《精细化工工艺学》课程实施大纲.docx
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1、精细化工工艺学课程实施大纲目录1 .教学理念-1 -.课程介绍-2-1.1 课程的性质-2-1.2 课程在学科专业结构中的地位和作用-2 -1.3 课程的前沿及发展趋势-2-1.4 学习本课程的必要性-3-.教师简介-4-1.5 教师职称、学历错误!未定义书签。1.6 教育背景错误!未定义书签。1.7 研究兴趣(方向)错误!未定义书签。2 .先修课程-4-.课程目标-4-2.1 知识与技能方面-4-2.2 过程与方法方面-5-2.3 情感、态度与价值观方面-5-.课程内容-5-2.4 课程的内容概要-5-2.5 教学重点、难点及参考学时-6-.课程教学实施-7-2.6 绪论-7-理解非均相催化
2、氢化和各类化学还原的反应 历程。第七章 氧化反应4重占空气液相氧化的反应历程和主要影响因素、 空气的气-固相接触氧化特点和各类化学氧化法 的特点及应用。难点:理解空气液相氧化的反应历程及其主要影响 因素。第八章 烷化与酰化反 应5重占1 .N-烷化、0-烷化和芳环上C-烷化的反应历程 及反应特点、常用的烷化剂和各类燃化反应的应 用。2 .常用酰化剂酰化能力的强弱、N-酰化和芳环 上C-酰化的反应历程及反应特点、各类酰化反应 的方法和应用。难点:1 .理解各类燃化反应的反应历程。2 ,理解各类酰化反应的反应历程。第九章 重氮化与重氮 盐 的转化3重点:重氮化的反应历程、反应条件和重氮盐的结 构及
3、重氮盐的反应和用途。难点:理解重氮化的反应历程和反应条件。7 .课程教学实施课程知识的传授以讲授、举例、对比和讨论方法为主,讲授与复 习并驾齐驱,力求知识点的融会贯通,调动学生思维。采用多媒体课 件教学。表2具体教学过程7.1绪论授课时间:第一次课授课地点:厚德楼多媒体教室教学目标:了解精细化学品的含义、特点、范围和精细化工在国民经济中的 地位。教学内容:1.1 精细化学品的含义和分类1.2 精细化学品的特点1.3 精细化工在国民生产生活中的意义教学重点:精细化学品的含义、特点、范围和精细化工在国民经济中的地位考核要点:掌握精细化学品的含义、特点、范围。教学过程:1.1 精细化学品的范围(举例
4、法、对比讲授法).列举生活中的精细化学品的实例引出精细化学品的概念,注意区分精细化学品和通用化学品的概念。通用化学品精细化学品原料廉价、易得的天然资源通用化学品加工一次或数次化学加工步骤繁多,反应复杂产品特点技术要求很局,产量大, 附加价值低产量小,产值高,纯度高,特定 的应用性能2.从国内和国外两方面讲授精细化学品的分类。精细化学品的特点(举例法)从具有典型特点的精细化学品角度,如药品、化妆品等,详细讲 授精细化学品的特点,加深学生对精细化学品含义的理解。1、精细化学品在量和质上的基本特征:小批量、多品种、具有 特定功能、专用性质2、精细化学品生产过程:化学合成分离提纯剂型加工 商品化精细化
5、工在国民经济中的作用及发展模式(讨论法、讲述法)1 .讲授精细化工在国民经济中的作用,组织学生讨论“日本对韩 国制裁中有多少是精细化工产品?2,结合教师的研究方向以含氟特种精细化学品为例,让学生了 解精细化工对国家发展的重要意义。3.讲授精细化工主要的发展模式,引申我国目前的精细化工的发 展情况及发展的趋势,激发学生对精细化工专业学习的兴趣。教学方法:课堂讲授、案例分析、讨论与探究法课业内容:课堂讨论:在航空、航天通讯和电子加工领域精细化工的作用?课后复习:精细化学品的特点课前准备:通过网络等媒介了解“什么是精细化工和精细化学品”参考资料:备注:激发学生的兴趣,注意引导。7.2有机反应的一般原
