《有机化学》教学大纲.doc
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1、楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 1 页 共 24 页有机化学有机化学教学大纲教学大纲开课单位:化学与生命科学系 适用专业:化学教育总学时数:144 学 分:8 学分一、课程的地位、目的和任务一、课程的地位、目的和任务有机化学是化学科学的一个重要分支, 有机化学是高等师范院校化学教 育专业学生必修的一门重要基础理论课。是在学习无机化学的基础上,再来系 统地学习各类有机化合物的结构、性质,相互转变关系及其内在联系。要求学 生掌握有机化学的基本知识、基本理论、基本技能,了解学科领域的新成果和 发展动态,培养学生灵活动用、综合分析和解决问题的能力,为培养高素质的 中学化学教
2、师及高层次人才打下坚实的基础。二、本课程与其它课程的联系与分工二、本课程与其它课程的联系与分工先修课为:无机化学、分析化学,后续课为:物理化学、化学工艺学、中 学化学教学法等。有机化学是师院化学系化学教育专业的一门重要基础课,完 成有机化学的教学任务,为后续课奠定有机化学方面的理论基础。三、建议教材和主要参考书三、建议教材和主要参考书建议教材建议教材: :有机化学 (第四版)曾昭琼主编,高等教育出版社,2005 年 5 月参考书:参考书:1.有机化学南京大学编,人民教育出版社,1978 年 10 月2.有机化学第二版胡宏纹主编,高等教育出版社,1990 年 10 月3.基础有机化学邢其毅主编,
3、人民教育出版社,1980 年 6 月4.有机化学莫里森编,复旦大学翻译,科学出版社,1981 年 7 月四、课程教学的基本要求四、课程教学的基本要求教学内容分三个层次要求:掌握、理解、了解。在考核中,掌握的内容约 占总分的 65-70,理解的内容约占 30-25,了解的内容约占 5。1、掌握各类有机化合物的命名,物理性质、典型反应及制备方法。楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 2 页 共 24 页2、初步掌握典型有机化合物结构与性能的关系,以及典型有机反应的历程。3、掌握各类异构现象,初步掌握构象及反应中的立体化学。4、掌握诱导效应和共轭效应,并能运用解释有关问题;初步
4、掌握几类重要 的有机反应活泼中间体。5、初步掌握测定结构的物理方法(IR 1HNMR)具备识辨简单图谱的能力。6、了解碳水化合物、蛋白质、油脂等几类重要天然产物及合成高分子化合 物。五、教学方法及教学手段建议五、教学方法及教学手段建议采用讨论式、启发式教学法,开展创造性教学,培养学生的创新精神和实 践能力。在教学过程中要注意如下几点:1、教学应有利于发挥“学生是教育主体”的作用。2、教学应有利于学生“学会学习”。3、教学应有利于学生创新能力和素质的培养。4、教学要有利于实现教学目标和促进学生个性的发展。用棍棒模型讲授分子结构,并适当采用 CAI 课件授课。既有利于学生建立 空间概念,又可以增加
5、课容量。六、六、课时分配课时分配章 次课程内容课时数第一章绪 论4第二章烷 烃6第三章烯 烃8第四章炔烃和二烯烃6第五章脂环烃8第六章对映异构6第七章芳烃10楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 3 页 共 24 页第八章现代物理方法的应用6第九章卤代烃10第十章醇、酚、醚8第十一章醛、酮10第十二章羧酸6第十三章羧酸衍生物6第十四章含氮化合物8第十五章含硫和含磷的有机化合 物*4第十六章元素有机化合物*4第十七章周环反应*6第十八章杂环化合物8第十九章碳水化合物8第二十章氨基酸、蛋白质和核酸6第二十一章萜类、甾族化合物4第二十二章合成高分子化合物*6七、讲授大纲七、讲授
