PřF:C5500 Stereochemistry of Org. Comp. - Informace o předmětu

C5500 Stereochemistry of Organic Compounds

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučováno kontaktně

Vyučující

doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

St 13:00–14:50 A08/309

Předpoklady

Organická chemie I a II

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

předmět má 15 mateřských oborů, zobrazit

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.

Výstupy z učení

Student bude po absolvování předmětu schopen pracovat s pojmem izomerie a posoudit typy jednotlivých izomerů; pracovat s pojmem konformace, konfigurace, chiralita a optická aktivita;
bude schopen zvolit správné metody pro identifikaci stereoizomerů, stanovení jejich zastoupení ve směsích a jejich případnou separaci;
k posouzení homo či heterotopicity ligandů a stran využít informací o symetrii molekul;
rozpoznat stereoselektivní reakce a vysvětlit příčiny jejich selektivního průběhu na základě sterických, stereoelektronových a dalších vlivů;
bude schopen využít základních chiroptických metod pro analýzu a identifikaci chirálních sloučenin.

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

Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• C4450 Organic Chemistry III - synthesis
  (C3022||C3050)&&C5500&&C7410  

• Statistika zápisu (nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2024/C5500