高等有机化学2010级

2023/2/11高等有机化学

AdvancedOrganicChemistry2023/2/12

端正学习态度，认真扎实地学；

有事请假；有什么要求可以提出来；完成必要的作业。基本要求2023/2/13第一章绪论什么是高等有机化学？高等有机化学的研究对象是什么？高等有机化学与有机合成关系是什么？2023/2/14第一节为什么学习高等有机化学有机化学：研究有机化合物的组成、结构、性质、变化、合成和应用的化学分支。一、高等有机化学的内容有机化学中主要介绍内容的是：（1）有机化学的基本概念和术语。（2）大篇幅介绍有机官能团化学。（3）大量的经验事实。2023/2/15同时少量介绍了有机化合物结构理论、有机活性中间体、有机反应机理、有机合成等内容，但很不系统。正是由于有机化学教学内容的特点，我们常常把这一阶段以介绍官能团化学为主的《有机化学》称为基础有机化学或普通有机化学。2023/2/16高等有机化学——亦称物理有机化学，有人称理论有机化学。研究内容——研究有机化合物的结构、性质、反应，以及结构和性质的关系。研究目的——指导探索反应条件、指导有机合成。理论基础——主要是量子化学和以此为依据的化学键理论和电子理论。2023/2/17二、高等有机化学与有机合成的关系

高等有机侧重点：有机理论；有机合成侧重点：合成方法和合成路线；高等有机指导有机合成，有机合成证实高等有机，应用于实际。2023/2/18

有机合成不能光靠讲课来学好，要做大量的实验。写一个反应很容易，实施起来就不容易。特别是实验手段很重要。高等有机学不好，有机合成就无法学。因为有机合成是建立在掌握大量有机反应类型的基础上。而高等有机主要讲有机反应的性质和结构的关系，讨论大量的反应类型。2023/2/19

高等有机化学从严格意义上讲，不是一个单独的学科，只是作为讲授高一级有机化学知识的一门课程。它的内容应该包括物理有机、有机合成、天然有机、有机分析等内容。

物理有机研究有机分子结构与其物理、化学及生物等性能之间的关系，阐明有机反应的机理的细节与规律（如反应途径、过渡态与反应中间体、能量关系、立体化学特征以及环境效应），并用理论化学的方法来计算和预测已知和未知化合物，中间体及过渡态等特性和各种反应途径。2023/2/110

现代有机化学发展的规律表明，物理有机化学对其它有机化学分支和边缘学科的发展起着理论指导作用，并相互渗透相辅相成。

物理有机化学是当今有机化学中最富活力和重要性的领域之一。

物理有机化学与有机化学中各主要分支和新的边缘领域，例如有机合成、生物有机、金属有机、光化学、药物化学以及高分子化学等均有密切的联系。2023/2/111

美国国家研究委员会（NRC）发布的化学发展战略中提出的五个优先发展前沿领域，与物理有机化学有关的就有三个，即化学反应活性、化学催化、生命过程中的化学，其首要的前沿（化学反应活性）对于有机化学来说，也是物理有机的核心方向。

在国际上，美、英、德、日等工业发达国家在物理有机化学研究与广度方面处于领先地位，涌现了一些作出杰出贡献的物理有机化学家。2023/2/112

我国物理有机研究起步于上世纪60年代，80年代以后有了迅速发展。目前，在上海有机化学研究所、兰州大学、南开大学、中科院化学所、理化所、大连化物所、北京师范大学、中山大学等单位具有较强的研究队伍或有特色的研究小组。在若干重要前沿领域获得具有国际水平的研究成果或进入国际领先行列。2023/2/113

由于有机合成、有机分析均有专门课程，再加上学时的限制。本课程主要讲授物理有机化学最基本的知识。所以很有必要再继续学习《高等有机化学》2023/2/114参考书三、高等有机化学学习方法

以老师的讲课为纲，主要靠自学。32个学时讲不了多少内容！《高等有机化学》王积涛编《物理有机化学》（上、下）高振衡编高等有机化学基础（第三版）荣国斌编2023/2/115

