸：
还能与新制 Cu(OH)2 悬浊液反应：
(2)醛基还能被还原为己六醇： (3)分子中有多个羟基，能与酸发生酯化反应，如实验室常用乙酰氯(4)葡萄糖在生物体内发生氧化反应，放出热量。 C6H12O6(固)+6O2(气)→6CO2(气)+6H2O(液)+2804 千焦葡萄糖的用途
是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质。它的氧化反应放出的热量是 人类生命活动所需能量的重要来源。在食品、医药工业上可直接使用，在印 染制革工业中作还原剂，在制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中常用葡萄糖作还 原剂。工业上还大量用葡萄糖为原料合成维生素 C(抗坏血酸)。
核 糖
一种戊醛糖，分子式 C5H10O5，是在细胞中发现的，是细胞核的重要组成 部分，是人类生命活动中不可缺少的物质。它具有醛糖的通性(参看葡萄糖的 性质)、它是核糖核酸(RNA)的重要组成部分，其结构式为：另一种重要的核糖是脱氧核糖，分子式 C5H10O4，是分子中氢原子数和氧原子 数不符合 2∶1 的一种戊醛糖，它是脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分，其 结构式为：淀粉的性质
淀粉是一种多糖，分子式为(C6H10O5)n，是白色颗粒状的固体，其颗粒大 小，形状及水溶性因其来源和结构不同而异。绿豆淀粉主要是分子量较小的 直链淀粉，可溶于热水形成胶体，与碘作用形成深蓝色配合物；糯米淀粉主 要是分子量较大的支链淀粉，不溶于热水，但在热水中溶胀而有粘性，与碘 作用形成紫色的配合物；一般淀粉因两种结构兼而有之，故遇碘呈蓝紫色。 淀粉没有还原性，不能被银氨溶液与新制氢氧代铜氧化，属于非还原性糖。 淀粉在酸性溶液中加热可以水解，先水解为分子量较小的糊精，再水解成麦 芽糖，最后水解为葡萄糖：存在于动物肝脏和肌肉中的多糖，亦称肝糖，是动物淀粉，其结构与支链淀 粉类似，但分支程度更高，是动物贮存营养物质的主要形式。
淀粉的用途
淀粉大量存在于植物的种子和块根、块茎中，是植物贮存营养物质的主 要形式，也是动物体摄取的主要营养物质，因此淀粉可供食用以及食品工业 的再加工。也用于制葡萄糖和酿洒(参看乙醇的工业制法)。纤维素是自然界 最丰富的天然有机高分子化合物，也是由葡萄糖缩合而成的多糖，其平均分 子量为 2.5×105～1×106，是构成植物细胞壁的基础物质。它是长链线型分 子，分子间相互作用成束状有序排列，称为纤维状，不溶于水和有机溶剂， 但能溶胀。纤维素比淀粉难以水解，在酸性溶液中，水解的最终产物是葡萄 糖。纤维素分子中的葡萄糖单元是相互扭曲着的，这样使若干纤维素分子的 长链扭曲在一起形成绳索状结构，这些绳索再排列起来形成肉眼能见到的纤 维，因此具有一定强度和化学稳定性，可以进行纺织成型。纤维素的分子中， 每一个葡萄糖单元有 3 个羟基，能显示醇的性质，可以和硝酸、醋酸等发生 酯化，得到纤维素无机酸酯。因此纤维素的用途广泛，除供纺织，造纸外， 并可制人造丝、人造棉、玻璃纸、无烟火药、火棉胶、赛璐珞制品及电影胶 片等。
纤维素醋酸酯
