《中级有机化学》教学大纲

《中级有机化学》教学大纲学时：45学时 学分：2.5 学分理论学时：45 实验学时：0适用专业： 应用化学，材料化学 课程号：BF001016大纲执笔人：姜林 大纲审定人：朱凤岗一、 说明1.课程的性质、地位和任务中级有机化学是本科（基础）有机化学的后续课程之一，本课程是在基础有机化学的基础上，对有机化学的理论知识进一步深化，对有机反应机理进行比较深入地讨论，对立体化学知识进行归纳，同时还介绍有机化学的最新进展。

通过本课程的学习，使学生在原有有机化学知识的基础上，加深对有机化学反应及其机理的理解，掌握一些有机化学的理论知识，提高学生分析问题和解决问题的能力，为进一步深造或就业打下良好的基础。

2.课程教学的基本要求通过本课程的学习，要求学生掌握氧化还原、取代、缩合、消除、重排等反应的机理，掌握立体化学的知识，掌握有机反应中活性中间体的结构及特征，了解周环反应的原理、芳烃亲电反应的分速率因子，了解有机化学的新进展等。

3.课程教学改革新课程，略。

二、 教学大纲内容第一章 有机反应总论（2学时）1.1有机反应的分类按反应历程分类—自由基反应，离子反应，分子反应按原料与产物分类—取代反应，消除反应，加成反应，分子重排反应，氧化还原反应1.2反应热力学反应的自由能变化的关系式：ΔG = ΔH－TΔS自由能与平衡常数的关系：ΔG = －RT ln K；ΔG＜0，正反应容易发生1.3反应动力学基元反应的反应速率 r = k[A]a [B]b反应级数 = a+b1.4反应速率理论碰撞理论 r = 几率因子×碰撞因子×能量因子，该理论在有机反应中很少应用 过渡状态理论 反应物 → 过渡状态[X…Y…Z]→产物；一步反应有一个过渡态、而二步反应有两个过渡态；该理论又称为活化络合物理论Hammond假设—分子的能量改变小，它在结构上的改变也小，因此，过渡态的结构应当与能量相近的分子（反应物或产物）近似同位素效应 动力学同位素效应 = kH/kD1.5研究有机历程的一般方法产品的鉴定，中间体存在的确定，同位素标记，催化剂研究，立体化学研究，动力学研究本章重点、难点重点：反应热力学，过渡状态理论，Hammond假设难点：Hammond假设，同位素效应第二章 立体化学（4学时）2.1立体化学基础构造异构、立体异构、构造、构型、构象的概念对称性、手性和对映异构含有手性碳原子的化合物的对映异构不含有手性碳原子的化合物的对映异构2.2 构象与构象分析链状化合物的构象—1,2–二取代乙烷、乙醛、丙酮的构象环状化合物的构象—环己烷及其衍生物的构象2.3 外消旋体的拆份机械分离法形成非对映体的拆分法生物化学法色谱分离法2.4 不对称合成的几个概念光学纯度百分率（%O.P）= [α]观 / [α]max对映体过量百分率（%e.e）= %R－%S不对称合成百分率 = %A－%B本章重点、难点重点：构造异构、立体异构、构象分析难点：构型、构象的区别，构象分析第三章 取代基效应（3学时）3.1 诱导效应静态诱导效应（Is），动态诱导效应（Id），场效应，诱导效应的强度及次序3.2共轭效应共轭体系及其分类，共轭效应的分类共轭效应对化合物性质的影响—对酸碱性、反应机理、反应速率的影响本章重点、难点重点：诱导效应、共轭效应, 共轭效应对化合物性质的影响难点: 静态诱导效应与动态诱导效应的区分第四章 有机反应活性中间体（4学时）4.1 碳正离子碳正离子的构型，碳正离子的稳定性及其影响因素碳正离子的形成— 分子直接裂解，重氮盐分解，质子或带正电荷的基团与不饱和体系加成碳正离子的反应— 亲核反应，消去质子成烯烃，形成新的较大的碳正离子，重排形成更稳定的碳正离子非经典碳正离子— 非经典碳正离子的定义，形成方法4.2 碳负离子碳负离子的构型，碳负离子的稳定性及其影响因素碳负离子的形成— 分子直接裂解，负性离子与碳碳双键加成碳正离子的反应— 亲核加成，与碳碳双键加成，重排作用4.3 自由基自由基的类型，自由基的构型和稳定性自由基的形成— 热解，光解，氧化还原反应自由基的反应— 偶联与歧化，重排反应，取代反应，加成反应，自氧化反应4.4 卡宾和乃春卡宾的结构，卡宾的形成，卡宾的反应—插入富裕，加成反应，重排反应乃春的结构，乃春的形成，乃春的反应—加成反应，插入富裕，重排反应，二聚反应 4.5 苯炔苯炔的结构，苯炔的生成，苯炔的反应— 亲核加成，亲电加成，环加成反应本章重点、难点各类中间体的稳定性及反应第五章 芳香性（2学时）5.1 芳香性一般讨论芳香性的含义量子化学处理与Huckel规律5.2 稠环体系的芳香性苯并稠环体系，奥，富烯衍生物5.3 轮烯的芳香性5.4 带电荷环的芳香性环丙烯正离子、环戊二烯负离子，环庚三烯正离子、环辛四烯双负离子的芳香性本章重点、难点重点：各类物质芳香性的判断难点：量子化学处理，π电子数的确定第六章 饱和碳原子上的亲核取代反应（4学时）6.1 几种反应历程S N1历程—机理，动力学特征，立体化学S N2历程—机理，动力学特征，立体化学邻基参与历程— 