复旦大学化学系高翔老师课程教案有机化学(上)
有机化学实验全套教学课件
考核办法
➢ 笔试占30%，笔试不过，有机化学实验成 绩不过。
➢ 总成绩：30%笔试+20%出勤+20%操作 +30%实验报告
有机实验项目顺序
环己烯的制备 P83 1-溴丁烷的制备 P89 苯甲酸的制备及提纯 P108 乙酰苯胺的制备及提纯 P116 肉桂酸的制备 P145 正丁醚的制备 P101
➢药品不要沾在皮肤上，尤其是极毒的药品。实验完 毕后应立即洗手。称量任何药品都应使用工具，不得 用手直接接触。
实验室安全须知
中毒预防：
➢使用和处理有毒或腐蚀性物质时，应在通风柜中进 行，并戴上防护用品，尽可能避免有机物蒸气扩散在 实验室内。 ➢对沾染过有毒物质的仪器和用具，实验完毕应立即 采取适当方法处理以破坏或消除其毒性。 ➢不要在实验室进食、饮水，食物在实验室易沾染有 毒的化学物质。
仪器的领取与维护
➢每人在第一次上课时在准备室领取一套玻璃仪器，领取 后应按清单点数并洗净，不够需到准备室补齐。 ➢实验过程中应小心使用玻璃仪器，若发生仪器损坏，应 及时到准备室报告并领取新仪器，同时承担部分费用。 ➢每次实验后应将自己的所有玻璃仪器收好保存在柜中。 ➢所有课程结束后，清点仪器交还回准备室，缺损的需补 齐，并体
用于油类、有机溶剂、精密仪器、高压电气 设备。
二氧化碳 灭火器
液态CO2
用于电器设备失火及忌水的物质及有机物着 火。注意喷出的二氧化碳使温度骤降，手若 握在喇叭筒上易被冻伤。
NaHCO3等盐 用于油类、电器设备、可燃气体及遇水燃烧 干粉灭火器 类与适宜的润 等物质着火。
滑剂和防潮剂
实验室安全须知
爆炸预防：
➢常压操作加热反应时，切勿在封闭系统内进行。在 反应进行时，必须经常检查仪器装置的各部分有无堵 塞现象。 ➢减压蒸馏时，不得使用机械强度不大的仪器（如锥 形瓶、平底烧瓶、薄壁试管等）。必要时，要戴上防 护面罩或防护眼镜。
复旦大学有机化学
甲烷与其它卤素的反应
CH 4
+
X2
hv or ∆
CH 3 X CHX 3
+ +
CH 2 X 2 + CX 4
+ +
HX
CH 4 （ 过 量 ） + CH 4
+
X2
hv or ∆ hv or ∆
CH 3 X CX 4
+
HX HX
X 2（ 过 量 ）
反应速率: 反应速率: F2 > Cl2 > Br2 > I2 （不反应） 不反应） F2 ：反应过分剧烈、较难控制 反应过分剧烈、 Cl2 ：正常（常温下可发生反应） 正常（常温下可发生反应） Br2 ：稍慢（加热下可发生反应） 稍慢（加热下可发生反应） 主要讨论的内容
甲烷的氯代 甲烷的氯代反应过程分析 氯代反应过程分析
CH4
n CH4 n Cl2
hv or ∆
Cl Cl Cl2
接下页
氯自由基
Cl Cl Cl + Cl
Cl + H CH3
甲基自由基
Cl H + CH3
DH = 242.7 kJ/mol
易 发生
Cl + Cl
有 效碰撞（产生新的自由基）
Cl
Cl
H
CH3
氯代和溴代反应速率的差别 ——决速步骤速率的差别 ——决速步骤速率的差别
X Cl Br + H CH3 X H + CH3
∆H(反应热) Ea(活化能) (
+ 7.5 kJ/mol +73.2 kJ/mol
δ Br
439.3 kJ/mol
复旦大学 化学系 高翔老师 课件 有机化学(上)第三章-3
OH
H
复习 2: 外消旋体和内消旋体
COOH H HO OH H COOH
COOH
COOH H H OH OH COOH
＋
HO H
H OH COOH
50％ ％ 外消旋体 （±）酒石酸
50％ ％ 内消旋体 meso− meso−酒石酸
旋光纯、外消旋体和内消旋体性质的比较 旋光纯、
若为机理 a —— 产物应无旋光性 产物应无
CH3 H ClH2C CH2CH3 Cl Cl CH3
Cl
−Cl
外消旋体
ClH2C
CH2CH3 Cl Cl
若为机理 b —— 产物仍应有旋光性 产物仍应有
CH3 H ClH2C Cl δ H ClH2C CH3 C δ Cl −H H3CH2C CH3 C Cl CH2Cl
手性助剂
手性底物
O H2O H+ H H2N OMe
Me H +
Ph
回收,可重复使用
选择性地生成对映异构体 选择性地生成对映异构体 例 1： ：
Me
1.
