四川大学华西药学院《有机化学(II)1,2》教学大纲_四川大学药学院药理学
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《有机化学(II)-1,2》(药物化学专业)教学大纲
一、课程基本信息
课程名称(中、英文): 有机化学 Ⅱ-1[Organic Chemistry Ⅱ-1]
有机化学 Ⅱ-2[Organic Chemistry Ⅱ-2]
课程号(代码): 20321040,20321130
课程类别 : 类级平台课程,必修课
学时:64+48
学分:4+3
先修课程 :《无机化学》、《分析化学》
基本面向 : 药物化学专业
二、教学目的及要求
有机化学与药学渊源深厚。该课程要求药物化学专业的学生系统地、扎实地掌握有机化学的基本理论和基本规律,为后续课程的学习以及继续深造,为将来利用有机化学,服务药学奠定坚实的基础。通过有机化学的教学,把有机化学与药学紧密结合起来,进一步加强对学生解决问题、分析问题和提出问题的能力培养。
在学习该课程时学生要着重掌握各类有机化合物的结构、命名、物理性质、光谱性质、常用制备方法和用途。紧紧抓住结构与性能的关系,深入理解各类有机化合物的典型反应的规律,机理,立体化学。
三、教学内容前言(4学时)
基本要求:
一、了解有机化学的发展史、主要任务和学习方法;
二、了解有机化合物的基本特点、分类和反应类型;
三、了解共价健的本质,掌握共价健的属性,熟悉利用键能数据推算反应的焓变;
四、掌握下述名词术语:有机化学;同分异构现象;分子间作用力; Van der walls 力;官能团
1-1 有机化学的由来和发展
1-2 有机化合物的特点:分子结构和组成(同分异构现象,结构的表示方法);理化性质
1-3 共价键的键参数:键能、键长、键角;键的极性与诱导效应;键的可极化性
1-4 共价键的断裂方式与有机反应的类型
1-5 有机化合物的分类
1-6 学习有机化学的目的和学习方法烷烃和环烷烃(6学时)
基本要求:
一、了解烷烃的物理性质,掌握烷烃的命名规则。
二、掌握构象的表示方法和典型的构象 ap, sp, sc, ac 的稳定性分析;
三、了解饱和碳原子的 sp 3 杂化轨道与烷基自由基的 sp 2 杂化轨道的形成与构型;
四、着重掌握烷烃的自由基取代反应(卤代反应)的基本规律(区域选择性)和反应机理(自由基反应),五、弄清下列概念:同系列与同分异构;构造异构与链异构; T.S 与活泼中间体;扭转张力与 Van der Walls 张力; Newman 投影式与透视式;活性与选择性; Baeyer 张力;船式与椅式构象
2-1 烷烃的同系列与同分异构现象(键异构)
2-2 烷烃和命名:习惯命名;系统命名(采用 1980 年中国化学会有机化学命名原则)衍生物命名与俗名
2-3 烷烃的结构: CH 4 的正四面体结构与 sp 3 杂化轨道;烷烃的构象
2-4 烷烃的物理性质
2-5 烷烃的反应:烷烃的卤代反应(CH 4 的氯代反应及自由基反应历程);卤代反应中卤素的活性与选择性;氧化反应(燃烧与部分氧化);热裂反应
2-6 烷烃自由基的立体化学(sp 2 杂化)
2-7 环烷烃的分类、异构与命名
2-8 环烷烃的物理性质
2-9 环烷烃的化学反应
2-10 拜尔张力学说与近代观点
2-11 环烷烃的构象(环丙烷、环己烷及其衍生物、十氢萘)立体化学消去的历程(E1,E2,E1cb)影响因素;定向规律
六.卤代烷与金属的反应:格氏试剂及其反应;类格氏试剂及其反应
七.卤代烃的还原
八.多卤代烃与 απ、σ-P)
6-7 共轭二烯烃的反应:与 H 2 和 HX 的反应(动力学和热力学控制反应)加 H 2 ;游离基加成反应; Diels-Alder 反应;聚合反应
6-8 共轭二烯烃的制备芳烃(8学时)
基本要求:
一、掌握苯系芳烃的亲电取代反应类型(卤代;硝化;磺化;付一克烷化与酰化)、历程和定位规则,能充分利用电子效应和共振论来解释其规律;
二、掌握侧链上的氧化与卤代反应规律,了解芳环被催化氢化,催化氧化,Birch 还原的规律;
三、掌握萘及一取代萘的亲电取代反应和蒽、菲的特性;
四、掌握 Huckel 规律与芳香性判断;
五、掌握下述概念和人名反应:共振论和 Kekule 结构;活化基与钝化基;邻对位定位基与间位定位基;同位素效应;空间效应; Friedel-Crafts 烷化和酰化; Clemensen 还原; Haworth 合成法
7-1 芳烃的分类和命名
