高等有机化学课程标准.doc

化学与环境工程学院高等有机化学课程标准 （供化学本科师范与应用化学专业试用）化学与环境工程学院有机化学教研室制订二零零九年二月一、 课程概述高等有机化学是基础有机化学的深化与提高，是为本科化学专业高年级学生开设的专业选修课（或有机化学专业研究生的专业必修课）。其主要研究内容一是：有机化合物结构与性质的关系，用电子理论（诱导效应、共轭效应）、空间效应、立体化学详细讨论化合物的稳定性、反应活泼性、反应选择性等问题；二是有机化学反应机理：通过研究反应中间体、过渡态的结构探讨有机反应的本质，对反应结果进行解释和预测。二、 课程目标作为化学本科高年级学生的专业选修，通过本门课程的学习，进一步巩固和适度加深对电子理论、立体化学的理解和认识，从结构层面理解掌握化合物的性质，从机理的层面理解和掌握一些重要化学反应的本质，了解本学科的一些最新成果和发展趋势。1.掌握诱导效应、共轭效应、空间效应及其对化合物性质、反应活性的影响。2.理解顺反异构、对映异构、构象异构，知道外消旋体的拆分和反应进程中的立体化学。3.掌握酸碱理论及化合物结构和介质对酸碱强度的影响 4.理解几种重要的反应中间体的形成、结构和反应。5.掌握几类重要有机反应的反应机理及其影响因素。三、课程内容和教学要求这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握和学会四个层次。这四个层次的一般涵义表述如下：知道是指对这门学科和有关理论及实验现象的初步认识。理解是指能明白这门学科涉及到的有关概念、方法原理及实验现象的特征、形成原因及相互关系。掌握是指能运用已理解的方法原理去解释类同问题及实验现象。学会是指能在老师的指导下运用所学知识设计某些物质的分析过程。教学内容和要求表中的“”号表示教学知识和技能的教学要求层次。第一章 电子效应和空间效应教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、诱导效应1、共价键极性与诱导效应2、静态诱导效应的强度及其比较3、烷基的诱导效应4、诱导效应对反应活性的影响5、动态诱导效应二、共轭效应1、静态共轭效应与共轭体系2、动态共轭效应3、共轭效应与反应性三、超共轭效应四、场效应与空间效应*五、立体电子效应第二章 立体化学教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、含有刚性结构化合物的构型异构-顺反异构二、对映异构1、含一个手性中心的化合物2、含多个手性中心的化合物3、非对映异构4、外消旋体的拆分三、构象与构象分析1、开链烷烃的构象2、环己烷及其衍生物的构象（1）环己烷及取代环己烷的构象（2）其它碳环的构象（3）杂环化合物的构象四、反应过程中的立体化学1、区域选择反应和区域专一反应2、立体选择反应和立体专一反应第三章、酸碱理论教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、酸碱概念二、结构和介质对酸碱强度的影响1、诱导效应和场效应的影响2、共轭效应的影响3、空间效应的影响4、氢键的影响5、溶剂的影响三、软硬酸碱理论1、软硬酸碱的原理与分类2、软硬酸碱原理在有机化学中的应用（1）有机化合物的稳定性（2）亲核活性（3）羧酸的o-烷基酯化（4）两可亲核和亲电试剂（5）氧化反应四、酸碱催化五、超强酸和超强碱第四章、有机反应机理、测定方法和活泼中间体教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、有机反应的分类二、有机反应中的试剂分类三、反应速率理论 四、有机反应中活泼中间体1、碳正离子 （1）碳正离子的结构与稳定性（2）碳正离子的形成（3）碳正离子的反应2、碳负离子（1）碳负离子的结构与稳定性（2）碳负离子的形成（3）碳负离子的反应3、自由基（1）自由基的生成（2）自由基的结构（3）自由基的稳定性4、碳烯（1）碳烯的结构（2）碳烯的形成（3）碳烯的反应5、氮烯6、芳炔（1）结构（2）芳炔的生成（3）芳炔的反应五、有机反应机理的测定方法1、产物的鉴定2、中间体存在的确定3、同位素标记4、立体化学的研究5、动力学研究第五章、脂肪族取代反应教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、亲核取代反应历程1、脂肪族亲核取代反应历程2、单分子亲核取代反应(SN1)历程3、双分子亲核取代反应(SN2)历程4、离子对历程二、亲核取代反应的立体化学1、SN1反应的立体化学2、SN2反应的立体化学三、亲核取代反应的影响因素1、反应物烃基的结构2、亲核试剂3、离去基团4、溶剂的性质四、邻位基团的参与五、亲核取代反应实例1、醇及相关的含氧化合物2、硫醇及相关的SC化合物3、卤代烷及 