BH2
Me H H OH
Me
+
2. H2O2, NaOH
H H HO
前手性分子 (prochiral)
手性试剂 (S, S) 主 要产物 e. e.=72% (R, R)
H
前手性分子
e.e. = 96 %
手性试剂(催化剂) 手性试剂(催化剂)控制选择性
R,R-DIPAMP 手性双膦配体 H3CO
P
P
OCH3
The Nobel Prize in Chemistry 2001
有机化学大纲(应用化学专业)
《有机化学》课程教学大纲Orgonic Chemistry适用于四年制本科应用化学专业学分：6 理论学时：64一、课程的性质、任务和要求《有机化学》课程是应用化学专业的一门必修专业基础课。
本课程共64学时，4学分。
考试课。
有机化学课程的主要任务是：使学生通过本大纲所规定的全部教学内容的学习，较熟练地掌握有机化合物的基本性质、分类、命名、反应类型及机理、制备方法、鉴别和有几化合物之间相互转化的基本规律；培养学生初步具有选择有机化合物合成方法的能力及基本知识和理论，为工业分析与检验学科其他后续课程（高分子化学与物理、复合材料学和复合材料聚合物基体等）打下牢固基础。
同时授予学生特有的思维、推理方法，提高学生分析问题和解决问题的能力。
学习本课程后，要求学生应达到要求：1. 熟练掌握各类有机化合物的分类和命名。
2. 熟练掌握各类有机化合物的结构及其官能团的特征。
3. 掌握有机化合物的物理性质、化学性质以及鉴别方法。
4. 掌握各类主要有机化合物合成的主要方法。
5. 掌握某些重要的反应规则及反应历程。
6. 了解各类化合物在一定条件下相互转化的规律。
二、本课程与其它课程的关系、主要参考教材先修课程：无机化学、分析化学等教材名称：《有机化学》付建龙、李红主编化学工业出版社 2009.9年。
参考资料：《有机化学》天津大学编高等教育出版社。
《有机化学》高鸿宾编化学工业出版社（第三版）。
三、课程内容第一章绪论主要内容：有机化学和有机化合物的定义、有机化合物的特点、有机化合物结构理论、有机化合物的分类及研究方法。
第二章烷烃主要内容：烷烃的通式、同系列、同系物、烷烃的命名、烷烃的结构、烷烃的化学性质、杂化轨道理论、碳原子类型、氢原子类型及烷烃的应用。
重点与难点：杂化轨道理论第三章烯烃和二烯烃主要内容：烯烃及二烯烃的命名、异构现象、烯烃的结构、烯烃的物理性质及化学性质、烯烃的制备及用途、亲电加成及加成规则、诱导效应及共轭效应。
高中必修化学有机部分教案
高中必修化学有机部分教案教学目标：1. 理解有机化学的基本概念和特点；2. 掌握有机化合物的命名规则和分类方法；3. 了解有机反应的基本机理和常见反应类型；4. 能够预测和解释有机反应的产物。
教学内容：第一课：有机化学的基本概念1. 有机化学与无机化学的区别；2. 有机分子的结构特点；3. 有机分子的功能团及其化学性质。
第二课：有机化合物的命名1. 碳原子的数目和排列对有机化合物的命名规则的影响；2. 碳原子的连接方式和功能团对有机化合物的命名规则的影响；3. 常见有机化合物的常用命名法和IUPAC命名法。
第三课：有机化合物的分类1. 饱和烃、不饱和烃、芳香烃的分类和结构特点；2. 醇、醛、酮、酸、酯等有机官能团的分类和特点。
第四课：有机反应机理1. 有机反应的基本类型：加成反应、消除反应、置换反应等；2. 有机反应的机理：亲核反应、电子亲合反应等；3. 有机反应的速率常数和反应活化能。
第五课：有机反应的应用1. 酸碱催化剂在有机反应中的作用；2. 有机反应在日常生活和工业生产中的应用；3. 有机反应在药物合成和生物学中的重要性。
教学活动：1. 小组讨论：分析有机分子的结构与命名规则；2. 实验操作：观察有机反应的产物；3. 学生实践答题：预测有机反应的产物；4. 课堂讲解：介绍有机反应的应用。
评价方式：1. 参与课堂讨论和实验的表现；2. 课后作业的完成情况；3. 期中考试和期末考试的成绩。
教学参考资料：1. 《高中化学必修一》教材；2. 《有机化学导论》教辅书籍；3. 有机化学相关实验教材和资料。