7-2 苯的结构:苯的特性与 Kekule 结构;苯结构的描述(MO 和共振论)
7-3 苯系芳烃的亲电取代反应的反应历程:卤代;硝化;磺化;付一克烷化与酰化
7-4 芳环上的亲电取代反应的定位规则及其应用:定位规律及理论解释;苯二元取代物再取代的定位规律;定位规律的应用
7-5 氧化(苯环上氧化,侧链氧化)
7-6 游离基反应(环的加成,侧链卤代)
7-7 萘的结构与衍生物的命名
7-8 萘的化学反应;亲电取代(定位规则);氧化与还原
7-9 蒽、菲的特性
7-10 致癌烃
7-11 非苯芳烃:芳香性的条件(Huckel 规则);几个典型碳环非苯芳香族化合物(环丙烯正离子,环戊二烯负离子,环庚三烯正离子,篮烃,杯烯、轮烯)醇、醚(6学时)
基本要求:
一、了解醇、醚的结构的共性、命名与物理性质及一些主要合成法;
二、掌握醇的亲核取代反应和消去反应的规律,了解醇氧化和掌握邻二醇的特性;
三、掌握不对称醚的醚键断裂规律和酸碱作用下的环醚开环规律;
四、弄清下述试剂与反应的体质: Lucas 试剂; Sarett 试剂; Oppenmer 氧化法; Williamenson 醚合成; Pinacol 重排; Wagner-meerwein 重排; Fries 重排
8-1 醇的分类和命名
8-2 醇的结构与物理性质
8-3 醇的化学性质:酸性、碱性、亲核性(与 R-X 反应,与 ROH 反应,与 RCOOH 反应,与 TsCl 和无机酰卤反应,与 CS 2 反应)与无机酸反应;消去反应;醇的氧化
8-4 邻二醇的特性(氧化与重排)
8-5 醇的制备
8-7 醚(分类,命名,反应,制备)
8-8 硫醇和硫醚:命名;物理性质;化学性质醛、酮(8学时)
基本要求:
一、重点掌握羧基上的各种亲核加成反应的规律及历程,注意 Cram 规则的立体化学问题;
二、掌握醛、酮的 α-H 的反应历程;
三、了解插烯原理,掌握 α、β烯醇互变,卤代与卤仿反应,aldol 反应;
9-4 醛酮的氧化与还原:醛酮的一般氧化,Baeyer-Villiger 氧化和 Riley 氧化; Cannizzaro 反应;还原成醇(催化氢化和金属氢化物和金属还原);还原成烃基(Clemensen 还原,Wolff-Kisher-黄鸣龙还原)
9-5 醛、酮、的制备
9-6 不饱和醛、酮(插烯原理与共轭加成)酚、醌(4学时)
基本要求:
一、掌握酚的结构、反应和制备方法;
二、掌握醌的结构特征和对体醌的基本反应;
三、弄清 Reimer-Tiemann 反应; Kolbe 反应;
10-1 酚的结构和命名
10-2 酚的化学反应(酸性,氧上的烷化与酰化,显色反应,芳环上的反氧化与还原,10-3 酚的制备(磺化法、氯苯水解法、异丙苯法等)
10-4 醌的分类与命名
10-5 对苯醌的反应
10-6 醌的制备羧酸及取代羧酸(6学时)
基本要求:
一、重点掌握羧酸羰基碳上的亲核取代反应,熟悉 取代羧酸 的特性;
二、了解羧酸的结构对酸性的影响,羧酸的脱酸与还原反应,羧酸的 α-H 的反应;
三、适当的掌握卤代酸、酚酸、醇酸的特有反应。
11-1 羧酸的分类与命名;羧酸的结构与性能
11-2 羧酸的反应:羧基中氢的反应(酸性、影响酸性的结构因素);羰基碳上的反应(酯化反应、酰卤的形成、酰胺的形成,贝克曼重排、酸酐的生成);脱羧反应;羧酸的还原反应(有机金属化合物反应);羧酸的 α-H 的反应(Hell-Volhavd-Zelinsky 反应)
11-3 羧酸的制备
11-4 取代酸:卤代酸和卤代酸酯的特性(Darzen 反应,Reformatsky 反应);醇酸特性;酚酸的性质与制备方法;羰基酸的特性羧酸衍生物(6学时)
基本要求:掌握酯和羧酸的 α-H 的反应,了解酯的热消去反应和酰胺的一些特殊反应;熟悉 β酮酸酯及其类似物的互变异构现象及其影响因素;掌握 Perkinr 反应; Claisen 缩合; Hofmann 降解; Darzen 反应; Reformatsky 反应; β丁酮酸酯和丙二酸二乙酯在合成上的应用有机含氮化合物(6学时)
基本要求:
一、掌握硝基化合物的还原反应,尤其是芳香族硝基化合物不同程度还原在有机合成上的意义;
二、重点掌握胺类的碱性规律,氮上的取代反应和与 HNO 2 及 TsCl / NaOH 的反应(Hinsberg 分胺法),了解叔胺氮上的氧化反应及其氧化产物在合成上的应用(Cope 反应);
三、重点掌握芳香重氮盐的生成及其在合成上的应用,如 Sandmeger 反应和偶联反应等;
