合成化学实验教学大纲

合成化学实验

Experimental Synthetic Chemistry

课程类别

专必

课程编码

MSE333

开课单位

材料科学与工程学院

学分

3

学时

108

授课年级

2019

面向专业/大类

材料化学Materials Chemistry

课程负责人

程度

先修课程

《普通化学》、《有机化学》、《普通化学实验》

是否为一年级大类基础课程，且期末考核形式为“考试”

否

课程目的与

教学基本要求

（应与课程思政相结合，体现思政要求）

目的：材料化学是一门实验科学。《合成化学实验》是在《普通化学》、《有机化学》、《普通化学实验》等课程基础上开设的独立实验课程，也是检验化学理论正确与否的实践标准。本课程主要是培养学生科学的实践能力，掌握合成化学的实验研究方法,掌握合成化学的基本实验技术，学会使用合成化学相关的基本的仪器设备，正确处理数据和表达实验结果；掌握合成化学的原理和方法，提高学生的动手能力、增强学生的动手意识，能够解决材料化学领域的具体合成问题、为将来利用合成手段进行材料合成的创新性工作打下坚实的基础。通过与思政相结合，使学生树立正确的科学观和价值观。

要求：利用严格的实验训练，确保学生牢固掌握基本操作与基本技能，掌握合成化学的实验研究方法。培养学生独立思考、观察、记录实验现象、分析归纳、撰写实验报告等能力；结合研究性实验与设计实验，培养学生掌握获取知识、提出问题、分析问题、解决问题的工作能力；了解合成的方法和机理，为将来利用合成手段进行材料合成的创新性工作打下坚实的基础。掌握通过辩证唯物思想分析实验现象的方法。

章节次序及名称(细化至节，必填)

主要教学内容(必填)

所需学时(必填)

课程思政元素(必填)

重点、难点(选填)

周次(选填)

备注(选填)

第一章

1. 实验室安全规则和教育；

2.Claisen-Schmidt缩合反应合成二苄叉丙酮

1. 实验室安全规则和教育；2.Claisen-Schmidt缩合反应合成二苄叉丙酮

目的和要求：1. 学习利用羟醛缩合反应增长碳链的原理和方法；2. 学习利用反应物的投料比控制反应物、利用衍生物来鉴别羰基化合物；3. 综合考察合成装置搭建、分离纯化、以及仪器分析结构表征等方面的实验技能。

重点和难点：1. 熔点仪的使用及其产品纯度分析；2. 红外光谱的原理及其官能团鉴别。

7

通过介绍合成化学技术，使学生建立通过制造业报效国家和建立制造业强国的信心和信念。

第2 周

第二章

取代反应：1-溴丁烷的合成

取代反应：1-溴丁烷的合成

目的和要求：1. 气体吸收的回流反应装置；2. 分液漏斗的使用；3. 折光仪的使用。

重点和难点：1.反应的气体吸收装置；2. 萃取的原理；3. 折光仪的使用。

7

通过介绍合成化学试验方法，使学生建立辩证唯物的思想方法。

第3 周

第三章

酯化反应：乙酸正丁酯的合成

酯化反应：乙酸正丁酯的合成

目的和要求： 1. 了解缩合反应、酯化反应的原理及其合成方法;2. 熟悉分水器的使用；3. 综合训练萃取，洗涤，干燥，蒸馏等合成操作；

重点和难点：1. 缩合反应的原理及其合成方法；2. 分水器的使用原理。

7

通过介绍我国乙酸正丁酯合成的发展历程，激发学生的爱国热情。

第4 周

第四章

氧化反应：己二酸的合成

氧化反应：己二酸的合成

目的和要求：1.掌握醇控制氧化制备酮的原理和方法；2. 掌握浓缩、过滤、重结晶等操作技能；3. 学习红外光谱仪的各项操作，学习解谱。

重点和难点：醇控制氧化制备酮的原理和方法; 红外光谱的学习与解谱

8

介绍我国化学家林尚安院士的事迹，弘扬爱国主义精神。

第5 周

第五章

1. Diels-Alder反应：蒽与马来酸酐的加成；2. 非水溶剂介质中合成无水四碘化锡

1. Diels-Alder反应：蒽与马来酸酐的加成；2. 非水溶剂介质中合成无水四碘化锡

目的和要求：1.掌握DA反应机理与反应条件；2. 熟练处理固体产物操作；3. 掌握在非水溶剂中合成无机物的条件和方法；4.掌握限量试剂的量和反应物消耗量确定合成产物最简式的方法。

