《基础化学2》课程教学大纲

《基础化学2》教学大纲课程编号：11140079英文名称：BasicChemistry2学分：3.5学时：总学时64学时，其中理论48学时，实践16学时先修课程：基础化学1，基础化学实验1课程类别：专业基础课程授课对象：生物科学专业学生教学单位：化学化工学院材料化学与工程系修读学期：第2学期一、课程描述和目标基础化学2是生物科学专业的一门基础理论课。它的任务是使学生掌握基础化学2的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生的逻辑思维能力，掌握基础化学2实验的一般知识和基本操作，培养独立实验能力；通过合成实验学会一些重要有机化合物的制备、分离和提纯方法，加深对典型有机反应的认识。课程目标1：专业知识方面，通过本课程的教学，使学生对基础化学2有一个较系统的了解，认识基础化学2与生产、生活的密切联系。了解基础化学2和环境保护的紧密关系。掌握烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃、卤代烃、芳香烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的命名法，同分异构现象、结构和性质，重要合成方法以及它们之间的相互转化关系。初步掌握立体化学的基本知识和基本理论，能够理解有些有机反应中的立体化学现象。掌握有机实验的基本操作过程以及一些有机化合物的制备方法。课程目标2：专业能力方面，能应用近代理论解释一些典型的反应历程，能应用电子效应和空间效应来解释有机化合物的结构与性能上的内在联系和差异，能够设计合适的路线合成一些较复杂的有机化合物。同时在教学中还应结合生物学科的需要，介绍有关的物质和反应，并兼顾现代基础化学2的新成就。课程目标3：综合能力方面，通过对基础化学2知识的学习和研讨，培养学生的表达和交流能力。引导他们主动求知好问，形成良好的学风，为独立从事科学研究、技术开发和不断创新的能力打下基础。教学过程中要求培养学生科学的思维方法和研究方法。培养学生实事求是，严谨的科学态度，良好的实验室工作作风和习惯，为今后学习专业课和开展科研打下良好的基础。同时还要注意培养学生辩证唯物主义思想、理论联系实际、实事求是的科学态度和分析问题、解决问题的能力。二、课程目标对毕业要求的支撑关系表2-1课程教学目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标支撑强度（H、M、L）专业知识3.1分子水平：掌握分子水平相关专业课程的科学原理及相关技能，并能将之应用于解决复杂生命科学问题。课程目标1课程目标2H（高支撑）3.2细胞水平：掌握细胞水平相关专业课程的科学原理及相关技能，并能将之应用于解决复杂生命科学问题。课程目标1课程目标2M（中支撑）行业能力4.1应用技术：具有生物医药行业的产品研发、技术应用和项目管理和申报的能力。课程目标1课程目标2课程目标3L（低支撑）创新潜能5.1学习想象：具备运用理科相关课程的知识与技能，对复杂生命科学问题进行理解与表达，并提出新观点、新设想和新见解的能力。课程目标1课程目标2课程目标3H（高支撑）5.2批判创造：具备应用自然科学和生物科学研究的手段方法，发现问题、提出疑问、辨别是非，从而制定解决未来可能出现的新情况、新问题的能力。