- •Программа учебной дисциплины «теоретические основы органической химии»
- •Структура программы дисциплины
- •Свойства химических связей в органические соединениях
- •Теория взаимного влияния атомов в органических молекулах.
- •Кислотно-основные свойства органических соединений, донорно-акцепторные взаимодействия.
- •Растворители и их роль в органических процессах.
- •Интермедиаты в органических реакциях
- •Общие представления о механизмах органических реакций.
- •Механизмы гетеролитических реакций.
Теория взаимного влияния атомов в органических молекулах.
Поляризация связей в органических молекулах вследствие взаимного влияния атомов. Методы экспериментальной оценки взаимного влияния атомов. Полярный эффект. Индукционный эффект и эффект поля, их относительная важность и взаимосвязь. Передача полярного аффекта в молекуле. Зависимость полярного эффекта от структуры заместителя.
Эффект сопряжения. Распространение поляризации при сопряжении. Заместители, способные к проявлению эффекта сопряжения. Разделение эффекта сопряжения и полярного эффекта. Зависимость эффекта сопряжения от структурных особенностей системы. Эффекты сверхсопряжения и обратного сверхсопряжения. Совместное рассмотрение различных типов поляризации. Суммарное распределение электронной плотности в молекулах органических соединений.
Метод электронного резонанса. Основные положения. Использование метода. Взаимосвязь метода электронного резонанса и метода электронных смещений.
Кислотно-основные свойства органических соединений, донорно-акцепторные взаимодействия.
Органические молекулы как кислоты и основания Бренстеда.
Термодинамическая и кинетическая кислотность. Принципы рассмотрения влияния структурных факторов на силу протонных органических кислот. Влияние заместителей на силу карбоновых кислот, спиртов и фенолов. Изменение свободной энергии исходного и конечного состояний. Энтальпийный и энтропийный вклады, принцип компенсации энтальпийных и энтропийных изменений. Роль сольватационных факторов. Бренстедовская основность.
Органические молекулы как кислоты и основания Льюиса.
Относительность шкал сравнительной силы кислот и оснований. Концепция жестких и мягких кислот и оснований. Принцип ЖМКО, его применение и молекулярно-орбитальная интерпретация.
Водородная связь.
Природа водородной связи. Физические и физико-химические характеристики водородной связи. Спектроскопические характеристики. Термодинамические характеристики. Внутримолекулярная водородная связь. Структурные факторы, влияющие на ее прочность.
Донорно-акцепторные комплексы. Строение донорно-акцепторных комплексов. Термодинамические характеристики комплексов.
Растворители и их роль в органических процессах.
Типы межмолекулярных взаимодействий в растворах. Физические константы растворителей. Классификация растворителей. Типы неспецифической сольватации. Специфическая сольватация. Апротонные биполярные растворители. Принципы рассмотрения влияния растворителей на термодинамические и кинетические характеристики органических процессов. Влияние растворителей на кислотно-основные свойства органических соединений.
Интермедиаты в органических реакциях
Карбкатионы.
Методы генерирования и регистрации карбкатионов. Влияние структурных факторов на стабильность карбкатионов. Количественная оценка влияния заместителей. Неклассические карбкатионы.
Карбанионы.
Органические соединения как С-Н кислоты. Методы генерирования карбанионов. Влияние структурных факторов на стабильность карбанионов. Методы количественной оценки влияния заместителей. Стереохимические особенности процессов, протекающих с участием карбанионов. Роль ионных пар.
Свободные радикалы и радикал-ионы.
Методы генерации и регистрации свободных радикалов. Типы свободных радикалов, их структура. Термодинамическая и кинетическая стабильность свободных радикалов. Энергии диссоциации связей. Зависимость анергии диссоциации от структурных особенностей органической молекулы.
Долгоживущие свободные радикалы. Спиновые метки и спиновые
ловушки. Методы обнаружения свободных радикалов как интермедиатов в органических реакциях.
Карбены. Синглетное и триплетное состояние карбенов. Методы генерации карбенов.
Ион-радикалы.