同学们已经学过《有机化学》，都已经知道：有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、变化、合成和应用的化学分支，已形成一门独立的学科。2023/2/116有机化学发展经历经了一个很长的历史发展时期。作为化学学科下的二级学科。现已形成一个完整的有机化学科学体系。有机化学学科，枝繁叶茂，成长为一棵参天大树第二节有机化学重要分支2023/2/117有机化学的分支树2023/2/118一、有机化学的主要分支学科用物理和物理化学的概念、理论和方法研究有机化合物的结构和反应机理等问题的基础学科。有机化学和高分子化学和生物有机化学的理论基础。1.物理有机化学（1）有机化学反应途径的宏观及微观细节；协同/非协同反应；离子/非离子反应；基态/激发态（光、电、磁、高压、声诱导）等。（2）活性中间体的发现及确证。2023/2/119（5）生命科学中的物理有机化学研究，主/客体化学。（6）量子有机化学由静态向动态方向的发展。（7）C60作为碳元素的第三种同素异性体或是第一种分子碳形式，C60经过亲核进攻或卡宾进攻可进一步官能团化及衍生化；C60可包含镧系元素、与锇铂配位；对单线态氧的敏化作用（3）线性自由能的关系、结构与性能关系的研究。（4）有机光化学。2023/2/120从元素、简单的无机物或有机物，通过化学反应制备其它有机化合物的过程叫有机合成。应用于制备有机化合物的化学反应称为有机合成反应。有机合成化学就是研究有机合成基本规律，去合成各种有机物的科学。它的主要任务是，研究指定结构有机物的合成和寻求能用于合成的新试剂、新反应、新方法。它是有机合成工业的基础。2.有机合成化学2023/2/121（1）1981-1989年，Harvard大学的YoshitoKishi教授率领24位研究生和博士后，经8年努力，完成了海葵毒素(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个巨毒物（大鼠中量的致死中量LD50

为0.05~0.1μg/kg），含由64个手性中心和7个骨架内双键。Palytoxin分子式C129H223N3O54,相对分子量为2681。由于有机合成的热点已部分地让位于方法学和分子功能与活性的研究，这项工作在有机化学界并没有引起特殊的轰动，但仍被誉之为有机合成中的珠穆朗玛峰。2023/2/124（2）另一项代表性成就是由2个实验室100多位合成化学家在Woodward和Eschenmoser领导下，在七、八十年代中完成的VitaminB12的合成以和Paquette从事的结构上非常有趣的五角十二烷(pentagonalDodecahedrane)的合成。2023/2/125VitaminB12（化学名称为钴胺素（Cobalamin

）2023/2/126是由12个正五边形所组成的正多面体，它共有20个顶点、30条棱、160条对角线2023/2/127

研究有机化合物组成和结构的定性和定量分析的有机化学分支。（1）高效分离方法和微量分析技术的紧密结合是有机分析的一大特色。在当前面临的生命科学、环境科学、能源、新材料科学等问题中都涉及到复杂系统的痕量或微量的分离分析问题。3.有机分析化学2023/2/128（2）气相色谱的发展是高效分离的突破口。（3）超临界流体色谱，效率高于液相色谱，而分析对象则比气相色谱广。（4）毛细管电泳，毛细管电动力色谱。（5）核磁共振：600M及以上核磁的广泛应用。3D核磁、"反相"、"接力"间接检测技术。（6）质谱：新的解析电离技术及应用。（7）表面（表层）分析：材料分析中的一个新阵地。（8）其它：如高效高速逆流（HSCCC）技术2023/2/1294.天然有机化学

研究天然有机物的组成、结构、性质以及分离、提纯方法的学科。以研究各种自然界存在的动物、植物资源（包括海洋、陆地和微生物的次级代谢产物以及生物体内源性生理活性物质）为主要研究对象，其目的在于希望从中获得防治人类疾病的药物，尤其是严重危害人类健康的疾病，例如肿瘤、艾滋病、心脑血管等的药物，高效低毒农药以及能促进农业生产、改良品种的物质。2023/2/1305.金属与元素有机化学

包括金属有机化学和非金属有机化学，主要研究金属、准金属和非金属有机化合物的有机化学分支。主要有四个重要支柱的有机磷、氟、硼、硅和金属有机化学。（1）有机磷：农药、医药、阻燃剂、萃取剂、润滑油添加剂、水处理剂、Wittig反应等。（2）有机氟：原子能工业、火箭技术、宇航技术。2023/2/131（3）有机硼：还原剂和手性试剂。与金属和其它杂原子的结合的高选择性的新反应及硼笼化合物在农药、催化剂、耐燃及高能材料组分方面的应用是主要发展方向。（4）有机硅：不饱和有机硅，生物有机硅、以及硅烯、硅宾、硅的3d空轨道化学及多硅烷等。（5）金属有机化学：C-M键的活性是近代化学前沿领域。2023/2/132C-M键的活性是近代化学前沿领域。主要方向：有重要意义的新型金属有机化合物（特别是新型过渡金属和稀土金属有机化合物）的合成、结构、反应性能和机理的研究，应用于高选择性有机合成似的金属有机试剂及催化剂以及类似酶效能的金属有机合成反应、均相催化、一碳化学(CO,CO2)、C-H键的活化，合成具有特殊光电磁性能的新型金属有机化合物的合成（如非线性光学材料、超导材料）。2023/2/1336.其它分支有机光化学、