高等有机化学

(1)环丁二烯 (1)环丁二烯
环丁二烯不稳定
环丁二烯的取代衍生物有较大 的稳定性。1,2,3-三叔丁基环 丁二烯可以在-70℃的溶液中 存在一段时间
2，3，4-三叔丁基环丁二烯甲酸甲酯在室 温下可以分离出来。
它们环中的键长是不相等的，明显有单 键、双键的区别。前者为0.1506nm，后者 为0.1376nm。
Fe
(4) 环庚三烯正离子
七元环的环庚三烯正离子含有6 电子，按照H ckel 七元环的环庚三烯正离子含有6个π电子，按照Hückel 规则应具有芳香性。 规则应具有芳香性。
环庚三烯与溴加成得到二溴化物，后者在70 环庚三烯与溴加成得到二溴化物， 后者在 700C时加热失 去一分子溴化氢得一黄色物质， 去一分子溴化氢得一黄色物质 ， 在乙醇中重结晶得黄色棱 状晶体,NMR谱显示δ= 18ppm单峰，表明为芳香对称结构. ,NMR谱显示δ=9 ppm单峰 状晶体,NMR谱显示δ=9.18ppm单峰，表明为芳香对称结构.
Li
(6) 环辛四烯双负离子
环辛四烯与金属钠作用形成环辛四烯双负 离子，有10个π电子，符合Hückel规则,有芳 香性。
+ 2 Na 2 Na
+
2．轮烯
轮烯（ annulene） 轮烯 （ annulene ） 是一类单键与双键交替的 环状多烯烃类。它们有的很稳定，有的不稳定。 环状多烯烃类。它们有的很稳定，有的不稳定。有 的在自然界存在，有的是实验室间接证明的东西。 的在自然界存在，有的是实验室间接证明的东西。 命名或书写时通常是把成环碳原子数置于词前 并定在方括弧内， 例如苯可以看作是[6] 轮烯， 环 并定在方括弧内 ， 例如苯可以看作是 [ 轮烯 ， 辛四烯是[ 轮烯， 但一般是把较大的环称作轮烯。 辛四烯是 [8] 轮烯 ， 但一般是把较大的环称作轮烯 。 这类化合物如果是在一个平面上并含有4n+2 这类化合物如果是在一个平面上并含有4n+2π 电子的应具有芳香性。 电子的应具有芳香性。

1 2
官能团
决定有机化合物性质的原子或原子团。
系统命名法
按照一定的规则给有机化合物命名的方法。
3
俗名
根据有机化合物的来源或性质得来的名称。
04
有机化学反应机理
取代反应
总结词
取代反应是有机化学中常见的一 种反应类型，其中一个原子或基 团被另一个原子或基团所取代。
详细描述
在取代反应中，一个原子或基团被 另一个原子或基团所取代，生成新 的化合物。这种反应通常涉及电子 的转移和重排。
有机化学在材料科学中的应用
01
高分子材料
有机化学在高分子材料的合成、改性和加工中发挥重要作用，包括合成
功能性高分子材料、研究高分子链的构象和运动等。
02 03
纳米材料
有机化学在纳米材料的合成和修饰中具有广泛应用，如制备碳纳米管、 纳米颗粒和纳米纤维等，并研究它们在能源、催化、生物医学等领域的 应用。
06
有机化学的应用
有机化学在医药领域的应用
药物合成
有机化学在药物合成中发挥着重要作用，通过设计合成路 线和优化反应条件，制备出具有生物活性的药物分子。
药物代谢
有机化学研究药物在体内的代谢过程，包括药物的吸收、 分布、代谢和排泄等环节，有助于理解药物作用机制和优 化药物设计。
药物筛选
有机化学在药物筛选中发挥关键作用，通过高通量筛选和 虚拟筛选等方法，发现具有潜在生物活性的小分子化合物 ，为新药研发提供候选药物。
详细描述
我们日常生活中的许多物品，如衣物、食品、建筑材料和交通工具等，都与有机化合物密切相关。例 如，衣物中的纤维和染料、食品中的添加剂和防腐剂、建筑材料中的塑料和油漆等，都是有机化合物 。此外，许多医疗药物也是有机化合物，对人类的健康和疾病治疗具有重要作用。