4、《有机化学实验》实验教学大纲
《有机化学实验》实验教学大纲一、课程信息课程代码：09130006课程中文名称：有机化学实验课程英文名称：Organic Experiments课程类别：实践教学性课程必修课程实验课总学时：课程总学时：54 课程总学分：1.5 实验课总学时：54适用专业：化学工程与工艺专业、环境工程专业开课学院：化学化工学院二、课程的性质和任务课程性质：《有机化学实验》是化学学院各专业的本科生必修的一门独立的基础实验课。
它是有机化学的重要组成部分。
其教学的任务，不仅是让学生验证、巩固和加深课堂所学的基础理论知识，更重要的是培养学生的实验操作能力、综合分析问题和解决问题的能力以及学生自主设计实验的能力。
使学生养成严肃认真、实事求是的科学态度和严谨的工作作风。
课程任务：1.使学生通过实验的第一手材料来学习有机化学，加深对课堂上所学有机化学的基本理论和反应的理解，增强运用所学理论解决实际问题的能力；2.使学生掌握合成实验的基本操作技能，学会正确选择有机化合物的合成、分离提纯及分析鉴定的方法；3.培养学生严谨的科学态度和良好的科学素养，养成良好的实验室工作习惯，使学生初步具有独立进行实验的能力，为后续课程的学习及研究工作的开展和参加实际工作奠定良好的基础。
4.训练学生掌握基本操作技能是合成实验课的主要目的之一，是必须在实验课教学中切实加强的重要环节。
要注意在有关的实验中反复训练，使学生能够正确掌握，达到熟练和运用自如。
三、实验项目名称和学时分配四、实验课基本要求、重点、难点实验一实验室安全教育，有机实验基本操作，基本要求：掌握有机化学实验预习、仪器领取、操作、记录、实验报告及实验室安全等方面的要求；熟悉有机化学实验常用玻璃仪器的类别；掌握仪器的洗涤、磨口仪器的使用与保护；掌握塞子的钻孔和简单的玻璃工操作；重难点：认清有机实验中常用的玻璃仪器，掌握塞子钻孔的方法，玻璃管的截断和弯曲方法。
熔点管的拉制、玻璃管插入塞子的方法。
复旦大学 化学系 高翔老师 课件 有机化学(上)第五章-2
Cl H2O
H2C CH2 Br Br
H H2C CH2
OH2 Br
H2C CH2 OH Br
用环正离子机理解释反应的立体选择性
➢ 环己烯加溴的立体化学
Br Br
Br
H Br +
H Br
H
Br H
SN2，背面进攻
➢ 烯烃与X2 / H2O或X2 / HO－反应的立体化学
Br H H Br
CC +
H H OR
O
H
HO C R
CC
醚
H OR
CC
酯
H OCR
O
烯烃与X2的加成
CC
+XX
CCl4
CC
XX (X ＝ Cl， Br)
➢ 加X2的立体化学：反式加成为主
Br2 / CCl4 3 oC
Br H + H Br
H Br
Br H
73 - 86 %
立体有择反应，立体选择性：Br2 > Cl2
OH X
X2
R CH CH2 H2O
b-卤代醇
O R CH CH2
取代环氧乙烷
R CH CH2
H R'COOH OCOR'
H2O H
HOR' H
OH R CH CH3
醇
OR' R CH CH3
醚
R CH CH3
酯
5. 亲电加成反应机理 (I)—— 经碳正离子的加成机理
① 与HX的加成机理
CC
+ HX
机理：
双键为电子供体 （有亲核性或碱性）
CC HX
碳正离子中间体
复旦大学 化学系 高翔老师 课件 有机化学(上)第七章-2
NH
NH2
例 3：
NH2 NO2 （纯产物）
合成方法：先保护对位 合成方法：
NH2 Cl O C NH CH3 O C CH3 NH O C CH3
发烟 H2SO4
Et3N（碱） （ O C CH3 NO2 SO3H NH2 H2O H+ SO3H NO2
热力学稳 定产物
NH HNO3 H2SO4,
+
E
反应 进 程
共轭吸电子效应的影响
NO2 NO2 E E + E + E NO2 NO2
例：
中间体稳定性分析： 中间体稳定性分析： 分析
主要产物
•邻位、对位取代 邻位、
