高等有机化学
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《高等有机化学》课程大纲Advanced Organic Chemistry(40学时)一、课程目标1. 教学目标本课程是面向化学专业(包括有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、高分子化学及材料化学)的硕士研究生开设的一门基础课程。
高等有机化学是一门论述有机化合物的结构、反应、机理及它们之间关系的科学,对更深层次地理解和掌握有机化学起着理论指导作用。
通过本课程的学习使学生在“基础有机化学”的基础上,对一些在本科阶段教学中未能深入或来不及介绍的重要内容做专题讨论,进一步深化学生对有机化学理论的理解,对有机反应机理的认识,对立体化学知识的巩固,同时还针对有机化学领域的最新研究进展进行拓展介绍。
总之,通过比较系统、深入地介绍现代有机分子结构理论,有机化合物结构和性能之间的关系,有机反应机理及中间体结构与性质,从总体上巩固和加强学生对有机化学的认识和理解。
2. 学习目标掌握有机分子结构和反应性能的关系;掌握立体化学的基本原理,了解反应过程中的立体化学;初步掌握有机反应机理及研究方法,掌握取代基效应和线性自由能关系;掌握典型的有机反应类型和反应中间体的结构、产生和稳定性;掌握周环反应的基本类型和基本原理。
二、课程内容专题1:有机化合物的分子结构理论(12学时)第一章:共价键理论:定域键和离域键第二章:取代基效应第三章:芳香性理论第四章:比共价键弱的相互作用专题2:立体化学(10学时)第一章:分子的不对称性和旋光性第二章:外消旋体的拆分第三章:动态立体化学及不对称合成第四章:构象与构象分析专题3:有机反应机理基础知识(12学时)第一章:研究有机反应机理的方法第二章:动力学控制与热力学控制第三章:取代基效应和线性自由能关系第四章:有机酸碱第五章:有机反应中的溶剂效应第六章:碳正离子、碳负离子和自由基第七章:卡宾和苯炔专题4:周环反应(6学时)第一章:电环化反应及其理论解释第二章:σ- 键迁移反应及其理论解释第三章:环加成反应及其理论解释三、教学方式本门课程以教师讲授为主,学生课后自主讨论为辅,课堂教学采用多媒体授课形式。
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1 高等有机化学
高等有机化学是一门综合性学科,它涉及有机化合物的结构、性质、反应机理、反应性等方面的研究。
它在天然产物的化学结构和分离方法、有机合成等方面具有重要意义,为新型有机物质的开发创造了条件,如药物、农药等。
高等有机化学研究的概念有以下几个:一是研究有机物质在反应条件下发生的既定反应;二是定量和定性研究有机物质的反应;三是研究新型有机化合物的合成;四是研究有机结构的改变;五是利用物质的运动模式和定性或定量方法研究有机反应。
有机化学常用的分析化学方法有:熔点测定法、溶解度检测法、中和反应检测法、灰量分析法、红外光谱分析法、核磁共振波谱法、气相色谱法和质谱法。
它们能够有效的测定待测物质的性质,以及进行反应机制检验,有助于研究有机物质的合成路线、结构以及反应机理,可以帮助科学家们更好的理解自然界或生物界的物质的种类的复杂性。
此外,采用高等有机化学方法可以制备新型合成有机物质,如新型小分子活性物质、纳米生物物质、光子学功能等,这些有机物质可以在各个领域服务于人们,如医药、农药、食品、化妆品、非金属材料等。
总之,高等有机化学是一门重要的学科,它的研究给科学家提供了深入理解有机物质的方法并探究一些没有解决的有机物质及它们的反应机理的可能性,给这些领域的开发带来了许多希望。
高等有机化学教学大纲高等有机化学教学大纲高等有机化学是化学专业中一门重要的课程,它深入探讨了有机化合物的结构、性质和反应机理。
本文将围绕高等有机化学的教学大纲展开论述,旨在探讨如何更好地组织和实施这门课程。
一、课程概述高等有机化学是化学专业中的一门核心课程,它是有机化学基础知识的延伸和拓展。
通过这门课程,学生将进一步了解有机化合物的结构、性质和反应机理,培养独立思考和解决问题的能力。
二、课程目标1. 掌握有机化合物的命名规则和结构表示方法;2. 理解有机化合物的结构与性质之间的关系;3. 熟悉有机反应的机理和常见反应类型;4. 培养实验操作和实验数据处理的能力;5. 培养科学研究和创新能力。
三、课程内容1. 有机化合物的命名和结构表示方法:包括IUPAC命名法和常用命名法,如官能团命名法和简化命名法等。