04 有机合成策略与技巧
有机合成的基本策略
碳-碳键的形成
选择性反应
通过各种反应如亲核取代、加成反应 、消除反应等构建碳-碳键。
在多取代的碳氢化合物中，选择性地 活化或转化某一特定位置的碳-氢键。
碳-氢键的活化
利用催化剂或反应条件将碳-氢键转化 为活性中间体，以便进行后续的转化 。
逆合成分析
目标分子的解构
自由基反应
总结词
自由基反应是有机化学中的一种重要反应类 型，其特点是反应过程中存在不稳定的自由 基中间体。
详细描述
自由基反应通常由自由基引发剂引发，产生 自由基活性种，随后与其他分子发生反应。 自由基反应的特点是快而连锁，常常需要在 无氧或无水条件下进行。例如，烷烃的裂解 反应中，高温条件下烷烃分子产生自由基， 随后发生链增长反应生成多种小分子。
亲电反应
总结词
亲电反应是有机化学中的另一种常见反应类型，其特点是试 剂向反应中心的负电性较强部分进攻，通常发生在具有电子 缺口的碳原子中。
详细描述
在亲电反应中，具有正电性的试剂（称为亲电试剂）进攻具 有电子缺口的碳原子，形成过渡态，最终形成新的碳-碳键或 碳-杂原子键。例如，在烷烃的溴代反应中，溴分子作为亲电 试剂进攻烷烃的碳原子，形成碳-溴键。
共价键理论
共价键的形成
共价键是由两个或多个原 子共享电子形成的，电子 的共享程度决定了键的类 型和强度。
键的类型
根据电子的共享程度，共 价键可以分为单键、双键 和三键等不同类型。
键极性
共价键具有极性，可以分 为极性键和非极性键，这 决定了分子的性质。
分子轨道理论
分子轨道的概念
分子轨道是描述分子中电子运动状态的波函数。
协同反应

高等有机化学教案（精选）高等有机化学教案篇1学问目标1、常识性介绍有机化合物的初步概念及性质上的一些共同特点，能够推断生活中的有机物；了解甲烷的存在和物理性质及其可燃性。

2、了解酒精学名、化学式、物理性质、化学性质及重要应用;辨别甲醇及乙醇性质的异同，熟悉甲醇的毒性;常识性介绍醋酸。

3、常识性介绍煤和石油既是重要的能源，又是重要的化工原料。

力量目标1、同学探究甲烷的元素组成化学式的过程中，了解科学创造的过程和方法：发觉问题寻求解决方法实施方案结果分析得出成果，培育同学的试验力量和思维力量。

2、提高同学配平化学方程式的技能。

3、培育同学的自学力量。

情感目标1、通过古代对自然气、沼气的利用，对同学进行爱国主义教育。

联系甲烷燃烧放热，说明甲烷可作重要能源以及对农村进展的重要意义。

2、通过介绍我国在酿酒造醋工艺方面的重大创造和悠久历史，对同学进行爱国主义教育。

3、树立环保意识、能源意识。

教学建议关于甲烷的教学材料分析：化学科学的进展，增进了人类对自然的熟悉，促进了社会的进展。

但某些化学现象可能影响人类的生活和社会的可持续进展，因而关心同学正确熟悉化学与社会进展的关系是非常重要的。

甲烷是继一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等含碳化合物以后又一种含碳化合物，所不同的是，甲烷属于有机物。

