Students will be able to:

Explain the mechanisms of transition metal-catalyzed reactions.

Explain the mechanisms of radical reactions.

Basic principles of organocatalysis.

Studenti budou umět:

Vysvětlit mechanismy a průběh reakcí katalyzovaných přechodnými kovy.

Vysvětlit mechanismy radikálových reakcí.

Základy organokatalýzy.

A: Carey F.A., Sundberg R.J.: Advanced Organic Chemistry,Part A, Springer, New York, DOI:10.1007/978-0-387-44899-2

A: Carey F.A., Sundberg R.J.: Advanced Organic Chemistry,Part B Springer, New York, DOI:10.1007/978-0-387-71481-3

R: P. I. Dalko: Comprehensive Enantioselective Organocatalysis: Catalysts, Reactions, and Applications, 2013, Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, DOI:10.1002/9783527658862

R: Robert H. Crabtree: The Organometallic Chemistry of the Transition Metals, 2014, John Wiley & Sons, Inc., DOI:10.1002/9781118788301

R: H. Togo: Advanced Free Radical Reactions for Organic Synthesis, 2004 Elsevier B.V., https://doi.org/10.1016/B978-0-08-044374-4.X5000-2

Z: Carey F.A., Sundberg R.J.: Advanced Organic Chemistry,Part A, Springer, New York, DOI:10.1007/978-0-387-44899-2

Z: Carey F.A., Sundberg R.J.: Advanced Organic Chemistry,Part B Springer, New York, DOI:10.1007/978-0-387-71481-3

D: P. I. Dalko: Comprehensive Enantioselective Organocatalysis: Catalysts, Reactions, and Applications, 2013, Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, DOI:10.1002/9783527658862

D: Robert H. Crabtree: The Organometallic Chemistry of the Transition Metals, 2014, John Wiley & Sons, Inc., DOI:10.1002/9781118788301

D: H. Togo: Advanced Free Radical Reactions for Organic Synthesis, 2004 Elsevier B.V., https://doi.org/10.1016/B978-0-08-044374-4.X5000-2

lectures with practical examples

přednášky jejichž součástí budou příklady na procvičení problematiky

The subject covers following topics:

1. Catalysis with covalently bound organocatalysts (enamine, iminium, NHC, etc.) - single transformations, domino reactions, application in total synthesis.

2. Catalysis with non-covalently bound organocatalysts (thio-ureas, phosphoric acids, amides, etc.) and multifunctional catalysis - single transformations, domino reactions, application in total synthesis.

3. Introduction to transition metal-catalyzed reactions: mechanisms of transition metal-catalyzed reactions, type and properties of ligands, effect of additives on reaction outcomes,

C-C, C-N, C-S, C-N, C-P bond forming reactions.

4. Activation of unreactive C-O, C-C, C-H bonds, transition metal-catalyzed halogenations.

5. Transition metal-catalyzed multicomponent reaction - introduction to multicomponent reactions, examples of multicomponent reactions, transition metal-catalyzed multicomponent reactions.

6. Transition metal-catalyzed reactions of allenes.

7. Transition metal-catalyzed asymmetric reactions: Sharpless epoxidation and dihydroxylation, Jacobsen epoxidation, Noyori hydrogenation, transfer hydrogenation, allylic substitution, cyclopropanation, carbonyl addition reactions.

8. Transition metal-catalyzed site-selective functionalization of complex molecules: (C sp3) H activation, metallocarbenes.

9. Radicals, carbenes and nitrenes: electronic structure, general reactivity patterns, polar effects, reactivity of triplet carbenes and nitrenes.

10. Radical functionalization reactions, radical addition reactions, radical cyclization reactions.

11. Radical cascade reactions and applications in total synthesis.

12. Photochemical radical reactions, emerging technologies of radical chemistry: (photo)redox catalysis, radical catalysis, application of radicals in materials and biology.

Předmět je věnován následujícím tématům:

1. Katalýza s kovalentně vázanými organokatalyzátory (enaminy, iminiové soli, NHC) - jednoduché transformace, domino reakce, aplikace v totální syntéze.

2. Katalýza s nekovalentně vázanými organokatalyzátory (thio-močoviny, fosforečná kyselina, amidy) a multifunkční katalýza - jednoduché transformace, domino reakce, aplikace v totální syntéze.

3. Úvod do problematiky reakcí katalyzovaných přechodnými kovy - mechanismy reakcí, typy a vlastnosti ligandů, vliv aditiv na průběh reakcí, tvorba vazeb C-C, C-N, C-S, C-P.

4. Aktivace nereaktivních vazeb C-O, C-C, C-H, přechodnými kovy katalyzované halogenace.

5. Přechodnými kovy katalyzované multikomponentní reakce - úvod, příklady významných multikomponentních reakcí, přechodnými kovy katalyzované multikomponentní reakce.

6. Přechodnými kovy katalyzované reakce allenů.

7. Přechodnými kovy katalyzované asymetrické reakce: Sharplessova epoxidace a dihydroxylace, Jacobsenova epoxidace, Noyori hydrogenace, transfer hydrogenace, allylová substituce, cyklopropanace, adice na karbonylové skupiny.

8. Přechodnými kovy katalyzované selektivní funkcionalizace složitých molekul: (C sp3) H aktivace, metallocarbeny.

9. Radikály, karbeny a nitreny: elektronová struktura, obecná reaktivita, polární efekty, reaktivita tripletového karbenu a nitrenů.

10. Radikálové funkcionalizace, radikálové adice, radikálové cyklizační reakce.

11. Radikálové kaskádové reakce a aplikace v totální syntéze.

12. Budoucnost radikálů v organické syntéze: (foto)redox katalýza, radikálová katalýza, aplikace radikálů v materiálech pro biologii.

none

nejsou

none

nejsou

Student has to pass the written exam

Předmět bude ukončen písemnou zkouškou.