课程目标1课程目标2H（高支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1绪论：有机化合物和基础化学2；有机化合物分类； 原子轨道和分子轨道；有机化合物结构掌握有机化合物的分类和结构特性；熟悉有机化合物及基础化学2的概念和结构的表示方法、分子轨道和原子轨道理论；了解基础化学2的研究对象、基础化学2的发展史和学科研究前沿2集中讲授、自学课程目标12烷烃：同系列和异构体； 烷烃的命名、构象及物理性质； 烷烃的反应；烷烃的来源和用途掌握烷烃的系统命名法和烷烃的反应；熟悉烷烃的普通命名法和物理性质；了解乙烷、丁烷的构象和有机反应的能线图4集中讲授、启发式课程目标1、23不饱和烃：烯烃的结构、命名、异构以及其物理性质以及化学反应；炔烃和双烯烃的结构、命名、物理性质及化学反应掌握烯烃化学反应和碳正离子的稳定性、马氏规则；熟悉烯烃的结构、命名（顺、反，Z、E）及物理性质、烯烃亲电加成反应的机理；掌握炔烃、二烯烃的化学性质和鉴定方法；熟悉二烯烃的结构、命名、π，π-共轭、P，π-共轭和超共轭效应。熟悉共轭二烯烃的（1，2-、1，4-加成反应和狄尔斯阿尔得反应）；了解烯烃的物理性质，工业来源和用途，了解二烯烃结构和共轭作用6集中讲授、自学课程目标1、2、34环烃：脂环烃的异构和命名、物理性质和化学反应 构象分析以及其来源和用途；芳香烃的分类及命名；单环芳烃的结构、物理化学性质以及发生亲电取代反应的历程和苯环上取代基的定位规律；休克尔规律、稠环芳烃的分类、命名、结构及其物理化学性质掌握脂环烃的化学反应和环己烷、取代环己烷的构象分析；熟悉脂环烃的命名；了解脂环烃的异构现象和Fischer投影规则以及Fischer投影式与Newmann式、锯架式、楔形式之间的相互转化关系。掌握芳香上取代反应的定位规律，芳烃、取代芳烃的化学性质；熟悉芳烃、取代芳烃、稠环芳烃的结构和芳环、非苯芳烃的休克尔规则；了解多环芳烃和非环芳烃物、化性质6集中讲授、自学、启发式课程目标1、2、35旋光异构：物质的旋光性，分子的手性和对称性；含一个或几个不对称碳原子的开链化合物、环状化合物的立体异构掌握手性、镜象、对映体、立体异构、手性碳原子、手性分子、内消旋体、外消旋体、相对构型、绝对构型、手性等概念；熟悉旋光性化合物构型命名的一般原则。2集中讲授、自学课程目标16卤代烃：卤代烃的分类、同分异构和命名；卤代烃的结构和物理性质；卤代烃的化学反应、亲核取代反应的机理。掌握卤代烃的命名、化学性质以及制备方法，熟悉亲核取代反应的反应历程；了解卤代烃物理性质及用途4集中讲授、自学课程目标1、2、37醇酚醚：醇、酚、醚的结构、命名和物理性质； 醇、酚、醚的反应和制法；醇、酚、醚的来源和用途掌握醇和酚典型的反应和反应机理；熟悉醇和酚的结构和性能关系；了解醇、酚的分类和命名。熟悉一元、二元醇和酚的化学性质和制备方法。掌握醚的命名、化学性质和合成方法；熟悉醚的典型反应机理；了解醚的来源和用途4集中讲授、自学课程目标1、2、38醛酮醌：醛和酮的结构、命名、物理性质； 醛、酮的亲核加成反应、氧化和还原反应、 羰基加成反应、 醛、酮α-碳上氢的酸性以及 醛、酮的制备掌握醛、酮的系统命名、化学性质；熟悉羰基上的亲核加成反应和还原方法；熟悉α，β-不饱和羰基化合物的反应，掌握α，β-不饱和醛、酮的特殊性质-1，4加成6集中讲授、自学课程目标1、2、39羧酸及其衍生物：羧酸及其衍生物的分类、命名、结构和物理性质 羧酸及其衍生物的反应 羧酸及其衍生物的来源和制备 不饱和酸和取代酸的类别及用途掌握羧酸的酸性强弱及影响酸性强弱的各种因素；理解羧酸的结构对羧酸物理和化学性质的影响；掌握羧酸羟基的取代反应、还原反应、α-卤代反应和酯化反应的反应机理；掌握羧酸衍生物之间相互转化的反应（水解、醇解、氨解）；了解羧酸衍生物的酯缩合反应，以及自然界常见羧酸及其衍生物。