俗称醋酸纤维，由纤维素在硫酸催化下与乙酸酐酯化生成：实际上纤维素分子中的羟基不可能全部酯化，不同酯化程度的醋酸纤维有不 同的性能和用途。酯化程度接近 100%的，用于制电影胶片和绝缘材料；酯 化程度达 80%的，用于制人造丝和香烟的过滤嘴；酯化程度 70%左右的，用 于制造塑料和清漆。酯化程度大的在有机溶剂中溶解性小。醋酸纤维对光稳 定，不燃烧，耐酸不耐碱。
蛋白质的组成
由α—氨基酸通过肽键结合而成的天然有机高分子化合物。分子量为 6
×103～106，其元素组成除含碳、氢、氧外，均含氮和少量硫。蛋白质的结 构很复杂，多肽链内的多种α—氨基酸以一定顺序排列，肽链上不直接相连 的氨基之间通过特殊的分子间力(氢键)结合、盘旋、叠合呈空间结构，因此 蛋白质是以多种氨基酸为单体的高聚酰胺。蛋白质种类繁多，水解产物均是 α—氨基酸的称为单纯蛋白质。单纯蛋白质与非蛋白质的结合物叫结合蛋 白，如脂蛋白、糖蛋白、血红蛋白等。单纯蛋白质又可分为不溶于水的纤维 蛋白，如毛发、丝、爪甲等；可溶于水的球蛋白，如血清蛋白、酶等。研究 蛋白质的组成、结构和合成，进一步探索生命现象，是科学研究的重要课题。
1965 年我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活力的蛋白 质—结晶牛胰岛素。
蛋白质的性质
由于蛋白质分子大，溶于水的分散系有胶体特征，蛋白质颗粒带有电荷， 使之相互排斥，其溶液比较稳定。若加入高浓度的氯化钠、硫酸钠、硫酸铵 等盐类，可以中和蛋白质分子表面的电荷，使蛋白质沉淀，称为盐析。盐析 作用一般是可逆的。沉淀时，蛋白质结构与生理活性不变，稀释后仍可溶解。
蛋白质分子受到某些物理因素(如加热、高压、超声波、紫外线、X 射线 等)和化学因素(如强酸、强碱、重金属盐、酒精等有机溶剂)的影响，其内部 结构发生变化，从而失去生物活性，并发生物理、化学性质的变化，称为变 性。如鸡蛋白溶液中加入硝酸铅、硫酸铜、硝酸汞等重金属盐，立即出现沉 淀。高温、紫外线、酒精的消毒杀菌都是使蛋白质变性，这种变性是不可逆 的，消除影响因素后，蛋白质的生理活性也不可恢复。
蛋白质分子中还有残留的、未形成肽键的氨基与羧基，因此也具有两性。 有些蛋白质(分子中含苯环)和浓硝酸作用呈黄色，称颜色反应。
蛋白质的用途
“没有蛋白质就没有生命”，说明了生命现象与蛋白质的密切关系。它 是人和动物不可缺少的营养物质。动物的毛和蚕丝的成分都是蛋白质，是重 要的纺织原料。动物的皮经药剂鞣制后得到柔软坚韧的皮革。骨、皮等熬煮 得到无色透明的动物胶，叫做白明胶，是制造照相感光片和感光纸的原料。 牛奶中的蛋白质—酪素还能跟甲醛合成酪素塑料。
核 酸
一类生物高分子化合物，存在于一切生物体内，是组成细胞的重要成分。 它以与蛋白质结合的形式——核蛋白存在于细胞中，是生命的基本物质之 一，具有储存、复制生物体遗传信息的功能，也是蛋白质合成不可缺少的物 质，因此它对于生物体的生长、遗传、变异等现象起着重要的决定作用。核 酸分为两大类——核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)，它们的分子量、分 别为 104～106 和 106～1016。在核酸分子中，主链由核糖(或脱氧核糖)与磷酸 通过磷酸二酯键连接，主链上连接不同的碱性基，这些碱基的排列顺序就是 遗传密码。核酸分子具有复杂的高级结构。我国在人工合成具有生物活性的 核糖核酸和测定核酸结构方面的研究，都居世界领先地位。以脱氧核糖酸为 例，其结构示意图如下页图。