有机物学问的增加，是九年义务教育化学教学大纲的一个重要特点。

甲烷作为一种简洁的有机物广泛存在于日常生活中，但同学却未必留意到它的存在、它在生活中所起的重大作用，更难与化学联系在一起。

因此经过提示，极易激发同学的学习爱好。

同时甲烷的广泛存在，使同学简单收集到相关资料，使自主学习成为可能。

本节教学材料分成"有机化合物'、"甲烷'两部分，甲烷是重点，有机物的应用是选学材料。

前一部分着重介绍有机化合物的初步概念。

教学材料在列举了一氧化碳、二氧化碳等含碳化合物后，又列举了蔗糖、淀粉、蛋白质等另一类含碳化合物，使同学对这两类含碳化合物有一个初步的了解。

烯烃的化学性质
烯烃可以发生加成反应、氧化反应和聚合反 应等。
炔烃的结构与性质
炔烃的稳定性
炔烃的稳定性比烯烃差，因为它们具有不饱 和的三键。
炔烃的通式
CnH2n-2，其中n表示碳原子数。
炔烃的化学性质
炔烃可以发生加成反应、氧化反应和聚合反 应等。
芳香烃的结构与性质
1 2
芳香烃的通式
CnH2n-6，其中n表示碳原子数。
中间体的结构。
常见有机合成反应类型
烷基化反应
酰化反应
氧化反应
还原反应
通过碳-碳键将一个烷基 基团连接到有机化合物
上。
将酰基基团连接到有机 化合物上，通常用于制
备羧酸衍生物。
通过添加氧原子或氧基 团来改变有机化合物的
官能团。
通过去除氧原子或氧基 团来改变有机化合物的
官能团。
06
有机化合物的应用
有机化合物在工业上的应用
有机化合物的结构与性质
烷烃的结构与性质
烷烃的通式
CnH2n+2，其中n表示碳原子数。
烷烃的稳定性
随着碳原子数的增加，烷烃的稳定性逐渐增加 。
烷烃的化学性质
烷烃的化学性质比较稳定，但在一定条件下可以发生取代反应和裂解反应。
烯烃的结构与性质
烯烃的通式
CnH2n，其中n表示碳原子数。
烯烃的稳定性
烯烃的稳定性比烷烃差，因为它们具有不饱 和的双键。
芳香烃的稳定性
芳香烃具有稳定的苯环结构，因此其稳定性较高 。
3
芳香烃的化学性质
芳香烃可以发生取代反应、加成反应和氧化反应 等。
05
有机化合物的合成与反应机理
有机合成简介
有机合成是有机化学中的重要分支， 主要研究如何通过一系列化学反应将 简单的原料转化为复杂的有机化合物 。

3. 对反应活性的影响 伯卤代烷的乙醇解的相对速度是与中心碳原子 连接的烷基大小相关的：
R EtOH + H C Br H
R 相对速度 1.0 0.28 0.03 4.2× 10
-5
H3CCH3CH2(CH3)2CH(Isopropyl)
R EtO C H + HBr H SN2 反应
乙氧基从背后进攻
四. 场效应
五. 空间效应 ( )
1. 对化合物稳定性的影响 2. 对化合物酸性的影响 3. 对反应活性的影响 4. 张力：F-张力，B－张力，角张力
第一章 取代基效应 (Substituent Effects)
H H C Br + OH H H H H C OH + Br
反应的本质： 旧键的断裂，新键的生成 共价键的极性取决于取代基的效应
C2H5 CH3 N Ph O
不同取代开链叔胺分子不具有旋光活性：
R R' R" N
R N R' R"
两种对映体因快速翻转 相互转化，导致消旋。
手性中心 － 其它杂原子：
O
S
CH2Ph
H2C CHCH2 CH3
[α] D = +16.8°
P
[α]27 = +92.4° D
三. 含两个（或多个）手性中心的分子
空间传递
空间效应 （位阻效应） 物理的相互作用
电子效应 (Electronic effect)：
由于取代基的作用而导致的共有电子对 沿共价键转移的结果。
O O2N CH2 C O H > CH3
O C O H
一. 诱导效应 (Inductive effect)

