Παρουσίαση/Προβολή

(CHEM301) -  Αθανάσιος Γκιμήσης (συντονιστής μαθήματος), Εμμανουήλ Πιτσινός, Δημήτριος Γεωργιάδης

Περιγραφή Μαθήματος

Επώνυμοι κανόνες, αρχές και θεωρίες της Οργανικής Χημείας: 1) Σύστημα Cahn-Ingold-Prelog. Εναντιομερή, ατροποϊσομερή, διαστερεομερή, προχειρομορφία, εναντιομερική περίσσεια, διαστερεομερική περίσσεια. Η χειρομορφία στη φύση, χειρομορφία και βιολογική δράση. Γενικές αρχές ασύμμετρης σύνθεσης, χειρόμορφοι καταλύτες/διαλύτες/βοηθητικές ομάδες, κινητικός διαχωρισμός, διπλή ασύμμετρη σύνθεση. 2) HSAB (Hard and Soft Acids and Bases, Σκληρά και Μαλακά Οξέα και Βάσεις), κανόνας Kornblum, υπόθεση Hammond: Μηχανισμοί ιοντικών οργανικών αντιδράσεων. 3) Κανόνες Baldwin, φαινόμενο Thorpe-Ingold: Αντιδράσεις κυκλοποίησης. 4) Κανόνες Saytzeff / Hofmann, Brendt, Markovnikov: Αντιδράσεις απόσπασης, αντιδράσεις προσθήκης σε ολεφίνες.

Κυρτά βέλη στη μηχανιστική οργανική χημεία, θεωρία μετωπικών μοριακών τροχιακών, HOMO-LUMO, είδη και χαρακτήρας τροχιακών , εγγενής πυρηνοφιλικότητα-ηλεκτροφιλικότητα μοριακών τροχιακών, κανόνες για κυρτά βέλη, μεταφορές πρωτονίου, μη δεσμικές αλληλεπιδράσεις, εντροπία στις μη δεσμικές αλληλεπιδράσεις υποδοχέα-προσδέτη). Πυρηνόφιλη προσθήκη σε αλδεΰδες/κετόνες : Κανόνες και μοντέλα Cram, Felkin-Ahn , χηλικά ενδιάμεσα, χειρόμορφες βοηθητικές ομάδες, χειρόμορφη ενίσχυση, παραδείγματα). Αντιδράσεις α-υποκατάστασης χειρόμορφων ενολικών ιόντων: Πρόβλεψη στερεοχημείας ενολικού ιόντος, χειρόμορφες βοηθητικές ομάδες, χηλικά σύμπλοκα, παραδείγματα. Ασύμμετρες αλδολικές αντιδράσεις: εισαγωγή, μεταβατικές καταστάσεις Zimmerman-Traxler , χηλικά σύμπλοκα, εκλεκτικότητα οξέων Lewis, αλληλο-βορονικοί εστέρες, παράγωγα α-πινενίου ως χειρόμορφες βοηθητικές ομάδες, παραδείγματα. Οξείδωση – Αναγωγή: Ασύμμετρη υδρογόνωση – Νοyori, ασύμμετρη εποξείδωση Sharpless, ασύμμετροι καταλύτες Jacobsen/Katsuki, ασύμμετρη διυδροξυλίωση Sharpless, παραδείγματα.

Aντίδραση Diels Alder. Μηχανιστική ερμηνεία με τη θεωρία μετωπικών μοριακών τροχιακών. Στερεοεκλεκτικότητα, τοποεκλεκτικότητα, ενδο-εκλεκτικότητα στην αντίδραση Diels-Alder. Δραστικότητα διενίων και διενοφίλων. Διένια Danishefsky και χημικά ισοδύναμα διενίων και διενοφίλων.  Έτερο-Diels-Alder και ασύμμετρη αντίδραση Diels-Alder. Ενδομοριακή αντίδραση Diels-Alder και παραλλαγές. 1,3-Διπολικές κυκλοπροσθήκες. [2+2] αντίδραση κυκλοπροσθήκης και κυκλοαναστροφής. Σιγματροπικές μεταθέσεις και κανόνες Woodward Hoffman. Μεταθέσεις Cope και στερεοεκλεκτικότητα. Μεταθέσεις Claisen και παραλλαγές. Μετάθεση Ireland-Claisen. Αζα- και θεια-Claisen. Μεταθέσεις ενίου.

