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有机化学(2)课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号:7301389

课程中文名称:有机化学(2) 课程英文名称:Organic Chemistry 课程性质:专业与服务课程群必修 开课专业:化学 开课学期:4 总学时:56学时 总学分:3.5

二、课程目标

1. 理论知识目标

通过理论知识教学,掌握各类有机化合物的性质、立体异构、有机合成等有机化学基础理论和基本知识,与前沿及交叉学科的关联性,在教学内容选择上本着基础知识以“必需、够用”为度,注重学生自主学习能力的培养,加强应用能力和创新意识培养,构建合理的教学体系。淡化过深的反应机理,但是强化重要反应的反应机理,特别是强化与实际的联系。 2. 教学过程与方法目标

教学过程中充分注意“必需、够用”知识内容的联系,特别是关键理论知识在不同章节中的应用要娴熟自如,将其内容融会贯通,赋予学生“立体思维”习惯;注重教学的互动性,把学生作为主体,调动其积极性、主动性。教学过程中融入对学生 “创新”教育,尤其加强学生创造性思维意识的培养;让学生感受、理解关键知识产生和发展的过程,精心编排具有较强思考性的讨论和练习,且在问题提出后,要给学生留出思考、探究、醒悟的时间,寓能力发展于求知之中,培养学生探求知识的思维能力和思维习惯以及善于质疑,勇于求是的科学态度。

3. 情感态度与价值观目标。

课程教学中注重教书与育人相结合,通过思想品德教育的渗透,使学生树立正确的人生价值观,端正生活态度。培养学生主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学的学习态度和思想意识;培养学生理论联系实际,严谨认真、实事求是的科学态度;培养学生辩证思维能

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力、创新和奉献精神;培养良好的职业道德和正确的思维方式;培养创新意识和解决实际问题的能力。

三、教学基本要求

有机化学课程是应用化学、化学、高分子专业必修的一门化学基础课程。它是研究有机物的组成、结构、性质、合成以及与此相关的理论问题的科学,是一门理论性和实践性并重的课程。通过本课程的学习,使学生对大纲范围内的有机化学内容有比较系统和全面的了解,认识有机化合物的结构与性质之间的关系,熟悉各类有机物的相互转化及其规律,了解本学科范围内重大的科技技术新成果及发展方向。引导学生掌握有机化学的基础知识、基本理论和基本技能,培养学生理论联系实际的能力,为进一步学习后继专业课,培养造就应用化学、化学、高分子化学、生物化学等专业人才打好基础。因此要求: 1. 掌握重要类型有机化合物的命名、物理性质、典型反应和制备方法。 2. 初步掌握典型有机化合物结构与性能的关系以及典型反应的历程。 3. 掌握各种异构现象,了解构象和反应中的立体化学。 4. 了解测定结构的物理方法,初步掌握识谱能力。 5. 对几类重要的天然产物的基本知识作一般了解。

四、教学内容与学时分配

第12章 波谱知识简介(Introduction of 1H NMR、IR and MS)——4学时 1. 核磁共振谱 (Nuclear magnetic resonance spectroscopy)

知识点:谱图特征,基本原理,化学位移,自旋裂分,谱图分析。

内容与要求:了解核磁共振谱的基本原理,熟悉其谱图特征,初步掌握化学位移,自旋偶合,会识简单有机化合物的l HNMR谱。 2. 红外光谱 (Infrared spectroscopy)

知识点:谱图特征,基本原理,不同基团在红外频区的特征吸收,谱图分析。 内容与要求:了解红外光谱的基本原理,熟悉红外光谱的一般特征,初步掌握识谱能力。 3. 质谱 (Mass spectroscopy)

知识点:谱图特征,基本原理,分子离子、分子量和分子式确定,烃类化合物的质谱特征。

内容与要求:了解质谱的基本原理、烃类质谱特征,熟悉卤代烃的质谱特征,掌握基峰、分子离子峰、质荷比等概念。

第13章 醛和酮 (Aldehydes and Ketones)——8学时

1. 醛酮的结构、命名和物理性质 (Structure, nomenclature and physical properties of aldehydes

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and ketones)

知识点:结构,命名,物理性质。

内容与要求:了解醛酮的物理性质,掌握醛酮的结构、命名及波谱特性。 2. 醛酮的反应 (Reactions of aldehydes and ketones)