6、大纲第一章第一章 绪论绪论本章教学的目的和要求:本章教学的目的和要求:有机化学是一门基础理论课程,与人类生活、化学相关领域的关系十分密 切,作为该课程的开头部分,不但要求学生掌握有机化学的产生的历史,有机 化合物的元素组成、特点、分类,而且要求学生掌握化学键理论、有机反应类 型及研究的一般方法,为后续章节做好基础。本章教学的重点和难点:本章教学的重点和难点:楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 4 页 共 24 页共价键理论作为本章的重点,它是形成有机物的特性的原因,也是有机反应类 型的根源,搞清了共价键断裂方式这一难点问题,将为今后了解有机反应打好 基础。第一节第一节
7、引引 言言一、有机化学的产生二、有机化合物的元素组成三、有机化学的重要性四、有机化合物的特点第二节第二节 有机化合物中的共价键有机化合物中的共价键一、共价键理论二、共价键的键参数第三节第三节 有机反应类型有机反应类型一、自由基反应均裂二、离子型反应异裂三、协同反应第四节第四节 研究有机化合物的一般步骤研究有机化合物的一般步骤一、分离提纯二、纯度的检定三、实验式和分子式的确定四、结构式的确定第五节第五节 有机化合物的分类有机化合物的分类一、按碳架分类二、按官能团分类第二章第二章 烷烃烷烃本章的教学目的与要求:本章的教学目的与要求:烷烃的命名、结构和性质是其他有机物的基础,由于烷烃分子中无反应性
8、官能团只有碳氢键,它的反应类型不同于其它有机物,是自由基反应。本章要 求学生掌握烷烃的命名、同分异构、结构等问题,也要求掌握烷烃的卤代及自 由基历程。本章的教学重点与难点:本章的教学重点与难点:烷烃的命名和结构是其他有机物的基础,为本章的重点。烷烃的构象和自楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 5 页 共 24 页由基卤代反应是本章的教学难点,它关系到立体空间的抽象概念和理解自由基 历程这一重要的反应类型。第一节第一节 烷烃的同系列及同分异构现象烷烃的同系列及同分异构现象一、烷烃的同系列二、烷烃的同分异构现象第二节第二节 烷烃命名法烷烃命名法一、普通命名法二、系统命名法第
9、三节第三节 烷烃的结构烷烃的结构一、碳原子的四面体概念及分子模型二、碳原子的 SP3 杂化三、烷烃分子的形成四、烷烃的构象第四节第四节 烷烃的物理性质烷烃的物理性质一、物质的状态二、熔点和沸点三、相对密度和溶解度第五节第五节 烷烃的化学性质烷烃的化学性质一、氧化二、热裂三、卤代第六节第六节 烷烃的制备烷烃的制备一、武慈合成法二、柯尔贝法第七节第七节 烷烃的来源和用途烷烃的来源和用途第三章第三章 单烯烃单烯烃本章教学的目的和要求:本章教学的目的和要求:烯烃是重要的有机物,由于结构上比烷烃多一个 键,存在顺反异构,容 易起亲电加成反应,而不是烷烃的自由基取代反应。烯丙氢由于受双键的影响, 易发生取
10、代反应。本章要求学生掌握烯烃的结构和加成、氧化、还原、聚合及楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 6 页 共 24 页烯丙氢的反应。本章还要求掌握石油的组成及加工的意义。本章教学的重点和难点:本章教学的重点和难点:烯烃的亲电加成反应历程生成碳正离子中间体和溴钅翁 离子中间体是本章 教学的重点。用诱导效应和超共轭效应解释反马氏规则是本章教学的难点。第一节第一节 烯烃的同分异构和命名烯烃的同分异构和命名一、烯烃的同分异构现象二、烯烃的命名第二节第二节 烯烃的结构烯烃的结构一、平面结构及 SP2 杂化二、 键和 键三、乙烯的模型第三节第三节 烯烃的物理性质烯烃的物理性质第四节第
11、四节 烯烃的化学性质烯烃的化学性质一、催化加氢及反应历程二、亲电加成及反应历程三、氧化反应四、聚合反应五、烯烃 -氢原子的卤代六、烯烃与溴化氢的自由基加成第五节第五节 烯烃的制备烯烃的制备一、由消除反应合成二、炔烃的还原第六节第六节 重要的烯烃重要的烯烃第七节第七节 石油石油一、石油的组成二、石油的常减压蒸馏三、石油的二次加工第四章第四章 炔烃和二烯烃炔烃和二烯烃本章教学的目的和要求:本章教学的目的和要求:楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 7 页 共 24 页炔烃由于碳的 SP 杂化, 轨道不但易发生亲电加成、氧化、还原、聚合 等和烯烃相同的反应,也易发生亲核加成。同
