有机化学教学大纲西南大学化工学院.docx

1、有机化学教学大纲西南大学化工学院有机化学教学大纲一、课程基本信息课程代码221630375课程类别学科基础必修课中文名称有机化学英文名称Organic Chemistry适用专业化学、应用化学、材料化学开课单位西南大学化学化工学院总学时108 (理论:108 实验实习: )学 分6先修课程高等数学、普通化学、大学物理、化学分析、仪器分析、物理化学后续课程有机制备、环境化学、生物化学、高等有机化学、有机合成、高分子化学、有机波谱分析、药物化学、精细化工、药物化学、综合化学实验、材料化学二、课程性质、地位和任务本教学大纲是依据1999年教育部理科化学教学指导委员会颁布的“理科化学与应用化学专业化学

2、教学基本内容”的精神，并结合我院特色而制定。有机化学是我院化学类本科专业（包括化学、应用化学、材料化学）的学科基础必修课。本课程的教学目的是：使学生在先修课程“无机化学”和“分析化学”的基础上，比较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；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)打下坚实的基础。本课程的任务是：使学生在本科阶段受到有机化学基本理论、基本知识和基本技能的系统培养，为培养高起点、厚基础、宽口径、

3、高素质和能适应未来发展需要的专业人才（面向21世纪的合格的中学教师和从事化学、环境科学、应用化学、材料化学以及相关领域的教学、科研、应用研究、科技开发、生产技术和管理工作等）打好基础，并满足目前硕士有机化学课程入学考试的要求。三、课程基本要求（一）理论和知识方面通过本课程的学习要求学生：1、掌握重要类型的有机化合物的命名和同分异构现象。了解国际IUPAC命名原则和中国化学会命名原则的关系。2、初步掌握典型有机化合物结构和性能的关系，应用价键理论和分子轨道理论解释典型有机分子的结构。3、理解重要类型的有机化合物的物理性质及其变化规律。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

4、机化合物的化学性质、制备及其相互转变的条件和规律。掌握特性官能团转换的常用方法，理解逆向合成分析的基本要点及其在有机合成中的应用。5、掌握有机化学的基本理论：诱导效应、共轭效应、超共轭效应和立体效应。6、掌握碳正离子、碳自由基、苯炔等活性中间体及其在有机反应中的作用。了解碳负离子、卡宾等活性中间体及其在有机反应中的作用。7、熟悉亲核取代、亲电取代、亲电加成、亲核加成、消除反应、典型缩合反应、缺电子重排反应和自由基反应机理。掌握机理的表述方法。理解氧化、还原和周环反应机理。8、初步掌握立体化学的基础知识和基础理论。9、掌握常见官能团的特征化学鉴别方法；初步掌握分子波谱学的基本知识及其应用，了解常

5、见有机化合物的核磁共振氢谱、红外光谱、紫外光谱和质谱的谱学特征，并能运用化学方法及四谱对简单有机化合物进行结构鉴定。10、掌握或了解几类重要天然有机化合物的知识。11、了解元素有机化学和金属有机化学的基础知识。（二）能力和技巧方面本课程应着重培养学生的自学能力、逻辑思维能力和想象能力，使学生逐步学会分析、综合、归纳、演绎、概括、类比等重要思想方法，同时要重视培养学生的创新意识和科学品质，使学生具备潜在的发展能力和基础，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)打下坚实的基础。四、课程内容及学时分配（一）教学时数分配本课程

6、总学时为108，第三学期54，第四学期54，实验学时另计。具体分配如下：章次一二三四五六七八九十十一十二学时344477776539章次十三十四十五十六十七十八十九二十二十一二十二二十三二十四学时337674032223 （二）讲授大纲第一章 绪论一、目的要求：（一）了解有机化学的发展简史以及有机化合物和有机化学等概念的涵义；了解近现代有机化学发展的概况及趋势。（二）掌握有机化合物的特性，并能从结构上加以解释。（三）理解有机化合物按碳骨架和按官能团分类的两种方法，掌握官能团概念的涵义以及一些官能团的名称，并能根据官能团判断有机化合物所属类别。（四）熟悉共价键理论和分子轨道理论的概念，掌握共价键