知识点:加成反应:加水、醇、亚硫酸氢钠、氨衍生物、氢氰酸、Grignard试剂。Cram规则。α-H的反应:α-H卤代、卤仿反应、羟醛缩合。氧化和还原反应:Wolff-kishner一黄鸣龙还原法、Clemmensen还原法、双分子还原、Cannizzaro反应、缩硫酮脱硫加氢反应、金属氢化物还原、被Tollen试剂氧化、Baeyer-Villiger氧化反应。二苯羟乙酸重排,Beckman重排。

内容与要求:掌握醛酮的亲核加成反应:加水、醇、亚硫酸氢钠、氨衍生物、氢氰酸、Grignard试剂,掌握亲核加成的历程及醛酮反应的立体化学:Cram规则,掌握醛酮的α-H反应:α-H卤代、卤仿反应、羟醛缩合,并掌握其反应机理,掌握醛酮的氧化还原反应:Wolff-kishner一黄鸣龙还原法、Clemmensen还原法、双分子还原、Cannizzaro反应、缩硫酮脱硫加氢反应、金属氢化物还原、被Tollen试剂氧化、Baeyer-Villiger氧化反应。掌握二苯羟乙酸和Beckman重排及重排机理。

3. 醛酮的制备 (Preparations of aldehydes and ketones)

知识点:醇的氧化和脱氢,芳烃的氧化,Friedel-Crafts反应,Gattermann-Kock反应,炔烃催化水合,偕二卤代物水解,烯烃的臭氧化还原水解,酰卤的还原,酰卤与R2Cd、R2CuLi反应。

内容与要求:掌握一元醛酮的制法:醇的氧化和脱氢、芳烃的氧化、Friedel-Crafts反应、Gattermann-Kock反应、炔烃催化水合、偕二卤代物水解、烯烃的臭氧化还原水解、酰卤的还原、酰卤与R2Cd、R2CuLi反应。

4. 酮-烯醇平衡 (Equilibrium of keto form and enol form)

知识点:酮-烯醇平衡,互变异构,烯醇式,烯醇盐,外消旋化。

内容与要求:理解酮-烯醇平衡、互变异构、外消旋化,掌握烯醇式、烯醇盐概念。 5. 醛酮的来源和用途 (Origin and use of aldehydes and ketones)

知识点:甲醛,乙醛,丙醛,丁醛和其它脂肪醛,丙酮,环己酮。

内容与要求:了解甲醛,乙醛,丙醛、丁醛和其它脂肪醛,丙酮,环己酮的来源和用途。 6. 二羰基化合物 (Dicarbonyl compounds)

知识点:乙二醛,2,3-丁二酮,2,4-戊二酮,1,3-环己二酮。

内容与要求:熟悉二羰基化合物:乙二醛,2,3-丁二酮,2,4-戊二酮,1,3-环己二酮。熟悉它们的反应。

第14章 羧酸 (Carboxylic acids)——4学时

1. 一元羧酸的结构和命名 (Structure and nomenclature of carboxylic acids)

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知识点:羧基的结构,羧基负离子的结构,羧酸的命名。 内容与要求:理解羧基、羧基负离子的结构,掌握羧酸的命名。 2. 一元羧酸的物理性质 (Physical properties of carboxylic acids)

知识点:一元羧酸的熔点和沸点,一元羧酸的波谱特征。

内容与要求:熟悉一元羧酸的熔点和沸点,掌握一元羧酸的波谱特征。 3. 羧酸的反应 (Reactions of carboxylic acids)

知识点:羧酸的酸性,诱导效应,共轭效应,场效应,羧酸与重氮甲烷反应,羧酸盐与卤代烷反应,羧基中羟基的取代反应,脱羧反应,羧酸的还原,α-H的卤代反应。

内容与要求:理解诱导效应,共轭效应,场效应的概念,会利用诱导效应、共轭效应,场效应解释取代基对羧酸酸性的影响。掌握一元羧酸的反应:酸性,羧酸与重氮甲烷反应,羧酸盐与卤代烷反应,羧基中羟基的取代反应:生成酯、生成酰卤、生成酸酐、生成酰胺和腈,脱羧反应:Hunsdiecker反应、Kolbe反应、Cristo反应,α-H的卤代反应:Hell-Volhard-Zelinsky反应,羧酸的还原。 4. 羧酸的制备 (Preparations of carboxylic acids)