12、时由于 SP 杂化,炔氢酸性增强, 易生成炔化物。丙二烯和 1, 3-丁二烯是重要的二烯烃,丙二烯烃的两个双键 是垂直的,而 1, 3-丁二烯两个双键是相互平行共轭的,共轭烯烃易发生 1, 4- 加成和 Diels-alder 反应。本章要求掌握炔烃和二烯烃的结构与反应。本章教学的重点和难点:本章教学的重点和难点:比较炔烃和烯烃结构与反应的相同点和不同点是本章的重点。共轭效应的 理论解释及其引起的分子稳定性和共轭加成是本章的难点。第一节第一节 炔烃炔烃一、炔烃的命名二、炔烃的结构三、炔烃的物理性质四、炔烃的化学性质五、炔烃的制备六、重要的炔烃第二节第二节 二烯烃二烯烃一、二烯烃的分类和命名二、
13、二烯烃的结构三、共轭二烯烃的反应四、重要的二烯烃第五章第五章 脂环烃脂环烃本章教学的目的和要求:本章教学的目的和要求:由于分子成环,脂环烃与开链烷、烯、炔烃在性质上有相同点也有不同点。 环的稳定性与环的大小有关,小环化合物特别不稳定,容易起开环加成反应。 本章要求掌握脂环烃的结构,解释小环化合物不稳定的原因,以及最稳定的环 环已烷及其衍生物的构象,还要求掌握脂环烃的命名。本章教学的重点和难点:本章教学的重点和难点:从结构上解释小环化合物不稳定容易开环的原因,以及探讨环已烷及其衍 生物最稳定的构象是本章教学的重点和难点。第一节第一节 脂环烃的分类和命名脂环烃的分类和命名一、单环烃二、多环烃楚雄师
14、范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 8 页 共 24 页第二节第二节 脂环烃的结构脂环烃的结构一、环丙烷的结构弯曲键二、环丁烷的构象蝴蝶式三、环戊烷的构象信封式和半椅式四、燃烧热和非平面结构五、环已烷及其衍生物的构象六、十氢萘的构象第三节第三节 脂环烃的特性脂环烃的特性一、加成反应二、氧化反应第四节第四节 脂环烃的制法脂环烃的制法一、分子内偶联二、Diels-Alder 反应三、卡宾合成法四、脂环烃的转化第六章第六章 对映异构对映异构本章教学的目的和要求:本章教学的目的和要求:对映异构是重要的立体异构现象,不同对映体具有不同的生理活性,是现 代不对称合成的理论基础。本章要求学
15、生掌握不同结构的对映异构现象、对映 体的构型表示法和 R/S 构型命名法。本章教学的重点和难点:本章教学的重点和难点:含手性碳原子的对映异构是立体异构常见的现象,探讨含手性碳原子立体 异构的对映关系、构型表示法、R/S 命名规则是本章教学的重点和难点。第一节第一节 对映异构现象和分子结构对映异构现象和分子结构一、对映异构现象的发现二、对映异构和分子结构的关系三、对映异构体的旋光性第二节第二节 含一个手性碳原子的对映异构含一个手性碳原子的对映异构一、构型表示法Fischer 投影式二、构型标记法R/S 命名规则楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 9 页 共 24 页第三节
16、第三节 含其他手性中心化合物的对映异构含其他手性中心化合物的对映异构第四节第四节 含一个以上手性碳原子的对映异构含一个以上手性碳原子的对映异构一、含两个不相同的手性碳原子二、含两个相同的手性碳原子三、含三个手性碳原子的化合物第五节第五节 环状化合物的对映异构环状化合物的对映异构一、环丙烷二、环丁烷三、环戊烷四、环已烷第六节第六节 不含手性碳原子的对映异构不含手性碳原子的对映异构一、丙二烯型化合物二、联苯型化合物第七节第七节 对映体的性质及外消旋体的拆分对映体的性质及外消旋体的拆分一、性质二、拆分第八节第八节 对映异构对反应机理的应用对映异构对反应机理的应用第七章第七章 芳烃芳烃本章教学目的和要
17、求:本章教学目的和要求:芳烃属不饱和烃,但不易发生不饱和烃的加成反应,容易发生取代反应, 分子有高度稳定性。大多数芳烃含有苯环,要求学生掌握苯的结构和反应以及 亲电取代反应机理,还要掌握苯环亲电取代反应的定位效应及其理论解释。稠 环芳烃和非苯芳烃也是本章要掌握的内容,它对全面了解芳烃的结构特征具有 重要的作用。本章教学的重点和难点:本章教学的重点和难点:芳烃离域大 键的结构及亲电取代反应是本章的重点,利用共轭效应和诱导效 应对芳环取代基定位效应的理论解释为本章的难点。第一节第一节 芳烃的分类芳烃的分类一、单环芳烃二、多环芳烃第二节第二节 苯的结构苯的结构楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业