OH
如今: 一个高年级本科生大概1天
★ 高效低毒农药、动植物生长调节剂和昆虫信 息物质的研究和开发，为农业的发展提供了重 要的保证。
➢性信息素具有强烈的生理作用。一只雌蚕蛾交配前在 其尾部每秒钟释放出毫微克量的信息素，顺风扩散可 引诱几个km外的雄蚕蛾逆风飞翔到雌蚕蛾。由于检测 仪器的进步，50年代需几十万只、60年代需几万只， 而80年代后则需10只或更少就能准确确定性信息素的 结构。即便样品量很少（< 100g）也能获得确切的结 构信息。
药学 医学
有机化学对于社会进步以及其它学科的发展的贡献也 是巨大的:
例如:
★ 在对重要的天然产物和生命基础物质的研究中，有机化 学取得了丰硕成果。维生素、抗生素、甾体和萜类化合物、 生物碱、碳水化合物、肽、核苷等的发现、结构测定和合 成，为学科本身的发展增添了丰富的内容，为人类的医药 卫生事业提供了有效的武器。
高等有机化学的研究内容与目的
高等有机化学是有机化学的核心部分(core)
高等 有机化学
分子结构的 基本概念
含碳化合物的 反应性
化合物 中间体
结构
反应过程中的结构变化 反应机理
揭示反应的本质、内在规律，把有机反应有机地 联系起来。
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
目录
化学键和分子结构理论
9. 魏荣宝主编 高等有机化学 高等教育出版社
第一章 绪论
一、有机化学
来源：
☆1784: T. Bergman 首次明确定义有机化学 Organic chemistry is the chemistry of carbon compounds
☆ 1808: 瑞典Berzelius首次使用organic chemistry

高等有机化学是基础有机化学的深化和提高。

物理有机化学是高等有机化学的主体，此外还包括理论有机、立体化学等方面的内容，主要论述有机化合物的结构、反应机理以及之间的关系。

高等有机化学的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。

理论基础价键理论1916年Lewis提出电子配对学说(八隅体电子结构)1927年Heiter和London提出处理化学键的量子力学方法，后来经过Pauling等进一步完善。

价键法（VB法），又称为电子配对法。

基本要点：(1) 形成共价键的两个原子均具有未成对电子，并且自旋方向相反；每一对电子形成一个共价键。

(2) 原子价数：原子的未成对电子数。

(3) 共价键具有饱和性。

(4) 共价键具有方向性。

(5) 能量相近的轨道可进行杂化，形成能量相等的杂化轨道。

分子轨道理论分子轨道理论分子轨道理论：是以―形成共价键的电子是分布在整个分子之中‖的离域观点为出发点的。

价键理论：是以―形成共价键的电子只处于形成共价键两原子之间‖的定域观点为出发点的。

分子轨道即分子中价电子的运动状态，可用波函数ψ来描述。

分子轨道理论的基本要点：（1）分子轨道可以由原子轨道通过线性组合而成；（2）组合前后的轨道数守恒：即有几个原子轨道就可以组合成几个分子轨道。

（3）原子轨道组合成分子轨道遵守最大重叠原则，能量近似原则，对称性匹配原则。

（4）电子在分子轨道中的排布与原子中电子在核外排布类似。

多原子分子偶极矩是各个共价键偶极矩的矢量和。

偶极矩为零的分子是非极性分子；偶极矩不为零的分子是极性分子；偶极矩越大，分子极性越强。

键的极化度: 体积电负性成键种类外加电场分子的极性影响化合物的沸点、熔点和溶解度等。

分子的极性影响化合物的沸点、熔点和溶解度等。

取代基效应分子中的某个原子或原子团对整个分子或分子中其它部分产生的影响电子效应(Electronic effect)：由于取代基的作用而导致的共有电子对沿共价键转移的结果。

CH3CONHNH2 HNO2 CH3CON3
CH3NCO
X
O
C=NOH
CH3NCO
X
O
O
C N O C NHCH3
乃春在芳环邻位是不饱和支链时，极易环化成五元环，这一 性质对杂环的合成具有重要意义：
AX B
H N:
A BX
N
H
第三节：自由基
自由基是共价键发生均裂，每个碎片各保留一个电子，是带 单电子的三价碳的化合物。
2004年1版 6、洪琳编《有机反应活性中间体》高等教育出版社1999.6第一版 7、斯图尔特.沃伦著《有机合成――切断法探讨》丁新腾译，上海科学
技术文献出版社1986年1月第一版 8、黄宪、吴世晖、徐汉生《有机合成》（上、下）
第一章 有机反应活泼中间体及在合成上的应用
在有机反应中，经常出现的活泼中间体是卡宾、乃春、自由基、碳正离子、 碳负离子（包括苯炔、叶立德）
第一章 有机反应活泼中间体 及在合成上的应用
第一节：卡宾（碳烯）（Carbene） 第二节： 乃春 第三节：自由基 第四节：碳正离子 第五节、碳负离子（Carbenion）（活泼亚甲基
化合物）和叶立德
第二章 官能团的选择性互变
第一节 还原反应 第二节 氧化反应
第三章 官能团的保护
第一节： 羟基的保护（醇、酚羟基的保护） 第二节：烯键的保护 第三节：羰基的保护（用醇保护） 第四节：羧基的保护－酯化 第五节：胺基的保护－酰化或成盐
（六）生物有机化学（ Bioorganic Chemistry） （七）元素和金属有机化学（Element and Metal Organic Compounds Chemistry） （八）有机化学中的一些重要应用研究