知识点:氧化法,水解法、格利雅试剂法。

内容与要求:掌握一元羧酸的制法:氧化法、水解法、格利雅试剂法。 5. 一元羧酸的来源及用途 (Origin and use of carboxylic acids)

知识点:甲酸,乙酸,丙酸,丁酸,异丁酸,高级脂肪酸。

内容与要求:了解一元羧酸:甲酸,乙酸,丙酸,丁酸,异丁酸,高级脂肪酸的来源和用途。

6. 二元羧酸 (Dicarboxylic acids)

知识点:命名,物理性质,反应:酸性、热分解,来源和用途。

内容与要求:掌握二元羧酸的命名,熟悉二元羧酸的物理性质,掌握二元羧酸的反应:酸性,热分解反应,熟悉丁烯二酸:顺反异构、顺反异构的互变,环丙烷-1,2-二甲酸的异构。了解二元羧酸的来源和用途。

第15章 羧酸衍生物 (Carboxylic acid derivatives) ——6学时

1. 羧酸衍生物的结构、命名和物理性质 (Structure、 nomenclature and physical properties of carboxylic acid derivatives)

知识点:羧酸衍生物的结构,命名,物理性质。

内容与要求:了解物理性质,掌握羧酸衍生物的结构、命名和波谱特征。 2. 羧酸衍生物的反应及制备 (Reactions of carboxylic acid derivatives)

知识点:羧酸衍生物的反应:水解、醇解、氨解、酸解、与有机金属化合物的反应,还原,Hofmann重排,羧酸衍生物的制备。

内容与要求:掌握羧酸衍生物的反应:水解、醇解、氨解、酸解、与格利雅试剂的反应,

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还原,Hofmann重排。掌握酯的碱性水解,酸性水解,酯交换反应的机理。掌握Hofmann重排机理。掌握酰卤、酸酐、酯、酰胺的制备,会用Beckmann重排反应制备酰胺。 3. 烯酮 (Olefine ketones)

知识点:性质,反应,制备。

内容与要求:了解乙烯酮的性质及制法,掌握乙烯酮的反应:水解、醇解、氨解、酸解。 4. 过酸 (Peracids)

知识点:性质,命名,反应。

内容与要求:熟悉过酸的性质及命名,掌握过酸的反应:酸性、与烯烃反应、醛酮的氧化(Baeyer-villier氧化反应),掌握Baeyer-villier氧化反应的机理。 5. 原酸酯 (Ortho-esters)

知识点:性质,命名,反应。

内容与要求:了解原酸酯的性质,熟悉原酸酯命名、反应。 6. 腈 (Nitriles)

知识点:性质,命名,反应。

内容与要求:了解腈的性质,熟悉腈的命名,掌握腈的反应:加氢、加水、加醇、加格利雅试剂。熟悉酸、碱催化加水的机理,掌握Ritter反应及其机理。 第16章 双官能团化合物(Difunctional compounds)——4学时 1. 邻二醇化合物

知识点:邻二醇的制备及其重要重排反应性。 2. α-羟基醛和α-羟基酮

知识点:α-羟基醛和α-羟基酮的制备与化学性质。 3. 双羰基化合物

知识点:熟悉1,2-、1,3-、1,4-等双羰基化合物的制备与性质。 4. 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯合成应用

知识点:取代乙酸和取代丙酮衍生物的制备。 5. α,β-不饱和醛酮 (α,β- Unsaturated aldehydes、ketones)

知识点:反应:加氢氰酸、与RMgX反应、与R2CuLi反应、插烯作用、Michael反应、还原反应、Diels-Alder反应,制备。

内容与要求:掌握α,β-不饱和醛酮的反应:加氢氰酸、与RMgX反应、与R2CuLi反应、插烯作用、Michael反应、还原反应、Diels-Alder反应、以及它的制法。 6. 卤代酸和羟基酸

知识点:命名,制备,反应。

内容与要求:熟悉卤代酸的命名,掌握卤代酸的制法:Hell-Volhard-Zelinsky反应。掌握卤代酸的反应:与各种亲核试剂的反应。了解乳酸、苹果酸、柠檬酸的用途,掌握醇酸的

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制备:卤代酸的水解、氰醇的水解、Reformatsky反应、环酮的氧化水解,熟悉醇酸的反应:脱水、降解、与醛反应。

第17章 酚和醌 (Phenols and quinone)——2学时

1. 酚和醌的结构、命名和物理性质 (Structure, nomenclature and physical properties of phenols)

