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有机化学B
第1次开课
开课时间: 2019年02月28日 ~ 2019年07月06日
学时安排: 2
当前开课已结束 已有 333 人参加
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spContent=天津大学有机化学课程,以高鸿宾主编的国家级规划教材为蓝本,由教学经验丰富的教师担任主讲,源于精品课程之积淀,秉承优秀教材之精髓,臻于理论应用之融合,蕴含人生哲理之启迪,以独特的视角、生动的描述、风趣的讲解、细致的分析,引领你感悟有机化学的博大精深,欣赏苯萘蒽菲的芳香诱人!
天津大学有机化学课程,以高鸿宾主编的国家级规划教材为蓝本,由教学经验丰富的教师担任主讲,源于精品课程之积淀,秉承优秀教材之精髓,臻于理论应用之融合,蕴含人生哲理之启迪,以独特的视角、生动的描述、风趣的讲解、细致的分析,引领你感悟有机化学的博大精深,欣赏苯萘蒽菲的芳香诱人!
—— 课程团队
课程概述

本课程是应用化学(工)、环境科学、功能材料等专业本科生的必修专业基础课,也可作为药学、生物科学等专业本科生的专业基础课,主要讲授有机化合物的组成、结构、性质及其变化规律。

通过本门课程的学习,使学生掌握有机化学的基本概念和基本理论、基本有机反应及有机化合物结构与性能之间的关系,了解常见有机化合物在化学工业生产中以及人们日常生活中的地位和作用,提高学生的认知能力,培养学生的创新能力。

有机化学(下)主要讲述醇、酚、醚、环氧化合物、醛酮、羧酸、羧酸衍生物、有机含氮化合物、杂环、有机硫磷、糖、蛋白质等各类有机化合物的结构、命名、合成、反应特点等知识;讲述有机化合物波谱分析。


授课目标

1.了解及掌握有机化学的研究范围、研究方法及基本有机化学反应。掌握和熟练运用有机化学的基本知识、基本概念及基本理论。

2. 掌握醇、酚、醚、环氧化合物、醛、酮、羧酸、羧酸衍生物、β-二羰基化合物、胺等类有机化合物的种类、结构、性质及反应特点;掌握上述有机化合物的系统命名方法及普通命名法,了解有机化合物的俗名及衍生物命名法。了解含硫、含磷、含硅有机化合物以及杂环化合物、糖类、氨基酸的种类、结构、命名、性质及反应特点。

3. 掌握醇、酚、醚、环氧化合物、醛、酮、羧酸、羧酸衍生物、β-二羰基化合物、胺等类有机化合物的反应类型,掌握不同反应类型的反应历程、能量变化及活性中间体的特征;了解及掌握反应物结构、催化剂、溶剂、温度、酸碱性等各种影响因素对有机反应的影响;熟练掌握重要有机反应及其机理;根据反应物结构及反应条件,能以反应机理方式对常见有机反应的现象及结果等进行预测及解释。

4. 掌握使用化学及物理方法对醇、酚、醚、环氧化合物、醛、酮、羧酸、羧酸衍生物、β-二羰基化合物、胺等类化合物结构进行确定的方法,能根据相关的知识对未知化合物的结构进行推断。

5. 掌握醇、酚、醚、环氧化合物、醛、酮、羧酸、羧酸衍生物、β-二羰基化合物、胺等类有机化合物合成的初步知识;掌握各类有机化合物的主要实验室合成方法,了解与掌握重要有机化合物的工业合成方法,能够比较分析各合成方法的优劣;对一些简单化合物,可以规划并设计合成路线。

6. 掌握有机化合物波谱分析。


成绩 要求

课程最终成绩满分为100分,由单元测试、作业和期末考试三部分的成绩组成,其中单元测试占20%,作业占20%,期末考试占60%。

60-84分,获得合格证书;

85-100分,获得优秀证书。

证书的形式包括免费证书(可查询验证的电子版)和认证证书(纸质版)两种,大家可在课程结束后,根据需要进行申请。


课程大纲

教学内容


第八章 有机化合物的波谱分析

1.有机化合物的结构与吸收波谱;

2.红外吸收光谱的原理、特征频率及波谱解析;

3.核磁共振的产生、化学位移、自旋偶合及裂分及图谱解析;

