Application and Practice of Theoretical Computational Data in University Organic Chemistry Teaching

doi:10.7503/cjcu20260026

Abstract

Abstract:

Herein we comment on the application of theoretical computational data in organic chemistry education， using regioselectivity quantitative analysis and dynamic visualization of reaction mechanisms as examples. By calculating the structures and relative energy of possible transition states in epoxide ring-opening reactions， we successfully explained the regioselectivity of the reaction. Based on the quantitative analysis of the HOMO orbital coefficients of the reactant molecules， we revealed the differences in regioselectivity between naphth-1-ol and naphth-2-ol in electrophilic substitution reactions. Additionally， by utilizing precise theoretical computational data， we created animations showing structural changes and variations in orbital shapes during both Finkelstein reaction and elimination reaction processes， achieving dynamic visualization of the S_N2 and E2 mechanisms for teaching purposes. These practices demonstrate that the application of theoretical computational data has infused new vitality into organic chemistry education， not only helping students understand abstract chemical concepts more intuitively but also providing significant support for the innovation of teaching methods， with notable educational value and potential for widespread adoption.

Key words: Organic chemistry teaching, Theoretical computational data, Regioselectivity, Reaction mechanism, Dynamic visualization

CLC Number:

TrendMD:

HONG Xin, SHENG Yidian, DING Hanfeng, LU Zhan, WANG Yanguang. Application and Practice of Theoretical Computational Data in University Organic Chemistry Teaching[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(2): 20260026.

Figures/Tables 5

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