18、有机化学教学大纲第 10 页 共 24 页一、苯的凯库勒式二、苯分子结构的价键观点三、苯的分子轨道解释四、苯的氢化热和稳定性五、苯的共振和构造式表示法第三节第三节 单环芳烃的命名和异构现象单环芳烃的命名和异构现象一、取代苯二、多取代苯(按顺序大小选择母体)三、苯环当作取代基第四节第四节 单环芳环的性质单环芳环的性质一、物理性质二、化学性质二、氧化反应三、加成反应四、Birch 还原第四节第四节 苯环的亲电取代定位效应苯环的亲电取代定位效应一、三类定位基二、定位基的解释三、引入第三个取代基的定位规律四、定位规律的应用第五节第五节 重要的单环芳烃重要的单环芳烃第六节第六节 多环芳烃多环芳烃一、联苯
19、二、萘三、蒽和菲四、其他稠环烃第七节第七节 芳烃的来源芳烃的来源第八节第八节 非苯系芳烃非苯系芳烃一、休克尔规则二、非苯芳烃举例楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 11 页 共 24 页第八章第八章 现代物理实验方法的应用现代物理实验方法的应用本章教学目的和要求:本章教学目的和要求:1了解电磁波谱与分子吸收光谱的关系;2掌握红外光谱、核磁共振谱的基本原理和应用;3了解紫外光谱和质谱的基本原理和应用;4掌握紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱与分子结构的关系;5能对较简单的红外光谱和核磁共振谱的谱图进行解析。本章教学的重点和难点:本章教学的重点和难点:化学位移,自旋-自旋偶合现
20、象的产生及其与分子结构关系, 共轭效应、诱 导效应及氢键对羟基吸收波数的影响。第一节第一节电磁波谱的一般概念电磁波谱的一般概念第二节第二节 紫外和可见吸收光谱紫外和可见吸收光谱第三节第三节 红外光谱红外光谱第四节第四节 核磁共振谱核磁共振谱第五节第五节 质谱质谱第九章第九章 卤代烃卤代烃本章教学的目的和要求:本章教学的目的和要求:卤代烃中的碳卤键是极性键,且卤素是易离去基团,卤代烃的典型反应是 亲核取代反应,生成其它有机物,如卤素的 -碳上有氢还易发生消除反应生 成烯烃。卤代烃与金属反应是制备金属有机物的重要方法。另外,卤代烃还可 还原为烃,因此是重要的有机中间体。本章要求掌握卤代烃的分类、命
21、名、化 学性质、制备等内容,还要求掌握亲核取代和消除反应历程。本章教学的重点和难点:本章教学的重点和难点:本章的重点是亲核取代反应及历程,讨论卤代烃的结构、离去基团、亲核 试剂等因素对亲核取代的影响是本章的难点。消除反应历程及其与亲核取代反 应的关系也是本章重难点。第一节第一节 卤代烃的分类、命名和同分异构卤代烃的分类、命名和同分异构一、分类二、命名楚雄师范学院化学与生命科学系化学教育专业有机化学教学大纲第 12 页 共 24 页三、同分异构第二节第二节 卤代烃的物理性质卤代烃的物理性质第三节第三节 卤代烃的化学性质卤代烃的化学性质一、亲核取代反应二、消除反应-Saytzeff 规则三、与金属
22、反应四、还原反应第四节第四节 卤代烃的制法卤代烃的制法一、由醇制备二、由烯炔烃与卤化氢或卤素的加成制备三、由烃卤代制备四、卤化物的互换第五节第五节 重要的卤代烃重要的卤代烃一、氯仿二、四氯化碳三、氯苯四、氯乙烯五、含氟化合物第十章第十章 醇、酚、醚醇、酚、醚本章教学的目的和要求:本章教学的目的和要求:醇含有羟基,分子间存在氢键,其物理性质和前几章有机物相比有所不同。 羟基中 OH 键是极性键,可以和金属作用,有一定的酸性。羟基虽然是难离去 的基团,但在一定的条件下可以被卤素取代,或发生消除反应。在酸性条件下 反应,醇易发生重排。醇是易氧化有机物,可以生成醛、酮、羧酸等,因此醇 的制备很重要,醇
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