SubjectsSubjects(version: 855)
Course, academic year 2019/2020
  
Organic Chemistry B - B110002
Title: Organická chemie B
Guaranteed by: Department of Organic Chemistry (110)
Actual: from 2019
Semester: both
Points: 6
E-Credits: 6
Examination process:
Hours per week, examination: 3/2 C+Ex [hours/week]
Capacity: winter:unknown / unknown (unknown)
summer:unknown / unknown (unknown)
Min. number of students: unlimited
Language: Czech
Teaching methods: full-time
Level:  
For type: Bachelor's
Note: you can enroll for the course in winter and in summer semester
Guarantor: Lhoták Pavel prof. Ing. CSc.
Budka Jan doc. Ing. Ph.D.
Cibulka Radek prof. Ing. Ph.D.
Interchangeability : N110005, N110029
Annotation -
Last update: Kubová Petra Ing. (04.12.2017)
The subject developes Organic Chemistry A. Systematical part is focused mainly on chemistry of oxygenous derivatives in relation to oxidation number. Special attention is paid to chemistry of enolates and similar compounds. Last part is focused on chemistry of nitrogenous derivatives and natural compounds. Extra lectures on heterocyclic compounds, pericyclic reactions, transition metals in organic chemistry and simple supramolecular chemistry are also incorporated.
Aim of the course -
Last update: Kubová Petra Ing. (04.12.2017)

Students will be able to:

solve the mechanisms of functional groups transformation

know basic reagents and their using in organic synthesis

use simple retrosynthetical procedures

know the chemistry of basic natural compounds

know the basic principles of supramolecular interactions

Literature -
Last update: Budka Jan doc. Ing. Ph.D. (14.02.2018)

R: J. McMurry: Organická chemie, český překlad 8. vydání, VUT Brno, VŠCHT Praha, 2015. 9788070809303

A: Svoboda J. a kol.: Organická chemie I, Vydavatelství VŠCHT Praha, 2005. 9788070805619

A: Liška F.: Konstituce, konformace, konfigurace v názvech organických sloučenin, 1. vydání, Vydavatelství VŠCHT Praha, 2007. 9788070806401

Learning resources -
Last update: Kubová Petra Ing. (04.12.2017)

https://och.vscht.cz

http://fchi.vscht.cz/index.php/cs/studium-na-FCHI/bakalarske-studium/chemie/organicka-chemie-a-b

Requirements to the exam - Czech
Last update: Budka Jan doc. Ing. Ph.D. (08.08.2019)

PODROBNÝ SYLABUS:

1. Karbonylové sloučeniny 1 - aldehydy a ketony, fyzikální vlastnosti. Syntéza aldehydů a ketonů. Struktura karbonylových sloučenin, místo ataku báze, kyseliny a nukleofilu. Nukleofilní adice na karbonylovou skupinu - organokovové sloučeniny. Hydratace karbonylové skupiny, acetaly, ketaly. Adice amoniaku a aminů, hydroxylaminu a hydrazinu na aldehydy a ketony. Beckmannův přesmyk. Kyanhydriny a aminonitrily.

2. Karbonylové sloučeniny 2 -Redukce aldehydů a ketonů, redukce komplexními hydridy, reduktivní aminace, redukční zdvojení – pinakol. Oxidace aldehydů, Baeyerova-Villigerova oxidace. Wittigova reakce. Konjugovaná adice na alfa,beta-nenasycené karbonylové sloučeniny - adice organokovů (Li, Mg), halogenovodíků, alkoholů, thiolů a aminů. Adice organokuprátů. (McMurry, 8. vydání: přehledný úvod ke karbonylovým sloučeninám + kap. 19).

3. Multifunkční kyslíkaté deriváty. Sacharidy. Struktura, stereochemie, konfigurace, cyklické formy, mutarotace, výstavba a odbourávání sacharidů. Oxidace a tvorba laktonů, redukce, epimerizace, estery, ethery, glykosidy, disacharidy - redukující a neredukující, polysacharidy (škrob, celulóza). (McMurry, 8. vydání: kap. 25).

4. Karboxylové kyseliny - struktura, acidita - vliv substituentů na aciditu. Syntézy kyselin - shrnutí (oxidace, nitrilová a Grignardova syntéza). Funkční deriváty karboxylových kyselin: chloridy, anhydridy, estery, amidy a nitrily. Syntéza acylchloridů. Fischerova esterifikace, transesterifikace a kyselá hydrolýza esteru - podrobný mechanismus. Příprava nitrilů dehydratací amidů. Vzájemné transformace funkčních derivátů - vysvětlení a mechanismus (tetraedrický meziprodukt). Bazická hydrolýza funkčních derivátů. (McMurry, 8. vydání: kap. 20, 21).

