高等有機(jī)化學(xué)2010級

2023/2/11高等有機(jī)化學(xué)

AdvancedOrganicChemistry2023/2/12

端正學(xué)習(xí)態(tài)度，認(rèn)真扎實(shí)地學(xué)；

有事請假；有什么要求可以提出來；完成必要的作業(yè)。基本要求2023/2/13第一章緒論什么是高等有機(jī)化學(xué)？高等有機(jī)化學(xué)的研究對象是什么？高等有機(jī)化學(xué)與有機(jī)合成關(guān)系是什么？2023/2/14第一節(jié)為什么學(xué)習(xí)高等有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)：研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化、合成和應(yīng)用的化學(xué)分支。一、高等有機(jī)化學(xué)的內(nèi)容有機(jī)化學(xué)中主要介紹內(nèi)容的是：（1）有機(jī)化學(xué)的基本概念和術(shù)語。（2）大篇幅介紹有機(jī)官能團(tuán)化學(xué)。（3）大量的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。2023/2/15同時(shí)少量介紹了有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)理論、有機(jī)活性中間體、有機(jī)反應(yīng)機(jī)理、有機(jī)合成等內(nèi)容，但很不系統(tǒng)。正是由于有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，我們常常把這一階段以介紹官能團(tuán)化學(xué)為主的《有機(jī)化學(xué)》稱為基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)或普通有機(jī)化學(xué)。2023/2/16高等有機(jī)化學(xué)——亦稱物理有機(jī)化學(xué)，有人稱理論有機(jī)化學(xué)。研究內(nèi)容——研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)，以及結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系。研究目的——指導(dǎo)探索反應(yīng)條件、指導(dǎo)有機(jī)合成。理論基礎(chǔ)——主要是量子化學(xué)和以此為依據(jù)的化學(xué)鍵理論和電子理論。2023/2/17二、高等有機(jī)化學(xué)與有機(jī)合成的關(guān)系

高等有機(jī)側(cè)重點(diǎn)：有機(jī)理論；有機(jī)合成側(cè)重點(diǎn)：合成方法和合成路線；高等有機(jī)指導(dǎo)有機(jī)合成，有機(jī)合成證實(shí)高等有機(jī)，應(yīng)用于實(shí)際。2023/2/18

有機(jī)合成不能光靠講課來學(xué)好，要做大量的實(shí)驗(yàn)。寫一個(gè)反應(yīng)很容易，實(shí)施起來就不容易。特別是實(shí)驗(yàn)手段很重要。高等有機(jī)學(xué)不好，有機(jī)合成就無法學(xué)。因?yàn)橛袡C(jī)合成是建立在掌握大量有機(jī)反應(yīng)類型的基礎(chǔ)上。而高等有機(jī)主要講有機(jī)反應(yīng)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，討論大量的反應(yīng)類型。2023/2/19

高等有機(jī)化學(xué)從嚴(yán)格意義上講，不是一個(gè)單獨(dú)的學(xué)科，只是作為講授高一級有機(jī)化學(xué)知識的一門課程。它的內(nèi)容應(yīng)該包括物理有機(jī)、有機(jī)合成、天然有機(jī)、有機(jī)分析等內(nèi)容。

物理有機(jī)研究有機(jī)分子結(jié)構(gòu)與其物理、化學(xué)及生物等性能之間的關(guān)系，闡明有機(jī)反應(yīng)的機(jī)理的細(xì)節(jié)與規(guī)律（如反應(yīng)途徑、過渡態(tài)與反應(yīng)中間體、能量關(guān)系、立體化學(xué)特征以及環(huán)境效應(yīng)），并用理論化學(xué)的方法來計(jì)算和預(yù)測已知和未知化合物，中間體及過渡態(tài)等特性和各種反應(yīng)途徑。2023/2/110

現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)發(fā)展的規(guī)律表明，物理有機(jī)化學(xué)對其它有機(jī)化學(xué)分支和邊緣學(xué)科的發(fā)展起著理論指導(dǎo)作用，并相互滲透相輔相成。

物理有機(jī)化學(xué)是當(dāng)今有機(jī)化學(xué)中最富活力和重要性的領(lǐng)域之一。

物理有機(jī)化學(xué)與有機(jī)化學(xué)中各主要分支和新的邊緣領(lǐng)域，例如有機(jī)合成、生物有機(jī)、金屬有機(jī)、光化學(xué)、藥物化學(xué)以及高分子化學(xué)等均有密切的聯(lián)系。2023/2/111

美國國家研究委員會（NRC）發(fā)布的化學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略中提出的五個(gè)優(yōu)先發(fā)展前沿領(lǐng)域，與物理有機(jī)化學(xué)有關(guān)的就有三個(gè)，即化學(xué)反應(yīng)活性、化學(xué)催化、生命過程中的化學(xué)，其首要的前沿（化學(xué)反應(yīng)活性）對于有機(jī)化學(xué)來說，也是物理有機(jī)的核心方向。

