《高等有机化学》课程教学大纲

课程名称：《高等有机化学》                               课程编号：18000014

学   时：40                                                    学    分：2.5学分

开课学期：第6学期

课程类别：学科技术基础

课程性质：必修

适用专业：应用化学

先修课程：无机化学，有机化学，物理化学

一、课程的性质与任务：

高等有机化学是在基础有机化学的基础上进一步讨论有机物的结构理论与有机反应机理，在更高层次上从理论上研究有机物结构及反应过程。着重论述有机化合物的结构、反应、机理及其之间的关系。通过有机反应原理、规律、特点、应用范围的讨论，以及对有机合成工艺路线的设计方法和选择原则的介绍，使学生在分析问题和解决实际问题能力方面获得提高，为学生今后工作或再深造打下坚实的知识基础。

二、基本要求：

要求学生能用现代化学的理论知识，认识有机化学中化学键的本质，深刻认识有机化学分子结构与物理、化学性质的内在联系和变化规律。掌握高等有机化学的基本原理、动态学原理及其有机化学的五大反应原理。掌握研究反应机理和设计合成方法。从微观电子结构层次上认识有机化学动态反应过程。通过有机化合物的结构可推测其物理性质和化学反应性质。

根据大纲要求，选用魏荣宝主编，高等教育出版社出版的《高等有机化学》作为教材，因为该教材与大纲要求基本适应。在教学方法上建议以课堂讲授为主，对理论的讲授应在使学生理解基本概念的基础上，注意结合实际例子，培养学生分析、解决问题的能力。

三、教学内容

第一章 化学键

本章内容：偶极矩、氢键、氢键在有机化学中的应用；共振论与分子轨道，共振论在有机化学中的应用，分子轨道理论简介。

本章要求：掌握偶极矩、氢键、氢键在有机化学中的应用；了解共振论与分子轨道，共振论在有机化学中的应用，分子轨道理论简介。解决难点：共振论与分子轨道，共振论在有机化学中的应用，分子轨道理论简介。

第二章 有机化学中的电子效应和空间效应

本章内容：诱导效应、共轭效应与超共轭效应、场效应、烷基的电子效应；有机化合物的空间效应、空间效应对反应活性的影响、空间效应对酸碱性的影响；利用堵位基团的空间效应进行选择性反应。

本章要求：掌握诱导效应、共轭效应与超共轭效应、场效应、烷基的电子效应、有机化合物的空间效应、空间效应对反应活性的影响、空间效应对酸碱性的影响；了解场效应的概念及其对化合物性能的影响；分子轨道理论。解决难点：空间效应对酸碱性的影响。

第三章 反应机理及研究方法

本章内容：有机反应的类型如：取代反应、加成反应、消除反应、重排反应、氧化还原反应、协同反应；研究反应机理的方法。

本章要求：掌握研究反应机理的方法；了解反应的动力学控制和热力学控制以及取代基效应对反应速度的影响。解决难点：研究反应机理的方法。

第四章 氧化与还原反应

本章内容：催化氧化、催化脱氢、二甲基亚砜氧化；氨氧化、过氧化物氧化、锰化合物氧化、四氧化锇氧化、铬酸及其衍生物氧化、硝酸氧化、次氯酸钠氧化、高碘酸氧化、N-卤代酰胺氧化、欧芬脑尔氧化；钠或钠汞齐、锌和锌汞齐、铁粉、锡或氯化亚锡、镁、金属氢化物和金属复氢化合物等作为还原剂的还原反应。

本章要求：掌握过氧化物氧化、锰化合物氧化、四氧化锇氧化、铬酸及其衍生物氧化、金属复氢化合物的还原作用；了解金属加水（醇、酸）还原醛、酮和酯为醇的反应以及金属络合物催化还原反应。解决难点：N-卤代酰胺氧化、欧芬脑尔氧化、铬酸及其衍生物氧化、钠或钠汞齐、锌和锌汞齐、铁粉、锡或氯化亚锡、镁、金属氢化物和金属复氢化合物等作为还原剂的还原反应。

第五章 有机化合物的芳香性

本章内容：芳香性、非芳香性、反芳香性、同芳香性及反同芳香性的判断；二茂铁类物质、方克酸类；关于芳香性的新概念、芳香性在有机化学中的应用；亲核取代反应、偶极矩、酸碱性。