NO2 E NO2 E H NO2 E H NO2 E H －H+ NO2 E
不稳定
NO2 NO2 NO2 NO2 －H+ NO2
邻对位致活基
O
O CH
NO2
SO3H
COH
Br
F
R
OR
NH2
Reactivity
O
O COR
O
NR3
CF3 CCl3
C
N
CR
I
Cl
H
Ar
NH C R
OH
O NR2 NHR
O OC R
强致钝
中致钝弱致钝弱致活中致活强致活取代基对反应的影响的其它例子
OH Br2 H2O Br NR2 PhN2Cl PH=5 O R C Cl AlCl3 NR2 HNO3 H2SO4 NHR2 R2N O C N N Ph O R C Cl AlCl3 NHR2 Br OH Br
第七章
主要内容
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一个完整苯环
二个完整苯环
一个完整苯环
• 有四种不等性C－C键，其中C1－C2双键性质最明显（键最短） • 只有一个环始终保持芳香性（说明另一环较为活泼）
➢ 反应特点
氧化反应 对比：
•性质比苯活泼 •通常反应发生在一个环上
CrO3 / HOAc 25oC
CrO3 / HOAc 25oC
O
HO3S
SO3H NH2
SO3H
H2O
? （去除一个磺酸基）
H2SO4
5. 萘环的氧化
V2O5 , 空气 400－500oC
CrO3 / HOAc 25oC
• 有烷基取代时
CH3 CrO3 / HOAc 25oC
O
O
邻苯二甲酸酐
O O
1, 4－萘醌
O
O
CH3 氧化负电荷密 度较大的环
O
• 存在其它基团时的氧化选择性
Br2
K2Cr2O7 / H2SO4 或 CrO3 / HOAc
H2, Cu－Cr
Br
Br Br
亲电取代 （芳香性）
加成、氧化 （烯烃性质）
O O
氧化 还原
六．稠环体系合成法
1. Haworth萘合成法
•合成思路
•合成路线
O O
O
AlCl3
脱氢 (芳构化)
O HOOC
Clemmenson 还原
Zn(Hg) HCl
HCl
Se 或 Pd
七．非苯芳烃及性质简介
1. 环戊二烯负离子
平面，6个电子
•特点：能发生亲电取代反应（有芳香性）
KOH FeCl2 Fe
二茂铁
Ac2O AlCl3
2 H2SO4 HOAc
O CCH3 Fe
SO3H Fe
SO3H
2. 环庚三烯正离子
•平面，6个电子 •有7个等价共振式（请写一下）
O CH3 C
+
3 ：1
O C
CH3
•萘的Friedel-Crafts烷基化用处不大
RX AlCl3
易生成多取代副产物
O C
CH3
4. 取代基对反应取向的影响
① 位有给电子基
G
G
E
+
例：
E
活化的环 主要产物
OH
OH
HNO3
H2SO4
NO2
主要产物
G E
次要产物
试从反应中间 体稳定性解释 反应取向
② 位有给电子基
G
E
例：
活化的环
E G or
动力学控制产物
G
E
热力学控制产物
40oC
SO3H CH2CH3
CH2CH3 + H2SO4
140oC
HO3S
主要
CH2CH3
主要
③ 位有吸电子基
W
E
例：
钝化的环
NO2
HNO3
H2SO4
W E
+
主要产物
NO2 NO2 +
产率
45%
W
E
次要产物
NO2
第七章 苯和芳香烃（3）
主要内容
多环芳烃的类型， 多苯代脂烃和联苯类的制备和性质 萘的结构，萘环上的亲电取代反应，取代基对反应取向
的 影响，萘环上的氧化还原 蒽和菲的性质（芳香性和烯烃性质） Haworth萘合成法，蒽和菲的制备 几个非苯芳烃及性质简介
一．多环芳烃的类型
多环芳烃
1. 多苯代脂烃
NO2
2
I
2. 联苯的构象
45o
Cu
NO2 Cu
O2N
CO2H NO2
X = I, Br, Cl NO2 CO2H
邻位H之间有位阻 旋转受阻
NO2 CO2H
CO2H NO2
邻位四取代联苯有手性
3. 亲电取代反应
O2N
HNO3 / Ac2O
HNO3 / H2SO4