VS
间位定位效应
当苯环上连有某些特定取代基时，如硝基 、羧基、磺酸基等，这些取代基会通过吸 电子效应降低苯环的反应性，使得新引入 的取代基主要进入苯环的间位。
2024/1/25
20
多环芳烃空间排列方式
平行排列
多环芳烃中，相邻的苯环可能以平行的方式 排列，这种排列方式使得分子具有较大的共 轭体系，稳定性较高。
交错排列
多环芳烃中，相邻的苯环也可能以交错的方 式排列，这种排列方式使得分子具有较小的 共轭体系，但可能具有某些特殊的性质或反 应活性。
2024/1/25
21
非苯芳烃结构特点
杂原子取代
非苯芳烃中，可能含有杂原子如氮、氧、硫等取代苯环上的碳原子 ，这些杂原子的存在会影响分子的电子分布和反应性。
环外双键
构效关系是指药物分子的化学结构与生物活性之 间的关系。在手性药物设计中，需要考虑手性中 心对药物活性的影响，以及不同手性构型对药效 的差异。
2024/1/25
手性匹配是指药物分子与靶标生物大分子的手性 构型相匹配，从而实现药物与靶标的特异性结合 。这可以通过计算机模拟和实验筛选等方法进行 预测和优化。
2024/1/25
5
立体异构现象
构型异构
指分子式相同但构型不同的异构现象。构型异构主要包括手性异构和非手性异构，如旋光异构和顺反 异构等。构型异构体具有不同的物理和化学性质，如熔点、沸点、溶解度、化学反应活性等。
构象异构
指分子式相同且构型也相同，但由于单键旋转而产生的不同空间排列的异构现象。构象异构体具有相 同的物理和化学性质，但在某些特定条件下可能表现出不同的反应活性或生物活性。例如，环己烷的 船式构象和椅式构象就是典型的构象异构体。
2024/1/25

-
4
目前，随着结构理论和化学反应理论以及 计算机、激光、磁共振和重组DNA技术等新技 术的发展，有机化学对分子水平的掌握日益得心 应手，能够按照某种特定需要，在分子水平上设 计结构和进行制备，并由此形成了化学发展的一 个新方向——分子工程学。
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5
3. 21世纪有机化学的展望
(1)走出纯化学，进入大科学 当生物化学和 药物化学彻底脱离有机化学后，化学家则把兴趣 更多地转向获得结构奇特或昙花一现的分子，较 少象生物学家那样发挥想象力，探索其有时是捉 摸不定的功能。随着20世纪的过去，化学知识和 化学生产的普及和发展，数学、物理的进展，一 些在此基础上综合发展起来的大科学开始显现出 它们重要的地位，而这些大科学的发展，又反过 来对化学提出了新的挑战和发展方向。
-
6
尤其是与信息时代相关的功能材料以及当前 可能更受人们重视的生命科学，都面临着众多的 化学问题亟待解决，要求化学家更多更积极的参 与。如果说生物学家致力于阐明生命的过程，那 么化学家的使命就是研究如何调控这一过程。
然而，化学虽然在20世纪有了飞跃的发展， 但面对生命这样复杂的体系，现有的化学知识是 不敷应用的，特别需要新化合物和新结构的提供 以及复杂体系中分子识别本质的知识和实践经验 的积累。
3.《物理有机化学》(上、下) 高振衡编,高等教育出版 社。
4. 《高等有机化学》汪秋安编，化学工业出版社。
-
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高等有机化学
• 高等有机化学又名物理有机和理论有机化学
• 研究对象：有机化合物的结构以及有机化合物 在反应过程中结构的变化，研究有机分子的结 构和反应条件对有机化合物的物理、化学性能 的影响以及化学反应历程。
O
H3CCO-+H