本章要求：掌握芳香性、非芳香性、反芳香性、同芳香性及反同芳香性的判断、关于芳香性的新概念、芳香性在有机化学中的应用；了解Y芳香性和方克酸类化合物的稳定性。解决难点：芳香性在有机化学中的应用。

第六章 立体化学

本章内容：异构体的种类、构型表示法、空间张力和分子力学；有机分子的构象、绕单键旋转的构象、环己烷衍生物的构象；分子的对称性与手性、产生旋光性的原因、构型标记的特殊规定、用氧化数法弥补cahn-ingold-prclog次序规则的缺欠的建议含有手性原子的化合物、含有手性轴的化合物、含有手性面的化合物。

 本章要求：掌握异构体的种类、构型表示法、空间张力和分子力学、有机分子的构象、绕单键旋转的构象、环己烷衍生物的构象、分子的对称性与手性、产生旋光性的原因、构型标记的特殊规定、用氧化数法弥补cahn-ingold-prclog次序规则的缺欠的 建议；了解旋光异构体的性质，不对称合成、立体有择反应，对映体的拆分和手性分子的合成。解决难点：构型标记的特殊规定、用氧化数法弥补cahn-ingold-prclog次序规则的缺欠的建议。

第七章 有机活性中间体

本章内容：碳负离子的构型、碳负离子的产生、碳负离子的稳定性；碳正离子的形成、碳正离子的反应、碳正离子的结构及其稳定性；自由基的电子构型、自由基的产生、卡宾、乃春、氧宾；苯炔的结构、苯炔的生成。

 本章要求：掌握碳负离子的构型、碳负离子的产生、碳负离子的稳定性。碳正离子的形成、碳正离子的反应、碳正离子的结构及其稳定性。自由基的电子构型、自由基的产生、卡宾、乃春、氧宾。解决难点：苯炔的结构、苯炔的生成。

第八章 亲电加成反应

本章内容：碳-碳双键的亲电加成反应、亲电加成反应的历程、亲电加成反应的立体化学、亲电加成反应的活性、亲电加成反应的定向规律；炔烃的亲电加成反应、丙二烯类的亲电加成反应、共轭二烯烃的亲电加成反应；亲电加成反应在有机合成中的应用。

本章要求：掌握碳-碳双键的亲电加成反应、亲电加成反应的历程、亲电加成反应的立体化学、亲电加成反应的活性、亲电加成反应的定向规律、炔烃的亲电加成反应、共轭二烯烃的亲电加成反应；了解丙二烯类的亲电加成反应。解决难点：亲电加成反应的立体化学。

第九章 亲电取代反应

本章内容：饱和碳原子上的亲电取代反应、亲电取代反应历程、影响亲电取代反应的因素；苯环上的亲电取代反应、亲电取代反应历程、亲电取代反应的特性和相对活性；稠环芳烃的亲电取代反应、萘的亲电取代反应、其他稠环芳烃的亲电取代反应、其他芳香烃上的亲电取代反应。

本章要求：掌握饱和碳原子上的亲电取代反应、亲电取代反应历程、影响亲电取代反应的因素。苯环上的亲电取代反应、亲电取代反应历程、亲电取代反应的特性和相对活性。了解稠环芳烃的亲电取代反应、萘的亲电取代反应、其他稠环芳烃的亲电取代反应、其他芳香烃上的亲电取代反应。解决难点：亲电取代反应历程。

第十章 亲核加成反应

本章内容：碳-碳双键的亲核加成反应、氰乙基化反应、michael反应；碳-碳三键的亲核加成反应、羰基亲核加成反应、羰基加成反应的立体化学羧酸衍生物与亲核试剂的反应、反应历程、结构与活性的关系、c1aisen酯缩合及其有关反应、α，β-不饱和羰基化合物的亲核加成反应、反应历程、影响亲核加成方式的因素；金属氢化物与羰基的亲核加成反应、碳-氮重键的亲核加成反应、亚胺的亲核加成反应、腈的亲核加成反应、分子内的自催化亲核加成反应。

 本章要求：掌握碳-碳双键的亲核加成反应、氰乙基化反应、michael反应。碳-碳三键的亲核加成反应、羰基亲核加成反应、羰基加成反应的立体化学。羧酸衍生物与亲核试剂的反应、反应历程、结构与活性的关系、c1aisen酯缩合及其有关反应；了解α，β-不饱和羰基化合物的亲核加成反应、反应历程、影响亲核加成方式的因素。解决难点：影响亲核加成方式的因素。