6、理授课时间:第28次课授课地点:厚德楼多媒体教室教学目标:1 .理解有机化学反应的基本过程,以及在反应过程中能力体系 的变化。2 .理解有机反应中的诱导效应、共辗效应及空间位阻的含义、强 弱和产生的原因;掌握应用电子效应和空间位阻效应解释实际问题。3,有机反应工程中结构与性能的间的关系,哈密特方程及线性 自由能关系,及其应用。4理解并掌握加成反应、消除反应、取代反应、缩合反应和重排 反应的概念、反应过程和能进行这些反应的有机化合物的结果特征。5 .理解和掌握溶剂的类型和溶剂性质对有机反应的影响及在有 机反应中溶剂的使用和选择。教学内容:2.1 有机反应的基本过程有机反应中的电子效应和空间效应2
7、.2 有机化合物结构与反应性间的关系有机反应的分类2.3 新型催化技术溶剂效应教学重点:有机反应中的电子效应、空间效应和精细有机合成中的溶剂效 应。教学难点:如何理解诱导效应和共规效应,并将电子效应和空间效应与反应 过程中的自由能统一起来。考核要点:1 .有机反应中的诱导效应、共辗效应及空间位阻的含义、强弱和 产生的原因,电子效应和空间效应与反应自由能间的关系。2 .哈密特方程,以及其中取代基常数和反应常数的意义,已经哈 米特方程的应用。3 .有机反应的分类:加成反应、消除反应、取代反应、缩合反应 和重排反应的概念、反应过程和能进行这些反应的有机化合物的结果 特征。4溶剂的类型和溶剂性质对有机
8、反应的影响及在有机反应中溶 剂的使用和选择。教学过程:2.1 有机反应的基本过程(引导法、举例法、对比讲授法)的断裂与形成由有机化学的角度引出化学反应的发生包含两个基本过程一键 的断裂和键的形成,采用实例讲授键的断裂和键的形成的不同方式, 均裂和异裂均裂:形成化学键的两个电子分裂形成自由基(利用离婚财产均 分类比)异裂:形成化学键的两个电子归一个原子所有,形成正负电荷(利 用离婚净身出户类比)。 2.1.1 子内重排与电子传递讲授分子从热力学不稳定状态向热力学稳定状态发生基团迁移 的三种情况和反应过程中电子传递过程。基团迁移方式:1、基团带着一对电子迁移2、基团带着原来键中的一个电子转移3、基
9、团迁移时不带原来的键合电子有机反应的电子效应和空间效应(举例法、对比讲授法) 2.2.1 子效应和空间效应1 .复习有机化学中的原子的电负性的概念,引申到不同的原子 和基团都具有不同的电负性,对中心碳原子的电子云分布会产生影 响,进而引出电子效应概念。诱导效应:在有机分子中相互连接的不同原子间,由于原子各自 的电负性不同而引起的连接键内电子云偏移的现象,以及原子或分子 受外电场作用而引起的电子云转移的现象,称诱导效应用I表示。根 据其作用特点,诱导效应I又分为动态诱导效应Id和静态诱导效 应Is。(利用库伦公式进行类比学习).对比讲授有机反应中的诱导效应的分类、传递方式及强弱。静态诱导效应:受
10、取代基电负性的影响,中心碳原子上的电子云 密度会发生变化,这种变化或影响是可以传递的,这是化合物分子内 在固有的性质,被称为静态诱导效应Is。静态诱导效应沿着单键传递,并随着与取代基距离的增加而减 弱。(与库伦公式具有相似性)1、具有方向性;2、具有大小且与电荷分离呈正比;3、作用力随距离迅速衰减。静态诱导效应的强弱取决于原子或基团的电负性(与电荷间的静 电作用)动态诱导效应:分子在外电场作用下,或者在反应瞬间受到极性 试剂的影响,其内部电子云分布发生瞬时变化的现象称动态诱导效 应,也叫可极化性。(电场对电荷的库伦公式)发生动态诱导效应时,外电场的方向将决定键内电子云偏离方 向。动态诱导效应的
