Рабочая программа по курсу/дисциплине: Физическая органическая химия порфиринов и родственных соединений для специальности 02. 00. 0 - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Программа вступительного экзамена в магистратуру по направлению «Химия»... 1 89.56kb.
Химия 9 класс 1 204.72kb.
Направление подготовки 020100 – Химия Профили: Медицинская и фармацевтическая... 1 32.28kb.
Дисциплины неорганическая и органическая химия общая трудоемкость... 1 61.35kb.
Специальность 020201 – Фундаментальная и прикладная химия Специализации... 1 36.82kb.
Синтез и свойства бензоаннелированных порфиразинов 02. 00. 03 органическая... 1 305.26kb.
Органическая химия. Основной курс.: Учебник / А. Э. Щербина, Л. 1 162.99kb.
Программа по химии для вступительных испытаний в Маргу (собеседование) 1 140.73kb.
Программа наименование дисциплины Органическая химия 1 277.68kb.
Программа наименование дисциплины Органическая химия 1 269.72kb.
Программа дисциплины "Химия высокомолекулярных соединений" для специальности 2 412.05kb.
Лекция №17. Гидролиз Четыре случая гидролизационных соединений. 1 32.97kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Рабочая программа по курсу/дисциплине: Физическая органическая химия порфиринов и - страница №1/1

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет»

«УТВЕРЖДАЮ»

Ректор ФГБОУ ВПО «ИГХТУ»

______________О.И. Койфман

"___" ____________ 201__ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по курсу/дисциплине: Физическая органическая химия порфиринов и родственных соединений
для специальности 02.00.03 – Органическая химия

Иваново, 2011



I. Пояснительная записка
Цель и задачи дисциплины: Изучение физико-химических характеристик, термодинамики, кинетических закономерностей и механизмов реакций тетрапиррольных макрогетероциклов, их реакционной способности с участием внутри- и внешнециклических реакционных центров; изучение физических методов установления строения порфиринов и их аналогов и взаимосвязи структуры соединений с их спектральными характеристиками и реакционной способностью.
Требования к профессиональной подготовленности специалиста (требования к знаниям и умениям).

Студент должен:

а) иметь представление: о современных воззрениях в теории кислот и оснований макрогетероциклических соединений; о корреляционных уравнениях, отражающих количественные зависимости между их строением и реакционной способностью; о факторах, влияющих на реакционную способность порфиринов и родственных соединений; о физических основах современных спектроскопических методов исследования строения и реакционной способности макрогетероциклов.

б) знать и уметь: использовать механизмы важнейших органических реакций, основные положения кинетики и термодинамики и количественные зависимости между строением и реакционной способностью органических соединений; анализировать основные характеристики, полученные спектральными методами, с целью приобретения сведений о структуре соединений.

в) владеть навыками обработки первичных экспериментальных данных, методами количественного исследования реакционной способности тетрапиррольных макрогетероциклов.

г) иметь практический опыт установления строения соединений на основе современных физических методов; определения механизмов химических реакций на основании спектрально-кинетических исследований и корреляционных уравнений.


Программа разработана на основании паспорта научной специальности _02.00.03 – органическая химия_ с учетом особенностей сложившейся научной школы, в соответствии с программой-минимумом кандидатского экзамена.
II. Тематический план


Название тем

Количество часов


Всего

лекц.

семинары

практич.

СР

1.

Реакционная способность порфиринов и их аналогов и ее количественное описание
















2.

Физические методы исследования ароматических макрогетероциклических соединений
















3.

Применение методов квантовой химии к исследованию структуры и реакционной способности макрогетероциклов



















Итого часов:

















III. Содержание дисциплины
3.1. Лекционные занятия




Тема

Содержание

Объем в часах

1.

Реакционная способность порфиринов и их аналогов и ее количественное описание

Предмет физической органической химии: исследование строения, реакционной способности органических соединений и механизмов органических реакций.

Классификация порфиринов (Н2Р) и их аналогов по структурному принципу. β-, мезо- и многократно-замещенные Н2Р. Бензо- и другие порфирины с конденсированными циклами. Азапорфирины и порфиразины. Хлорины и бактериохлорины. Н2Р с гибридным типом замещения. Ди- и полимерные порфирины и фталоцианины, супрамолекулярные структуры на основе Н2Р. N-, гетероатом-замещенные и инвертированные аналоги Н2Р. Мезо-мостиковые изомеры порфиринов. Карбапорфирины. Корролы. Аналоги Н2Р с расширенной и сжатой координационной полостью.

Реакции порфиринов, родственных соединений и их металлокомплексов с участием реакционных центров на периферии и в центре молекул.
Реакции электрофильного и нуклеофильного присоединения. Реакции электрофильного и нуклеофильного замещения. Радикальные реакции. Ионные элиминирования и ионные перегруппировки. Фотохимические реакции. Реакции окисления и восстановления. Термические реакции.

Основные понятия химической термодинамики и кинетики. Современные представления о природе кислоты и основания. Типы органических оснований и общие закономерности зависимости основности от строения. Типы органических кислот и общие закономерности зависимости кислотности от строения. Зависимость кислотности и основности органических соединений от среды. Понятие о кислотности и основности среды. Функции кислотности. Количественное изучение кислот и оснований. Общин кислотный и общий основной катализ.