高等有机化学王银叶教案高等有机化学高等有机化学高等有机化学又名物理有机和理论有机化学研究对象：有机化合物的结构以及有机化合物在反应过程中结构的变化，研究有机分子的结构和反应条件对有机化合物的物理、化学性能的影响以及化学反应历程。

它的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。

通过对一般典型有机结构的性质及典型反应历程的研究，使有机合成化学家有可能运用这些理性认识来推测未知有机物极其在反应中的内在联系，从而有利于设计具有特殊性能的新化合物，考虑合成中的最好原料和最理想的合成路线等。

第一章化学成键作用和分子结构引言了解到有机分子的结构和性质才能正确地掌握化学反应，实验是实施反应和验证理论的手段，在理论指导下实践才有预期的效果。

理论联系实践，理论方有价值。

结构的知识在近代物理学方法帮助下已能比较搞精确地确定分子中各个原子(团)的空间位置，把人们的观察能力引到微观世界中去，量子化学理论进一步阐明了分于结构内在的作用力——化学键的本质。

化合价和化学键的理论是化学结构理论的核心问题。

前者解决元素的原子结合的数学问题，在有机化学中来说，就是碳为什么是四价的，后者解决原子之间凭什么力量结合的问题．具体地说，碳和碳结合的各种方式、键能、键长、键角，更重要的是电子在原子之间起着键合和这种键合作用力的奥秘。

两个问题相互联系而又有区别。

碳的四价与外层电子的数量和分布方式有关，碳的各种化学键的种类也是和它的电子结合的方式，化学键的性质有密切关系。

总之归结到一点，就是电子在化学键中的作用问题。

化学反应及其机理过去还是宏观现象的总结和推测．现在则和微观的分子结构理论联系在一起了。

“分子轨道对称守恒原理”就是把电子在分子中的运动规律解释分子起化学反应的条件和结果，把过去属于定性的结论提高到定量的水平。

所以近代有机化学必须以结构作为它的基础知识和基本理论。

动态学讲述有机物起化学反应时的结构变化、能量变化、速度问题和反应的深度和广度问题，它既有物理化学的理论又有有机反应中的规律，这是一门包括热力学、动力学、立体化学、结构化学等综合性成果的分支学科。

液相中分子碰撞到分子激烈振动发生断裂、成键在10-13sec。因此，
跟踪能力至少为10-14~10-15sec的观察手段。而IR为10-12sec。这个问题有 待解决。
47
1. 研究手段由宏观向微观观察发展
该图为美国能源部斯坦福线性加速器中心（SLAC）国 家加速器实验室研究人员首次通过X射线激光观测观测 到的化学键形成的过渡状态。反应物是一氧化碳分子 （左边，由一个碳原子（黑）和一个氧原子（红）构 成）和它右边的一个氧原子。它们附着在钌催化剂表 面，催化剂让它们彼此靠近，更容易反应。当发射一 束光学激光脉冲，反应物振动并互相碰撞，碳原子和 氧原子形成一个过渡状态的键（中间）。生成的二氧 化碳分子脱离催化剂表面飘走（右上）。
35
在掌握“词汇”和“语法”的基础上，“创造”有机化合物，
进行有机合成。 发现新的反应
研究反应机理
新的合成方法
制备特定功能的复杂分子
设计有效的合成路线
有机化学的核心问题之三就是制造新分子。
其目标是从简单易得的原料出发合成复杂的有机化合物。 为此，需要了解各种有机反应，在机理层面上预测反应产物， 发展新的合成方法，从而更有效地合成“目标”分子。
①官能团的种类； ②分子中官能团之间的相互 影响； ③分子中直接相连、不直接 相连的原子之间的相互影响
决定
各类有机物的性质和反 应性以及同类有机物中 各个化合物性质和反应 性的差异——各类反应 构成
有机化学的词汇表
熟练使用
①转化的类型；②所用试剂； ③反应条件；④每种类型的 逐步熟悉 局限性
分子和官能团的 相互转化
28
有机化学研究内容:
天然产物有机化学 金属有机化学（元素有机化学）
有机化学