C-X键化合物4、胺及相关的C-N键化合物5、CH键的形成6、CC键的形成六、亲电取代反应六、芳香性和芳香化合物的取代反应教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、芳香性1、芳香化合物的特点2、休克尔规则3、单环芳香体系及轮烯4、多环芳香结构5、芳香杂环6、同芳香性二、芳香亲电取代反应1、反应历程2、亲电体的活性3、定位效应和反应方向*4、早期和晚期过渡态5、芳香亲电取代反应实例1、氢交换2、硝化3、卤化4、磺化5、Friedel-Crafts烷基化和酰基化反应*三、芳香亲核取代反应1、反应历程（1）中间体络合物历程（2）重氮盐SN1历程（3）苯炔历程2、反应活性（1）反应物结构的影响（2）离去基团的影响（3）进攻亲核试剂的影响第七章 碳-碳重键的加成反应教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、亲电加成反应1、反应历程（1）双分子亲电加成反应AdE2（2）三分子亲电加成反应AdE32、亲电加成反应的立体化学（1）反应机理和立体化学（2）影响亲电加成反应立体化学因素3、取代基的性质对烯烃加成反应的影响4、共轭烯烃的加成反应二、亲电加成反应实例1、烯烃与卤化氢的加成2、烯烃与卤素的加成3、烯烃与次氯酸的加成4、酸催化水合5、加碳正离子6、硼氢化反应三、亲核加成反应1、烯烃的亲核加成2、炔烃的亲核加成第八章 碳杂重键的亲核加成教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、醛、酮的亲核加成反应1、反应历程2、醛、酮的反应活性（1）电子因素（2）空间因素3、醛、酮亲核加成的立体化学4、醛、酮亲核加成举例二、羧酸及其衍生物的亲核加成反应1、反应历程2、结构与活性3、反应举例三、不饱和碳基化合物的亲核加成1、反应历程2、影响加成方式的因素（1）反应物（2）亲核试剂（3）温度3、应用四、碳-氮重键的亲核加成1、亚胺的亲核加成2、腈的亲核加成3、Thorpe反应第九章 消除反应 教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、 消除反应历程1、双分子消除（E2）反应历程2、单分子消除（E1）反应历程3、共轭碱单分子消除（E1cb）反应历程二、消除反应的取向1、消除反应的一般规则（1）Saytzeffa规则（2）Hofmann规则2、反应历程与消除反应的取向三、影响消除反应的因素及消除反应与取代反应的竞争1、反应物的结构2、碱的影响3、离去基团的影响4、溶剂的影响5、温度的影响四、消除反应的立体化学1、E2反应的立体化学2、E1反应的立体化学3、E1cb历程中的立体化学*五、热消除反应1、热消除反应历程（1）环状过渡态历程（2）自由基历程2、热消除反应的取向3、热消除反应的举例（1）羧酸酯的热消除反应（2）Cope消除反应*第十章 自由基反应教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、自由基的产生与活性1、热均裂反应2、光解反应3、单电子氧化还原反应二、自由基取代反应1、饱和碳原子上的自由基取代反应（1）反应历程（2）影响取代反应活性的因素（3）邻近基团的参与（4）反应举例2、芳环上的自由基取代反应（1）反应历程（2）芳基化反应（3）烷基化反应三、自由基加成反应1、反应历程2、反应选择性及活性3、立体化学4、反应举例（1）加卤素（2）醇、醛和羧酸等对烯烃的加成四、分子内的自由基加成五、自由基碎裂反应六、电子转移反应*第十一章 