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物理有機化學
郭佃順、程圓編著書籍
物理有機化學
所屬類別
教材 >> 本科 >> 本科化學
作者：郭佃順、程圓 編
出版日期：2010年10月 書號：978-7-122-08814-7
開本：16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：314頁
物理有機化學課程核心內容就是要解決化合物結構、機理及反應性能，本書首先介紹了分子軌道理論、共振論、酸鹼理論等理論基礎，然後闡述了有機立體結構、分子結構與化學活性之間的關係，運用上述理論分析了有機化學中的活性中間體、各類有機化學反應的機理。同時，本書還把物理有機化學和有機金屬化學、有機光化學、超分子化學、生物有機化學等相關學科聯繫在一起。
第1章 緒論 1
1.1 物理有機化學及其研究內容 1
1.1.1 物理有機化學 1
1.1.2 物理有機化學的研究內容 1
1.2 現代物理有機化學的發展 2
1.2.1 新反應機理 2
1.2.2 反應活性中間體 4
1.2.3 分子結構與性能的關係 5
1.3 物理有機化學的重要意義 5
第2章 有機化學結構理論 8
2.1 定域化學鍵 8
2.1.1 共價鍵的形成 8
2.1.2 分子的電子結構 9
2.1.3 雜化軌道 10
2.2 離域化學鍵 11
2.2.1 離域鍵的形成 11
2.2.2 含離域鍵的分子種類 11
2.2.3 共振論 13
2.3 分子軌道理論 16
2.3.1 分子軌道理論的基本要點 16
2.3.2 分子軌道的對稱性——Hückel
分子軌道 17
2.3.3 分子軌道理論的應用 18
2.4 芳香性 20
2.4.1 Hückel規則與芳香性 21
2.4.2 Hückel規則的修正——多環化
合物芳香性的簡單判定方法 22
2.4.3 反芳香性、非芳香性、同芳
香性和反同芳香性 23
2.4.4 芳香性的新發展 25
第3章 分子間弱相互作用與
超分子化學 26
3.1 分子間的弱相互作用 26
3.1.1 氫鍵 26
3.1.2 陽離子-π相互作用 27
3.1.3 π-π相互作用 28
3.1.4 疏水效應及其他 28
3.2 分子識別與超分子化學 29
3.2.1 超分子與超分子化學 29
3.2.2 分子識別及其類型 30
3.2.3 典型受體分子簡介 33
3.3 分子組裝與超分子器件 37
3.3.1 分子組裝及其類型 37
3.3.2 超分子器件 39
3.3.3 超分子催化 40
第4章 有機立體化學 43
4.1 立體化學中的基本概念 43
4.1.1 同分異構及其分類 43
4.1.2 分子的手性和旋光現象 43
4.1.3 分子的手性和對稱性 45
4.1.4 內、外消旋體和外消旋體的
拆分 51
4.1.5 構象分析 52
4.2 不對稱合成 56
4.2.1 不對稱合成中的基本概念 56
4.2.2 手性分子的產生 56
4.2.3 不對稱催化合成 59
第5章 溶劑效應 62
5.1 溶劑的屬性與分類 62
5.1.1 溶劑的基本屬性 62
5.1.2 溶劑的分類 66
5.2 溶劑化效應 67
5.2.1 溶劑化作用 67
5.2.2 選擇性溶劑化作用 67
5.2.3 膠束溶劑化作用 69
5.3 溶劑效應對有機反應歷程的影響 69
5.3.1 溶劑對自由基反應和周環
反應的影響 69
5.3.2 溶劑對離子型反應的影響 70
5.4 溶劑效應對有機反應速率的影響
及其理論解釋 72
5.4.1 溶劑效應對有機反應速率的
影響 72
5.4.2 溶劑效應對有機反應速率影
響的理論解釋 73
第6章 分子結構與反應活性的
定量關係 75
6.1 Hammett方程 75
6.1.1 取代基常數 76
6.1.2 反應常數 77
6.1.3 取代基與反應中心的貫穿
共軛效應 78
6.1.4 Hammett方程的理論解釋 80
6.1.5 Hammett方程的應用 81
6.1.6 Hammett方程的推廣 83
6.2 Taft方程及其他方程簡介 87
6.2.1 Taft方程 87
6.2.2 取代基誘導效應與共軛效
應的分離 88
6.2.3 其他方程簡介 90
第7章 化學穩定性原理和有機
反應中間體 95
7.1 化學穩定性原理 95
7.1.1 化學穩定性原理的基本內涵 95
7.1.2 化學穩定性的基本規則 95
7.1.3 穩定性原理在有機化學中的
應用 98
7.2 有機反應活性中間體 99
7.2.1 碳正離子 99
7.2.2 碳負離子 103
7.2.3 自由基 106
7.2.4 其他反應活性中間體 109
第8章 有機酸鹼理論 115
8.1 酸鹼理論概覽 115
8.1.1 Brönsted質子理論 115
8.1.2 Lewis電子理論 116
8.1.3 Mulliken廣義酸鹼理論 117
8.2 酸鹼強度 118
8.2.1 影響酸鹼強度的因素 118
8.2.2 酸度函數 121
8.2.3 超強酸 124
8.3 酸鹼催化 125
8.3.1 專一性酸鹼催化 125
8.3.2 一般性酸鹼催化 126
8.3.3 Brönsted酸鹼催化定律 127
8.4 軟硬酸鹼理論 128
