Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный университет

Факультет химический

Кафедра органической химии______________________

Рассмотрено и рекомендовано «УТВЕРЖДАЮ»

на заседании кафедры декан факультета

органической химии проф.

П ротокол № 8 от 20.02.2009

Зав. кафедрой, проф.

/М.А. Кузнецов/ /А.Ю. Билибин/

Программа учебной дисциплины «Реакционная способность органических соединений»

вузовского компонента цикла СД подготовки специалиста по направлению 020101 –«химия»

Разработчик: профессор, д.х.н. Р.Р. Костиков

Рецензенты: профессор, д.х.н. В.В. Разин

профессор, д.х.н. Л.Л. Родина

Санкт-Петербург

2007 г.

Структура программы дисциплины

I. Организационно-методический раздел

1. Цель курса – обобщение и дополнение фундаментальных знаний в области теоретической органической химии и реакционной способности органических молекул, выработка практических навыков применения этих знаний.

2. Задачи курса – изложение основных методов оценки реакционной способности органических молекул, привитие навыков применения их при решении конкретных задач.

3. Место курса в профессиональной подготовке выпускника.

Курс является завершающим теоретическую подготовку специалиста-химика по специальности «органическая химия». Для успешного освоения курса студенты должны быть знакомы с теоретическими основами органической химии как фунда­мента современной органической химии. Они должны владеть сведениями о строении органических соединений, механизмах реакций, основами химической кинетики и катализа, а также знать основы квантовой химии.

4. Требования к уровню освоения содержания курса.

Содержание курса входит в необходимый минимум профессиональных знаний выпускников – специалистов по данной специализации, а также является необходимой основой для выполнения дипломной работы.

II. Содержание курса

1. Разделы курса: эмпирические методы и принципы (БЭП, анти-БЭП) оценки реак­ционной способности молекул, квантово-химические индексы реакционной способ­ности, общая теория возмущений и примеры использования ВМО, теория перицикли­ческих реакций и их типы.

2. Темы и краткое содержание

2.1. Эмпирические методы оценки реакционной способности органических молекул

Термодинамический и кинетический контроль реакции. Согласованный и несог­ласованный процессы. Принцип Бэлла–Эванса–Поляньи (БЭП). Правила Хэммонда. Реакции, подчиняющиеся принципу БЭП, реакции типа анти-БЭП. Некоторые соотношения между энергиями активации и свободными энергиями процесса. Принцип наименьшего движения, влияние компенсационного эффекта на химическую реакцию. Применение принципа линейности свободных энергий для оценки реакционной способности органических молекул. Двух- и многопараметровые корреляции (Гаммет, Браун, Тафт, Кирквуд). Термодинамическая классификация корреляций (Лефлер, Экснер) и понятие об изокинетической температуре. Природа реакционного центра и влияния заместителей на его активность. Одно- и двух-параметровые корреляции, учитывающие влияние растворителя на скорость реакции (Уинстайн, Свен).

2.2. Переходное состояние элементарной реакции

Модельные представления структуры переходных состояний органических реакций (полярность, компактность). Модели Торнтона и О’Феррала. Оценки барьера активации по уравнению Маркуса. Энергия активации согласно электростатической модели Бенсона. Метод молекулярной механики и применение его для вычисления энергии активации атропоизомеризации.

Квантово-химические методы: Лондона–Эйринга–Поляньи, модификация Сато, метод «порядок связи–энергия связи» и другие полуэмпирические методы. Линейное и изогнутое трехцентровое переходное состояние. Поверхность потенциальной энергии и реакционная способность галогенов в реакции со связью С–Н.