5. Funkční deriváty karboxylových kyselin. Reakce s organokovovými sloučeninami. Redukce karboxylových kyselin a jejich derivátů (acyloinová kondenzace, redukce komplexními hydridy, DIBAH a BH3). Laktony a laktamy. Amidy karboxylových kyselin - Hofmannovo odbourání, heterokumuleny (isokyanáty, keteny) a adice nukleofilů na ně. Příprava nitrilů dehydratací oximů. Základní funkční deriváty uhličité kyseliny. Fosgen a jejho reaktivita, močovina. (McMurry, 8. vydání: kap. 20, 21).

6. Enoly a enoláty 1 - Reakce zahrnující alfa-vodík: Kysele a bazicky katalyzovaná enolizace, stabilita enolů, alfa-halogenace aldehydů a ketonů, haloformová reakce, důsledky enolizace (výměna vodíků v alfa-poloze s rozpouštědlem, racemizace chirálního centra na alfa-uhlíkovém atomu, aldolizace aldehydů, aldolová kondenzace ketonů, smíšená aldolová kondenzace, alkylace enolátů), alkylace enaminů. (McMurry, 8. vydání: kap. 23.1-23.6).

7. Enoly a enoláty 2 - Claisenova kondenzace, smíšená Claisenova kondenzace, kondenzace esterů s ketony, Dieckmannova kondenzace. Acetoacetátová a malonátová syntéza. Michaelova adice. Robinsonova anelace. (McMurry, 8. vydání: kap. 23.7-23.14).

8. Aminokyseliny a peptidy 1. Typy aminokyselin, kódované aminokyseliny, příklady strukturních typů kódovaných aminokyselin, acidobazické rovnováhy, isoelektrický bod, syntézy (Streckerova syntéza, alkylace acetamidomalonátů). Chemie - chování alfa-aminokyselin při zahřívání, estery, acylace (McMurry, 8. vydání: kap. 26).

9. Aminokyseliny a peptidy 2. Analýza peptidů - aminokyselinová analýza, sekvenční analýza (využití Sangerova činidla, dansylace, Edmanovo odbourávání). Syntéza peptidů - chránění (Z, BOC, CH2Ph ester), DCCI, syntéza na pevné fázi. (McMurry, 8. vydání: kap. 26).

10. Heterocyklické sloučeniny - základní typy pěti a šestičlenných heterocyklů, aromaticita. Příprava a reaktivita pětičlenných heterocyklů a indolu. Šestičlenné dusíkaté heterocykly - pyridin, chinolin, isochinolin, principy syntézy. Bazicita, reakce na dusíku, elektrofilní a nukleofilní substituční reakce. Heterocyklické sloučeniny v biologických systémech. Principy struktury nukleových bází, nukleotidů, nukleových kyselin, párování bází. (Vlastní materiál a McMurry, 8. vydání: kap. 28).

11. Makromolekulární látky. Polymerace. Vinylové polymery, přehled, dimerace, kationtová a radikálová polymerace. Příklady dienových polymerů. Polykondenzace a polyadice – příklady. Elektrocyklické reakce (příklady: Dielsova-Alderova reakce, Claisenův přesmyk). (McMurry, 8. vydání. Kap. 30, 31).

12. Přechodné kovy v organické syntéze, formalismus, typy ligandů, 18-ti elektronové pravidlo. Typy reakcí na kovu (oxidativní adice/reduktivní eliminace, substituce ligandů, beta-eliminace). Příklady procesů katalyzovaných přechodnými kovy a jejich výklad: např. hydroformylace, hydrogenace, couplingové reakce (Vlastní materiál).

13. Přehled organických syntéz 1 – přeměny funkčních skupin.

14. Přehled organických syntéz 2 – tvorba vazeb C-C. Principy retrosyntetické analýzy.

PODROBNÉ INFORMACE O UKONČENÍ PŘEDMĚTU:

Student může přistoupit ke zkoušce za následujících podmínek:

1. Úspěšně složil zkoušku z Organické chemie A

2. Získal zápočet ze seminářů Organické chemie B.

Zápočet uděluje vyučující na semináři na základě výsledků práce studenta během semestru. Ta se kontroluje dvěma průběžnými testy zaměřenými na probranou látku (test T1 a T2, délka trvání testu je minimálně 50 minut, každý je hodnocen maximálně 100 body). Testy se píší na semináři během semestru (zpravidla 7. a 13. týden) a zadává je vyučující. Průběžné testy se nenahrazují. K udělení zápočtu je zapotřebí získat v součtu obou testů (T1 + T2) alespoň 100 bodů. V případě, že student tato kritéria pro udělení zápočtu nesplnil, může napsat souhrnný zápočtový test, který zahrnuje látku za celý semestr. Zápočtový test trvá 100 minut a hodnotí se maximálně 100 body, z nichž student musí získat alespoň 50 bodů. Zápočtový test může student psát pouze jednou, a to v jednom ze dvou oficiálních termínů vypisovaných ústavem (zpravidla v prvních třech týdnech zkouškového období). Dříve získaný zápočet se uznává, ale pouze jednou a pouze v následujícím semestru (zápočet je zapotřebí nechat si znovu zapsat u svého bývalého vyučujícího na semináři nebo u nového vyučujícího, pokud student navštěvuje seminář i v probíhajícím semestru). Pokud student opakuje předmět Organická chemie B s větším časovým odstupem, musí zápočet získat znovu podle výše uvedených pravidel.