(σ- π,σ- p)
场效 应 空间效 应
空间传递 （立体效应）
电子效应(Electronic effect)： 分子中的某个原子或原子团对整个分子 或分子中其它部分产生的影响.
(1). 诱导效应 (Inductive effect)
δ 概 C 念 δ δ
C
δ
δ
Cl Cl Cl
δ
C C C
δ
C
因某一原子或原子团的电负 性不同所引起的极性效应, 通过化 学键传递到分子的其它部分, 这种 作用称为诱导效应.
中南大学化学化工学院 唐瑞仁 办公室：理学楼415; 电话88836961 trr@
目录 绪论 第1章 基础有机化学理论知识 第2章 立体化学 原理 第3章 有机化学反应机理的研究 第4章 亲核取代反应 第5章 加成与消除反应芳环上的取代反应 第6章 羰基化合物的反应 第7章 分子重排反应 第8章 芳香亲电和亲核取代反应
H
H
烯丙基正离子的稳定性
H3C 1 CH 2 CH 3 C H2 4 H3C 1 CH 2 CH 3 C H2 4
较稳定，贡献较大
Ⅰ δ
+
CH
Ⅱ δ
+
CH3
CH
2
4
CH2
C2比C 4容纳较多的正电荷
共轭效应特点：
Y
δ
CH
CH CH CH2
δ
δ
δ
分子中任何一个原子周围电 子云密度变化，马上会引起其它 部分的电子云密度的改变
后者是动态诱导（极化）的结果。

(2) 共轭效应 (Conjugation)
共轭体系与共轭效应
π - π 共轭
C C C C C C C C C C C N C C O C C C H

可编辑修改精选全文完整版《有机化学选论》教学大纲学时：34学时学分：2理论学时：30 讨论学时：4适用专业：化学教育、应用化学、材料化学大纲执笔人：张新明大纲审定人：商永嘉一、课程说明1. 课程的性质、地位和任务本课程的实质为《高等有机化学》是化材学院高年级有机化学专业方向本科生开设的一门重要专业选修课，它是建立在主干基础课《有机化学》之上的课程（是基础有机化学的深化和提高），它着重论述有机化合物的结构、反应、有机反应机理及它们之间的关系。

高等有机化学研究的逐步深入，对整个有机化学的发展起着重要的理论指导作用；同时也为高分子化学、生物化学以及药物化学实践提供日益深化的理论基础。

2. 教学目的和基本要求(1) 对有机化学基础课大纲所要求的有机化学基本理论、基本概念和有机化合物官能团转化的基本反应进一步巩固和提高，同时对有机化学发展现状有较明晰的了解。

