2023年有机化学课程教学大纲.docx
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1、2023年有机化学课程教学大纲 有机化学课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称:有机化学 英文名称: Organic Chemistry 适用专业:化学与化工各专业 课程类型:专业必修课 课程性质:专业基础课 课程学时:108学时(542) 课程学分:6学分(32) 先修课程:无机化学、分析化学 授课方式:讲授与多媒体辅助等 大纲制定人:田来进 大纲审定:有机教研室 制定时间: 2023-06-26 二、使用说明 1、课程性质、目的及任务 有机化学课程是化学与化工学院化学、应用化学、材料化学、化学工程与工艺、制药工程等专业的一门专业基础课。本课程应使学生在先修课程无机化学、分析化学的基础上,
2、系统地获得有机化学的基本理论、基本知识、基本技能及学习有机化学的基本思想和方法,了解有机化学与其它学科的相互渗透,以及最新的成果和发展趋势。在创造性思维、了解自然科学规律、发现问题和解决问题的能力方面获得初步的训练。为学习后续课程、进一步掌握新的科学技术成就和发展能力(继续学习的能力,表述和应用知识的能力,发展和创造知识的能力等),为培养高起点、厚基础、宽口径、高素质和能适应未来发展需要的专业人才(面向21世纪、能胜任在科研机构、高等和中等院校及企事业单位,从事化学、应用化学、环境化学、化工工艺以及相关专业的科研和开发、教学及管理工作)打好必要的有机化学基础。并满足硕士有机化学课程入学考试的要
3、求。 2、课程学时、学分、主要教学环节 (1)每周4学时,共计36周(两学期),108学时 (2)学分:6分 (3)主要教学环节 A课堂讲授、辅导、作业、习题课。结合运用分子模型,组织研讨课、习题课或辅导课。突出教学内容的“精讲”和“启发式”,培养学生分析问题和解决问题的能力,并能锻炼学生表达能力。 B课后作业:每周约2小时。 3、课程与其它课程的联系 无机化学和分析化学为本课程的先修课程,本课程应在学生学习化学键和原子、分子结构、化学反应速度和化学平衡、以及酸碱理论等基本理论的基础上进行讲授;四大谱的原理和计算、对称守恒原理,本课程仅作一般介绍,主要由谱学、物质结构等后续课程完成。 4、教材
4、 李景宁主编,有机化学第5版(上下册),高等教育出版,2023 5、主要参考书 胡宏纹主编,有机化学第3版,高教出版社,2023 邢其毅主编,基础有机化学第3版,高等教育出版社,2023 袁履冰主编,有机化学 面向21世纪课程教材,高等教学出版社,1999 李景宁主编,有机化学学习指导(曾昭琼主编,有机化学第4版配套书)高等教育出版社,2023 裴伟伟、冯骏材,有机化学例题与习题:题解及水平测试, 高等教育出版社,2023 L.G.Wade, Organic Chemistry,5th Edition (影印版),高等教育出版社,2023 6、考核方式 作业成绩、平时成绩、期终闭卷考试成绩,分
5、别占10%、20%、70%。 三、课程内容 (一)课程教学的要求 1、掌握各类有机化合物的命名法和同分异构现象。 2、应用价键理论理解典型有机化合物的结构和性能关系,通过乙烯、丁二烯和苯等结 构,定性理解分子轨道理论、芳香性概念。 3、理解各类有机化合物的物理性质及变化规律,了解重要有机化合物的来源、工业制法及其主要用途。 4、掌握各类有机化合物的化学性质、制备及其相互转变的条件和规律。掌握特性官能团的转换及设计有机合成路线。 5、掌握诱导效应和共轭效应,并能运用以解释某些有机反应的问题。 6、了解过渡态理论,理解反应的势能曲线图、速度控制、平衡控制和酸碱理论 等 基本概念。掌握重要的活性中间
6、体(碳正离子、碳负离子、碳自由基等)的结构、活性及其在有机反应中的作用。 7、掌握亲电加成、亲电取代、亲核加成、亲核取代和自由基反应的机理,了解氧化、还原、缺电子重排历程和周环反应,并能运用以解释相应的化学反应和合成上的应用。 8、掌握立体化学的基本知识和基本理论,以静态立体化学为主,理解取代、加成、消除等重要反应的立体化学过程。 9、理解紫外光谱、红外光谱、核磁共振、质谱的基本原理,熟悉主要类型的有机化合 物的谱学特征,能认识简单的典型图谱,并应用于简单的结构测定。 10、掌握或了解碳水化合物、蛋白质、油脂等天然产物的结构、性质和用途。 11、了解金属有机化合物在有机合成上的应用。 (二)教