11、强弱与施加影响的原子或基团的性质有关,也与 受影响的键内电子云可极化性有关。2 .讲授共辗效应的定义、分类、传递方式及强弱。(电子流传输)利用导电聚合物聚乙快引出共辗效应(有机分子中自由电子的运 行)共舸效应:共辗体系形成后由于冗一电子的流动性以及相邻P轨 道的相互交盖,从而使共辗体系内各键的电子云密度趋于平均化,相 邻单双键之间的区别部分或全部消失,这种现象称为共辄效应,以C 表示,也有用T表示的。共班效应沿五键传递,可用弧形箭头表示。从重键开始指向单键 或原子;或起始于P轨道的孤电子对,指向单键。静态共辗效应Cs是共貌体系内在的、永久性的性质;动态共轲效应Cd是由外电场作用引起,仅在分子进
12、行化学反应 时才表现出的一种暂时现象。通常我们知道电流强于静电相互作用,所以共轨一般强于诱导。 2.2.2 间位阻讲授空间位阻的定义,通过化学反应产物中的异构体比例帮助学 生理解空间位阻对化学反应的影响。空间效应的来源:组成化合物的原子具有体积,电子外层电子相 互排斥。空间位阻:一般指体积庞大的取代基直接影响化合物反应活性部 位的暴露,阻碍试剂对反应中心的有效进攻;也可指进攻试剂的体积 影响其有效进入反应位置。将进行分解其中含变为化学键与电子效应最为密切,而牖与化合物的体积和空间结构相关其与空间因素最为密切。2.2 有机物反应性与结构间的定量关系(引导法、举例法、对比讲授法)前面已经明确化合物
13、电子结构和空间结构会影响化合物的定性作 用,引出化合物电子和空间结构是否存在定量关系。引出哈米特方程特方程哈米特方程一通过测量不同取代甲苯甲酸中的pH,发现及其在间 位和对位最苯甲酸水解速率和水解平衡常数的影响。这种影响可以过 渡给苯乙酸水解和苯丙酸水解与取代基间的相互关系,的扫哈米特方 程的取代基常数哈米特取代基常数取代基改变苯环侧链反应中心 电子云密度的能力的尺度。同时分析取代苯乙酸和苯丙酸水解的反应的的斜率引出,哈密特 方程常数一反应对于取代基对于反应产生影响的敏感性尺度. 2.3.1 代基常数和反应常数的意义。取代基常数表明基团是提高苯环电子云密度还是降低电子云密 度。反应常数与反应类
14、型间的关系:P 0 :表示取代对反应的影响和对苯甲酸电离的影响是同方向 的(反应的速控步有负电荷形成或正电荷消失)P 1:说明取代基对反应的影响比苯甲酸的电离更敏感。0 p BrCl Br2 IC1 I2升高温度有利于多卤代物的生成,如在室温下进行一些苯及衍生 物的氯化、溟化反应,单卤代物为主要产物;而升高温度后,芳环上 的氢原子逐渐被卤原子取代,从而得到多卤代芳煌。 3.1.2 脂肪炫和芳煌侧链的取代卤化反应结合有机化学讲授脂肪煌和芳煌侧链取代卤化的反应历程一游 离基反应,通过实例分析不同因素对这类反应的影响。脂肪烧和芳烽侧链的取代卤化反应是在光照、加热或引发剂存在 下卤原子取代燃链上氢原子
15、的过程。饱和碳上氢的取代氯化速率大于不饱和碳上氢的取代氯化速 率。在高温下氯化,饱和碳上的取代氯化速率大于双键加成速率; 低温下氯化,则加成大于取代速率。即高温取代,低温加成。双键 的加成速率大于不饱和碳上的氢的取代氯化速率。处在氯的。一位 氢的取代氯化速率,与该碳原子未氯化前氢的取代氯化速率大体相 同。处在氯的B 位氢取代氯化速率明显小于连接氯的碳原子未氯 化前氢的取代氯化速率。处在氯的Y 一位氢的取代氯化速率与连接 氯的碳原子未氯化前氢的取代氯化速率相近。处在氯5 一位或距离 更远的氢,则取代氯化速率与有无氯原子的存在关系不大。3.2 加成卤化反应(举例法、对比讲授法)素与卤化氢与烯烽的加
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