Zkouška z Organické chemie B se skládá z písemné a ústní části. Zkoušková písemka trvá 120 min. a je klasifikována 100 body. Podmínkou účasti na písemné zkoušce je zápočet zapsaný v indexu, a po té uvedený v SISu. Podmínkou postupu k ústní zkoušce je, aby student získal ze zkouškové písemky alespoň 50 bodů. Pokud tuto podmínku student nesplnil, je klasifikován známkou "F". Pokud student neuspěje u ústní zkoušky, musí znovu opakovat i zkouškovou písemku bez ohledu na výsledek té předchozí.

Pokud se student ze závažných důvodů nestihl odhlásit ze zkoušky, může se omluvit bez zbytečného odkladu přímo zkoušejícímu. V tomto případě vždy uvede důvod nepřítomnosti na zkoušce. Neomluvená neúčast nebo neuznaná omluva nepřítomnosti u zkoušky se hodnotí klasifikací "F".

Sylaby, vzorové písemky a další materiály jsou umístěny na stránkách ústavu: http://uoch.vscht.cz/studium/bcpredmety

Organizace zkoušek:

8:30 - 10:30 Písemná část zkoušky; probíhá ve velké posluchárně. Informace, kdy a kde se bude konat ústní část zkoušky, bývá zveřejněna obvykle předchozí den odpoledne na webové stránce ústavu (http://uoch.vscht.cz).

10:30 - 14:00 Opravování písemné části zkoušky; výsledky jsou postupně zveřejňovány ve studentském informačním systému, případně na nástěnkách ústavu.

13:00 - 14:00 Obvyklý začátek ústní zkoušky; pořadí studentů si určuje zkoušející. V případě, že je zkoušející zaneprázdněn, ústní zkouška se koná druhý den.

Syllabus -
Last update: Budka Jan doc. Ing. Ph.D. (17.01.2019)

1. Carbonyl compounds 1 - structure and reactivity. Nukleophilic addition to carbonyl group.

2. Carbonyl compounds 2 - redox reactions of aldehydes and ketones. Wittig reaction. Conjugate addition to alpha,beta-unsaturated carbonyl compounds.

3. Saccharides. Structure, stereochemistry and reactivity of saccharides.

4. Carboxylic acids - structure and acidity. Synthesis of acids and functional derivatives. Mutual transformations and hydrolysis of functional derivatives. Nitriles.

5. Functional derivatives of carboxylic acids - reaction with organometals and reduction. Reactivity of amides. Carbonic acid derivatives and heterocumulenes.

6. Enoles and enolates 1 - enolisation, haloform reaction, alkylation of enolates and enamines. Aldolisation and aldol condensation.

7. Enoles and enolates 2 - Claisen and Dieckmann condensation. Acetoacetate and malonate synthesis. Michaelov addition. Robinsonov annulation.

8. Aminoacids and peptides 1 - synthesis and reactivity of aminoacids, acidobasic behaviour. Natural aminoacids.

9. Aminoacids and peptides 2 - analysis of peptides. Peptide synthesis.

10. Heterocyclic compounds - basic five- and six-membered heterocycles. Synthesis, acidobasic behaviour and reactivita. Heterocycles in biological systhems - nukleosides and nukleotides.

11. Macromolecular compounds. Polymerisation. Vinyl and diene polymers. Polycondensation and polyaddition. Elektrocyclic reactions.

12. Transition metals in organic synthesis. Types of reactions on metal and examples of processes catalysed by transition metals.

13. Overview of organic syntheses 1 – transformation of functional groups.

14. Overview of organic syntheses 2 – C-C bonds formation. Principles of retrosynthetic analysis.

Registration requirements -
Last update: Kubová Petra Ing. (04.12.2017)

Organic Chemistry A

Course completion requirements - Czech
Last update: Kundrát Ondřej Ing. Ph.D. (16.02.2018)

Předmět je zakončen zkouškou, která se skládá z písemné a ústní části. Student může přistoupit ke zkoušce z Organické chemie B poté, co získal zápočet na cvičeních z Organické chemie B.

Teaching methods
Activity Credits Hours
Účast na přednáškách 1,5 42
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 1,5 42
Příprava na zkoušku a její absolvování 2 56
Účast na seminářích 1 28
6 / 6 168 / 168
Coursework assessment
Form Significance
Examination test 30
Oral examination 70

 
VŠCHT Praha