7、学安排: 根据课时要求,建议第一学期安排前10章内容(54学时),第二学期安排后10章内容(54学时)。 第一章 绪论(1学时) 教学目的及要求: 1、学习了解有机物及有机化学的概念 2、了解有机物的结构特点及共性 3、了解有机化学的研究方法及学习方法 教学重点: 价键理论的要点及共价键的属性 基本内容: 一、有机化学的研究对象 1、有机化合物和有机化学 肖莱马有机化学的定义 2、有机化学产生和发展 Kelcule、Couper碳四价学说,Vont Hoff、LeBel碳四面体学说,Baeyer张力学说 3、有机化合物特点 4、有机化学重要性,与工、农、医等的关系 二、共价健的一些基本概念 1
8、、共价健理论 分子轨道理论及成键三原则 2、共价键参数 键长、键角、键能、键矩 3、共价健断裂 均裂、异裂 三、研究有机化合物的一般步骤 分离提线、纯度检定、实验式和分子式确定、结构式确定 四、有机化合物分类和官能团 (1)、按碳架分 (2)、按官能团分 六、有机化学发展和前沿研究及发展趋势简介 第二章 烷烃(4学时) 教学目的及要求: 1、学习掌握烷烃,同分异构象轨道杂化SP3杂化等基本概念 2、掌握烷烃的命名方法 3、了解烷烃的性质及卤代反应的历程 4、掌握烷基自由稳定性的判别标准及解释 5、了解烷烃 的来源制备方法及应用 教学重点: 烷烃的系统命名法,结构,烷基自由基的稳定性 教学难点:
9、 烷烃的结构, 构像的产生及稳定性,过渡太理论,烷烃自由基取代反应机理, 碳自由基 基本内容: 一、烷烃的同系列及同分异构现象 1、同系列 2、同分异构 3、伯、仲、叔、季碳原子 二、烷烃的命名、(系统命名、普通命名) 三、烷烃的构型 碳原子正四面体和SP3杂化轨道、-键 四、烷烃的构象 乙烷、正丁烷 五、物理性质 六、化学性质 稳定性、氧化、热裂、卤代 七、卤代反应历程 链反应,游离基稳定性,过渡态理论 八、甲烷和天然气 第三章 单烯烃(6学时) 教学目的及要求: 1、了解烯烃CC双键的结构 2、掌握烯烃的重要反应种类及鉴别方法 3、掌握烯烃亲电加加成反应的历程,以氏规则及解释 4、掌握马氏
10、规则的解释及碳正离子稳定性的比较 5、了解自由基加成反应 6、掌握烯烃的制备及重要应用 教学重点: 烯烃的顺反异构及其命名 烯烃的结构和化学性质 烯烃亲电加成反应机理 教学难点: 烯烃亲电加成反应机理 诱导效应 碳正离子及其稳定性 基本内容: 一、烯烃的结构 sp2杂化、平面结构 二、烯烃的同分异物和命名 1、烯烃的同分异构现象 碳干异构、官能位置异构、顺反异构、Z、E异构 2、烯烃的命名 系统命名法 三、烯烃的物理性质 四、烯烃的化学性质 1、催化氢化 2、亲电加成 (1)与酸加成 Markorinkov规则 (2)卤化 (3)与乙硼烷加成 氧化 3、自由基加成 4、氧化反应 KMnO4和O
11、sO4氧化顺式产物,臭氧化,催化氧化 5、聚合 聚乙烯、聚丙烯 6、a-氢的自由基卤代 烯丙氢活性 五、诱导效应 六、烯烃的亲电加成反应历程 (1)溴翁离子中间体,反式加成 (2)Markorinkov规则的解释和碳正离子稳定性、诱导效应和-共轭效应,活性中间体稳定性、过渡态 七、烯的制备 八、石油 第四章 炔烃和二烯烃(4学时) 教学目的及要求: 1、掌握炔烃结构、重要反应及鉴别方法 2、了解二烯烃的种类及结构特点,掌握共轭二烯烃的重要反应 3、理解共轭效应产生的特点,掌握共轭效应在反应历程及规律解释上的应用 教学重点: 1、炔烃的结构及性质 2、二烯烃结构及性质 3、共轭效应 教学难点:
12、1、炔氢酸性的分析 2、共轭效应概念及影响 3、速度控制与平衡控制 基本内容: 一、炔烃 1、炔的结构 sp杂化 线型结构 2、炔烃命名,异构现象 3、炔烃物理性质 4、炔烃化学性质 1)加成、加H 2、加X 2、加HX、加H2O、加醇、加乙酸 2)氧化 3)CH反应 炔化物生成 4)还原 5)聚合 5、炔烃的制备 二、二烯烃 1、二烯烃的分类和命名 2、二烯烃的结构和稳定性 3、化学性质 狄尔斯-阿德耳(DielsAlder)反应,1,2和1,4-加成 三、共轭效应 -共轭、p-共轭、-超共轭 四、速度控制与平衡控制 第五章:脂环烃(4学时) 教学目的及要求: 1、了解脂环烃的种类及命名 2
