C8840 Chemistry of macrocyclic compounds

Přírodovědecká fakulta
podzim 2016
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Předpokladem je absolvování základních přednášek z Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022), Analytické chemie I (C3100) a Analytické chemie II (C4050). Je výhodné návštěvovat kurs C8885 Supramolekulární chemie (není podmínkou).
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Hlavním úkolem předmětu je, aby studenti porozuměli a pochopili reaktivitu a vlastnosti makrocyklických sloučenin. Výklad je doprovázen příklady převzatými jak z literatury, tak z pracoviště přednášejícího. Je také poukázáno na potenciální využití makrocyklických komplexů v praxi.
Osnova
  • 1. Úvod do chemie makrocyklů (nomenklatura, přírodní makrocykly, význam).
  • 2. Typy makrocyklických ligandů a jejich komplexů, cyklické polyaminy a porfyriny, cyklické polyethery (crowny, polyethery, kryptandy, kavitandy, kalixareny), cyklické ligandy s jinými donorovými atomy než O nebo N, polyjaderné a polymerní makrocykly, katenany a katenandy, makrocyklické cukry, robustní makrocykly, stereoizomerie makrocyklů, "hole-size" koncept.
  • 3. Aspekty syntézy makrocyklů. Volné ligandy - netemplátová syntéza, reakce vzniku kruhu (syntéza při vysokém a nízkém zředoování).
  • 4. Komplexy - netemplátová syntéza, templátová syntéza (vliv fyzikálních a chemických podmínek na druh a výtěžek reakce - druhy templátových efektů, "in situ" reakce. Derivatizace makrocyklů - zavádění funkčních skupin na cyklický skelet a chránění cyklického skeletu.
  • 5. Chelátový a makrocyklický efekt - původ a kvantifikace. Experimentální techniky vhodné pro studium reaktivity makrocyklických sloučenin.
  • 6. Termodynamický aspekt - selektivita pro ionty. Kinetický aspekt - formační a disociační kinetika.
  • 7. Reaktivita komplexů a jejich redoxní vlastnosti. Stabilizace méně obvyklých oxidačních stavů - "metal-centered", "ligand-centered" oxidace a redukce. Substituční reakce v axiální poloze, reakce koordinovaného makrocyklického ligandu, reakce demetalační a reakce výměny iontů.
  • 8. Makrocyklické systémy. Komplexace iontů kovů (cyklické polyethery, polyaminy a polyiminy; kryptandy, kalixareny, aj.).
  • 9. "Host-guest" chemie - komplexace organických kationtů.
  • 10. Komplexace organických aniontů.
  • 11. Komplexace neutrálních látek - cyklodextriny.
  • 12. Využití makrocyklických ligandů a jejich komplexů v chemii, biologii, medicíně - příklady.
Literatura
  • Constable, Edwin C., Coordination Chemistry of Macrocyclic Compounds, Oxford University Press, Oxford 1999.
  • MARTELL, Arthur E. a Robert D. HANCOCK. Metal complexes in aqueous solutions. New York: Plenum Press, 1996, x, 253 s. ISBN 0-306-45248-0. info
  • Lindoy L.F., The Chemistry of Macrocylic Ligand Complexes, Cambridge University Press, Cambridge 1989.
Výukové metody
přednášky
Metody hodnocení
Přednáška probíhá semestrálně nebo blokově po dohodě s vyučujícím Znalosti jsou prověřovány formou ústní zkoušky
Vyučovací jazyk
Angličtina
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, jaro 2000, podzim 2010 - akreditace, jaro 2001, jaro 2002, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2018, podzim 2020, podzim 2022, podzim 2024.