2. 有机化合物的结构与性质:探讨有机化合物的物理性质、化学性质和反应活性与结构之间的关系。
3. 有机反应机理:重点介绍酸碱催化、亲电取代、亲核取代、消除和加成等常见有机反应的机理。
4. 有机合成方法:介绍有机合成中常用的反应和策略,如羟基化反应、氧化还原反应、取代反应和环化反应等。
5. 实验操作与数据处理:通过实验教学,培养学生的实验操作技能和实验数据处理能力,加深对课程内容的理解。
四、教学方法1. 理论授课:通过教师讲解、演示和案例分析等方式,向学生传授有机化学的基本概念和理论知识。
2. 实验教学:通过设计和实施有机化学实验,培养学生的实验操作技能和实验数据处理能力。
3. 课堂讨论:鼓励学生参与课堂讨论,促进学生之间的互动和思维碰撞,培养学生的独立思考和解决问题的能力。
4. 小组项目:组织学生进行小组项目,通过合作研究和报告撰写,培养学生的科学研究和创新能力。
五、教学评估1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况和实验报告等。
2. 期中考试:对学生对课程内容的掌握和理解进行考核。
3. 期末考试:对学生对整个课程的综合掌握进行考核。
引言概述:《高等有机化学》是一本经典的有机化学教材,深入浅出地介绍了有机化学的基本原理、反应机制和合成方法。
本文将对该书的内容进行详细阐述,涵盖化学键的构成、有机反应的类型、手性化学、杂环化合物以及天然产物的合成等五个大点。
正文内容:一、化学键的构成1. 共价键的形成: 介绍原子之间共享电子对的过程,包括共价键的形成原理和优势。
2. 极性键的特点: 讨论共价键中电子云的不均匀分布引起的分子极性,以及极性键在化学反应中的作用。
3. 多重键的构成: 解释在化学键中存在的双键和三键,以及它们与单键在反应活性和空间结构上的差异。
4. 氢键的重要性: 介绍氢键在有机分子间相互作用中的关键角色,以及它们对化学反应速率和产物稳定性的影响。
二、有机反应的类型1. 取代反应: 阐述有机分子中取代基的进攻性和离去基的活性,以及它们在取代反应中的作用机制。
2. 加成反应: 讨论有机分子中π键的活性以及它们与电子云的相互作用,解释加成反应的机理和条件选择。
3. 消失反应: 介绍一些特殊条件下的消失反应,如弱酸、弱碱环境下的甲酸脱水和光化学反应等。
4. 消除反应: 详细论述消除反应的机制和条件,包括Beta消除和酯醇消除反应。
5. 重排反应: 解释重排反应的原理和分类,涵盖环状重排、离子重排和分子重排等。
三、手性化学1. 手性物质的定义: 介绍手性分子的结构和性质,以及手性物质在自然界和实验室中的重要性。
2. 手性中心的概念: 讨论手性分子中手性中心的定义和分类,并解释手性中心对分子结构和性质的影响。
3. 手性分离技术: 详细阐述手性分离的原理和应用,包括手性层析、手性色谱和手性合成等。
4. 对映体的描述: 探讨对映体的概念和性质,以及对映体间的对称性和非对称性。
5. 映像异构体: 解释芳香化合物中手性构象的特点和性质,并阐述双键对芳香环产物手性的影响。
四、杂环化合物1. 杂环化合物的分类: 介绍杂环化合物的命名规则和结构多样性,包括融合环、连接环和阶梯环等。
高等有机化学教案(精选)高等有机化学教案篇1学问目标1、常识性介绍有机化合物的初步概念及性质上的一些共同特点,能够推断生活中的有机物;了解甲烷的存在和物理性质及其可燃性。
2、了解酒精学名、化学式、物理性质、化学性质及重要应用;辨别甲醇及乙醇性质的异同,熟悉甲醇的毒性;常识性介绍醋酸。
3、常识性介绍煤和石油既是重要的能源,又是重要的化工原料。
力量目标1、同学探究甲烷的元素组成化学式的过程中,了解科学创造的过程和方法:发觉问题寻求解决方法实施方案结果分析得出成果,培育同学的试验力量和思维力量。
2、提高同学配平化学方程式的技能。
3、培育同学的自学力量。
情感目标1、通过古代对自然气、沼气的利用,对同学进行爱国主义教育。
联系甲烷燃烧放热,说明甲烷可作重要能源以及对农村进展的重要意义。
2、通过介绍我国在酿酒造醋工艺方面的重大创造和悠久历史,对同学进行爱国主义教育。
3、树立环保意识、能源意识。
教学建议关于甲烷的教学材料分析:化学科学的进展,增进了人类对自然的熟悉,促进了社会的进展。
但某些化学现象可能影响人类的生活和社会的可持续进展,因而关心同学正确熟悉化学与社会进展的关系是非常重要的。