(2）掌握有机化合物结构与性能关系，熟悉描述有机反应机理的基本理论和研究方法。

(3) 重点掌握电子效应、空间效应及应用，熟练掌握各类活泼中间体的结构、产生和有关反应，熟悉与理解重要的分子重排反应，以提高解题的技巧和能力。

二、课程内容绪论（1学时）第1章化学键和分子结构(3学时)1.1分子的电子结构、分子的极性和偶极矩1.2电子效应（诱导效应与场效应、共轭效应、烷基的电子效应）1.3 空间效应1.4取代基效应对化合物结构和性质的影响（诱导效应的影响、场效应的影响、共轭效应的影响、空间效应的影响等）1.5 分子的共振(共振式、共振能)1.6 氢键1.7 芳香性(轮烯的芳香性、稠环体系的芳香性、带电荷环的芳香性及同芳香性)和休克尔规则第2章立体化学(6学时)2.1立体化学基础（构造、构型、构象和构象分析；相对构型与绝对构型；对称因素、手性与对映异构；顺反异构和非对映异构；立体专一性反应和立体选择性反应）2.2 各类有机反应的立体化学（取代反应的立体化学、消去反应的立体化学、加成反应的立体化学、协同反应的立体化学、重排反应的立体化学）2.3 潜手性分子2.4 不对称合成简介 (对映体的过剩百分率及非对映体的过剩百分率)第3章有机反应机理的研究和活性中间体（6课时）3.1 有机反应的分类3.2 有机反应中试剂的分类3.3 确定有机反应机理的方法(产品的鉴别、中间体的确定、催化作用、同位素标记、立体化学研究、动力学研究)3.4 有机反应中的活性中间体3.4.1 碳正离子（碳正离子的形成、碳正离子的结构、碳正离子的稳定性、碳正离子的反应和非经典碳正离子的形成及有关反应）3.4.2 碳负离子（碳负离子的形成、碳负离子的结构、碳负离子的稳定性、碳负离子的反应）3.4.3 自由基（自由基的形成、自由基的结构、自由基的稳定性、自由基的反应）3.4.4 碳烯（碳烯的结构、碳烯的形成、碳烯的反应）3.4.5 氮烯（氮烯的结构、氮烯的形成、Hofmann重排反应、Curtius等重排反应）3.4.6 苯炔（苯炔的形成、亲电加成反应、亲核加成反应、环加成反应）第4章饱和碳原子上的亲核取代反应(2学时)4.1 几种典型反应机理(S N1、S N2、邻基参与、离子对历程、S N2′和S N i )4.2亲核取代反应的立体化学(S N1、S N2、S N2′和S N i反应)4.3影响亲核取代反应速度的因素(反应物的结构、试剂的亲核性、溶剂效应、离去基团和空间效应)4.4 亲核取代反应在有机合成上的应用第5章碳－碳重键的加成反应(2学时)5.1 亲电加成反应机理5.2 亲电加成反应的立体化学5.3取代基的性质对烯烃加成反应的影响5.4 共轭烯烃的加成反应5.5 烯烃和炔烃的亲核加成反应第6章羰基化合物的亲核加成反应(4学时)6.1 醛、酮的亲核加成反应6.1.1 反应机理6.1.2 影响醛、酮的亲核加成反应活性的因素6.1.3 醛、酮的亲核加成反应的立体化学6.1.4 各种重要的缩合反应6.2 羧酸及其衍生物与亲核试剂的加成6.2.1反应机理6.2.2 结构与活性6.2.3 各类重要反应(酯缩合及有关反应)6.3 α、β-不饱和羰基化合物的亲核加成(麦克尔加成反应)6.3.1 反应机理6.3.2 影响加成方式的因素6.3.3 在有机合成中的应用第7章消除反应(4学时)7.1 消除反应的分类7.2 离子型消反应机理7.3 消除反应中的定向效应7.4 消除反应中的立体化学7.5 消除反应与取代反应的竞争7.6 热消除反应第8章分子重排反应(6学时)8.1 重排反应的分类8.2 亲核重排（碳正离子重排；瓦格涅尔-米尔文重排；碳烯重排；氮烯重排；缺电子氮的重排；缺电子氧的重排；）8.3 亲电重排（Stevens重排;邻二酮重排；Wittig重排;Favorskii重排;环氧丙烷重排）8.4 芳环上的重排反应（联苯胺重排；Fries重排;Claisen重排）8.5 自由基重排8.6 σ键迁移重排反应（Cope重排;脂肪族Claisen重排）8.7 重排反应的主要应用考核方法：开卷考试选用教材：傅相锴主编，高等有机化学，高等教育出版社，2003教学参考书目：[1] 汪秋安编著, 高等有机化学, 化学工业出版社, 2004[2] 恽魁宏等编，高等有机化学，高等教育出版社, 1988[3] [美]F.A.凯里.R.J森德伯格著，夏炽中译，高等有机化学，A卷，结构与机理，人民教育出版社，1981[4] 俞凌编，基础理论有机化学，人民教育出版社，1981[5] 荣国斌编著，高等有机化学基础(第2版,修订本)，华东理工大学出版社、化学工业出版社, 2001[6] 王积涛编，高等有机化学, 1980[7] 高振衡编，物理有机化学（上、下册），高等教育出版社，1982[8] 沈世瑜、王炎编, 高等有机化学习题集, 中国科学技术大学出版社,1992。