C8840 Chemistry of macrocyclic compounds

Přírodovědecká fakulta
podzim 2024
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučováno prezenčně.
Vyučující
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Přemysl Lubal, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Předpokladem je absolvování základních přednášek z Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022), Analytické chemie I (C3100) a Analytické chemie II (C4050). Je výhodné návštěvovat kurs C8885 Supramolekulární chemie (není podmínkou).
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 33 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
The lecture is focused on the understanding and explanation of reactivity and properties of macrocylic compounds and it is accompanied by examples taken from literature or from experimental experiences of lecturer. In addition, the potential application of macrocyclic complexes in practice is mentioned.
Výstupy z učení
Student understands and is able to explain the reactivity and properties of macrocylic compounds. He/she can ppropose the apllication of macrocyclic complexes in practice.
Osnova
  • 1. Úvod do chemie makrocyklů (nomenklatura, přírodní makrocykly, význam).
  • 2. Typy makrocyklických ligandů a jejich komplexů, cyklické polyaminy a porfyriny, cyklické polyethery (crowny, polyethery, kryptandy, kavitandy, kalixareny), cyklické ligandy s jinými donorovými atomy než O nebo N, polyjaderné a polymerní makrocykly, katenany a katenandy, makrocyklické cukry, robustní makrocykly, stereoizomerie makrocyklů, "hole-size" koncept.
  • 3. Aspekty syntézy makrocyklů. Volné ligandy - netemplátová syntéza, reakce vzniku kruhu (syntéza při vysokém a nízkém zředoování).
  • 4. Komplexy - netemplátová syntéza, templátová syntéza (vliv fyzikálních a chemických podmínek na druh a výtěžek reakce - druhy templátových efektů, "in situ" reakce. Derivatizace makrocyklů - zavádění funkčních skupin na cyklický skelet a chránění cyklického skeletu.
  • 5. Chelátový a makrocyklický efekt - původ a kvantifikace. Experimentální techniky vhodné pro studium reaktivity makrocyklických sloučenin.
  • 6. Termodynamický aspekt - selektivita pro ionty. Kinetický aspekt - formační a disociační kinetika.
  • 7. Reaktivita komplexů a jejich redoxní vlastnosti. Stabilizace méně obvyklých oxidačních stavů - "metal-centered", "ligand-centered" oxidace a redukce. Substituční reakce v axiální poloze, reakce koordinovaného makrocyklického ligandu, reakce demetalační a reakce výměny iontů.
  • 8. Makrocyklické systémy. Komplexace iontů kovů (cyklické polyethery, polyaminy a polyiminy; kryptandy, kalixareny, aj.).
  • 9. "Host-guest" chemie - komplexace organických kationtů.
  • 10. Komplexace organických aniontů.
  • 11. Komplexace neutrálních látek - cyklodextriny.
  • 12. Využití makrocyklických ligandů a jejich komplexů v chemii, biologii, medicíně - příklady.
Literatura
  • Constable, Edwin C., Coordination Chemistry of Macrocyclic Compounds, Oxford University Press, Oxford 1999.
  • MARTELL, Arthur E. a Robert D. HANCOCK. Metal complexes in aqueous solutions. New York: Plenum Press, 1996, x, 253 s. ISBN 0-306-45248-0. info
  • Lindoy L.F., The Chemistry of Macrocylic Ligand Complexes, Cambridge University Press, Cambridge 1989.
Výukové metody
přednášky
Metody hodnocení
Přednáška probíhá semestrálně nebo blokově po dohodě s vyučujícím Znalosti jsou prověřovány formou ústní zkoušky. Zkouška bude realizována prezenčně nebo distančně podle aktuální epidemiologické situace.
Vyučovací jazyk
Angličtina
Další komentáře
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, jaro 2000, podzim 2010 - akreditace, jaro 2001, jaro 2002, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2016, podzim 2018, podzim 2020, podzim 2022.