四、掌握烯胺和季胺化合物的反应(重点 Hofmann 彻底甲基化反应);
五、掌握胺的各种制备方法,如还原胺化法与 Gabriel 合成法等;
六、了解重氮甲烷与氮烯的结构与应用。
13-1 硝基化合物的结构和反应(还原、缩合等)
13-2 胺的分类、命名和物理性质
13-3 胺的结构与反应(碱性、亲核性;与 HNO 2 反应;氧化);芳胺环上的反应(卤代、硝化、磺化)
13-4 烯胺的合成与反应
13-5 季胺盐与季胺碱
13-6 胺的制备:硝基、腈、酰胺、肟等化合物的还原;羧基还原胺化;氨或胺的羟化;特殊的伯胺合成法(Hofmann 降解、Gabriel 合成法)
13-7 芳香重氮盐的结构与反应:结构;反应(脱氮、Sandmeger 反应等,不脱氮反应,偶联等)
13-8 重氮甲烷与碳烯的结构和反应:重氮甲烷的结构和反应:碳烯的结构和反应有机化合物的光谱性质(6学时)
基本要求:
一、了解 MS、IR、NMR 波谱的基本原理;
二、掌握主要类型有机化合物的波谱特征,能够用于不太复杂的有机化合物的结构测定与鉴定,其中:(1)MS 要求掌握 M + 和碎片离子的识别,对各类有机化合物的开裂规律有总体了解;(2)IR 要求掌握一些典型基团的特征吸收峰及影响峰位的因素;(3)NMR 要求掌握化学位移 δ、偶合常数 J 与分子结构的关系。
14-1 IR 与有机分子结构:概述(IR 形成、IR 表示方法,化学键振动类型与规律);影响峰强度的因素; IR 谱应用举例
14-2 1 H-NMR 与有机分子结构:基本原理;化学位移;化学位移与分子结构;自旋偶合与自旋裂分; NMR 的应用举例
14-3 MS 与有机分子结构:概述(MS 的产生与 IR 表示方法)M + 与碎片(M + 的形成与识别,M + 强度与结构等); MS 的应用举例杂环化合物(6学时)
基本要求:
一、二、熟悉简单杂环化合物的类型与命名;
三、主要掌握五元和六元杂环中的呋喃、吡咯、噻吩、吡啶化合物的结构与性能;
四、了解五元杂环化合物的制备及其衍生物的反应;
六、了解以吲哚、喹啉为代表的稠杂环的结构与性能,并对某些天然含杂环有机化合物有一定的了解。
15-1
15-2 芳香杂环化合物:杂环化合物的分类和命名;
15-3 五元杂环化合物――结构与反应(呋喃、吡啶、噻吩、咪唑的结构、反应,呋喃衍生物的反应;稠杂环(吲哚)
15-4 六元杂环化合物——吡啶及其衍生物(结构与性能,吡啶的化学反应、吡啶及其取代吡啶的合成);吡喃及其衍生物;稠杂环(喹啉、异喹啉、嘧啶、嘌啉等)周环反应(6学时)
基本要求:
一、了解周环反应的特点及理论;
二、掌握前线轨道理论的基本思想,能熟练地描述 HOMO 和 LUMO ;
三、掌握三类周环反应的选择规律,能预言反应的进程。
16-1 电环化反应: 4n π 电子体系; [4n+2] π 电子体系
16-2 环加成体系: [2+2] 环加成; [4n+2] π 电子环加成; 1.3-偶极加成;钳合反应
16-3 σ迁移(氢原子参加,碳原子参加); [3.3] σ氨基酸的结构与共性(物性和化性);
二、掌握氨基酸的几种典型的合成方法;
三、了解肽的命名和结构特征,肽的合成和保护基的应用,肽的结构测定方法(端基分析法)。
18-1 氨基酸:分类与命名;
18-2 氨基酸的结构与物性(PI);反应与合成18-3 肽:结构;命名;结构测定;合成18-4 蛋白质:四级结构(简介)类脂(简介)(3学时)
19-1 油脂、磷脂和蜡
19-2 萜类(结构、分类、应用实例)
19-3 甾体化合物(结构、命名、实例)核酸和辅酶化学(简介)(3学时)
20-1 核酸的分类、组成与理化性质
20-2 辅酶(NAD,辅酶 A,乙酰辅酶 A,乙酸吡哆醛等)
四、教材
倪沛洲主编,有机化学(四版),北京:人民卫生出版社,1999。
五、主要参考书:
1、《有机化学基础》(第二版),蓝仲薇,李瑛,陈华,肖友发主编,海洋出版社,200 4,北京。
2、邢其毅、徐瑞秋、周政、裴伟伟,《基础有机化学》第二版,上、下册,高等教育出版社,2003,北京。
3、L.G.Wade Jr,Organic Chemstry(5 th Ed), Pearson Education Inc, 2003.4、胡宏纹主编,《有机化学》第二版,上、下册,高等教育出版社,1990,北京。
5、R.T.莫里森、R.N.博伊德,《有机化学》第二版,上、下册,科学出版社,1992,北京。
六、成绩评定
期末考试占总成绩的 60%
期中考试占总成绩的 20%
平时成绩占总成绩的 20%