第十一章 亲核取代反应

 本章内容：脂肪族的亲核取代反应、S_N1机理进行的亲核取代反应、S_N2机理进行的亲核取代反应、离子对机理；分子内的亲核取代反应(S_Ni)历程、影响亲核取代反应历程的因素、在有机合成中的应用；芳香环上的亲核取代反应、反应历程、影响芳环上亲核取代反应的因素。

本章要求：重点掌握亲核取代反应类型和反应机理（S_N1机理；S_N2机理；S_Ni机理）；熟悉S_N1和S_N2两种历程的反应动力学和立体化学，影响亲核取代反应速率的几种主要因素。熟悉邻基参与反应的基本概念；了解亲核取代反应中的立体化学了解邻基参与反应以及离子对机理。

解决难点：影响亲核取代反应历程的因素。

第十二章 自由基的反应

本章内容：自由基引发剂、稳定的自由基、自由基的检测；芳香胺与亚硝酸酯的反应、meerwein烯烃的芳基化反应、与溴化氢的加成反应、与卤甲烷的加成反应、过氧化物引发的芳香烃的取代反应重氮盐放氮的反应、卡宾的反应、乃春的反应。

本章要求：掌握有机自由基的特征、结构、产生和终止方法；掌握自由基反应的历程；了解自由基加成、偶联、自氧化反应的特点和基本应用；了解卡宾和乃春的反应。解决难点：卡宾的反应、乃春的反应。

第十三章 消除反应

本章内容：消除反应的历程、E1历程、E1cb历程、E2历程；消除反应的取向、saytzeff规则、hofmann规则、反saytzeff规则和hofmann规则；影响消除反应的因素及消除反应与取代反应的竞争、消除反应的立体化学热消除反应、简单的消除反应、特殊的消除反应。

本章要求：掌握β-消除反应机理：E1、E2、E1cb；影响反应机理的因素，消除反应的定向；E2反应中的立体化学。熟悉Saytzeff规则、Hofmann规则；常见的消除反应类型；了解其它消除反应。解决难点：消除反应的立体化学。

第十四章 分子重排反应

本章内容：重排反应的类型、反应步骤、反应机理。缺点子重排有碳正离子重排、Wagner-Meerwein重排、pinacol重排、碳烯重排、氮烯重排、氮正离子重排、Baeyer-Villiger重排、环氧丙烷重排。芳环上的重排反应：Fries重排、Claisen重排。

本章要求：了解重排的反应类型、掌握重排反应机理。如：Stevens重排、邻二酮重排、Sommelet重排、Wittig重排、Favorskii重排、Pummerer重排、Fritsch -Wiechell重排。了解芳环上的重排反应：联苯胺重排、N-取代苯胺重排、苯腙重排。解决难点：通过碳正离子中的1,2-迁移，掌握碳正离子重排的特点、立体化学、迁移基团的迁移性。富电子重排的机理。

四、课程习题的要求

主讲教师可根据教学实际情况留课后习题或讨论内容，作业要求按时完成，每个学期对学生的作业完成情况，助课教师要有详细记载，作为平时考察内容。

五、课程授课环节及学时分配

六、课程考核方式

期末闭卷考试，由题库抽题形成试卷。

七、教学大纲使用说明

采用多媒体授课。

八、课程教材及主要参考书

《高等有机化学》，华东理工大学出版社，荣国斌，袁履冰等编

《高等有机化学》，高等教育出版社，恽愧宏，高鸿宾，任责忠编

《高等有机化学，A卷：结构与机理；B卷：反应与合成》，人民教育出版社，(美) F. A. 凯里, R. J. 森德伯格著，夏炽中，王积涛译

《高等有机化学，上：反应机理与结构；下：反应与合成》，高等教育出版社，(美) M. B. 史密斯, J. 马奇著，陶慎熹, 赵景雯译

《高等有机化学习题集》，中国科技大学出版社，沈世瑜主编

《高等有机化学习题解答》，南开大学出版社，王永梅主编

《立体化学》，北京大学出版社，叶秀林编

制定人：吴红梅

审定人：吴红梅

批准人：张震斌

                                                       二○一七年七月