4.波谱解析的示例。

重点与难点:红外入核磁谱图的解析,核磁共振谱仪的原理。


第九章 醇和酚

1.醇的结构、分类(脂肪醇,不饱和醇,芳醇,伯、仲、叔醇的概念)、命名、 醇的制备方法(烯烃水合法;卤代烃水解;Grignard试剂与醛、酮的加成;醛、酮、羧


酸、羧酸酯的还原)及酚的制法(以异丙苯、芳卤化合物、芳磺酸、芳胺为原料制备);

2.醇和酚的物理性质,氢键概念,波谱性质;

3.醇和酚的反应共性(与金属的反应,成醚,成有机酸酯,氧化反应:重铬酸钾, PCC等氧化试剂,α–二醇的高碘酸氧化);

4.醇的化学反应个性(酸碱性, 盐、与氢卤酸的反应、与卤化磷的反应、与亚硫酰氯的反应、脱水反应、频哪醇重排);

5.酚的化学反应个性(弱酸性,卤化、磺化、硝化、分子内与分子间氢键、Friedel-Crafts反应、Kolbe-Schmitt反应、三氯化铁的显色反应)。

重点与难点:醇羟基氧原子的两种性——氧原子的碱性与亲核性,形成钅羊盐后的亲核取代反应。酚的制法。酚芳环上的亲电取代反应。Kolbe-Schmitt反应。


第十章 醚和环氧化合物

1.醚以及环氧化合物的结构、命名以及物理性质,波谱性质;

2.醚和环氧化合物的制备方法(醇脱水;Williamson合成法);

3.醚和环氧化合物的化学性质( 盐的生成;醚键的断裂;环氧化合物的开环方向;与格氏试剂的反应,苯基烯丙基醚的Claisen重排)。

重点难点:酸性条件下醚的开环反应及区域选择性;环氧化合物在酸性及碱性条件下的开环反应及特点。


第十一章 醛、酮和醌

1.醛、酮和醌的结构、命名,醛和酮的工业合成及制法(醇的氧化或脱氢、羧酸衍生物的还原、 烷基苯氧化、芳环上的酰基化及羧酸衍生物的还原,醇的氧化),物理


性质、波谱性质(羰基的特征吸收,醛的特征峰);

2.醛、酮的化学性质

(1)醛、酮的反应及其活性顺序、亲核加成反应机理,电子效应和空间效应对亲核加成反应活性的影响;醛、酮与水、NaHSO3、醇、HCN、金属有机试剂(格氏试剂,烷


基锂及Reformasky反应)及Wittig试剂的加成反应;与氨及其衍生物的加成缩合反应(亚胺及烯胺等);

(2)醛、酮的α氢原子的酸性、卤代反应及卤仿反应、缩合反应──羟醛缩合、Claisen-Schmidt反应、Perkin 反应及Mannich 反应);

(3)醛、酮的氧化(Tollens试剂、 Fehling试剂及其它氧化剂)、

(4)还原反应(金属氢化物,Clemmensen还原,Woff-Kishner-黄鸣龙还原法)

(5)歧化(Canizzazo)反应; 

3.α,β-不饱和醛、酮的特性(1,2-与1,4-加成反应)。

重点与难点:醛酮的制法。醛酮的亲核加成反应。醛、酮的α氢原子的酸性、卤代反应及卤仿反应、缩合反应。醛、酮的氧化反应、还原反应及歧化反应。α,β-不饱


和醛、酮的特性(1,2-与1,4-加成反应)。


第十二章 羧酸

1.羧酸的结构、分类、命名、制法(羧酸的工业合成,烃、醇及醛的氧化反应、腈的水解反应、Grignard 试剂与CO2作用、Kolbe-Schmitt合成法制备酚酸)及羧酸的物


理性质:分子间氢键;波谱性质:IR及NMR光谱学特性。

2.羧酸的酸性及影响因素──诱导效应与场效应;

3.酰卤、酯及酰胺等羧酸衍生物的生成反应,酯化反应的机理,羧基的还原反应,脱羧反应(包括Kolbe合成法),二元酸的受热反应及Blanc规则,羧酸α-卤化反应


(Hell-Volhard-Zelinsky 反应); 

4.羟基酸的制备及反应特性(酸性、受热脱水反应,交酯及内酯,及α-羟基酸的分解反应)。

重点与难点:羧酸的制法。羧酸的酸性及影响因素。羧酸酯化的反应机理。羧酸α-卤化反应。


第十三章 羧酸衍生物

1.羧酸衍生物的含义、结构、命名、波谱性质; 