重点和难点：1. DA反应机理与反应影响条件。2. 非水溶剂条件下合成无水四碘化锡；3.产物最简式的确定方法。

8

通过介绍现代合成化学技术，使学生了解我国近年来的科学进步，树立爱国心。

第6 周

第六章

Friedel-Crafts反应：对甲苯乙酮的合成

Friedel-Crafts反应：对甲苯乙酮的合成

目的和要求：醋酸酐和甲苯在催化剂作用下的经典傅克反应，实践熟悉本反应条件、过程控制要领，学习水蒸气蒸馏操作，掌握反应尾气处理技术，巩固减压蒸馏操作。

重点和难点：无水操作要特别小心，难点。重点掌握三氯化铝取用方法和水蒸气蒸馏操作

8

介绍我国化学合成产业的发展历程，讲述老一辈科学家的奋斗精神。

第7 周

第七章

Cannizzaro反应：呋喃甲醇和呋喃甲酸制备分离

Cannizzaro反应：呋喃甲醇和呋喃甲酸制备分离

目的和要求：1.熟悉醛的Cannizzaro反应原理及操作要领；2.巩固水蒸气蒸馏操作；3.巩固阿贝折光仪操作。

重点和难点：1.Cannizzaro反应原理及操作要领；2.水蒸气蒸馏操作。

8

通过讲述我国化学工业的发展历程，激发学生的学习热情。

第8 周

第八章

苯乙烯的悬浮聚合和阳离子交换树脂的制备（I）

苯乙烯的悬浮聚合和阳离子交换树脂的制备（I）

目的和要求：1. 学习和掌握悬浮聚合物的特点和实施方法；2. 学习机械搅拌器及其使用方法；3. 采用悬浮聚合方法制备出苯乙烯-二乙烯苯交联聚合物的微粒。

重点和难点：1.悬浮聚合物的反应原理和操作要领；2.机械搅拌的操作。

8

通过介绍我国高分子合成的发展历程，学习老一代科学家努力强国和甘于奉献的精神。

第9 周

第九章

苯乙烯的悬浮聚合和阳离子交换树脂的制备（II）

苯乙烯的悬浮聚合和阳离子交换树脂的制备（II）

目的和要求：1. 学习和掌握离子交换树脂和高分子化学反应的一般概念；2. 交联聚苯乙烯的磺化；3. 学习树脂交换容量的测定。

重点和难点：1离子交换树脂的制备原理和方法；2.使用浓硫酸进行磺化反应。

8

讲述我国高分子产业发展的里程碑事件，鞭策学生奋发图强。

第10 周

第十章

乙酸乙烯酯的乳液聚合（白乳胶的制备）

乙酸乙烯酯的乳液聚合（白乳胶的制备）

目的和要求：1. 学习和掌握乳液聚合的基本原理；2.乙酸乙烯酯的乳液聚合特点；3. 掌握乳液聚合的实验技术。

重点和难点：1乳液聚合物的实验操作；2.了解聚乙烯醇作为胶体稳定剂的作用；3. 过硫酸盐作为引发剂，分批加入单体和引发剂制备出白乳胶。

8

通过介绍我国高分子合成的在国家发展的作用以及世界上地位，增强学生爱国和强国的理念。

第11 周

第十一章

克莱森缩合与迈克尔加成

克莱森缩合与迈克尔加成

目的和要求：1. 学习活泼金属钠的使用技术；2. 掌握超强碱醇钠的制备和使用技术；3.学习Claisen缩合与Michael加成多步反应技术；4.学习无溶剂合成反应技术；5.了解α, β-不饱和羰基结构的烯醇异构检测

重点和难点：1. 超强碱醇钠的制备；2. Claisen缩合与Michael加成多步反应。

8

介绍我国科学家在近代所取得的成就，弘扬新一代科学家敢为人先的精神。

第12 周

第十二章

有机光化学反应合成苯频哪醇

有机光化学反应合成苯频哪醇

目的和要求：熟悉和了解光化学反应基本原理、特点、方法和应用；2. 学习掌握苯频哪醇的光化学合成原理与实验方法；3. 实验研究光化学反应体系排氧、抗氧技术；4. 学习苯频哪醇酸催化重排反应原理与实验方法。

重点和难点：1. 苯频哪醇的光化学合成原理与实验方法；2. 苯频哪醇酸催化重排反应原理与实验方法

8

通过介绍现代化学合成技术，了解世界发展动态，使学生建立国际视野和奋勇争先的精神。

第13 周

第十三章

Suzuki反应合成液晶化合物

Suzuki反应合成液晶化合物

目的和要求：学习有机偶联反应；2、学习层析分离技术；3、掌握液晶化合物的基本特性和表征技术；4、了解液晶化合物的主要应用。

重点和难点：1. 掌握Suzuki反应机理与条件；2. 层析柱的制备与使用

8

介绍我国科学家在现代化学合成技术领域的贡献，激发学生的爱国精神。

第14 周

第十四章

微波辅助有机合成反应

微波辅助有机合成反应

目的和要求：学习掌握微波辅助有机合成反应的基本原理；2、学习通过对氯硝基苯与酚的Williamson反应制备二苯醚；3、学习微波常压合成反应技术；4、学习薄层色谱法的原理，并使用薄层色谱法跟踪有机反应过程，和分析样品纯度；5、巩固分离提纯、重结晶、熔点和红外光谱测试等技术。

重点和难点：1. 掌握微波常压合成机理与反应条件；2. 薄层色谱的原理和使用。

8

讲述我国化学合成技术和装备的发展历程，号召学生投身到祖国的现代化建设中。

第15 周