未共用电子对参与、π键参与、苯基参与离子对历程—动力学特征，紧密离子对、溶剂分隔离子对、溶剂化的离子6.2 影响亲核取代反应的因素—烃基结构、离去基团、亲核试剂、熔剂的影响6.3 亲核取代反应在有机合成上的应用形成C—O键、C—N键、C—S键、C—X键、C—H键、C—C键本章重点、难点重点：S N1历程、S N2历程，亲核取代反应在有机合成上的应用难点：邻基参与历程第七章 芳香族化合物的取代反应（4学时）7.1 芳环上亲电取代反应的历程芳烃正离子历程的中间体—σ络合物同位素效应典型的芳香亲电取代反应— Friedel–Crafts反应、Gatterman–Coch反应、Hoesch 反应、Reimer–Tiemann反应、Vilsmeier反应7.2 定位效应和反应活性邻对位定位基和间位定位基分速率因素— f o、f m、f p7.3 芳香族亲核取代反应反应类型— 加成–消去机理（或称中间体络合物机理），消去–加成机理(或苯炔机理），S N1机理本章重点、难点重点：芳环上亲电取代反应的历程，典型的芳香亲电取代反应难点：同位素效应，分速率因素，消去–加成机理第八章 消去反应（4学时）8.1 离子型消去反应历程E1、E2、E1CB历程8.2 消去反应的取向及立体化学两种择向规律— Saytzeff规律、Hoffmann规律立体化学— 顺式消去、反式消去8.3 热消去反应机理— 单分子消去类型— 羧酸酯的热消去、黄原酸酯热消去、叔胺氧化物热消去本章重点、难点重点：离子型消去反应历程，热消去反应难点：E1CB历程，消去反应的取向及立体化学第九章 碳碳重键的加成反应9.1 亲电加成反应（3学时）反应历程— 离子对和碳正离子历程，环状正离子历程，三分子加成历程烯烃的加成— 与卤化氢、卤素、硼烷的加成，汞化-去汞反应在有机合成中的应用— 形成C–X键、C–O键、C–C键、C–N键9.2 亲核加成反应炔烃的亲核加成— 炔烃在一定条件下可与氢氰酸、醇、酚的发生亲核加成反应 本章重点、难点重点：亲电加成反应的历程，烯烃的加成及其在在有机合成中的应用难点：炔烃的亲核加成第十章 亲核加成反应（4学时）10.1 醛酮的亲核加成醛酮的结构与活性，羰基加成反应中的立体化学醛酮与含氧亲核试剂、含氮亲核试剂、含硫亲核试剂、含碳亲核试剂的反应 Mannich反应、Wittig反应10.2 羧酸及其衍生物的亲核加成酯的催化水解— 碱催化水解（B AC2、B AL1）、酸催化水解酯缩合反应— Claisen 缩合、Dieckmann缩合、混合酯缩合、酮酯缩合10.3 Michael 加成反应Michael加成反应的类型，反应机理Michael加成的应用—合成链状或环状的含羰基的化合物本章重点、难点重点：醛酮的亲核加成，羧酸及其衍生物的亲核加成，Michael 加成反应难点：羰基加成的立体化学，Michael加成的反应机理第十一章 氧化还原反应（3学时）11.1 氧化还原反应的典型历程氢负离子转移历程，氢原子转移历程，电子直接转移历程，加成–消去历程 11.2 氧化反应烃类的氧化，醇类的氧化，醛酮氧化，其它物质的氧化11.3 还原反应催化氢化，氢负离子还原，金属还原本章重点、难点重点：烃类的氧化，醇类的氧化，醛酮氧化，氢负离子还原，金属还原难点：氧化还原反应的历程第十二章 分子重排反应（4学时）12.1 分子重排反应的分类12.2 亲核重排碳正离子的重排— Wagner–Meerwein重排，Demyanov重排，片呐醇重排，烯丙基重排缺电子重排— Beckmann重排，Hoffmann重排，Cartius重排，Schmidt重排缺电子氧重排— Baeyer–Villig重排碳烯的重排— Wolff重排，Arndt–Eistert反应二苯羟乙酸重排12.3 亲电重排重要的亲电重排— Stevens重排，Favorskii重排，Apбyэов重排14.4 芳环上的重排反应联苯胺重排，Fries重排15.5 分子重排反应的主要应用本章重点、难点：各类分子重排反应第十三章 周环反应（4学时）13.1 周环反应的基本知识协同反应、周环反应的概念周环反应的类型及特点分子轨道的对称与反对称— 分子轨道对称守衡原理13.2 电环化反应含4个π电子的体系— 热反应→顺旋，光反应→对旋含6个π电子的体系— 热反应→对旋，光反应→顺旋13.3 环加成反应[2+2]环加成— 光反应→允许，热反应→禁阻[2+4]环加成— 热反应→允许，光反应→禁阻13.4 σ–键迁移反应氢原子参加的[1，j]迁移[3，3]迁移— Clason重排，Cope重排本章重点、难点重点：电环化反应，环加成反应，σ–键迁移反应难点：电环化反应，环加成反应的原理三、 本课程考试方法：闭卷四、 教材与主要参考书1. 高等有机化学导轮（第二版）. 汪焱刚钢主编. 华中师范大学出版社19932. 高等有机化学基础（修订本）. 荣国斌编著. 华东理工大学出版社，化学工业出版社，20023. 有机化学（第二版，上、下）. 胡宏纹主编. 高等教育出版社，1990。