知识点:酚的结构、命名,酚的物理性质,酚的波谱。

内容与要求:了解酚的物理性质,掌握酚的结构、命名和酚的波谱。 2. 一元酚的反应及制备 (Reaction and preparations of phenols)

知识点:酸性,苯环上的取代反应,氧化,制备。

内容与要求:掌握一元酚的反应:酸性、取代基对酸性的影响、酚羟基的烷基化、取代反应(卤化、硝化、磺化、Friedel-Crafts反应)、氧化,掌握异丙苯氧化法制苯酚,熟悉磺酸盐碱熔法、卤苯水解法制苯酚,了解多元酚的制法、反应。 3. 酚的来源和用途 (Origin and use of alcohols and phenols)

知识点:苯酚。

内容与要求:了解苯酚等的来源和用途。

第18章 有机含氮化合物胺(Nitrogen compound) ——6学时 1. 硝基化合物 (Nitro-compounds)

知识点:芳香族硝基化合物,脂肪族硝基化合物,亚硝基化合物。

内容与要求:了解芳香族硝基化合物的物理性质,掌握芳香族硝基化合物还原反应,掌握芳环上亲核取代反应,理解芳环上亲核取代反应的机理,了解脂肪族硝基化合物,亚硝基化合物。 2. 腈

知识点:腈的结构,命名,物理性质。

3. 胺的结构、命名和物理性质 (Structure、nomenclature and physical properties of amines) 知识点:胺的结构,命名,物理性质。

内容与要求:理解胺的物理性质,掌握胺的结构、命名和波谱特征。 4. 胺的制备与反应 (Reactions of amines)

知识点:反应:碱性、烃化、酰化和磺酰化、亚硝化、氧化(Cope消去)、芳胺的亲电取代反应。氨的烃化,Gabriel合成法,酰胺、肟和腈的还原,醛酮的还原胺化,Hofmann重排,Mannich反应。

内容与要求:掌握胺的反应:碱性、烃化、酰化和磺酰化、亚硝化、氧化(Cope消去)、芳胺的亲电取代反应。会用诱导效应、共轭效应解释取代基对胺碱性的影响。 5. 二胺、不饱和胺和取代胺 (Diamines、unsaturated amines and substituted amines)

知识点:二胺,不饱和胺,取代胺。

内容与要求:了解二胺和取代胺的性质和用途,掌握烯胺的制备及反应,会通过烯胺

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制备α-烃基酮、β-二酮、1,4-二羰基化合物、1,5-二羰基化合物。

6. 季铵盐和氢氧化四烃基铵 (Quaternary ammonium salt and tetra-alkyl ammonium hydroxide)

知识点:季铵盐,氢氧化四烃基铵,Hofmann消去,胺和铵盐的立体化学。

内容与要求:了解季铵盐的用途:作为相转移催化剂,掌握季铵盐的制备,掌握氢氧化四烃基铵的制备及霍夫曼消去反应,了解胺和铵盐的立体化学。 7. 重氮化合物 (Diazo compounds)

知识点:重氮甲烷的结构,重氮化合物的制法,重氮化合物的反应及性质。

内容与要求:了解重氮化合物的性质及制法,熟悉重氮甲烷的结构,掌握重氮甲烷的反应:与酸反应、与醛酮反应、与酰氯的反应(Wolff重排、Arndt-Eistert合成法),掌握碳烯和类碳烯的制法及反应:Simmons-Smith反应。 8. 芳基重氮盐 (Aryl diazo salts)

知识点:芳基重氮盐的结构,反应,制备。

内容与要求:理解芳基重氮盐的结构,掌握芳基重氮盐的制备,掌握芳基重氮盐的取代反应:羟基取代、卤素及氰基取代(Sandmeyer反应, Schiemann反应)、硝基取代(Gatterman反应)、氢取代,掌握芳基重氮盐作为亲电试剂与活化芳香族化合物的偶联反应,了解芳基重氮盐的还原。 9. 偶氮化合物 (Azoic compounds)