13、、学习掌握小环烷烃的反应特点及规律 3、了解环烷烃结构与稳定性的关系,掌握环已烷的构象及取代环乙烷构象稳定性的判别 4、了解环状化合物异构和制备方法 教学重点: 二环烷烃的命名、脂环烃的基本反应、环已烷及衍生物的构象 教学难点: 脂环烃结构与稳定性、环已烷和取代环已烷的构象分析 基本内容: 一、脂环烃的分类命名,命名法、螺、桥环化合物的命名法 二、脂环烃的性质 小环似烯 大环似烷 三、脂环的结构 四、环己烷构象 椅式和船式构象、a键和e健、二取代环己烷顺反异构 五、多环烃 十氢化萘、金刚烷 第六章 对映异物(6学时) 教学目的及要求: 1、了解旋光性、旋光度、比旋光度的概念 2、掌握分子结构与
14、对映异构现象的关系 3、掌握含手性碳原子化合的对映异构及命名 4、了解不含手性C原子化合物的对映异构、外消体的拆分方法及亲电加成反应的立体化学。 5、掌握对映体外消旋体、内消旋体的概念。 教学重点: 1、物质旋光性和结构的关系 2、含水性碳原子化合物的对映异构及构型标记 3、费歇尔投影的写法及使用规则、含手性碳原子化合物的对映异构 教学难点: 1、分子的对称性 2、构型的R./S标记 3、环状化合物的对映异构及异构形式 基本内容: 一、物质的旋光性 平面偏振艺和施光性、旋光仪、比旋光度 二、对映异构现象和分子结构的关系 1、对映异构现象 2、手性和对称因素 手性、手性分子、手性碳原子、对称因素
15、 3、产生旋光性的原因 三、含一个手性碳原子化合物的对映异构 对映体、外消旋体 四、含两个手性碳原子化合物的对体 对映体、非对映体、内消施体 五、构型的R.S命名规则 S.R系统命名的次序规则 六、环状化合物的立体化学 七、不含手性碳原子化合物的对异构 联苯型、丙二烯型、螺型 八、亲电加成反应的立体化学 反式加成 第七章 芳香烃(8学时) 教学目的及要求: 1、了解苯的结构及苯系芳烃的概念 2、掌握苯的异构现象、命名及要求反应和应用 3、掌握取代基定位效应,定位效应的解释及定位效应的应用 4、了解多环环芳烃的种类,掌握苯的反应 5、了解芳香性及其判断的休克尔规则 6、了解芳烃的来源和主要用 教
16、学重点: 1、苯的结构及基本反应,苯环上亲电取代反应机理 2、定位效应及应用 3、芳烃衍生物的合成 4、休克尔规则及芳香性的判别 教学难点: 1、苯结构特点 苯环上亲电取代反应机理 2、定位效应的应用 3、芳香性与结构的关系 Huckel规则 基本内容: 一、苯的结构 Kelcule式、价键观点、分子轨道、氢化热 二、芳烃的异构现象和命名 三、单环芳烃的性质 1、亲电取代 硝化、卤代、磺化、傅克烷基化、酰基化 2、加成 加氯、加氢 3、氧化反应 四、苯环的亲电取代定位效应 两类定位基、超共轭效应、定位规律解释 五、几种重要的单环芳烃 六、多环芳烃 萘、葸、菲的结构、性质 七、非苯系芳烃 休克尔
17、规则 八、芳烃来源 煤焦油、石油芳构化 第八章 现化物理实验方法的(5学时) 教学目的及要求: 1、了解现代物理方法的种类及在结构分析上的应用 2、了解红外光谱的产生及在有机物 3、了解核磁共振的概念,掌握HNMR产生的原因及化学位移的概念,能利用HNMR谱图或数据分析确定简单有机物的结构 4、一般了解质谱的原理和应用 教学重点: IR光谱 HNMR 教学难点: 1、结构和IR的对映关系 2、屏蔽效应和化学位移 3、自旋偶合和峰的裂分 基本内容: 一、电磁波谱的一般概念 1、分子吸收光谱的产生和类型 2、郎勃特-比尔(Lamber-Beer)定律 二、紫外光谱 1、基本原理 电子跃迁方式、谱带
18、类型、发色团和助色团、红移和蓝移 2、各类有机物的紫外吸收峰 3、紫外光谱的解释和应用 结构判断、杂质的检查 三、红外光谱 1、基本原理 分子振动方式、吸收频率与原子质量及键强度的关系 2、红外光谱的分区 特征峰和特征频率、各类有机物的红外光谱 3、红外光谱的解释和应用 定性分析 四、核磁共振谱 (一)氢谱 1、基本原理 磁性核与非磁性核、核磁共振的条件 2、化学位移 屏蔽效应、磁各向异性效应 3、自旋偶合与自旋裂分 峰裂分的规律 4、磁等同和磁不等同 峰面积与氢原子数目 5、核磁共振谱的解释和应用 (二)碳谱简介 五、质谱简介 1、基本原理 质谱仪、质谱图、质荷比、基础峰、分子离子峰 2、质
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