高等有机化学第一篇绪论(2010级)

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（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Vitamin B12 的合成以和Paquette 从事的结构上非常 有趣的五角十二烷(pentagonal Dodecahedrane)的合成。
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4. 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
（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。 （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。
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（6）生命科学中的物理有机化学研究，主/
客体化学。
的药物，高效低毒农药以及能促进农业生产、改良
品2020种/12/8的物质。
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5. 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。
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（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。
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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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高等有机化学——亦称物理有机化学，有 人称理论有机化学。
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
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（1）1981-1989 年，Harvard 大学的Yoshito Kishi 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（JACS 1989, 111, 7525-7530， 75307533; JACS 1994, 116, 11205-11206.）
（2）有机氟：原子能工业、火箭技术、宇航技 术。
（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。
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（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。
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所以很有必要再继续学习《高等有机化学》
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。
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三、The method of Studying Advanced Organic Chemistry
以老师的讲课为纲，主要靠自学。32个 学时讲不了多少内容！
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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。
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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。
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。
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。
研究目的——指导探索反应条件、指导有
机合成。 2020/12/8
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二、The Relation between Advanced Organic Chemistry and Organic Syntheses
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。
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• 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
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Palytoxin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。
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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。
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（5）金属有机化学：C-M 键的活性是近代化 学前沿领域。
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C-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）。
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第一节 为什么学习高等有机化学
一、 Contents of Advanced Organic Chemistry 同学们已经学过《有机化学》，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。
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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。
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（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。
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（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
（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 2020/12/8
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2. 有机合成化学
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
高等有机化学
Advanced Organic Chemistry
西华大学
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基本要求
端正学习态度，认真扎实地学； 有事请假； 对老师有什么要求提出来； 完成必要的作业。
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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？
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参考书
《MARCH’S ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY》; 6th Edition; Michael B. Smith, Jerry March
该书的第五版在2009年已由清华大学 李艳梅教授翻译
第一部分，9章，基础理论； 第二部分，10章，反应与反应机理； 大量的原始文献 Organic Syntheses(OS)
出处。
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《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》[美]Carey and Sundberg,
夏炽（chi）中译分A、B两卷： A卷：有机结构理论， B卷：反应与合成 高等有机化学基础（第三版） 荣国斌编
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第二节 有机化学重要分支
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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。
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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。
4. 香料化学等。
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第三节 Covalent Bonding
一、Wave Equation
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6. 其它分支
• 有机光化学、有机电化学等小分支学科。 • 有机化学还与其它学科交叉形成众多分支
边缘学科：如，药物有机化学、农业有机 化学、量子有机化学、地球有机化学等等。
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二、有机化学重要应用领域
1. 药物化学
2. 农药化学
3. 有机功能材料：有机导体、有机超导体、 导电聚合物。有机与高分子非线性光学材 料。有机铁电体、有机半导体、光导体、 液晶、分子器件、功能性染料以及其它有 特殊性能的有机材料。
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Vit2a0m20i/n12B/812（化学名称为钴胺素（Cobalamin ）
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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
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3. 有机分析化学 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。
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有机化学的分支树
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一、有机化学的主要分支学科
1. 物理有机化学 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。物理有机化学是有机化 学的理论基础，也是高分子化学和生物 有机化学的理论基础之一。
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