甲烷是继一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等含碳化合物以后又一种含碳化合物,所不同的是,甲烷属于有机物。
有机物学问的增加,是九年义务教育化学教学大纲的一个重要特点。
甲烷作为一种简洁的有机物广泛存在于日常生活中,但同学却未必留意到它的存在、它在生活中所起的重大作用,更难与化学联系在一起。
因此经过提示,极易激发同学的学习爱好。
同时甲烷的广泛存在,使同学简单收集到相关资料,使自主学习成为可能。
本节教学材料分成"有机化合物'、"甲烷'两部分,甲烷是重点,有机物的应用是选学材料。
前一部分着重介绍有机化合物的初步概念。
教学材料在列举了一氧化碳、二氧化碳等含碳化合物后,又列举了蔗糖、淀粉、蛋白质等另一类含碳化合物,使同学对这两类含碳化合物有一个初步的了解。
march高等有机化学高级有机化学(marCH)1. 概述高级有机化学是有机化学的研究领域之一,主要研究有机物质(包括碳元素和有机物质)的制备、变化和应用。
它研究有机化合物中碳和氢原子之间的关系及它们的结构和反应性质。
重点探讨有机物质的组成及其结构、稳定性及不稳定性等特性,以及其间的化学反应式。
另外,高级有机化学还探讨各种有机物质的制备方法和应用及其在工业上的使用以及有机物的模型分子的计算机模拟。
2. 历史有机化学最早起源于古希腊,古希腊历史学家毕埃希(c. 420B.C.)是第一位关于植物和动物物质分析的有机反应学家。
他认为植物和动物存在一种特殊的物质——有机物质,虽然他没有搞清楚植物和动物的真实化学性质。
随后,特罗宾海德(1573-1645)和特鲁普(1713-1794)认识到了有机物质的存在,他们将有机物质称为“实体”。
1820年,德国的安德森(1823-1907)首次以准确的方法提出了有机物质的化学结构。
此后,英国的拉乌姆(1802-1871)、法国的波曼(1827-1914)研发出了经典的有机反应命题,充实了有机反应学。
20世纪初,英国的奥尔塔(1873-1956)提出了“聚散化学”的概念,把有机化学向金属化学发展,使高级反应形式完善。
3. 范畴高级有机化学的研究范畴包括:生物化学、有机合成化学、结构有机化学、有机物质的分子特性分析、加成反应、氧化还原反应、环化反应以及芳香环的变价反应等。
(1)生物化学生物化学是高级有机化学的基本研究方向,主要探讨生物体内各种物质的构成及其代谢过程的物理及化学研究,也就是研究生物体中生物物质的形成、消失及其作用机理。
(2)有机合成化学有机合成化学是由来自自然界或其他工业制品中的有机或无机物质,通过一系列有机化学方法,设计合成新的有机化合物为主要内容的化学领域,即新的有机化合物的生产、结构的鉴定,戊烷族化合物的合成功能评价等,也包括各类有机大分子的合成,如聚合物、脂类、蛋白质、核酸、糖类、色素和有机药物等。
高等有机化学是基础有机化学的深化和提高。
物理有机化学是高等有机化学的主体,此外还包括理论有机、立体化学等方面的内容,主要论述有机化合物的结构、反应机理以及之间的关系。
高等有机化学的理论基础主要是量子化学和以此为依据的化学键理论和电子理论。
理论基础价键理论1916年Lewis提出电子配对学说(八隅体电子结构)1927年Heiter和London提出处理化学键的量子力学方法,后来经过Pauling等进一步完善。
价键法(VB法),又称为电子配对法。
基本要点:(1) 形成共价键的两个原子均具有未成对电子,并且自旋方向相反;每一对电子形成一个共价键。
(2) 原子价数:原子的未成对电子数。
(3) 共价键具有饱和性。
(4) 共价键具有方向性。
(5) 能量相近的轨道可进行杂化,形成能量相等的杂化轨道。
分子轨道理论分子轨道理论分子轨道理论:是以―形成共价键的电子是分布在整个分子之中‖的离域观点为出发点的。
价键理论:是以―形成共价键的电子只处于形成共价键两原子之间‖的定域观点为出发点的。
分子轨道即分子中价电子的运动状态,可用波函数ψ来描述。
分子轨道理论的基本要点:(1)分子轨道可以由原子轨道通过线性组合而成;(2)组合前后的轨道数守恒:即有几个原子轨道就可以组合成几个分子轨道。
(3)原子轨道组合成分子轨道遵守最大重叠原则,能量近似原则,对称性匹配原则。
(4)电子在分子轨道中的排布与原子中电子在核外排布类似。
多原子分子偶极矩是各个共价键偶极矩的矢量和。
偶极矩为零的分子是非极性分子;偶极矩不为零的分子是极性分子;偶极矩越大,分子极性越强。
键的极化度: 体积电负性成键种类外加电场分子的极性影响化合物的沸点、熔点和溶解度等。