在國際上，美、英、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家在物理有機(jī)化學(xué)研究與廣度方面處于領(lǐng)先地位，涌現(xiàn)了一些作出杰出貢獻(xiàn)的物理有機(jī)化學(xué)家。2023/2/112

我國物理有機(jī)研究起步于上世紀(jì)60年代，80年代以后有了迅速發(fā)展。目前，在上海有機(jī)化學(xué)研究所、蘭州大學(xué)、南開大學(xué)、中科院化學(xué)所、理化所、大連化物所、北京師范大學(xué)、中山大學(xué)等單位具有較強(qiáng)的研究隊(duì)伍或有特色的研究小組。在若干重要前沿領(lǐng)域獲得具有國際水平的研究成果或進(jìn)入國際領(lǐng)先行列。2023/2/113

由于有機(jī)合成、有機(jī)分析均有專門課程，再加上學(xué)時(shí)的限制。本課程主要講授物理有機(jī)化學(xué)最基本的知識。所以很有必要再繼續(xù)學(xué)習(xí)《高等有機(jī)化學(xué)》2023/2/114參考書三、高等有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)方法

以老師的講課為綱，主要靠自學(xué)。32個(gè)學(xué)時(shí)講不了多少內(nèi)容！《高等有機(jī)化學(xué)》王積濤編《物理有機(jī)化學(xué)》（上、下）高振衡編高等有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)（第三版）榮國斌編2023/2/115

同學(xué)們已經(jīng)學(xué)過《有機(jī)化學(xué)》，都已經(jīng)知道：有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化、合成和應(yīng)用的化學(xué)分支，已形成一門獨(dú)立的學(xué)科。2023/2/116有機(jī)化學(xué)發(fā)展經(jīng)歷經(jīng)了一個(gè)很長的歷史發(fā)展時(shí)期。作為化學(xué)學(xué)科下的二級學(xué)科。現(xiàn)已形成一個(gè)完整的有機(jī)化學(xué)科學(xué)體系。有機(jī)化學(xué)學(xué)科，枝繁葉茂，成長為一棵參天大樹第二節(jié)有機(jī)化學(xué)重要分支2023/2/117有機(jī)化學(xué)的分支樹2023/2/118一、有機(jī)化學(xué)的主要分支學(xué)科用物理和物理化學(xué)的概念、理論和方法研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理等問題的基礎(chǔ)學(xué)科。有機(jī)化學(xué)和高分子化學(xué)和生物有機(jī)化學(xué)的理論基礎(chǔ)。1.物理有機(jī)化學(xué)（1）有機(jī)化學(xué)反應(yīng)途徑的宏觀及微觀細(xì)節(jié)；協(xié)同/非協(xié)同反應(yīng)；離子/非離子反應(yīng)；基態(tài)/激發(fā)態(tài)（光、電、磁、高壓、聲誘導(dǎo)）等。（2）活性中間體的發(fā)現(xiàn)及確證。2023/2/119（5）生命科學(xué)中的物理有機(jī)化學(xué)研究，主/客體化學(xué)。（6）量子有機(jī)化學(xué)由靜態(tài)向動態(tài)方向的發(fā)展。（7）C60作為碳元素的第三種同素異性體或是第一種分子碳形式，C60經(jīng)過親核進(jìn)攻或卡賓進(jìn)攻可進(jìn)一步官能團(tuán)化及衍生化；C60可包含鑭系元素、與鋨鉑配位；對單線態(tài)氧的敏化作用（3）線性自由能的關(guān)系、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究。（4）有機(jī)光化學(xué)。2023/2/120從元素、簡單的無機(jī)物或有機(jī)物，通過化學(xué)反應(yīng)制備其它有機(jī)化合物的過程叫有機(jī)合成。應(yīng)用于制備有機(jī)化合物的化學(xué)反應(yīng)稱為有機(jī)合成反應(yīng)。有機(jī)合成化學(xué)就是研究有機(jī)合成基本規(guī)律，去合成各種有機(jī)物的科學(xué)。它的主要任務(wù)是，研究指定結(jié)構(gòu)有機(jī)物的合成和尋求能用于合成的新試劑、新反應(yīng)、新方法。它是有機(jī)合成工業(yè)的基礎(chǔ)。2.有機(jī)合成化學(xué)2023/2/121（1）1981-1989年，Harvard大學(xué)的YoshitoKishi教授率領(lǐng)24位研究生和博士后，經(jīng)8年努力，完成了?？舅?Palytoxin)的全合成（JACS1989,111,7525-7530，7530-7533;JACS1994,116,11205-11206.）2023/2/1222023/2/123Palytoxin是有海洋生物中分得的一個(gè)巨毒物（大鼠中量的致死中量LD50

