Natural and Synthetic Organic Materials 0600-S2-EN-NSOM

Wykład podzielony jest na dwie części:
Część I
Sacharydy i polisacharydy – klasyfikacja, budowa, reakcje, modyfikacje celulozy i skrobi, produkty fermentacji, kwas mlekowy i jego pochodne, kwas polimlekowy. cyklodekstryny. Syntezy wybranych związków naturalnych. Nowoczesne metody utleniania i redukcji. Metody asymetrycznego utleniania alkenów i asymetrycznej redukcji wiązań podwójnych C=C, C=N i C=O katalizowane kompleksami metali przejściowych z chiralnymi ligandami. Uwodornienie wiązań wielokrotnych, chiralne fosfiny. Synteza związków aromatycznych poprzez reakcje sprzęgania katalizowane palladem i innymi metalami – reakcje Hecka, Suzuki, Negishi, Stille, Sonogashira. Reakcja Buchwalda-Hartwiga. Reakcje metatezy olefin. Synteza i rodzaje cieczy jonowych i ich zastosowania syntezie organicznej.
Część II
Temat 1: Związki wykazujące tendencję do oddziaływań międzycząsteczkowych za pomocą wiązań wodorowych. Kontrolowanie oddziaływań międzycząsteczkowych za pomocą podstawników wprowadzanych do struktury cząsteczki - efekty steryczne i elektronowe. Wpływ liczby wiązań wodorowych oraz ich kolejności na występowanie oddziaływań drugiego rzędu, a przez to na ogólną stabilizację kompleksów. Możliwość zaimplementowania omawianych właściwości na potrzeby syntezy niekowalencyjnej wraz z możliwościami tworzenia niekowalencyjnych polimerów.
Temat 2: Związki wykazujące emisję światła - synteza, właściwości i ich zastosowanie. Czynniki wpływające na zwiększenie/zmniejszenie intensywności emisji oraz położenie jej maksimum. Metody syntezy nowych fluoroforów wraz z ich modyfikacjami pod kątem zastosowań w urządzeniach emitujących światło. Opis metod pozwalających na kontrolowanie oddziaływań międzycząsteczkowych związków fluorescencyjnych i mających wpływ na emisję światła. Omówienie metod wpływania na położenie pasma absorpcji i fluorescencji oraz wartości przesunięcia Stokesa.

Laboratorium:
1. Estryfikacja glukozy
2. Reakcja Wittiga, synteza stilbenu
3. Reakcja Suzuki, synteza 4-acetylobifenylu.
4. Synteza cieczy jonowej, 1-butylo-3-metyloimidazoliowego tetrafluoroboratu [bmim][BF4]

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: - udział w wykładach – 30 h - udział w laboratoriach – 30 h Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta: - przygotowanie do pracowni – 20 h - przygotowanie do kolokwiów – 20 h -przygotowanie do egzaminów – 45 h - konsultacje i praca z nauczycielem akademickim – 5 h

Efekty uczenia się - wiedza

Student: W1: ma rozszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii – K_W01 W2: posiada wiedzę w zakresie syntezy i charakterystyki związków naturalnych, organicznych i metaloorganicznych – K_W03 W3: potrafi prawidłowo zaplanować eksperymenty w celu osiągnięcia zamierzonych celów oraz zweryfikować uzyskane wyniki – K_W09

Efekty uczenia się - umiejętności

Student: U1: wykorzystuje rozszerzoną wiedzę z podstawowych działów chemii – K_U01 U2: potrafi syntezować i przekształcać związki naturalne, wydzielać je ze źródeł naturalnych i analizować – K_U04 U3: potrafi wyszukać w czasopismach naukowych i bazach danych sposobów syntezy, metod analizy składu oraz właściwości związków naturalnych i syntetycznych – K_U08 U4: potrafi syntezować nowe związki pod kątem ich zastosowań oraz charakteryzować ich właściwości -K_U10

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

Student: K1: rozumie potrzebę dalszego uczenia się; potrafi samodzielnie podjąć działania w celu poszerzania i pogłębiania wiedzy chemicznej – K_K01 K2: potrafi współdziałać w zespole i rozwiązywać problemy dotyczące badań naukowych oraz syntezy chemicznej – K_K02 K3: potrafi rozpoznać zapotrzebowanie na nowe materiały jakie są potrzebne społeczeństwu - K_K03 K4: ma świadomość profesjonalizmu, doceniania uczciwości intelektualnej i przestrzegania etyki zawodowej, zarówno w działaniach własnych, jak i innych osób – K_K06

Metody dydaktyczne

Wykład: Wykład konwencjonalny z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych. Laboratorium: Syntezy preparatów i analizy otrzymanych związków zakończone sporządzaniem opracowań.

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące

- laboratoryjna

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Podstawowa wiedza z zakresu chemii ogólnej, analitycznej i organicznej na poziomie studiów pierwszego stopnia.

Koordynatorzy przedmiotu

Marek Krzemiński

Kryteria oceniania

Metody oceniania
Wykład: egzamin pisemny (W1, W2, W3)
Laboratorium: zaliczenie na ocenę na podstawie wyników uzyskanych z kolokwium (50%) i opisów wykonanych preparatów (50%), ocena ciągła studenta w czasie zajęć (W2, W3, U3, U3).

Kryteria oceniania:
Wykład i laboratorium:
ocena niedostateczna >50% punktów
dostateczna: 50 - 60%,
dostateczny plus: 61 - 65%,
dobry: 66 - 75%,
dobry plus: 76 - 80%,
bardzo dobry: <81%.

Praktyki zawodowe

Nie dotyczy

Literatura

1. J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wothers, Organic Chemistry, Oxford University Press, Oxford, 2001.
2. M. B. Smith, J. March, March’s Advanced Organic Organic Chemistry, 6th Ed., J Wiley, Hoboken, 2007.
3. Organic Chemistry, G. Solomons, C. Fryhle, 7th edition, J. Wiley, New York, 2000.
4. Catalytic Asymmetric Synthesis, Ed. I. Ojima, 2nd edition, J. Wiley, New York, 2000.
5. Color Chemistry. Synthesis, Properties, and Applications of Organic Dyes and Pigments, by Heinrich Zollinger.
6. Fluorescence and fluorescent dyes, Heinz Langhals, Physical Sciences Reviews. 2020; 20190100.
7. Encyclopedia of Supramolecular Chemistry, by Jerry L. Atwood, Jonathan W. Steed.
8. Conformational Equilibrium and Substituent Effects in Hydrogen-bonded Complexes, Current Organic Chemistry, 2018, 22, 2182.

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0600-S2-EN-NSOM w USOSweb