酶
是一种具有生物活性的蛋白质，有单纯酶和结合酶两种。单纯酶只含蛋 白质，不含其它物质，其催化活性仅由蛋白质的结构决定。结合酶则由单纯 蛋白质和辅基组成，辅基是结合酶催化活性中不可缺少的部分。根据催化反 应的类型，可以把酶分成六大类：(1)氧化还原酶——如细胞色素氧化酶、乳 酸脱氢酶、氨基酸氧化酶。(2)水解酶——如胃蛋白酶、淀粉酶、蔗糖酶、脂 肪酶等。(3)转移酶——如转氨酶等。(4)裂解酶——如碳酸酐酶等。(5)异构 酶—如磷酸葡萄糖异构酶等。(6)合成酶——如谷氨酰胺合成酶、谷胱甘肽合 成酶等。酶是一种生物催化剂，它具有一般催化剂的共性，但是酶的催化能 力和催化反应条件有其自身的特异性：(1)酶的催化效力远远超过化学催化剂 (高 108～109 倍)。(2)酶催化剂具有高效化学选择性，能从混合物中选择特 定异构体进行催化反应。(3)酶催化剂对反应条件要求苛刻，如 pH 值、温度 都各有特定的界限，超出界限即可引起酶蛋白的变性与分解。对酶催化剂特 异性的研究与突破，将使有机合成飞速发展，这正是有待于我们探索的。
氨基酸
羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代而成的有机化合物，即分子中含 有氨基和羧基两种官能团。已知的氨基酸有数百种，但在生物体内，作为蛋 白质合成原料的氨基酸主要有 20 种，它们均为α—氨基酸（氨基连在与羧基 直接相连的α碳原子上），通式为氨基酸分子中，同时含有碱性的氨基(—NH2)和酸性的羧基(—COOH)，具有胺 类与羧酸类的通性，是两性化合物，与强酸反应生成铵盐，与氢氧化钠溶液反应生成羧酸钠盐， 一个氨基酸分子中的羧基和另一个氨基酸分子中的氨基之间，经缩合反应生成二肽，氨基酸是无色晶体，易溶于水，难溶于乙醚等非极性有机溶剂。氨 基酸是构成蛋白质的基石，在人体蛋白质合成所需的 20 种氨基酸中，获得，例如赖氨酸
有 8 种人体不能制造，必须由食物中
在植物性食物中含量较少，因此常添加赖氨酸制造强化食品以满足病人和儿 童需要。α—氨基酸除作为营养物质外，还是重要的化工原料。常用的调味 品—味精就是谷氨酸钠盐。
蔗 糖
自然界分布最广的非还原性二糖，分子式 C12H22O11，存在于许多植物中， 以甘蔗和甜莱中含量最高，因此得名。纯净的蔗糖是无色晶体易溶于水，比 葡萄糖、麦芽糖甜，但不如果糖甜。蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖缩 合失去一分子水而成，葡萄糖分子中的醛基和果糖分子中的酮基都被破环， 因此没有还原性，属非还原性二糖。蔗糖在酸或蔗糖酶的作用下，水解生成 等量的葡萄糖和果糖。因此其水解产物有还原性。
蔗糖遇浓硫酸发生脱水反应，生成复 杂的混合物，其中有黑色的炭。蔗糖是各种食品的主要甜味剂，也可用于制 葡萄糖和果糖。
麦芽糖
是一种还原性二糖，分子式 C12H22O11，与蔗糖互为同分异构体，它由两 个葡萄糖分子失去一分子水缩合而成，分子中保留一个醛基，因此具有还原 性。麦芽糖在稀酸中水解得到两分子葡萄糖：麦芽糖是淀粉的基本组成单位，可以说淀粉是麦芽糖的高聚物。用淀粉酶水 解淀粉可以得到麦芽糖(参看淀粉的性质)。麦芽糖的甜度低于蔗糖，是饴糖 的主要成分。