知识点:芳香偶氮化合物制法, 联苯胺重排。

内容与要求:掌握芳香偶氮化合物制法,掌握联苯胺重排。熟悉芳香偶氮化合物的性质和异构。

第19章 多环芳烃及其衍生物——4学时 1. 多环芳烃的分类和命名

知识点:稠环芳烃、联环芳烃和多苯代酯环的命名 2. 联苯

知识点:制备及其性质 3. 萘、蒽、菲

知识点:来源、制备和性质 4. 三苯甲烷及衍生物 制备、性质和应用。

第20章 非苯芳香化合物 (Heterocyclic compounds)——6学时

知识点:杂环化合物的分类和命名、呋喃、吡咯和噻吩、吲哚、吡啶、喹啉和异喹啉、嘧啶和嘌呤, 生物碱。

内容与要求:熟悉杂环化合物的分类和命名,掌握呋喃、吡咯和噻吩的结构、反应:亲电取代反应、加成反应,熟悉吡咯的酸性。了解呋喃、吡咯和噻吩的物理性质,熟悉其合成

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法。了解呋喃、吡咯和噻吩的重要衍生物:糠醛、吲哚、卟啉环系化合物,熟悉吲哚的合成和反应。掌握吡啶的结构和反应:碱性、亲核取代反应、亲电取代反应、吡啶的氧化和还原、吡啶环2,4,6-位烷基的α-H反应。熟悉吡啶环的合成。掌握喹啉及其衍生物的合成(Skraup合成法),掌握喹啉和异喹啉的反应:亲核取代反应、亲电取代反应、氧化和还原、喹啉环2,4-位烷基的α-H反应。了解嘧啶和嘌呤、生物碱。 第21章 周环反应(Concerted reactions)——4学时

知识点:电环化反应,环加成,迁移反应

内容及要求:掌握电环化反应:含4个π电子的体系,含6个π电子的体系;掌握电环化反应的选择规律。了解[2+2]环加成反应,掌握[2十4]环加成反应。了解氢原子参加的[1, j]迁移,掌握[3, 3]迁移反应。

第22章 碳水化合物 (Carbohydrates)——4学时

知识点:单糖的结构,单糖的反应,葡萄糖结构的证明,二糖,多糖。

内容与要求:初步掌握单糖(葡萄糖)的立体结构、环状结构、构象,构型,变旋光作用和糖苷的生成,会写α-D-吡喃葡萄糖和β-D-吡喃葡萄糖的稳定构象。熟悉单糖的反应:氧化、还原、成刹、醛糖的递升和递降。了解二糖:(+)一麦芽糖,(+)一纤维二糖,(+)一乳 糖,(+)蔗糖,了解多糖:纤维素、淀粉、糖元。

第23章 萜类、甾族化合物和生物碱 (Terpenes, steroids and alkaloids)——4学时

知识点:萜类化合物,甾族化合物,生物碱。

内容与要求:了解类萜类化合物、甾族化合物、脂肪酸、萜类和甾族化合物的生物合成、生物碱。

五、教学方法及手段(含现代化教学手段及研究性教学方法)

1. 采用多媒体及传统板书等手段进行课堂教学。

2. 将班级分成若干小组,赋予他们不同的问题,以小组为单位在课余时间讨论或查阅相关文献,增加课余学习或研究兴趣。

六、前续课程、后续课程

前续课程:无机化学、分析化学和有机化学(1)等;后续课程:物理化学和结构化学等。 七 参考教材及学习资源

[1] 曾昭琼主编,《有机化学》(上、下册)(第四版),高等教育出版社 [2] 胡宏纹主编,《有机化学》(上、下册)(第三版),高等教育出版社 [3] 邢其毅主编,《基础有机化学》(上、下册)(第二版),高等教育出版社 [4] Loudon G M. Organic Chemistry, Addison-wesley publishing company,1984.

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[5] T.w.Graham Solomons, John Wiley & Sons. ORGANIC CHEMISTRY, Inc. Eighth Edition. [6] 刘治国,四川省有机化学精品课程,西华大学精品课程网站

八、考核方式

教学基本要求项 期末考试 平时成绩(含期中考试) 奖励成绩 注:总分不超过100分 笔试 作业、考勤、小测验等 学习知识应用和课外知识阅读 考核形式 占总成绩的比例 70% 30% 5-10分,直接加入总成绩 九、大纲说明

本课程讲授总时数为54学时,主要安排课堂讲授。要求学生自学时间至少为讲授学时的两倍以上,并在自学中多做习题,以巩固和加深对课程内容的理解,培养分析问题和解决问题的能力。除此之外,增加研究性教学方法,调动学生学习积极性和兴趣,重点安排在课余时间,主要是以小论文形式完成,优秀者奖励5-10分。

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/av8.html

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