7、理论和分子轨道理论的基本要点以及它们的主要区别；能够应用共价键理论和分子轨道理论的基本概念定性地理解、解释有机化合物的结构。（五）掌握键长、键角、键能、极性共价键、非极性共价键、键矩、偶极矩等概念的涵义；能够区别键能和键的离解能以及根据元素电负性判断键矩的方向。（六）掌握有机化合物分子中的共价键的形成和断裂方式以及掌握均裂、异裂以及协同反应。（七）了解研究有机化合物的一般步骤和方法。二、讲授内容：（一）有机化合物和有机化学1、有机化学发展简史、有机化合物和有机化学的涵义；了解近现代有机化学发展的概况及趋势2、 有机化合物的特点，并能从结构上加以解释3、有机化学的任务与作用（二）有机化合物的结构

8、理论1、共价键理论、分子轨道理论：原子轨道、分子轨道、成键三原则、键和键2、共价键的基本属性、共价键的极性和键矩、分子的极性和偶极矩3、碳原子轨道的杂化(sp3、sp2、sp)，杂化轨道的伸展方向，各杂化态的电负性顺序4、有机化合物分子中的共价键的形成和断裂方式有机反应类型（三）官能团和有机化合物的分类（四） 研究有机化合物的一般步骤：分离提纯、检验纯度、实验式和分子式的确定(元素定性分析、元素定量分析、实验式的计算、分子式的确定)、构造式的确定。第二章 烷 烃一、目的要求：1、掌握烃、烷烃、通式、同系列、同分异构现象、构造异构、构造式、构造异构体、构象和构象体等概念的涵义以及用构象式(New

9、man投影式、锯架式或楔形式)表示烷烃典型构象的书写方法。2、掌握烷烃的命名方法。3、理解烷烃的分子结构特点，掌握碳原子的正四面体概念和键的特征。4、理解烷烃的沸点、熔点、密度、溶解度与相对分子质量和分子结构的关系，并能运用分子间作用力的观点解释其变化规律。5、理解烷烃的化学性质和各种氢原子的相对活性。6、掌握烷烃的光卤化反应机理，并能够运用过渡状态理论解释甲烷氯代反应进程中的能量变化、活化能和反应热。7、掌握烷基自由基的结构和相对稳定性，应用Hammond假设解释不同卤素对同一种烷烃的反应活性。8、了解烷烃的来源及其主要用途。二、讲授内容：（一）烷烃的同系列和异构1、烷烃的通式、同系列2、烷

10、烃的同分异构现象：异构现象、各异构体的写法 、碳原子和氢原子的分类（二）烷烃的命名1、烷烃的普通命名法2、烷烃的系统命名法3、烷基的普通命名法和系统命名法（三）烷烃的分子结构1、甲烷的结构碳原子的正四面体构型和SP3杂化轨道、烷烃分子的形成和键的特征2、烷烃的构象(锯架式、楔形式和Newman式) ：乙烷的构象及构象分析、正丁烷的构象及构象分析（四） 烷烃的物理性质1、烷烃的物理性质：状态、沸点、熔点、比重、溶解度2、用分子间作用力解释烷烃物理性质的变化规律（五）烷烃的反应1、氧化反应：完全氧化、部分氧化2、裂化反应（热裂化、催化裂化）3、卤代反应：概念、卤素的相对活性、不同氢的相对活性（六）

11、烷烃的卤代反应机理1、烷烃卤代反应机理：甲烷的氯代反应机理自由基反应机理、自由基反应特点、甲烷氯代反应进程中的能量变化曲线、活化能Ea与反应热H、多步反应、活性中间体2、卤素对甲烷的相对活性：顺序、解释；了解Hammond假设及其应用3、其它烷烃对卤代反应的相对活性：其它烷烃的氯代反应、烷基自由基的结构及稳定性；估算烷烃各卤代产物的相对含量（七） 烷烃的来源、制备和用途第三章 环 烷 烃一、目的要求：（一）掌握环烷烃的结构和性质；了解Baeyer张力学说的内容，并能用它来解释小环比大环不稳定的原因。（二）掌握脂环烃产生顺反异构现象的原因和条件，以及环己烷和取代环己烷的构象分析。（三）了解脂环烃