Br2 / Fe
OO O AlCl3
NH2 强氧化剂
COOH
, COOH
NO2 强氧化剂
NO2 HOOC
HOOC
• 提示:
[O] CH3
可行方法：
O C
CH3
X2 / NaOH
COOH
为什么？ -萘甲酸
COOH + HCX3
卤仿反应（第9.11节）
6. 萘环的还原
H2 / Ni
H2 / Ni
加压，加热
高压，高温 1, 2, 3, 4－四氢萘
O O
O
AlCl3
O HOOC
Zn(Hg) HCl
HOOC
PPA
(1) CH3MgI
H+
(2) H2O
O
HO CH3
CH3
Se 或 Pd
CH3
－甲基萘
➢扩展 II：制备－取代萘
O
O
O
O
H3C
AlCl3
H3C HOOC
Zn(Hg) HCl H3C
HOOC
PPA
H3C
O
Zn(Hg)
HCl
H3C
Se 或
O
不反应
亲电取代
Br2
HOAc Br
➢ 萘的共振能分析
共振能 150.7 kJ/mol
255 kJ/mol （小于苯共振能的二倍）
在一个环 上反应
－104 kJ/mol
产物或中间体 保留一个苯环
~ 150 kJ/mol
损失的共振 能小于单个 苯环的反应
2. 萘环上的亲电取代反应
+E
E E
or
－取代
十氢萘 （cis + trans）
Na / C2H5OH
NaOC2H5（碱）
回流 (78oC)
1, 4－二氢萘
（异构化） 机理？ 1, 2－二氢萘
Na / 异戊醇 回流 (132oC)
苯在类似条件下不被还原
Na / NH3(液)
C2H5OH Birch还原
Na / NH3(液)
1, 4－二氢萘
C2H5OH
Ph
C
Ph
Ph
Ph
C
Ph
Ph
Ph
C
Ph
Ph
三者均较稳定 为什么？
• 三苯甲基自由基的二聚
无 O2
二聚
Ph3C
Ph
2 Ph3CCl + 2 Ag
2 Ph3C
自由基偶联
H
Ph
机理
Ph3C CPh3 （位阻较大）
Ph3C
C Ph
Ph
自由基向苯环的加成
Ph3C
Ph
H
Ph
三．联苯类多环芳烃
1. 制备
2
X
Ullmann反应
9
10
在 9、10位 反应（保留 二个苯环）
Na,乙醇
O O O
K2Cr2O7 / H2SO4 或 CrO3 / HOAc 或 HNO3
H Br H Br
1, 4－加成 还原
O O O O
O
蒽醌
Diels-Alder 反应
氧化
2. 菲的化学反应
Br2 / Fe
10 9
在 9、10位 反应（保留 二个苯环）
Pd
H3C
－甲基萘
2. 蒽的合成
方法 1：
O O
O
AlCl3
O HOOC
O
方法 2：
Zn(Hg) HCl
Cl + Cl
Zn(Hg) HCl
HOOC
PPA
Se 或 Pd
AlCl3
Se 或 Pd
3. 菲的合成
O O
O
AlCl3
O COOH Zn(Hg) HCl
取代在位或位
COOH
PPA
Zn(Hg) O
－取代
规律： • 一般为－取代（动力学控制产物） • E 体积较大时为 －取代（热力学控制产物）
HE E
E与8位H有排斥力
位阻较小
➢由机理分析反应的取向
取代在-位
EH
EH
EH
EH
EH
E
取代在-位
E
E
H
H
E H
E
E
H
H
中间体较稳定 有二个稳定的共振式（哪二个？）
中间体较不稳定 只有一个稳定的共振式
3. 萘环上的各类亲电取代反应
磺化反应是可逆的
SO3H 快
势 SO3H 能
慢
+ H2SO4
思考题: 那种萘磺酸易 发生去磺酸基反应？
SO3H
15~16% 85~93%
SO3H SO3H
反应进程
③ Friedel-Crafts酰基化反应（取向受试剂影响）
O + H3C C Cl
AlCl3 CS2, -15oC
AlCl3 PhNO2, 200oC
3' 4'
5'
2'
23
1'
1
CH2
4
6'
65
二苯甲烷
4'
5'
3'
6'
2'
1'
2" 1"
2 3
3" 1
4"
5" 6"
6
4 5
三苯甲烷
3' 4'
5'
2'
23