 

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής αναμένεται:

• Να περιγράφει, να διακρίνει και να συγκρίνει την οξύτητα και βασικότητα των οργανικών ενώσεων
• Να αναγνωρίζει, να περιγράφει, να διακρίνει και να συγκρίνει την πυρηνόφιλη αλειφατική υποκατάσταση, τις αντιδράσεις απόσπασης και την γειτονική υποβοήθηση,
• Να αναγνωρίζει και να περιγράφει τη χημεία καρβονυλίου,
• Να αναγνωρίζει, να περιγράφει, να διακρίνει και να συγκρίνει την ηλεκτρονιόφιλη και την πυρηνόφιλη αρωματική υποκατάσταση,
• Να αναγνωρίζει και να περιγράφει τη χημεία οργανικών ενώσεων που περιέχουν βόριο και πυρίτιο,
• Να αναγνωρίζει, να περιγράφει, να διακρίνει και να συγκρίνει την αντίδραση Diels Alder, τον μηχανισμό και την στερεοεκλεκτικότητά της και τη δραστικότητα διενίων και διενοφίλων ,
• Να αναγνωρίζει, να περιγράφει, να διακρίνει και να συγκρίνει την αντίδραση έτερο-Diels-Alder, την ασύμμετρη αντίδραση Diels-Alder, τις 1,3 διπολικές αντιδράσεις, τις [2+2] κυκλοπροσθήκες, τις [2+2] αντιδράσεις κυκλοαναστροφής και τις σιγματροπικές μεταθέσεις.

 

Γνώσεις

• Γνώση της οξύτητας και βασικότητας των οργανικών ενώσεων
• Γνώση της θεωρίας HSAB (Hard/Soft Acid/Base)
• Γνώση της πυρηνόφιλης αλειφατικής υποκατάστασης, των αντιδράσεων απόσπασης και της γειτονικής υποβοήθησης.
• Γνώση της χημείας καρβονυλίου
• Γνώση της ηλεκτρονιόφιλης και της πυρηνόφιλης αρωματικής υποκατάστασης και των σταθερών Hammet
• Γνώση της χημείας οργανικών ενώσεων που περιέχουν βόριο και πυρίτιο
• Γνώση της αντίδρασης Diels Alder, του μηχανισμού και της στερεοεκλεκτικότητά της
• Γνώση της δραστικότητας των διενίων και διενοφίλων
• Γνώση της αντίδρασης έτερο-Diels-Alder και της ασύμμετρης αντίδρασης Diels-Alder
• Γνώση των 1,3 διπολικών αντιδράσεων, των [2+2] κυκλοπροσθηκών και των [2+2] αντιδράσεων κυκλοαναστροφής και των σιγματροπικών μεταθέσεων

 

Δεξιότητες

• Δεξιότητες στη χρήση των αρχών που διέπουν την οξύτητα και βασικότητα των οργανικών ενώσεων και της θεωρίας HSAB (Hard/Soft Acid/Base)
• Δεξιότητες στη χρήση της πυρηνόφιλης αλειφατικής υποκατάστασης, των αντιδράσεων απόσπασης και της γειτονικής υποβοήθησης
• Δεξιότητες στη χημεία καρβονυλίου
• Δεξιότητες στη χρήση της ηλεκτρονιόφιλης και την πυρηνόφιλης αρωματικής υποκατάστασης και στις σταθερές Hammet
• Δεξιότητες στη χημεία οργανικών ενώσεων που περιέχουν βόριο και πυρίτιο
• Δεξιότητες στην εφαρμογή των αντιδράσεων Diels Alder και της χρήσης του μηχανισμού, της στερεοεκλεκτικότητάς της και της δραστικότητας διενίων και διενοφίλων
• Δεξιότητες στην εφαρμογή της αντίδρασης έτερο-Diels-Alder και της ασύμμετρης αντίδρασης Diels-Alder
• Δεξιότητες στην εφαρμογή των 1,3 διπολικών αντιδράσεων, των [2+2] κυκλοπροσθηκών, των [2+2] αντιδράσεων κυκλοαναστροφής και των σιγματροπικών μεταθέσεων.

 

Ικανότητες

• Ικανότητα στην εκτίμηση της οξύτητας και βασικότητας των οργανικών ενώσεων με βάση την θεωρία HSAB
• Ικανότητα στην αναγνώριση και στο σχεδιασμό συνθετικών πορειών με χρήση αντιδράσεων πυρηνόφιλης αλειφατικής υποκατάστασης, απόσπασης, ηλεκτρονιόφιλης και πυρηνοφιλης αρωματικής υποκατάστασης και αντιδράσεων που αφορούν τις καρβονυλικές ενώσεις.
• Ικανότητα στην χρήση των σταθερών Hammet.
• Ικανότητα στην αναγνώριση και στο σχεδιασμό συνθετικών πορειών με χρήση αντιδράσεων Diels-Alder, ετερο- και ασύμμετρων αντιδράσεων Diels-Alder, 1,3 διπολικών αντιδράσεων, [2+2] κυκλοπροσθηκών, [2+2] αντιδράσεων κυκλοαναστροφής και σιγματροπικών μεταθέσεων.

 

Η διαδικασία αξιολόγησης γίνεται μέσω γραπτής εξέτασης στην ελληνική γλώσσα (υπάρχει η δυνατότητα εξέτασης στην αγγλική για φοιτητές από την αλλοδαπή). Η γραπτή εξέταση περιλαμβάνει ερωτήσεις σύντομης ανάπτυξης, κρίσης, καθώς και επίλυσης προβλημάτων.

 

 

 

Ημερομηνία δημιουργίας

Τετάρτη 10 Φεβρουαρίου 2021