C5500 Stereochemistry of Organic Compounds

Faculty of Science
Autumn 2006
Extent and Intensity
2/0/0. 2 credit(s) (fasci plus compl plus > 4). Recommended Type of Completion: zk (examination). Other types of completion: k (colloquium).
Teacher(s)
doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc. (lecturer)
Guaranteed by
prof. RNDr. Jaroslav Jonas, CSc.
Department of Chemistry – Chemistry Section – Faculty of Science
Timetable
Thu 16:00–17:50 03021
Prerequisites
Organic chemistry I and II
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives
Basic principles of organic stereochemistry will be highlighted and discussed. Preference will be given to a symmetry-based approach to structures, ligands, faces and reactions classification. Chirality will be discussed as a condition sine qua non for enantiomerism and enantiodifferentiation. The time-dimension will be thoroughly discussed in connection with intramolecular dynamism and time-scale of instrumental methods. Problems of the origin of homochirality in living systems will be pointed out and topological stereochemistry will be mentioned.
Syllabus (in Czech)
  • 1. Struktura. Význam, způsoby popisu struktury, vnitřní souřadnice. Konstituce, konfigurace a konformace. Způsoby určování struktury. 2. Stereoisomerie. Hlavní typy stereoisomerů. Energetické vymezení stereoisomerů. Residuální stereoisomery. Diastereomery a enantiomery. 3. Úvod do symetrie. Prvky symetrie, operátory symetrie a bodové grupy symetrie. Vztah chirality a symetrie. Vztah symetrie a molekulárních vlastností. Stáčení roviny polarizovaného světla, dipólový moment. 4. Konfigurace. Definice absolutní a relativní konfigurace. Nomenklaturní vyjádření absolutní a relativní konfigurace. Metody určování absolutní a relativní konfigurace. 5. Vlastnosti stereoisomerů. Rozlišení stereoisomerů. Vlastnosti racemátů a jejich enentiomerních složek. Metody určování enantiomerního a diastereomerního složení, časová škála experimentu (chiroptické metody, NMR, chromatografie a pod.). 6. Separace stereoisomerů. Separace enantiomerů krystalizací, chemickými metodami přes diastereomery. Kinetická resoluce. Racemizace. 7. Homotopické a heterotopické ligandy a strany, prostereoisomerie a prochiralita. Enantiotopicita, diastereotopicita. Heterotopicita a NMR, anisochronie a anisogamie. 8. Stereochemie alkenů. Alkeny s nízkými rotačními barierami, neplanární alkeny. Dvojné vazby C=N a N=N. Určování konfigurace isomerů chemickými a fyzikálními metodami. Metody interkonverze cis- trans isomerů. 9. Konformace nasycených a nenasycených acyklických sloučenin. Nasycené acyklické molekuly s polárními substituenty - anomerní efekt. Diastereomerní rovnováhy v acyklických systémech. Fyzikální a spektrální vlastnosti diastereomerů a konformerů. Konformace a reaktivita. Winsteinova-Holnesova rovnice a Curtiův-Hammettův princip. 10. Konformace a konfigurace cyklických molekul. Určování konfigurace substituovaných kruhů. Stabilita cyklických molekul. Pnutí kruhu, snadnost cyklizace v závislosti na velikosti kruhu a povaze reakčních center, Baldwinova pravidla. Konformační aspekty chemie monocyklických a polycyklických sloučenin, stereoelektronické efekty. 11. Stereoselektivní syntéza. Základy terminologie, kategorie stereoslektivní syntézy. Strategie řízení stereochemie v diastereoselektivní a enantioselektivní syntéze. Využití chirálních neracemických reagentů a katalyzátorů. 12. Chiroptické vlastnosti. Optická aktivita. Anisotropní refrakce, Optická rotační disperse (ORD). Anisotropní absorpce, Cirkulární dichroismus (CD). Využití CD a ORD při určování konfigurace a konformace. Polarimetrie, empirická pravidla a korelace. 13. Chiralita molekul bez center chirality. Nomenklatura. Alleny, spirany, atropoisomerie způsobená zábranou rotace kolem jednoduché vazby. Heliceny. Planární chiralita (Cyklofány, anuleny, metaloceny a d.). Kryptostereoisomerie.
Literature
  • WILEN, Samuel H. and Michael P. DOYLE. Basic organic stereochemistry. Edited by Ernest Ludwig Eliel. New York: Wiley-Interscience, 2001, xiv, 688. ISBN 0471374997. info
  • WILEN, Samuel H. and Lewis N. MANDER. Stereochemistry of organic compounds. Edited by Ernest Ludwig Eliel. New York: John Wiley & Sons, 1993, xv, 1267. ISBN 0471016705. info
  • JONAS, Jaroslav and Ctibor MAZAL. Konspekt ze základů organické stereochemie (Conspect of Basic Organic Stereochemistry). 1st ed. Brno: Masarykova univerzita, 2002, 87 pp. ISBN 80-210-2941-2. info
  • ELIEL, Ernest Ludwig. Stereochemie uhlíkatých sloučenin. Translated by Miloš Tichý. 1. vyd. Praha: Academia, 1970, 541 s. info
Language of instruction
Czech
Further Comments
The course is taught annually.
Listed among pre-requisites of other courses
The course is also listed under the following terms Autumn 2007 - for the purpose of the accreditation, Autumn 2010 - only for the accreditation, Autumn 2000, Autumn 2001, Autumn 2002, Spring 2004, Spring 2005, Autumn 2005, Autumn 2007, Autumn 2008, Autumn 2009, Autumn 2010, Autumn 2011, Autumn 2011 - acreditation, Autumn 2012, Autumn 2013, Autumn 2014, Autumn 2015, Autumn 2016, autumn 2017, Autumn 2018, Autumn 2019, Autumn 2020, autumn 2021, Autumn 2022, Autumn 2023, Autumn 2024.
  • Enrolment Statistics (Autumn 2006, recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/autumn2006/C5500