有机化学 I
学分:3

课程简介:

有机化学大体是研究各种以碳为骨架的化合物的科学,是化学学科中的重要分支,在整个人类科学体系中也处于中心地位。经过上百年的发展,有机化学工业为人类社会提供了不计其数的药品和化工产品,大大提高了人类的整体生活水 平。有机化学传统上与生命科学、药学等结合紧密,与人类的健康生活密切相关; 20 世纪初期开始起步的石油炼制工业为人类提供了高校的能源;在二战之后又 孕育了高分子科学,为人类提供了一大类低成本材料;近年在有机材料、有机半导体、有机太阳能电池等领域的科学进展令有机化学与材料、电子信息等新兴学 科的结合愈加紧密,是有机化学的最新发展方向。有机化学在化学领域中,与无机化学交叉产生了金属有机化学、金属催化化学、高分子化学等子领域,与物理 化学交叉产生了物理有机化学、计算化学、表面催化等子领域,与分析化学交叉 产生了应用广泛的色谱、质谱、核磁等分析方法,与生物化学交叉产生了研究小 分子对生物体系作用的化学生物学等前沿领域。 

有机化学是一门实验科学,全部理论和应用成就都建立在坚实的实验基础之上,百年以来发展了多种多样的处理有机物、实施有机反应的经验和实验技术。 本课程将与配套实验课程紧密结合,通过典型实验配合、拓展理论课堂学习,并 21 介绍多种当代研究中最常用的实验技术。 

如前所述,经过百年以上的发展,有机化学家们从实验中积累了大量的经验, 总结出既有系统性又有多样性的规律,并成功地以此进行了大量创新。这些规律 的核心是有机化学反应机理。反应机理可将孤立的化合物和化学反应联系起来, 形成有逻辑的整体,解释实验现象,预测未知反应,并指导进一步的创新实践。 

因有机化学内容繁多,第一学期将视学生基础,首先主要介绍有机物命名、 结构理论、立体化学、波谱/色谱等分离表征方法等“静态”内容,再开始依次 介绍各种反应类别、相关化合物的性质、来源、合成等内容,预计将包括羰基亲 核加成、羰基亲核取代、烷基亲核取代、消除反应、不饱和烃亲电加成、芳香化 合物亲电取代、共轭加成以及环加成反应。预计第二学期将讲授芳香化合物亲核 取代、自由基反应、光化学反应、官能团转化、杂元素化合物、多步合成、金属 有机反应、不对称反应、高分子聚合等高级内容。应用拓展方面,预计两个学期 内将依内容相关性介绍石化工业、能源工业、生物化学、农业、橡胶工业、食品 工业、制药工业、精细化工、绿色化学中各类有机反应的应用,以及计算化学、 有机新材料、化学生物学等最新进展。 

教学目的: 

我国在各大化学化工传统及前沿研究方向,以及生命科学各领域中,均需要大 量具备有机化学基本素质的高质量人才。因此,为培养未来学术界与产业界的领 袖,上海科技大学面向物质科学与技术学院、生命科学与技术学院本科生开设有 机化学课是实现这两个学院本科生培养目标的必要条件。 

本课程将以有机反应机理为核心,讲述内容包括有机物命名、结构、合成、反 应、机理、表征等,力求将传统有机化学课堂以记忆为主的学习模式转变为理解 反应机理为主的学习模式,并在此基础上扩展学生们的知识面。 

学生通过该课程两个学期的学习之后,将基本掌握各类有机化合物的结构与性 质的关系,可以独立提出反应机理解释实验现象,能够通过各类有机化合物的结构预测它们的反应性,能够通过有机分子的结构提出可行的合成路线。同时学生将对有机化学在现实社会各行各业中的应用有广泛涉猎。这些知识和能力将为学 生在以后在相关专业的学习与工作中打下良好基础。