J. E. McMurry: Organic Chemistry, 6th Ed.

S. McMurry: Student Guide and Study Manual

Student může přistoupit ke zkoušce za následujících podmínek: 1. úspěšně složil zkoušku z Organické chemie I, a 2. získal zápočet ze seminářů Organické chemie II. Zápočet uděluje vyučující na semináři na základě výsledků práce studenta během semestru, která se kontroluje dvěma seminárními testy. Jednohodinové (50 min.) testy se píší na semináři během semestru a zadává je vyučující. Tyto testy se nenahrazují. Každý test je hodnocen 100 body. Z celkového počtu 200 bodů musí student získat alespoň 100 bodů, aby mu byl udělen zápočet. Seminární testy se obvykle píší v 6.a 13. týdnu. V případě, že student nesplnil předcházející kritéria pro udělení zápočtu, může napsat před zkouškou jeden souhrnný (zápočtový) test, který zahrnuje látku za celý semestr, trvá 100 min., hodnotí se 100 body a student musí získat alespoň 50 bodů. Zápočtový test se obvykle píše počátkem zkušebního období. Zkouška z Organické chemie II se skládá z písemné a ústní části. Zkoušková písemka trvá 120 min. a je klasifikována 100 body. Podmínkou postupu k ústní zkoušce je, aby student získal alespoň 50 bodů. Pokud tuto podmínku student nesplnil, je klasifikován známkou "F".

1. Organické reakce. Základní rozdělení reakcí (adice, substituce, eliminace), oxidace a redukce v organické chemii, oxidační čísla, rozdělení činidel, typy štěpení vazeb, reakční mechanismy, reakční meziprodukty, teorie transitního stavu, reakční koordináta, DG a DG# (vliv na rychlost a rovnováhu). (Acidobazické rovnováhy, aminy jako kyseliny a báze - jenom podzim 2006).

2. Nukleofilní substituce na nasyceném atomu uhlíku. Mechanismus, stereochemie, závislost na struktuře, substrátu, odstupující skupině, rozpouštědle, konkurenční reakce.

Příprava alkoholů, etherů, thiolů, esterů, alkylace amoniaku a aminů, Gabrielova syntéza aminů, příprava alkylhalogenidů z alkoholů (s využitím halogenovodíků a halogenidů anorganických kyselin), převedení alkoholů na sulfonáty (mesyláty, tosyláty), sulfonáty jako odstupující skupiny, štěpení etherů, otevírání epoxidů. Tvorba C-C- vazby alkylačními reakcemi - příprava nitrilů, reakce organokuprátů s alkyl, alkenyl a arylhalogenidy.

3. Eliminační reakce. E2 a E1 eliminace, vztah k nukleofilní substituci, dehydrohalogenace, Zajcevovo pravidlo, vliv velikosti báze, stereochemie, Hofmannova eliminace, dehalogenace, dehydratace, eliminace při solvolýze (E1), tvorba alkynů, nitrily dehydratací aldoximů. Přesmyky pinakolinový a Beckmanův.

4. Nukleofilní adice k nenasycenému atomu uhlíku. Hydratace karbonylové skupiny, acetaly, ketaly (opakování). Adice amoniaku a aminů, hydroxylaminu a hydrazinu na aldehydy a ketony. Kyanhydriny a aminonitrily. Reakce zahrnující -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,alfa´-uhlíkovém atomu, aldolizace aldehydů, aldolová kondenzace ketonů, smíšená aldolová kondenzace, alkylace enolátů). Redukce aldehydů a ketonů (opakování), reduktivní aminace, Wittigova reakce. Konjugovaná adice na alfa,beta-nenasycené karbonylové sloučeniny - adice halogenovodíků, alkoholů, thiolů a aminů. Michaelova adice, adice organokuprátů.

5. Nukleofilní substituce na nenasyceném atomu uhlíku. Připomenutí transformací funkčních derivátů karboxylových kyselin (acylhalogenidů, esterů, anhydridů), laktony a laktamy. Claisenova kondenzace, smíšená Claisenova kondenzace, kondenzace esterů s ketony, Dieckmannova kondenzace. Acetoctanová a malonanová syntéza..

6. Amidy karboxylových kyselin - Hofmannovo odbourání, heterokumuleny (isokyanáty, keteny) a adice nukleofilů na ně. Reakce funkčních derivátů karboxylových kyselin s organokovovými sloučeninami. Redukce funkčních derivátů karboxylových kyselin komplexními hydridy. Hydrolýza funkčních derivátů karboxylových kyselin, hydrolýza nitrilů - syntéza karboxylových, amino- a hydroxykyselin.

7. Nukleofilní substituce aromatických sloučenin. Příprava a reakce diazoniových solí, jejich syntetické využití. Aromatická nukleofilní substituce (adičně-eliminačni a eliminačně-adiční mechanismus).