12、的一般制法。二、讲授内容：（一）环烷烃的分类、命名和异构现象1、环烷烃的通式、不饱和度的含义及计算方法2、环烷烃的分类3、单环烷烃的命名4、多环烷烃的的命名：螺环烃、桥环烃5、环状化合物的异构现象：构造异构、立体异构（顺反异构和对映异构）（二）环烷烃的物理性质（三）环烷烃的化学性质1、和相应开链烷烃相似的反应2、小环化合物的特殊反应：加成反应(催化加氢、加卤素、加卤化氢)（四）环的张力1、环丙烷、环丁烷的分子结构、Baeyer张力学说、弯键理论2、环烷烃的燃烧热及环的相对稳定性（五） 环状化合物的构象及构象分析1、环丁烷和环戊烷的构象2、环己烷的构象：椅式、船式、直立键、平伏键3、取代环己烷衍

13、生物的构象4、十氢化萘的构象（六）环烷烃的工业来源和一般制法 第四章 对映异构一、目的要求：（一）掌握手性、镜象、对映体、立体异构、手性碳原子、手性分子、平面偏振光、偏振面、旋光度、比旋光度、内消旋体、外消旋体、相对构型、绝对构型、手性合成等概念的涵义。（二）理解对称因素及对称操作。（三）掌握Fischer投影规则以及Fischer投影式与Newmann式、锯架式、楔形式之间的相互转化关系；掌握用R、S法标记旋光性化合物的构型的方法。（四）理解外消旋体的拆分原理。（五）了解手性合成的方法和手性合成的一般原理。二、讲授内容：（一）平面偏振光和物质的旋光性1、平面偏振光2、物质的旋光性和旋光度3、

14、旋光仪和比旋光度（二）分子的手性和对映体（三）对映异构现象和分子结构的关系：对称面、对称轴、对称中心、更替对称轴。（四）含有一个手性碳原子的化合物的对映异构1、外消旋体2、构型的表示方法和标记(三维表示式和Fischer投影表示式、D、L和R、S标记法)3、对映体的性质（五）含有多个手性碳原子的化合物的对映异构1、含有两个不相同手性碳原子的化合物的对映异构（化合物之间的关系）2、含有两个相同手性碳原子的化合物的对映异构（内消旋体）3、含有三个不相同手性碳原子的化合物的对映异构（差向异构体）（六）环状化合物的立体异构：环丙烷和环已烷衍生物（七）不含手性碳原子的化合物的对映异构1、丙二烯型化合物：

15、结构特点及其对映现象2、联苯类化合物：结构特点及其对映现象3、螺并苯类化合物：结构特点及其对映现象（八）外消旋体的拆分和外消旋化机械分离法、微生物拆解法生成非对映体法(化学法)；外消旋化（九）手性合成第五章 卤代烃一、目的要求：1、掌握卤代烃的分类、异构现象和系统命名方法。2、掌握亲核取代反应和亲核试剂的涵义以及SNl和SN2反应的涵义及其机理；能够描绘典型SNl和SN2反应进程的位能曲线以及过渡状态轨道图；掌握邻基参与机理；理解SNi机理。3、理解SNl和SN2反应的立体化学特征以及烃基的电子效应和空间效应、亲核试剂的亲核性能强弱、离去基团碱性强弱和可极化性的大小、溶剂的极性对SNl和SN2

16、反应活性的影响。 4、掌握卤代烃的消除反应及其区域选择性5、了解有机金属化合物的涵义，掌握Grignard试剂的生成、结构、特性及应用；了解卤代烷与金属Li、Na、Zn的反应及应用。6、掌握烃基不同而卤素相同的卤代烃的化学反应活性，并能够从结构上给以解释。此外，还要掌握鉴别它们的方法。7、了解三氯甲烷、四氯化碳、氯苯、氯乙烯等的某些特殊性质及其用途，了解有机氟化物的特点，四氟乙烯、氟氯烃的应用。二、讲授内容：（一）卤代烃的分类、命名和异构现象（二）卤代烃的物理性质和光谱性质（三）卤代烃的结构和化学性质 1、亲核取代反应：水解、醇解、氰化、氨解、与AgN03反应等，Williamson合成醚的方

