高等物理有机化学

课程编码：070303M04001H 英文名称：Advanced Physical Organic Chemistry 课时：50 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：杨镜奎

本课程为化学学科研究生的学科核心课程。要求学生用有机化学及物理化学的理论、概念和方法研究有机化合物的结构、性质及有机反应机理，从分子轨道理论、动力学、立体化学、介质效应及有机反应活性中间体等不同角度研究反应机理及结构与性能的相关性。由分步反应到协同反应，从基态到激发态讨论不同的反应机理。其宗旨是达到对复杂有机化学反应是如何发生（Why)的和物质结构与性能关系有更深入的认识，并学会将相关理论用到今后的实际研究工作中。同时通过阅读近期文献中相应于各章内容有关文献资料，了解前沿研究结果，发现有待解决的难题尝试提出新的研究内容，学习如何提出研究问题并利用综合实验数据，得出相应结论的科学研究方法，一方面培养学生发现问题的能力，另一方面也逐步提高独立思考及综合分析和解决问题的能力。
要点说明：第二到六章为重点掌握内容;第七章及第八为初步掌握或一般了解。
具体重点如下：不同共轭效应及取代基效应和场效应；软硬酸碱理论及氢键对结构与性能的影响；久期行列式；如何利用各类分子轨道理论预测化学反应过程中的立体化学控制及位置选择性控制；Mobius环；旋光活性预测计算；旋光谱（ORD）或圆二色谱（CD）与八区率的关系；不同活性中间体的杂化轨道及立体空间结构;离子自由基的性能与反应独特性。
难点：
1）物理有机几乎与所有有机课程均有关系，主要是关联、广度及深度的问题，强调关系与原因；如何凸显本课程的特色与不同课程的区别是一难点。
2）如何将经典的基础理论与前沿研究有效结合，提高学生的学习兴趣发现科学研究中深层次的问题。面对的是基础与前沿新理论及现代技术的融合问题。
章节之间顺序不会改变， 但因课堂交流及时回答学生问题或更新知识有±1课时的波动调整。
第一章：2学时；
第二章：11～12学时；
第三章：6学时；
第四章：13～14学时（部分自学）；
第五章：9～10学时（部分自学）；
第六章：5学时；
第七章：1～2学时（部分自学）；
第八章：1～2学时 (部分自学)；
考 试：2学时。

有机化学、有机结构分析、物理化学或相近课程
补充课程：量子有机化学基础，行列式简单计算（本科高等数学）

第一章 前言 2学时 杨镜奎
第1节 前言:课程安排、物理有机背景及发展、课程主要内容等介绍
第二章 有机反应能量、机理及相关问题 12学时 杨镜奎
第1节 机理及构思推论策略
第2节 机理的确定方法
第3节 与机理有关的理论
第4节 取代基效应在光谱学上的应用(自学）
第三章 溶剂效应、酸碱理论及结构与性能关系 6学时 杨镜奎
第1节 分子或溶剂极性及氢键对反应和性质的影响
第2节 离子对（Ion pairs）
第3节 疏水-亲脂效应
第4节 (软硬）酸碱度理论及应用
第四章 周环化学及协同反应 14学时 杨镜奎
第1节 周环反应介绍
第2节 周环反应相关理论
第3节 Woodward-Hoffmann规则实际应用总论
第4节 Huckel 分子轨道(HMO)法对平面共轭烃的处理
第5节 附件：行列式及行列式方程的性质与计算 (自学)
第五章 立体化学 9学时 杨镜奎
第1节 引言: 历史与旋光
第2节 构象与构型、异头效应
第3节 构型、手性分子、对映异构体
第4节 结构与光学活性
第5节 异构体的分离
第6节 其他：立体合成化学及波谱测试在立体化学中的应用
第六章 有机反应活性中间体及研究方法 5学时 杨镜奎
第1节 前言
第2节 离子自由基
第3节 自由基
第4节 卡宾、乃春
第5节 碳正离子及碳负离子 （C+/C-）
第6节 苯炔
第7节 反芳香化合物
第8节 小环张力环及其他（高能或高价碳环）
第七章 催化反应和机理 1学时 杨镜奎
第1节 催化剂简介
第2节 金属复合物催化剂
第3节 均相催化反应和机理
第八章 有机光化学与电化学 1学时 杨镜奎
第1节 有机光化学
第2节 有机电化学

首席 杨镜奎教授 校本部