為0.05~0.1μg/kg），含由64個(gè)手性中心和7個(gè)骨架內(nèi)雙鍵。Palytoxin分子式C129H223N3O54,相對分子量為2681。由于有機(jī)合成的熱點(diǎn)已部分地讓位于方法學(xué)和分子功能與活性的研究，這項(xiàng)工作在有機(jī)化學(xué)界并沒有引起特殊的轟動，但仍被譽(yù)之為有機(jī)合成中的珠穆朗瑪峰。2023/2/124（2）另一項(xiàng)代表性成就是由2個(gè)實(shí)驗(yàn)室100多位合成化學(xué)家在Woodward和Eschenmoser領(lǐng)導(dǎo)下，在七、八十年代中完成的VitaminB12的合成以和Paquette從事的結(jié)構(gòu)上非常有趣的五角十二烷(pentagonalDodecahedrane)的合成。2023/2/125VitaminB12（化學(xué)名稱為鈷胺素（Cobalamin

）2023/2/126是由12個(gè)正五邊形所組成的正多面體，它共有20個(gè)頂點(diǎn)、30條棱、160條對角線2023/2/127

研究有機(jī)化合物組成和結(jié)構(gòu)的定性和定量分析的有機(jī)化學(xué)分支。（1）高效分離方法和微量分析技術(shù)的緊密結(jié)合是有機(jī)分析的一大特色。在當(dāng)前面臨的生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源、新材料科學(xué)等問題中都涉及到復(fù)雜系統(tǒng)的痕量或微量的分離分析問題。3.有機(jī)分析化學(xué)2023/2/128（2）氣相色譜的發(fā)展是高效分離的突破口。（3）超臨界流體色譜，效率高于液相色譜，而分析對象則比氣相色譜廣。（4）毛細(xì)管電泳，毛細(xì)管電動力色譜。（5）核磁共振：600M及以上核磁的廣泛應(yīng)用。3D核磁、"反相"、"接力"間接檢測技術(shù)。（6）質(zhì)譜：新的解析電離技術(shù)及應(yīng)用。（7）表面（表層）分析：材料分析中的一個(gè)新陣地。（8）其它：如高效高速逆流（HSCCC）技術(shù)2023/2/1294.天然有機(jī)化學(xué)

研究天然有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及分離、提純方法的學(xué)科。以研究各種自然界存在的動物、植物資源（包括海洋、陸地和微生物的次級代謝產(chǎn)物以及生物體內(nèi)源性生理活性物質(zhì)）為主要研究對象，其目的在于希望從中獲得防治人類疾病的藥物，尤其是嚴(yán)重危害人類健康的疾病，例如腫瘤、艾滋病、心腦血管等的藥物，高效低毒農(nóng)藥以及能促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、改良品種的物質(zhì)。2023/2/1305.金屬與元素有機(jī)化學(xué)

包括金屬有機(jī)化學(xué)和非金屬有機(jī)化學(xué)，主要研究金屬、準(zhǔn)金屬和非金屬有機(jī)化合物的有機(jī)化學(xué)分支。主要有四個(gè)重要支柱的有機(jī)磷、氟、硼、硅和金屬有機(jī)化學(xué)。（1）有機(jī)磷：農(nóng)藥、醫(yī)藥、阻燃劑、萃取劑、潤滑油添加劑、水處理劑、Wittig反應(yīng)等。（2）有機(jī)氟：原子能工業(yè)、火箭技術(shù)、宇航技術(shù)。2023/2/131（3）有機(jī)硼：還原劑和手性試劑。與金屬和其它雜原子的結(jié)合的高選擇性的新反應(yīng)及硼籠化合物在農(nóng)藥、催化劑、耐燃及高能材料組分方面的應(yīng)用是主要發(fā)展方向。（4）有機(jī)硅：不飽和有機(jī)硅，生物有機(jī)硅、以及硅烯、硅賓、硅的3d空軌道化學(xué)及多硅烷等。（5）金屬有機(jī)化學(xué)：C-M鍵的活性是近代化學(xué)前沿領(lǐng)域。2023/2/132C-M鍵的活性是近代化學(xué)前沿領(lǐng)域。主要方向：有重要意義的新型金屬有機(jī)化合物（特別是新型過渡金屬和稀土金屬有機(jī)化合物）的合成、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)性能和機(jī)理的研究，應(yīng)用于高選擇性有機(jī)合成似的金屬有機(jī)試劑及催化劑以及類似酶效能的金屬有機(jī)合成反應(yīng)、均相催化、一碳化學(xué)(CO,CO2)、C-H鍵的活化，合成具有特殊光電磁性能的新型金屬有機(jī)化合物的合成（如非線性光學(xué)材料、超導(dǎo)材料）。2023/2/1336.其它分支有機(jī)光化學(xué)、