Кинетическое уравнение реакции. Реакции первого порядка. Обратимые реакции второго порядка. Последовательные и параллельные реакции. Реакции с участием интермедиатов. Концепция переходного состояния. Различия между интермедиатами и переходным состоянием реакции. Потенциальные энергетические диаграммы реакции. Факторы, определяющие переходное состояние и его "термодинамические" характеристики. Влияние растворителя и солевые эффекты. Определение стереохимии переходных состояний Количественные зависимости между строением и реакционной способностью. Принцип линейности свободных энергий. Уравнение Гаммета. Уравнение Юкава-Цуно. Уравнение Тафта. Статический и динамический методы исследования реакционной способности. Путь реакции и переходное состояние. Влияние строения органических соединений на изменения энтальпии и энтропии реакции. Эффекты среды: классификация растворителей, характеристики растворителей. Влияние растворителей на реагирующие частицы и состояние молекул. Влияние на ход химической реакции. Влияние растворителей на скорость реакции





2.

Физические методы исследования ароматических макрогетероциклических соединений

Использование физических методов для установления строения органических соединений для мониторинга и моделирования реакций с их участием.

Структурные методы исследования макрогетероциклов. Рентгено-структурный анализ.

Спектральные методы исследования макрогетероциклов.

Электронная спектроскопия поглощения и испускания. Общая характеристика свойств электронных состояний молекул порфиринов (Н2Р) и их комплексов, их номенклатура и символика, правила отбора и интенсивность переходов. Люминесценция, синглетные и триплетные состояния молекул, их времена жизни. Методы исследования хиральных центров молекул Н2Р, циркулярный круговой дихроизм и Взаимосвязь строения Н2Р с их спектрами поглощения и испускания, аппаратура для электронной абсорбционной спектроскопии, компьютерная обработка спектроскопических данных.

Инфракрасная спектроскопия. Теория нормальных колебаний молекулы порфина и его аналогов, симметрия и классификация колебательных состояний, структурно-спектральные закономерности в инфракрасных спектрах Н2Р, применение изотопозамещения для интерпретации колебательных спектров, техника получения и компьютерной обработки ИК-спектров

Спектроскопия комбинационного рассеяния и резонансная Рамановская спектроскопия Н2Р. Спектроскопия КР и ИК, как взаимно дополняющие друг друга методы исследования колебательных состояний макроциклов, нормальные колебания порфиринов, активные в КР спектрах, теоретические основы метода спектроскопии резонансного КР (резонансной Рамановской спектроскопии), поляризация полос в КР-спектрах, использование метода РКР спектроскопии для изучения геометрического и электронного строения Н2Р и их аналогов, активация внеплоскостных колебаний в КР-спектрах неплоских макроциклов, методика получения спектров КР и резонансных Рамановских спектров.

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса. Особенности ПМР спектров порфириновых лигандов и диамагнитных комплексов порфиринов, использование ПМР
спектроскопии для изучения NH-таутомерии порфиринов, |3С и I5N ЯМР спектроскопия порфиринов и фталоцианинов, использование методов двумерной ЯМР спектроскопии и двойного резонанса, ПМР-спектроскопия парамагнитных комплексов порфиринов и ее использование для установления окислительного и спинового состояния металла-комплексообразователя, методика получения ЯМР спектров, компьютерная обработка данных ЯМР спектроскопии

Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса порфиринов. Теоретические основы метода ЭПР, положение резонансного сигнала и g-фактор, электрон-ядерное взаимодействие и сверхтонкая структура ЭПР спектров, особенности ЭПР спектров комплексов порфиринов, их катион и анион-радикальных форм, использование ЭПР спектроскопии для установления окислительного и спинового состояния металла-комплексообразователя, исследования процессов аксиальной координации металлопорфиринами, методика спектроскопии ЭПР, компьютерная симуляция ЭПР спектров

Спектроскопия гамма-резонанса (Мёссбауэровская спектроскопия) порфиринов. Теоретические основы методов квадрупольного и гамма резонансов ядер, квадрупольные и Мессбауэровские ядра, взаимодействие квадрупольного ядра с электрическим полем, квадрупольные переходы, параметры Мессбауэровского спектра: изомерный сдвиг и квадрупольное расщепление, взаимодействие Мессбауэровского ядра с электрическим монополем и изомерный сдвиг, градиент электрического поля на ядре, ядерный квадрупольный момент и квадрупольной расщепление, сверхтонокое расщепление Мессбауэровского сигнала в магнитном поле, Использование Мессбауэровской спектроскопии для исследования железопорфиринов, связь изомерного сдвига и квадрупольного расщепления со степенью окисления и спиновым состоянием атома железа, техника Мессбауэровкой спектроскопии

Масс-спектрометрия.

Другие физические методы.

Фотохимические методы. Электрохимические методы, вольтамперометрия, полярография, кулонометрия, электролиз. Термические методы анализа, калориметрия и термогравиметрия. Магнетохимия. Хроматографические методы и их использование для анализа продуктов и выделения интермедиатов химических реакций.