分子的极性影响化合物的沸点、熔点和溶解度等。
取代基效应分子中的某个原子或原子团对整个分子或分子中其它部分产生的影响电子效应(Electronic effect):由于取代基的作用而导致的共有电子对沿共价键转移的结果。
高等有机化学王银叶教案高等有机化学高等有机化学高等有机化学又名物理有机和理论有机化学研究对象:有机化合物的结构以及有机化合物在反应过程中结构的变化,研究有机分子的结构和反应条件对有机化合物的物理、化学性能的影响以及化学反应历程。
它的理论基础主要是量子化学和以此为依据的化学键理论和电子理论。
通过对一般典型有机结构的性质及典型反应历程的研究,使有机合成化学家有可能运用这些理性认识来推测未知有机物极其在反应中的内在联系,从而有利于设计具有特殊性能的新化合物,考虑合成中的最好原料和最理想的合成路线等。
第一章化学成键作用和分子结构引言了解到有机分子的结构和性质才能正确地掌握化学反应,实验是实施反应和验证理论的手段,在理论指导下实践才有预期的效果。
理论联系实践,理论方有价值。
结构的知识在近代物理学方法帮助下已能比较搞精确地确定分子中各个原子(团)的空间位置,把人们的观察能力引到微观世界中去,量子化学理论进一步阐明了分于结构内在的作用力——化学键的本质。
化合价和化学键的理论是化学结构理论的核心问题。
前者解决元素的原子结合的数学问题,在有机化学中来说,就是碳为什么是四价的,后者解决原子之间凭什么力量结合的问题.具体地说,碳和碳结合的各种方式、键能、键长、键角,更重要的是电子在原子之间起着键合和这种键合作用力的奥秘。
两个问题相互联系而又有区别。
碳的四价与外层电子的数量和分布方式有关,碳的各种化学键的种类也是和它的电子结合的方式,化学键的性质有密切关系。
总之归结到一点,就是电子在化学键中的作用问题。
化学反应及其机理过去还是宏观现象的总结和推测.现在则和微观的分子结构理论联系在一起了。
“分子轨道对称守恒原理”就是把电子在分子中的运动规律解释分子起化学反应的条件和结果,把过去属于定性的结论提高到定量的水平。
所以近代有机化学必须以结构作为它的基础知识和基本理论。
动态学讲述有机物起化学反应时的结构变化、能量变化、速度问题和反应的深度和广度问题,它既有物理化学的理论又有有机反应中的规律,这是一门包括热力学、动力学、立体化学、结构化学等综合性成果的分支学科。
高等有机化学教案(精选)一、教学目标1. 理解有机化学的基本概念,掌握有机化合物的命名、结构和性质。
2. 学会有机化学反应的机理和有机合成的基本方法。
3. 掌握有机化合物的光谱分析和结构解析方法。
4. 培养学生的实验技能和科学研究能力。
二、教学内容1. 有机化学的基本概念:原子结构、共价键、分子轨道理论等。
2. 有机化合物的命名:烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、醚、酮、羧酸、酯、胺、酰胺等。
3. 有机化合物的结构和性质:立体化学、电子效应、反应活性等。
4. 有机化学反应的机理:亲核取代反应、亲电取代反应、加成反应、消除反应等。
5. 有机合成的基本方法:保护基的使用、立体选择性的控制、多步骤合成等。
6. 有机化合物的光谱分析和结构解析:紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱、质谱等。
三、教学方法1. 讲授法:讲解基本概念、反应机理和合成方法。
2. 案例分析法:分析有机化合物的结构和性质,解析有机化合物的光谱数据。
3. 实验法:进行有机合成实验,培养学生的实验技能和科学研究能力。
4. 讨论法:讨论有机化学反应的机理和有机合成的方法,培养学生的思维能力和创新能力。
四、教学安排1. 理论教学:每周4学时,共计16周。
2. 实验教学:每周2学时,共计16周。
3. 课堂讨论:每周1学时,共计16周。
五、教学评价1. 平时成绩:包括课堂表现、作业和实验报告。
2. 期中考试:考察学生对有机化学基本概念、反应机理和合成方法的理解。
3. 期末考试:考察学生的综合应用能力和科学研究能力。
六、教学资源1. 教材:《高等有机化学》。
2. 参考文献:《有机化学》、《有机合成》、《有机化学实验》等。
3. 网络资源:有机化学相关网站、学术期刊、科研论文等。
七、教学建议1. 加强学生的基础知识学习,注重理论与实践相结合。
2. 培养学生的实验技能和科学研究能力,鼓励学生进行有机合成实验。
3. 引导学生进行课堂讨论,培养学生的思维能力和创新能力。