4集中讲授、自学课程目标1、2、310取代羧酸：羟基羧酸及其衍生物的分类、命名、结构、物理和化学性质；羰基羧酸及其衍生物的分类、命名、结构、物理和化学性质以及羰基羧酸在有机合成中的应用掌握α-羟基羧酸的氧化和分解反应，以及羰基羧酸的典型代表物乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成中的应用；了解自然界中常见的羟基羧酸和羰基羧酸以及它们的衍生物4集中讲授、小组讨论课程目标1、2、311含氮化合物：硝基化合物 的胺的分类、命名、物理性质和化学反应；胺的分类、命名、物理性质和反应；偶氮化合物及染料掌握硝基化合物的化学性质：还原、芳环上的亲电取代反应、硝基对其邻、对位取代基的影响及对苯酚、苯甲酸酸性的影响；掌握胺的定义、分类、结构特点和表示方式；氢键对胺物理性质的影响；掌握胺碱性强弱的表示和影响碱性强弱的因素；胺的成盐反应。掌握胺的酰化和磺酰化反应；掌握利用兴斯堡反应或胺和亚硝酸的反应鉴别一级、二级和三级胺的方法；掌握芳香胺的重氮化反应及其在有机合成中的应用。掌握芳香胺芳环上的亲电取代反应（卤化、磺化、硝化、酰化）。了解胺的氧化反应，以及常见的硝基化合物和胺，并了解它们的命名方法。4集中讲授、自学课程目标1、2、312杂环化合物：杂环化合物的分类和命名；五元杂环化合物；六元杂环化合物；掌握杂环化合物的分类：脂杂环化合物、芳杂环化合物、单杂环化合物、稠杂环化合物；基本杂环母核的名称、编号、结构特征及物理性质的共性。掌握吡咯和吡啶的结构和p分子轨道图；结构对物理性质的影响；吡咯的质子化反应；掌握呋喃、噻吩、吡咯和吡啶的芳香亲电取代反应（反应活性分析、反应类别和反应试剂的选择等）、氧化反应和还原反应。了解吡咯与吡啶的碱性，了解与生物有关的杂环及其衍生物。2集中讲授、自学课程目标1、2、3合计48序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1有机化学实验的一般知识实验内容：实验的预习、记录、实验报告；有机化学实验室规则，安全知识及卫生要求；有机化学实验仪器的名称、型号、性能、清洗及保护；常用有机化合物手册的介绍及查阅训练。要求：必修2讲授、演示课程目标1、2、32蒸馏和沸点的测定实验内容：蒸馏装置的装配；工业乙醇的蒸馏操作；沸点的测定。要求：必修4演示、验证课程目标2、33熔点的测定实验内容：用毛细管法或熔点测定仪测定A：尿素、B：肉桂酸的熔点；用毛细管法或熔点测定仪测定C：50%尿素+50%肉桂酸混合熔点。要求：必修4演示、验证课程目标2、34阿斯匹林（乙酰水杨酸）的制备实验内容：以水杨酸和乙酸酐为原料，浓硫酸作为催化剂对阿斯匹林进行合成；复习巩固有机物的抽滤、洗涤、干燥等操作；对粗产物进行检验或重结晶提纯。要求：选修6综合课程目标2、35从茶叶中提取咖啡因实验内容：用乙醇通过索氏提取器对茶叶有效成分进行提取；乙醇提取物浓缩、生石灰中和、干燥；提取生物碱粗咖啡因用升华法提纯。要求：选修6综合课程目标2、3合计16注：实验教学安排中，2个选修实验(4和5)任选一个。四、课程教学方法集中讲授、小组讨论、自学、启发式等教学方式。五、学业评价和课程考核课程考核采用过程性和结果性相结合的方式，总评成绩由平时成绩和期末考核二部分组成，具体计算方法如下：总评成绩=平时成绩（50%）+期末成绩（50%）。考核依据建议分值考核/评价细则对应课程目标平时成绩50%实验课40%由实验课平时成绩按百分制成绩比例得出（课前预习5分，实验报告15分，课堂实验操作20分）课程目标1，2，3作业5%由每章平均成绩按百分制成绩比例得出课程目标2课堂表现5%每旷课一次扣一分；课堂看手机，每查到一次扣一分；课堂提问回答问题正确一次给一分课程目标1,2,3期末考试50%由理论课期末卷面成绩按百分制成绩比例得出课程目标1、2、3六、教材与参考书（一）