17、法2、消除反应、Saytzefff规则、-消除与卡宾3、与金属的反应：Gringnard试剂、有机锂化合物、铜锂试剂、有机锌化合物4、还原反应：LiAlH4还原、NaBH4还原、Zn+HCl还原（四）亲核取代反应机理1、SNl和SN2：反应动力学、反应特点、立体化学特点、能线图、影响因素（烃基结构、离去基团、亲核试剂、溶剂）2、其它机理：离子对机理、SNi、邻基参与（五）重要的卤代烃：三氯甲烷、四氯化碳、氯苯、四氟乙烯、有机氟化物第六章 烯 烃一、目的要求：l、掌握SP2和SP3杂化碳原子的特点、形成键的条件以及键的特性，定性理解乙烯的分子轨道。2、掌握烯烃的同分异构现象、系统命名方法以及次序

18、规则的要点，并能用Z、E标记法标记顺反异构体的构型。3、理解烯烃的物理性质。4、掌握诱导效应的涵义、特征、分类、相对强度及其应用。5、掌握实验室制取烯烃的原理和方法。掌握El和E2反应的涵义和消除反应的取向(Saytzeff规则)；理解消除反应机理和亲核取代反应机理的区别与联系；了解E1cb机理的涵义。6、掌握消除反应(E2)的立体化学特征(反式消除)；了解消除反应与亲核取代反应往往是同时进行并且相互竞争的原因，以及能够说明烃基的结构、试剂的碱性、溶剂的极性和温度等对竞争反应的影响。7、掌握烯烃加卤化氢、加硫酸、加水、加次卤酸、加卤素、硼氢化反应、羟汞化反应、加卡宾反应以及亲电加成反应的机理；

19、掌握Markovnikov规则(区域选择性)以及运用Markovnikov规则来判断不对称烯烃与不对称试剂进行亲电加成的主要产物的方法。8、理解根据带电体系的稳定性随着所带电荷的分散而增大的原理来判断碳正离子的稳定性，并能够运用烷基的电子效应(诱导效应)和碳正离子的稳定性来解释Markovnikov规则。9、掌握不对称烯烃与溴化氢在过氧化物存在时所表现的过氧化物效应现象即加成产物反Markovnikov规则，并能用自由基加成反应机理解释其原因；能够用电子效应解释-H的活泼性。二、讲授内容：（一）烯烃的结构、异构和命名1、碳原子的SP2杂化轨道和C=C双键的形成、C=C双键的特点2、烯烃的同分分

20、异构现象构造异构、位置异构和顺反异构3、烯烃的命名：开链烯烃的系统命名法、顺反异构体的命名法、次序规则；环烯烃的系统命名法（二）烯烃的物理性质（三）诱导效应：涵义、特征、分类、相对强度及其应用（四）烯烃的相对稳定性：开链烯烃、环烯烃（五）烯烃的制备及其消除反应机理1、E1、E2和E1cb2、消除反应取向Saytzefff规则，消除反应的立体化学3、影响消除反应的因素消除反应与亲核取代反应竞争（六）烯烃的化学反应1、加成反应（1）催化加氢（2）离子型加成反应、加卤化氢亲电加成反应的活性，亲电加成反应机理碳正离子中间体，Markovnikov规则的理论解释诱导效应和碳正离子的稳定性，碳正离子的重排

21、，吸电子基团对烯烃加成的影响、加硫酸烯烃的间接水合法、加水的加成烯烃的直接水合法、加卤素化学特性试验，环状卤鎓离子中间体机理，立体化学特征、加次卤酸羟卤化反应、硼氢化氧化反应烯烃的间接水合法、立体化学特征、羟汞化反应、加卡宾、自由基加成反应过氧化物效应2、氧化反应：高锰酸钾及四氧化锇氧化、臭氧氧化、过氧酸氧化、催化氧化3、聚合反应4、-氢原子的取代反应：烯丙式卤代、机理（七）烯烃的工业来源和实验室制法：醇脱水、卤代烷脱卤化氢、邻二卤代物脱卤（八）重要的烯烃及用途：乙烯、丙烯第七章 炔烃和二烯烃一、目的要求：（一）掌握sp杂化碳原子的特点，定性理解乙炔的分子轨道；理解二烯烃和炔烃的物理性质。（二

