C5500 Stereochemistry of Organic Compounds

Přírodovědecká fakulta
podzim 2011
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Jaroslav Jonas, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Út 9:00–10:50 A08/309
Předpoklady
Organická chemie I a II
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Main objectives can be summarized as follows:
to discuss basic principles of organic stereochemistry with preference to to a symmetry-based approach to structures, ligands, faces and reaction classification;
to understand chirality as a condition sine qua non for enantiomerism and enantiodifferentiation;
to discuss the time-dimension in connection with intramolecular dynamism and time-scale of instrumental methods;
to point out problems of the origin of homochirality in living systems;
to learn about topological stereochemistry.
Osnova
  • 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.
Literatura
  • WILEN, Samuel H. a Michael P. DOYLE. Basic organic stereochemistry. Edited by Ernest Ludwig Eliel. New York: Wiley-Interscience, 2001, xiv, 688. ISBN 0471374997. info
  • WILEN, Samuel H. a 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 a Ctibor MAZAL. Konspekt ze základů organické stereochemie. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2002, 87 s. ISBN 80-210-2941-2. info
  • ELIEL, Ernest Ludwig. Stereochemie uhlíkatých sloučenin. Translated by Miloš Tichý. 1. vyd. Praha: Academia, 1970, 541 s. info
Výukové metody
Přednášky
Metody hodnocení
Zkouška s písemnou a ústní částí.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2000, podzim 2001, podzim 2002, jaro 2004, jaro 2005, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.