Z:

a) Principles and methods in supramolecular chemistry, Hans-Jörg Schneider, Anatoly Yatsimirsky, John Wiley & Sons Ltd, 2000, ISBN: 978-0-471-97253-2

b) Molekulární design, Pavel Lhoták, Ivan Stibor, VŠCHT Praha, 1997, ISBN: 80-7080-294-4

D:

a) Analytical methods in supramolecular chemistry, Christoph Schalley, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2. vydání, 2012, ISBN: 978-3-527-32982-3

b) Binding Constants: The measurement of molecular complex stability, Kenneth A. Connors, John Wiley & Sons Ltd, 1987, ISBN: 978-0-471-83083-2

R: Principles and methods in supramolecular chemistry, Hans-Jörg Schneider, Anatoly Yatsimirsky, John Wiley & Sons Ltd, 2000, ISBN: 978-0-471-97253-2

R: Molekulární design, Pavel Lhoták, Ivan Stibor, VŠCHT Praha, 1997, ISBN: 80-7080-294-4

A: Analytical methods in supramolecular chemistry, Christoph Schalley, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2nd ed., 2012, ISBN: 978-3-527-32982-3

A: Binding Constants: The measurement of molecular complex stability, Kenneth A. Connors, John Wiley & Sons Ltd, 1987, ISBN: 978-0-471-83083-2

Přednášky

Lessons

1.

Historie, milníky, definice a koncepty supramolekulární chemie, host-guest chemie, molekulární rozpoznávání, intermolekulární interakce, sebeskladba, umělé enzymy, molekulární stroje, vztah k nanotechnologii

2.

Supermolekuly, charakteristiky molekulových komplexů, definice vazebných konstant, vazebná energie, termodynamika komplexace, Gibbsova a Hemholtzova energie, aktivační energie a objem, kooperativní efekt, afinita, selektivita, enthalpy-entropy kompenzace, "close packing"

3.

Fyzikální pohled na intermolekulární interakce, ion-ion (Coulombovy), ion-dipól/multipól, dipól-dipól (Keesomovy), multipól, indukované dipóly a jejich interakce s ionty (Debyeovy), dipól a indukovaný dipól (Londonovy), van der Waalsovy interakce

4.

Původ a energetika hydrofobního efektu, solvofobní efekt, hydrofilní, lipofilní a fluorofilní chování

5.

Definice a charakteristiky klasické (proper, conventional) vodíkové vazby, "red shift", "blue shift" a "no-shift" vodíkové vazby, neklasické vodíkové vazby, inverzní vodíková vazba, divodíková vazba, příklady využití vodíkových vazeb, a příklady z živých organismů

6.

Definice a charakteristiky halogenových vazeb chloro-, bromo- a iodosloučenin, příklady halogenové vazby v krystalovém inženýrství, komplexy léčivo-enzym, anestetický efekt, vztah k vodíkovým vazbám, speciální interakce fluorovaných látek

7.

Definice a charakteristiky vazeb aromatických částí molekul, face-to-face (π-π) interakce, "parallel displacement" a "sandwich", face-to-edge (CH-π) interakce, T- a Y-interakce, úlohy v biologických systémech, molekulární pinzety

8.

Přehled funkčních skupin a molekul pro vazbu kationtů, ionofory, kooperativní efekt, chelátový efekt, templátový efekt, pre-organizace, komplementarita, komplexony, crownethery, cryptandy, sferandy, atd., antibiotika, nemoci spojené s kationty

9.

Přehled funkčních skupin a molekul pro vazbu aniontů a neutrálních molekul, catapinands, klatráty

10.

Analytické metody pro supramolekulární studie, stanovení vazebných konstant, nukleární magnetická rezonance, isotermální titrační kalorimetrie, osmometrie v plynné fázi, chromatografie, extrakce, dialýsa, infračervená spektroskopie, hmotnostní spektrometrie, "small angle light scattering", plasmonová resonance, mikroskopie atomových sil, atd.

11.

Prezentace vlastního výzkumu studentů, zadání projektů pro samostantou rešeršní práci na téma supramolekulární chemie vztahující se k jejich výzkumu

12.

Prezentace projektů, kritická analýza publikovaných článků, diskuse možných řešení

1.

History, milestones, definition and concepts of supramolecular chemistry, host-guest chemistry, molecular recognition, intermolecular interactions, self-assembly, artificial enzymes, molecular machines, relation to nanotechnology

2.

Supermolecules, characteristics of molecular complexes, definition of binding constants, binding energy, thermodynamics of complexation, Gibbs and Hemholtz energy, activation energy and volume, cooperation effect, affinity, selectivity, enthalpy-entropy compensation, close packing

3.

Physical view on intermolecular interactions, ion-ion (Coulomb), ion-dipole/multipole, dipole-dipole (Keesom), multipoles, induced dipoles and their interactions with ion (Debye), dipole and induced dipole (London), van der Waals interactions

4.

Origin and energetic of hydrophobic effect, solvophobic effect, hydrophylic, lipophylic and fluorophilic behaving

5.

Definition and characteristics of classical (proper, conventional) hydrogen bond, red shift, blue shift and no-shift hydrogen bonds, non-classical hydrogen bonds, inverse hydrogen bond, dihydrogen bond, example of hydrogen bonds utilizations and examples from living organisms

6.

Definition and characteristics of halogen bonds of chloro , bromo and iodocompounds, example of halogen bond in crystal engineering, drug-enzyme complexes, anesthetic effect, relationship to hydrogen bonds, special interactions of fluorocompounds

7.

Definition and characteristics of interactions related to aromatic parts of molecules, face to face (π π) interactions, parallel displacement and sandwich, face to edge (CH π) interactions, T and Y shape interactions, the roles in biological systems, molecular tweezers

8.

Overview of functional groups and molecules for binding of cations, ionophores, cooperation effect, chelate effect, template effect, pre organization, complementarity, complexons, crownethers, cryptands, sferands, etc., antibiotics, diseases connect with cations

9.

Overview of functional groups and molecules for binding of anions and neutral molecules, catapinands, clathrates

10.

Analytical methods for supramolecular studies, determination of binding constants, nuclear magnetic resonance, isothermal titration calorimetry, vapor pressure osmosis, chromatography, extraction, dialysis, infrared spectroscopy, mass spectrometry, small angle light scattering, plasmon resonance, atomic force microscopy, etc.

11.

Presentation of own research by students, assignment of projects on supramolecular topics related to their research for independent review work

12.

Presentation of the projects, critical analysis of published articles, discussion of possible solutions

Web: http://www.vscht.cz/anl/dolensky/supramol/index.html

Web: http://www.vscht.cz/anl/dolensky/supramol/index.html

Základní znalost organické a analytické chemie

The basics in organic and analytical chemistry