有机化学专业硕士研究生课程

1、有机化学专业博士研究生课程教学大纲课程名称：超分子化学课程编号：0703031F03学分：2总学时数：40开课学期：2测试方式：笔试开卷课程说明：超分子化学是研究多个分子通过非共价键作用而形成的功能体系的科学.它的显著特点是从宏观进入微观,从静态研究进入动态研究,从个别细致研究开展到相互渗透、相互联系的研究,从分子内的原子排列向分子间的相互作用开展.涉及的领域较广.已成为当前公认的化学理论与应用技术的前沿课题.在有机化学专业博士研究生的培养中,该课程帮助研究生了解超分子化学的意义、根本知识及一般研究方法,还要求研究生掌握相关领域的根本原理和知识,熟悉本领域较新的研究动态.教学内容、要求及学时分

2、配：第一章绪论2学时1.1 生物学中的互补性：物种如何适合聚集1.2 非共价键相互作用：建议的作用力1.3 设计原理：螯合与大环效应1.4 超分子系统的特征1.5 溶剂化效应1.6 通告设计1.7 总结与展望本章要求：了解超分子化学的定义、作用、开展以及涵盖的领域.第2章阳离子键合4学时2.1 为什么与阳离子键合2.2 大环配体的合成方法1 .高稀释技术2 .配合模板效应3 .去金属化2.3 冠醴2.4 穴状配体2.5 球状配体2.6 杯芳姓：2.7 Sepulchrates墓穴配合物2.8 含铁细胞本章要求了解阳离子合成的大环受体结构.了解基源互补,重排对多配位基受体与阳离子形成配合物的键能

3、和选择性的影响.明确大多数受体都是通过静电离子-偶极相互作用与阳离子键合,也可通过形成氢键增加键合强度.熟悉大环受体的合成方法.第3章阴离子键合4学时3.1 阴离子键合的性质：受体设计原理3.2 为什么与阴离子键合3.3 利用静电作用的识别3.4 利用氢键作用识别3.5 利用路易斯酸主体的识别3.6 几种作用的协同识别1 .多氮大环化合物：静电与氢键协同作用2 .“瓜盐：静电和氢键协同作用3 .吓咻类：静电和氢键协同作用4 .功能化有机金属胺类化合物：静电和氢键协同作用5 .功能化的铀酰胺类化合物：路易斯酸和氢键协同作用6 .荷正电的环芳姓:类：静电与疏水协同作用7 .金属空穴：静电和疏水协同

4、作用本章要求：明确阴离子键合的重要性在于增强识别,而以此识别来设计受体是一个极具生命力的研究领.理解阴离子识别对阳离子配位化学起到了补充作用.各种键合作用力已被以单一或复合的形式应用.明确限制阴离子配位强度和选择性等因素的定义.第4章阴离子和阳离子同时键合4学时4.1前沿1 .分级式方法2 .用独立的结合部位键合离子对3 .键合两性离子4.2 阶式法4.3 以独立键合位置键合离子对4.4 键合两性离子4.5 小结与展望本章要求：了解阳离子和阴离子同时识别是一个极具活力的研究领域.明确什么是分级式配合物,受体在何种情况下,才能键合分子的两性离子,逐级式配合物不仅可以模拟酶的识别性质例如磷酸酶,还

5、可以模拟它们的催化行为.了解两性离子识别在生物学上的重要性及三点键合模型的概念.第5章中性客体键合6学时5.1 氢键受体1 .相关的生物体系2 .互补性氢键受体3 .次级相互作用4 .手性识别5 .具有其它作用辅助的氢键5.2 疏水效应：在水中识别1 .关于非极性客体的环苯受体2 .溶剂化效应3 .关于其它受体空穴的总结5.3 通过配位键形成的配位1 .配位化学和超分子化学的关系2 .核酸基的金属受体3 .糖的硼酸受体4 .树枝状分子的结构特点本章要求：了解中性客体的识别是利用不同策略到达强的、选择性识别.理解中性客体键合将用到包括氢键、冗-冗堆积、疏水效应及电子转移等一系列非共价键相互作用,

6、中性分子的结合和识别要利用到静电相互作用、给体-受体相互作用,特别是氢键相互作用.第6章自组装8学时6.1 引言6.2 冗电子给-受体体系1 .索姓:与罗塔克斯姓：2 .三叶形纽结-一条链相互扭曲形成三个交点,从而使其不能散开6.3过渡金属定向组装1 .双螺旋和三螺旋结构2 .大环分子和分子箱3 .闭合和开合分子箱4 .架、梯和格5 .4氢键定向组装氢键的自然方向性使其很好的适合于复杂超分子的组装.1蔷薇花结和丝带2氢键形成的罗塔克斯姓:和索姓：3肽纳米管4网球密封于自组装胶囊中组装的网球是空心的,可以封入小分子5自复制分子体系6 .5阴离子定向组装本章要求：了解自组装允许生成一些新的分子筑体

7、,自组装产生的复杂结构可以应用到包括信息存储到药物传送等诸多领域.理解自组装形成的独特非共价作用力而产生的电荷传递、金属配位、氢键键合、阴离子配位作用.了解索姓;、罗塔克斯烧、螺旋、结、大环、架、梯、格、管等自组装体的结构特征.第7章生物超分子8学时7.1 生物超分子与超分子生物学1 .生物超分子体系优越性2 .生物超分子体系分类3 .紧密非共价组合型4 .离散性体系5 .膜结合型超分子体系7.2 生物超分子存在其意义1 .生物超分子工程学2 .酶是生物催化剂7.3 酶工程的重要性1 .酶的催化作用特性2 .转胺酶的模拟3 .水解酶的模拟4 .核糖核酸的模拟5 .氧化复原酶的模拟6 .其他类型

8、的人工酶7.4 杯芳姓:为受体的分子催化和模拟酶研究本章要求：了解酶工程的重要性,熟知酶的催化作用特性、转胺酶的模拟、水解酶的模拟、核糖核酸的模拟、氧化复原酶的模拟以及其他类型的人工酶的模拟.熟悉生物超分子存在其意义.熟悉杯芳姓:金属配合物作为催化剂具有很好的活性和选择性,杯芳姓;及其衍生物由于能与金属离子作用表现出了较好的超分子催化和模拟酶性能.第8章目前与将来的应用4学时8.1 相转换剂8.2 混合物的别离1 .载体2 .C60的杯芳姓:纯化8.3 分子传感器1 .电化学传感器2 .光学传感器8.4 开关和分子器件8.5 超分子催化1 .定向反响和易形变基团2 .提升底物有效浓度3 .过渡

9、态稳定化8.6 药物1 .核磁共振成像MRD造影和抗癌剂2 .环糊精：3 .抗-HIV活性4 .药物设计本章要求：了解超分子化学在各个领域的研究热点,考查了解超分子化学的一些应用及组装体的前景,包括应用于色谱、新传感器、新催化剂、新药物、甚至创造纳米分子机械等领域的新媒介.教材或主要参考书目：1. SupramolecularChemistryofAnions.Ed.A.Bianchi,K.Bowan-James,E.Garca-Espana.JohnWileyandSons,NewYork,1997.2. MacrocyleSynthesis,Ed.D.Parker,牛津出版社,19963. TheRoy