氧化还原反应教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、几种典型反应历程1、电子直接转移历程2、氢负离子转移历程3、氢原子转移历程4、形成酯中间体历程5、置换反应历程6、加成-消除反应历程二、氧化反应1、烃的氧化（1）不饱和烃（2）饱和烃2、醇的氧化3、醛、酮的氧化四、还原反应1、催化氢化2、用氢负离子还原3、用活泼金属还原（1）羰基的还原反应（2）酯的还原（3）羰基还原亚甲基的反应（4）Birch还原（5）其他还原反应第十二章 分子重排反应教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、重排反应的分类二、亲核重排1、缺电子重排（1）邻二叔醇重排（2）WagnerMeerwein重排2、缺电子氮的重排（1）Beckmann重排（2）Hofmann重排（3）Wolff重排*3、缺电子氧的重排（1）氢过氧化物的重排（2）BaeyerVilliger重排三、亲电重排1、Favorskii重排2、Stevens重排3、Wittig重排四、芳环上的重排反应1、联苯胺重排2、Fries重排3、自由基重排第十三章 周环反应教 学 内 容教学要求知道理解掌握学会一、周环反应的特点1、基元反应、协同反应和分步反应2、周环反应的特点二、前线轨道理论三、电环化反应1、含4n个电子的体系2、含4n+2个电子的体系四、环加成反应1、4+2环加成（1）DielsAlder反应历程（2）4+2环加成反应的选择规则和前线轨道理论解释（3）DielsAlder反应的方位选择性和次级效应（4）1，3偶极环加成2、2+2环加成五、迁移反应1、氢的1，j迁移2、碳的1，j迁移3、碳的3，3迁移（1）Cope重排（2）Claisen重排六、分子轨道对称守恒原理四、课程实施1.课时安排与教学建议高等有机化学是本科化学专业的专业选修课，在学习完基础有机化学后开设(通常第七或八学期开设)，每周安排4课时，共36学时。具体安排如下：主 要 内 容学时教与学的方法建议第一章 电子效应和空间效应2重点是电子效应的产生、特点对反应的影响第二章 立体化学 2反应中的立体化学是难点，其余在基础有机中接触过，以指导自学为主。第三章 酸碱理论0自学第四章 有机反应机理、测定方法和中间体4重点是各类中间体的生成、结构和反应第五章 脂肪族取代反应4重点讲卤代烃的亲核取代历程及影响因素第六章 芳香性和芳香化合物的取代反应2重点讨论芳环上亲电取代历程及定位规则第七章 碳碳重键的加成反应4重点讨论烯、共轭烯烃、炔烃的加成历程第八章 碳-杂重键的亲核加成4重点讨论醛、酮、酸及其衍生物的加成历程第九章 消除反应2重点讨论醇、卤代烃的消除历程及取向*第十章 自由基反应0自学*第十一章 氧化还原反应0自学第十二章 分子重排反应5重点讨论亲核重排第十三章 周环反应5复习2本标准中打“*”号的内容可作为自学内容，教师可根据学生实际情况确定要求或不要求。2.教学组织形式与教学方法教学方法的改革是完成本课程的一个重要方法和措施。根据每个教师的教学实际以及学生的实际情况采取自己最为有效的方法。但主要以讲授为主，可贯穿启发式、课堂讨论、课堂练习等方式。（1）、教学班是主要的教学组织，班级授课制是目前教学的主要组织形式。（2）、高等有机化学作为选修课，教学方法是课堂讲授为主，但由于学生对许多内容在基础有机化学中有接触，有一定认识，因此教学中多结合课堂讨论、课堂练习等形式。讨论课可分小组进行，然后集中发言。 （3）、应注意教学方法的灵活性，尽量借用多媒体的声像呈示，以实现课程标准规定的教学目标，要能激发学生的学习热情，充分发挥学生的主动性。（4）、做好教学反馈工作，认真批改作业，上好习题课。五、教材选用1、高等有机化学 傅相锴主编 高等教育出版社2、高等有机化学 汪秋安编著 高等教育出版社3、高等有机化学：结构与机理 魏荣宝主编 高等教育出版社六、课程评价1、这门学科的评价依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。该门课程的评价采用平时考核（30%）、期末考试（70%）相结合的形式进行。2、期末考试说明1）考试时间：120分钟。2）考试方式、分制与分数解释采用闭卷、笔试的方式，以百分制评分，60分为及格，满分为100分。3）题型比例选择题30%，完成反应方程20%，判断题10%，简答题20%，写反应机理20%。选择题占；简答题、完成反应方程各占，判断题占10%，；写机理题占，情况。4）样题与目标定位示例 ：（一）选择题（着重考核学生对基本理论的理解程度）例：下列哪个烃基与苯环相连