22、）掌握炔烃的同分异构现象和系统命名方法。掌握炔烃的结构和性质。（三）掌握二烯烃的分类和命名方法以及共轭二烯烃的结构特点。（四）掌握共轭体系、电子离域化、离域键、定域键、共轭效应和超共轭效应等概念的涵义；了解用分子轨道法解释大键的形成；了解共振论的基本要点以及共振式的书写原则和方法；能够用共轭效应和超共轭效应解释碳正离子和自由基的稳定性。（五）掌握共轭二烯烃的1,2-加成和1,4-加成反应、Diels-Aider反应和聚合反应。二、讲授内容：（一） 炔烃的结构、异构和物理性质1、炔烃的结构：碳原子的SP杂化轨道和CC的形成、CC的特征2、炔烃的异构现象和命名3、炔烃的物理性质（二）炔烃的化学性质

23、1、还原氢化反应(生成烷烃、生成烯烃立体选择性反应)2、亲电加成反应(加卤素、加卤化氢、炔烃的水合、硼氢化反应)3、亲核加成反应(加醇、加氢氰酸、加羧酸)4、炔烃酸性氢的取代反应炔化物的生成5、炔烃的氧化反应(高猛酸钾氧化、臭氧氧化)6、炔烃的聚合反应(二聚、三聚、四聚)（三）炔烃的制法：邻二卤代烷脱卤化氢、炔烃的烷基化（四）乙炔的工业来源及应用（五）二烯烃的分类和命名（六）共轭二烯烃的结构和共轭效应1、 丁二烯的结构（离域键、丁二烯的分子轨道）2、 共轭体系的特征、共轭效应和超共轭效应（分类、特点、相对强度及其应用）3、 共振论简介（共振式的意义、书写、应用）（七）共轭二烯烃的化学性质1、1

24、,2-加成和1,4-加成速度控制和平衡控制2、环加成反应3、聚合反应（八）重要的二烯烃 丁二烯、异戊二烯、环戊二烯第八章 芳烃一、目的要求：（一）掌握苯分子的结构，了解用轨道杂化理论和分子轨道理论定性解释电子的离域作用。（二）掌握烷基苯的异构现象以及单环芳烃的命名方法。（三）了解单环芳烃的物理性质。（四）掌握单环芳烃的亲电取代反应及其机理(离子型亲电取代反应)。（五）掌握取代基的定位效应、邻对位定位基、间位定位基等概念的涵义，掌握取代基的定位效应在有机合成中的应用。（六）了解萘的结构及其重要反应（磺化反应的动力学控制），了解葸、菲和致癌烃。（七）了解三苯甲烷的一般性质和三苯甲基自由基、三苯甲基

25、碳正离子及负离子的结构。（八）了解非苯芳烃的涵义；掌握Huickel 4n+2规则及判断非苯芳烃的方法。（九）掌握卤代芳烃的化学性质和亲核取代反应机理。二、讲授内容：（一）苯的结构1、Kekule构造式2、苯分子构造的近代观点(杂化轨道理论和分子轨道理论)3、苯的共振结构4、芳香性共振能（二）芳烃的分类，异构现象和命名1、芳烃的含义、分类2、苯衍生物的异构现象和命名（三）单环芳烃的物理性质（四）单环芳烃的化学性质1、亲电取代反应及其机理：卤化反应、硝化反应、磺化反应、FriedelCrafts反应（烃化、酰化）、亲电取代反应机理2、加成反应（加氢、加氯、Birch反应）3、氧化反应(苯环氧化和