2.羧酸衍生物的化学性质(酰基上亲核取代反应及其反应机理,水解,醇解,氨解,活性顺序及理论解释;还原反应,与Grignard试剂,烷基铜锂等金属有机试剂的反


应,酰胺的酸碱性,Hofmann降解反应)。

重点与难点:羧酸衍生物亲核取代反应及其反应机理,活性顺序及理论解释。Hofmann降解反应。

第十四章 β–二羰基化合物

1.β–二羰基化合物、酮–烯醇的互变异构、酮式、烯醇式、分子内氢键;

2.Claisen 酯缩合、Dieckmann 缩合;

3.三乙及丙二酸二乙酯的应用:β–酮酸酯,酮式分解; Michael 加成;取代甲基酮、环酮、二酮及取代羧酸的制备。

重点与难点:Claisen 酯缩合,三乙的合成,丙二酸二乙酯的合成。三乙及丙二酸二乙酯的应用。三乙及丙二酸二乙酯的应用。


第十五章 胺

1.胺的结构、伯、仲、叔胺的分类、命名,制备方法(氨和胺的烃基化、腈和酰胺的还原、醛和酮的还原氨化、从酰胺的降解制备、Gabriel 合成法、硝基化合物的还


原); 波谱特性;

2.胺、季铵盐与季铵碱的化学性质(碱性、烃基化、酰基化及Hinsberg反应、与亚硝酸反应;

3.季铵盐与季铵碱,季铵碱的受热分解及Hoffman规则,反式消除

4.掌握重氮化反应及重氮盐在合成上的应用(失去氮的反应:被氢原子取代,被羟基取代,被卤原子取代(Sandermyer反应,Gattermann反应,Schiemann反应),被氰


基取代;保留氮的反应:偶合反应。

重点与难点:胺的结构、伯、仲、叔胺的分类、命名,制备方法。胺的化学反应。季铵盐和季铵碱的生成,Hoffmann消除反应。伯胺的重氮化反应及在合成中的应用。


第十六章 含硫、含磷和含硅有机化合物

自学


第十七章 杂环化合物

1.杂环化合物的分类、命名和结构; 

2.五元杂环化合物(呋喃、噻吩、吡咯)、六元杂环化合物(吡啶)、喹啉和异喹啉的化学性质。

自学


第十八章 类脂类

自学

第十九章 糖类

1.掌握葡萄糖的结构、了解Haworth 式,掌握单糖的构象;

2.了解单糖的化学性质;

3.了解二糖。

自学


第二十章 氨基酸、蛋白质和核酸

1.掌握氨基酸的结构、命名和制法;

2.掌握氨基酸的性质;

3.了解多肽、蛋白质、核酸的组成。

自学


学时分配

教学内容 授课 实验 自学 课程设计 大作业 其他

第八章 有机化合物的波谱分析 4      

第九章 醇和酚 5      

第十章 醚和环氧化合物 3      

第十一章 醛、酮和醌 6      

第十二章 羧酸 2

第十三章 羧酸衍生物 2

第十四章 β-二羰基化合物 3

第十五章 5      

第十七章 杂环化合物 2

总计: 32


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预备知识

前导课程要求有无机化学上的基础和有机化学(上)。

开始学习前,学生应掌握以下相关内容的知识:

  1. 原子轨道,分子轨道,离子键与共价键,以及电子离域的相关知识;

  2. 原子的电负性,化学键的极性及极化的相关知识;

  3. 酸碱理论,Bronsted酸碱,酸碱的标度,以及酸碱的平衡等知识;

  4. 化学热力学与动力学的基本知识。

  5. 掌握氧、硫、氮以及卤素等元素及相关化合物的基本知识。

  6. 学习烷烃、烯烃、二烯烃、芳烃和卤代烃的结构、性质等相关知识;

  7. 要求学生掌握亲电加成反应、亲电取代反应、亲核加成反应、消除反应的相关知识。


参考资料

教材:

《有机化学》第五版,张文勤等主编,高教出版社,2014

Solomons T W G, Fryhle C B.Organic Chemistry, 10th ed.Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2011.

Carey F A, Giuliano R M.Organic Chemistry, 8th ed.New York: McGraw-Hill, 2010.

McMurry J.Organic Chemistry, 7th ed.Belmont: Brooks/Cole Publishing Company, 2008.

Vollhardt P C, Schore N E.Organic Chemistry: Structure and Function, 4th ed.

戴立信, 席振峰, 王梅祥等译.有机化学: 结构与功能.北京: 化学工业出版社, 2006.

邢其毅, 裴伟伟, 徐瑞秋等.基础有机化学, 第3版.北京: 高等教育出版社, 2005.


天津大学
1 位授课老师
赵温涛

赵温涛

副教授

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