8.4.1 軟硬酸鹼的分類與定性比較 128
8.4.2 軟硬酸鹼原理在有機化學中
的應用 130
第9章 有機反應機理的研究方法 133
9.1 研究化學反應的方法 133
9.1.1 有機反應的熱力學要求 133
9.1.2 有機反應的動力學要求 134
9.1.3 有機反應的熱力學控制和
動力學控制 135
9.1.4 Hammond假設 136
9.2 有機反應的類型和機理 138
9.2.1 有機反應機理的類型 138
9.2.2 有機反應的類型 139
9.3 研究有機反應機理的方法 139
9.3.1 產物和副產物的鑒定 139
9.3.2 中間體的確定 140
9.3.3 催化作用 142
9.3.4 同位素標記 142
9.3.5 立體化學分析 142
9.3.6 化學熱力學研究 143
9.3.7 化學動力學研究 143
9.3.8 同位素效應 146
第10章 取代反應機理 151
10.1 親核取代反應 151
10.1.1 脂肪族親核取代反應 151
10.1.2 芳香族親核取代反應 160
10.2 親電取代反應 165
10.2.1 脂肪族親電取代反應 165
10.2.2 芳香族親電取代反應 169
10.3 自由基取代反應 176
10.3.1 烴的鹵代反應 176
10.3.2 芳環上的自由基取代反應 178
第11章 加成反應機理 181
11.1 親電加成反應 181
11.1.1 親電加成反應的機理 181
11.1.2 影響親電加成反應的因素 182
11.1.3 重要的親電加成反應 186
11.2 自由基加成反應 189
11.3 親核加成反應 194
11.3.1 碳-碳重鍵的親核加成反應 194
11.3.2 羰基的親核加成反應 199
11.3.3 金屬氫化物和羰基的親核
加成反應 213
11.3.4 碳-氮重鍵的親核加成反應 216
第12章 消去反應機理 220
12.1 消去反應的機理與方向 220
12.1.1 消去反應的機理 220
12.1.2 影響消去反應的因素 223
12.1.3 消去反應的方向 227
12.2 消去反應的立體化學 230
12.2.1 E1機理的立體化學 230
12.2.2 E2機理的立體化學 231
12.3 幾種重要的消去反應 232
12.3.1 醇的消去 232
12.3.2 鄰二鹵化物的消去 232
12.3.3 開環消去 233
12.3.4 涉及環狀過渡態的β-消去 234
第13章 重排反應機理 235
13.1 親核重排反應 235
13.1.1 Wagner-Meerwein重排 235
13.1.2 Pinacol重排 236
13.1.3 Benzil重排 238
13.1.4 Demjanov重排 239
13.1.5 Beckmann重排 239
13.1.6 Hofmann重排 240
13.1.7 Curtius重排 241
13.1.8 Schmidt重排 242
13.1.9 Lossen重排 243
13.1.10 Baeyer-Villiger重排 244
13.1.11 氫過氧化物重排 244
13.2 親電重排反應 245
13.2.1 Favorskii重排 245
13.2.2 Stevens重排 247
13.2.3 Wittig重排 249
13.2.4 Fries重排 250
13.3 其他重排反應 250
13.3.1 Claisen重排 250
13.3.2 Cope重排 252
13.3.3 Benzidine重排 253
13.3.4 烯烴複分解反應 254
第14章 氧化還原反應 256
14.1 氧化還原反應的機理 256
14.1.1 電子直接轉移機理 257
14.1.2 負氫離子轉移機理 257
14.1.3 氫原子轉移機理 257
14.1.4 形成酯中間體機理 257
14.1.5 置換機理 257
14.1.6 加成-消去機理 258
14.2 氧化反應 258
14.2.1 氫的消去反應 258
14.2.2 碳-碳鍵斷裂反應 261
14.3 還原反應 262
14.4 反應底物既被氧化又被還原 266
第15章 周環反應 268
15.1 分析周環反應的理論 268
15.1.1 前線軌道理論 269
15.1.2 能級相關理論 269
15.1.3 芳香過渡態理論 271
15.2 電環化反應 273
15.2.1 電環化反應的理論分析 274
15.2.2 電環化反應的扭轉選擇性 274
15.2.3 電環化反應舉例 277
15.3 環加成反應 279
15.3.1 環加成反應的理論分析 279
15.3.2 環加成反應的特點 283
15.3.3 環加成反應舉例 287
15.4 σ-鍵遷移反應 290
15.4.1 σ-H遷移 291
15.4.2 σ-C遷移 293
第16章 有機光化學 297
16.1 光化學基本知識 297
16.1.1 激發態的形成 297
16.1.2 激發態的類型及其行為 298
16.1.3 光化學反應的特徵 302
16.2 有機光化學反應 302
16.2.1 烯烴的光化學反應 303
16.2.2 芳香化合物的光化學反應 305
16.2.3 羰基化合物的光化學反應 306
16.2.4 其他光化學反應 310
參考文獻 314