3.

Применение методов квантовой химии к исследованию структуры и реакционной способности макрогетероциклов

Основное состояние молекулы. Молекулярные орбитали и молекулярные диаграммы. Молекулярная диаграмма и реакционная способность. Строение этилена и полиенов с точки зрения метода молекулярных орбиталей. Строение молекул ароматических соединений с точки зрения метода молекулярных орбиталей. Описание свойств молекул с помощью метода молекулярных орбиталей. Альтернантные и неальтернантные углеводороды.










Итого часов:





3.2. Семинары, практические занятия




Тема

Содержание

Объем в часах

1.

Реакционная способность порфиринов и их аналогов и ее количественное описание







2.

Физические методы исследования ароматических макрогетероциклических соединений









Применение методов квантовой химии к исследованию структуры и реакционной способности макрогетероциклов













Итого часов:





3.3. Самостоятельная работа




Тема

Содержание

Объем в часах

1.










2.



























Итого часов:





IV. Учебно-методическое и информационное обеспечение учебного процесса
4.1. Список литературы

а) основная литература



  1. Гуринович Г. П., Севченко А. Н., Соловьев К. Н. Спектроскопия
    хлорофилла и родственных соединений. Минск: наука и техника, 1968.
    520с.

  2. Соловьев К. Н., Гладков Л. Л., Старухин А. С., Шкирман С. Ф.
    Спектроскопия порфиринов. Колебательные состояния. Минск: Наука и
    техника, 1985. 415с.

  3. Порфирины: структура, свойства, синтез. М.: Наука, 1985. 333 с.

  4. Порфирины: спектроскопия, электрохимия, применение. М.: наука, 1987.
    384с.

  5. Березин Б. Д. Координационные соединения порфиринов и
    фталоцианина. М.: Наука, 1978. 280 с.

  6. Накамото К. И К спектры и спектры КР неорганических и
    координационных соединений. М.: Мир, 1991, 536с.

  7. Карлин Р. Магнетохимия. М.: Мир, 1989. 400 с.

  8. Маров И.Н., Костромина Н. А. ЭПР и ЯМР в химии координационных
    соединений. М.: Наука, 1979. 267 с.

  9. Ракитин Ю. В., Ларин Г. М., Минин В. В. Интерпретация спектров ЭПР
    координационных соединений. М.: Наука, 1993. 399 с.

lO.Gbtlich P., Link R., Trautweiri A. Mussbauer Spectroscopy and Transition

Metal Chemistry. Berlin: Springer-Verlag, 1978. 280 p. 11.Порай-Кошиц М. А. Основы стируктурного анализа химических

соединений.М.: Высшая школа, 1989. 192 с.
б) дополнительная литература
д-1. Вилков Л. В., Пентин Ю. А. Физические методы исследования в

химии. Структурные методы и оптическая спектроскопия. М.:

Высшая школа, 1987. 368 с. д-2. Вилков Л. В., Пентин Ю. А. Физические методы исследования в

химии. Резонансные и электрооптические методы. М.: Высшая

школа, 1989. 288 с. д-3. Костромина Н. А., Кумок В. Н., Скорик Н. А. Химия

координационных соединений. М.: Высшая школа 1990. 432 с. д-4. Phthalocyanines: Properties and Applications. Volume I. /C.C. Leznoffand

A.B.P. Lever (Eds), N.-Y.: VCH Publishers, Inc. 1989. 436 p. д-5. Phthalocyanines: Properties and Applications. Volume II. /C.C. Leznoff

and A.B.P. Lever (Eds), N.-Y.: VCH Publishers, Inc. 1993. 306 p.

д-6. Phthaiocyanines: Properties and Applications. Volume III. /C.C. Leznoff

and A.B.P. Lever (Eds), N.-Y.: VCH Publishers, Inc. 1993. 304 p. д-7. Phthaiocyanines: Properties and Applications. Volume IV. /C.C. Leznoff

and A.B.P. Lever (Eds), N.-Y.: VCH Publishers, Inc. 1996. 550 p. д-8. Iron Porphyrins. Part I./ A.B.P. Lever and H.B. Gray (Eds). London,

Addison-Wesley Publishing Company, 1983. 283 p. д-9. Iron Porphyrins. Part II./ A.B.P. Lever and H.B. Gray (Eds). London,

Addison-Wesley Publishing Company, 1983. 251 p. д-10. Iron Porphyrins. Part III./ A.B.P. Lever and H.B. Gray (Eds). N.-Y.: VCH

Publishers, Inc. 1989. 309 p.



4.2 Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
4.3. Перечень вопросов к экзамену/зачету

Программу составил(а) ____________________________________________



ФИО, уч. степень, звание, должность
Руководитель образовательной программы аспирантуры____________________________

ФИО, уч. степень, звание, должность

Рабочая программа обсуждена на заседании Ученого Совета факультета ___________



«___» __________ 20 ___ г. Протокол № ______




Высший позор — ради жизни утратить смысл жизни. Ювенал
ещё >>