8. Elektrofilní adice k nenasyceným systémům. Adice halogenovodíků na alkeny a alkyny, hydratace alkenů a alkynů (opakování + rozšíření), hydroborace, hydroborace/oxidace, adice halogenů, tvorba halogenhydrinů, epoxidace alkenů, dihydroxylace, ozonolýza. Karbeny a cyklopropanace včetně Simmons-Smithovy reakce.

9. Elektrofilní substituce na nenasyceném atomu uhlíku. Aromatická elektrofilní substituce - substituce do druhého stupně (mechanismus), srovnání benzenu, naftalenu, pyrrolu, furanu, thiofenu a pyridinu. Claisenův a Friesův přesmyk.

10. Radikálové reakce. Tvorba radikálů, struktura, stabilita, radikálová halogenace, selektivita. Halogenace do allylové a benzylové polohy. Radikálové adice HBr (opakování) a RSH.

11. Oxidace a redukce (připomenutí probraného a rozšíření). Oxidace - postranního řetězce aromátů, alkoholů, štěpení 1,2-diolů HIO4, chinony, oxidace sloučenin síry a dusíku, Bayer-Villigerova oxidace. Redukce - Birchova redukce, redukce alkynů na alkeny, aldehydů a ketonů (Wolff-Kižněr, Clemmensen, redukční zdvojení - pinakol, acyloinová kondenzace). Redukce dusíkatých sloučenin a sloučenin síry (nitrolátky (na NH2), disulfidy, sulfonové kyseliny).

12. Aminokyseliny, peptidy. 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. Analýza peptidů - aminokyselinová analýza, sekvenční analýza (využití Sangerova činidla, dansylace, Edmanovo odbourávání). Syntéza peptidů - chránění (Z, BOC, CH2Ph ester), DCCI, syntéza na pevné fázi.

13. Sacharidy. Struktura, stereochemie, konfigurace, cyklické formy, mutarotace, oxidace a tvorba laktonů, redukce, epimerizace, estery, ethery, glykosidy, disacharidy - redukující a neredukující, polysacharidy (škrob, celulóza). Nukleové kyseliny - primární a sekundární struktura, párování bazí, princip kódování aminokyselin.

14. Přechodné kovy v organické chemii Základní principy -oxidační stav, d-elektronová konfigurace, 18-ti elektronové pravidlo, koordinační nasycenost a nenasycenost, základní typy ligandů, "elektronové účetnictví"; reakce v koordinační sféře přechodných kovů (substituce ligandů, oxidativní adice/reduktivní eliminace, inserce/beta-eliminace, transmetalace), příklad katalytického cyklu (kapling). Příklady důležitých katalytických reakcí (homogenní katalytická hydrogenace, karbonylace methanolu, koordinační polymerizace alkenů, hydratace alkenů - Wackerův proces, metathesa alkenů).

1. Functional derivatives of carbonic acid, kumulenes.

2. Dicarbonyl compounds. Claisen and Dieckmann reaction. Synthetic utilization of beta-Dicarbonyl compounds. Malonic acid ester synthesis. Conjugated addition reaction, Michael addition, Robinson annulation.

3. Saccharides. Structure, stereochemistry. Fischer and Haworth projections, conformation of saccharides. Anomers, mutarotation. Glycosides. Reactions of saccharides as carbonyl compounds and alcohols.

4. synthesis and degradation of saccharides, epimerisation reaction. Vitamin C. Disaccharides a polysaccharides.

5. Amines. Structure and bonding, stereochemistry of amines. Acidity and basicity of amines. Reaction of amines as bases and nuclephiles. Quaternary ammonium salts, phase-transfer catalysis. Hofmann´s elimination reations. Mannich reaction. Diazotation of aliphatic and aromatic amines. Reactions of diazonium salts. Azocoupling.

6. Amino acids. Structure and physical properties, acid-base properties, isoelectric point. Reactions of amino acids. Principles of amino acid synthesis.

7. Peptides a proteins. Peptide bond. Determination of peptide primary structure. Synthesis od peptides.Merrifield synthesis.

8. Heterocyklic compounds. Nomenclature, structure and aromaticity. Reactivity of furan, pyrrol, and thiophen. Principles of heterocycles synthesis.

9. Pyridine, reactivity in SE and SN reactions. Fused heterocycles: indol, quinoline, isoquiinoline. Alcaloids. Nucleic acid bases, nucleosides, nucleotides, nucleic acid structure.

10. Reactions catalyzed with transitions metals. Formalism, reactions in the coordination sphere. Cross-coupling reactions, hydroformylation and alkoxycarbonylation of alkenes, carbonylation of methanol, polymerization of alkenes, Wacker oxidation.

11. Synthetic methods of hydrocarbons and their derivatives preparation: alkanes, alkenes, alkynes, aromates, halo derivatives, alcohols and phenols, ethers.

12. Synthetic methods of hydrocarbons and their derivatives preparation: aldehydes, ketones, carboxylic acids and their functional derivatives, amines.

13. Strategy of organic synthesis. Principles of retrosynthesis, application to synthesis of more complex compounds.

14. Spectroskopic methods of the structure of the organic compoounds determination. Principles of UV, IR, MS, and NMR spectroscopy.