Students will be able to:

Use chemical software for representation of molecules in 2D and 3D

Predict basic observable quantities on the basis of correctly drawn structure

Studenti budou umět použít chemický software ke znázornění molekul ve dvou a trojrozměrném podání a předpovědět základní pozorovatelné veličiny na základě správně nakreslené struktury.

A: Caffery ML Dobosh PA, Richardson DM, Laboratory Excercises using Hyperchem, Hypercube 1998.

A: Spartan 04 Windows, Tutorial and User Guide, Wavefunction 2001.

D: Caffery ML Dobosh PA, Richardson DM, Laboratory Excercises using Hyperchem, Hypercube 1998.

D: Spartan 04 Windows, Tutorial and User Guide, Wavefunction 2001.

1. Chemical structure editors (CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch, MDL/IsisDraw, BioRad/DrawItAll). Transfer of 2D representation of a molecule into a text editor (MS Word) or into a graphical editor (Corel Draw, Adobe Illustrator)

2. Application of chemical structure editor for the calculation of SMILES and INCHI identificators and for data retrieval for a given structure on the Internet

3. Application of chemical structure editors (CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch) for the prediction (calculation) of a compound name and composition and observable (physico-chemical) properties (solubility, refraction index, dielectric constant, boiling and melting point, tautomeric forms, log P)

4. Prediction of spectral data using chemical structure editors CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch (MS spectra and NMR spectra)

5. 3D Representation of compounds using ACD/ChemSketch and conversion of structural formulae from CS/ChemDraw into CS/Chem3D, correct expression of chirality in 2D notation as well as in 3D representation

6. Optimization of 3D structures using CHARMM in ACD/ChemSketch and using MM2, extraction of intermolecule distances and torsion angles, XYZ coordinates and 3D notation of a structure in MDL/MOL file and Z-matrix. Transfer of 3D representation of a molecule into a text editor (MS Word) or into a graphical editor (Corel Draw, Adobe Illustrator)

7. Optimization of 3D structures using Gaussian 09W program from CS/Chem3D environment, comparison with MM results. Parameter selection (methods, basis sets, etc.), local minima explanation and its demonstration

8. Calculation of charge/electron distribution in a compound and its rendering by differently colored molecular surfaces. Calculation of van der Waals radii and its rendering in CS/Chem3D

9. Calculation of IR spectra using Gaussian 09W program from CS/Chem3D environment. Parameter selection (methods, basis sets, etc.)

10. Calculation of heat of formation and heat of combustion (energy) and construction of conformational analysis chart

11. Comparison of strength and conformational rigidity of ester and amide (peptide bond) bonds

12. Seminar, individual work with CS/ChemDraw-CS/Chem3D programs

13. Assignments of individual projects

14. Individual project

1. Editory chemických struktur (CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch, MDL/IsisDraw, BioRad/DrawItAll). Přenesení dvourozměrné representace molekuly do textového editoru (MS Word), případně do grafického editoru (Corel Draw, Adobe Illustrator).

2. Použití editoru chemických struktur k výpočtu identifikátorů SMILES, INCHI a k vyhledávání dat pro zadanou strukturu na Internetu

3. Použití editorů chemických struktur CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch k předpovědi (výpočtu) názvů sloučenin, složení a pozorovatelných (fyzikálně chemických) vlastností (rozpustnost, index lomu, dielektrická konstanta, teplota varu a tání, tautomerní formy, logP)

4. Předpověď spektrálních charakteristik pomocí editorů chemických struktur CS/ChemDraw, ACD/ChemSketch (hmotová spektra a NMR spektra)

5. Získání trojrozměrných representací sloučenin pomocí ACD/ChemSketch a převod strukturních vzorců z CS/ChemDraw do CS/Chem3D, správné vyjádření chirality v dvojrozměrném zápisu a její trojrozměrná representace

6. Optimalizace trojrozměrných struktur pomocí programu CHARMM v ACD/ChemSketch a pomocí programu MM2 (3), odečítání mezimolekulových vzdáleností a torzních úhlů, XYZ koordináty a zápis trojrozměrné struktury v souboru MDL/MOL a Z matice. Přenesení trojrozměrné representace molekuly do textového editoru (MS Word), případně do grafického editoru (Corel Draw, Adobe Illustrator).

7. Optimalizace trojrozměrných struktur pomocí programu GAUSSIAN 03 W z prostředí CS/Chem3D a srovnání s výsledky výpočtu MM. Volba parametrů výpočtu (metody, báze atp.). Vysvětlení lokálního minima a jeho demonstrace. Molekulová dynamika.

8. Výpočet rozložení náboje/elektronů ve sloučenině a jeho zobrazení pomocí molekulárních povrchů s různým zabarvením. Výpočet van der Waalsových sterických nároků a jeho zobrazení v prostředí CS/Chem3D.

9. Výpočet infračerveného spektra pomocí programu GAUSSIAN 03 W z prostředí CS/ChemDraw. Volba parametrů výpočtu (metody, báze atp.)

10. Výpočet slučovacího a spalného tepla (energie) a konstrukce grafu konformační analýzy.

11. Srovnání pevnosti a konformační rigidity esterové a amidové (peptidové vazby).

12. Volný seminář, samostatná práce s programy CS/ChemDraw-CS/Chem3D.

13. Samostatný projekt k zápočtu.

14. Samostatný projekt k zápočtu.

http://www.vscht.cz/lam/new/nmr.pdf

http://www.vscht.cz/lam/new/chemodelovani.htm

http://www.vscht.cz/lam/new/chemsk_t_v10_CZa.pdf

http://www.vscht.cz/lam/new/nmr.pdf

None

Žádné.