26、侧链氧化)4、 侧链的自由基卤代5、Birch反应6、氯甲基化反应、Gattermann-Koch反应（五）苯环上亲电取代反应的定位规律1、取代定位规律（测定方法和规律）：一元取代苯的定位效应、二元取代苯的定位效应2、取代定位规律的理论解释、空间效应3、取代定位规律的应用（六）多环芳烃1、萘：结构(共振结构和芳香性)、取代反应、氧化反应、加氢反应2、蒽、菲3、高级稠环芳烃4、合成稠环体系的方法：Haworth反应5、其它多环芳烃（七）有手性的芳烃（八）卤代芳烃的结构和性质、卤代芳烃的亲核取代反应机理和苯炔中间体（九）芳烃的来源和重要芳烃（苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯）（十）Huckel规则和非苯芳

27、烃1、Huckel规则2、非苯芳烃：环丙基正离子、环戊二烯负离子、环庚三烯正离子、环辛四烯二价负离子、薁、18轮烯、杯芳烃第九章 测定有机化合物结构的波谱方法一、目的要求：（一）了解波长、频率、波数、电磁辐射等概念的涵义，掌握波长与频率、波数与频率的相互换算以及根据波长的不同所划分的电磁波谱区域。（二）了解紫外、红外、核磁共振及质谱的基本原理和表示方法。（三）掌握有机分子重要官能团、苯环及某些化学键的红外特征吸收以及NMR化学位移概念。（四）理解紫外吸收的K带、R带、B带和E带，红移、蓝移。（五）理解质谱的分子离子峰和同位素峰。（六）能识别简单典型有机化合物的四种图谱。二、讲授内容（一）电磁波

28、谱的一般概念1、电磁波的波长、频率和能量2、吸收光谱的产生和类型（二）紫外和可见吸收光谱1、紫外光谱和电子跃迁2、LamberBeer定律和紫外光谱图3、紫外光谱与有机化合物分子结构的关系（三）红外光谱1、分子振动的类型和红外光谱的表示方法2、红外光谱的应用(官能团的判断、同分异构体的判断、化合物的鉴定、分离操作和反应进程的检查)3、 红外光谱图的分析：特征谱带区、指纹区和相关峰（四）核磁共振谱1、核磁共振的基本原理2、屏蔽效应和化学位移3、等性质子和非等性质子4、积分曲线：信号的数目、信号强度与质子数5、自旋偶合、裂分、偶合常数6、核磁共振谱在有机结构测定中的应用（五）质谱1、质谱仪的简单原

29、理2、质谱图的表示方法3、离子的主要类型4、质谱在有机结构测定中的应用第十章 醇和酚一、目的要求（一）掌握醇的分类和命名法。（二）理解用分子间力(分子间氢键)的观点解释低级醇的沸点比相应的烃类和卤代烃高并能与水混溶的原因；理解醇的光谱性质。（三）理解从电负性的角度来解释醇羟基氢具有一定酸性的原因，以及用电子效应来解释烷氧负离子的碱度和醇的酸度顺序。（四）掌握醇和酚的化学性质和制备方法、理解并掌握BarHep-meewein（瓦格涅尔-麦尔外因）重排。（五）掌握邻二醇的化学性质及制备方法；理解并掌握Pinacol重排反应机理。（六）理解从共轭效应和共振论的角度解释酚羟基具有弱酸性的原因。二、讲授

30、内容（一）醇1、醇的结构、分类和命名2、醇的物理性质(沸点、熔点、溶解度、结晶醇)和光谱性质3、醇的化学性质（1）羟基氢的取代与活泼金属的反应（2）羟基的取代与氢卤酸的反应（BarHep-meewein重排）、与三卤代磷、亚硫酰氯(氯化亚砜)的反应（3）脱水反应分子间脱水和分子内脱水（4）成酯反应（5）氧化和脱氢（6）邻二醇的特殊反应被高碘酸氧化、与氢氧化铜作用、Pinacol重排4、 一元醇的制法：烯烃的酸催化水合、羟汞化脱汞反应、硼氢化氧化、卤代烃的水解、醛、酮的还原、Grignard试剂合成法5、邻二醇的制法6、重要的醇：甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、苯甲醇（二）酚1、酚的结构、分类和命名2、酚的物理性质和光谱性质3、酚的化学性质（1）酚羟基反应：酚的酸性、酚醚的生成、与三氯化铁的显色反应（2）芳环上的亲电取代反应：卤化、磺