МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Саратовский национальный исследовательский государственный университет

имени Н.Г. Чернышевского»

ИНСТИТУТ ХИМИИ

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебно-методической работе,

профессор, д.филол.н.

Елина Е.Г.

___________________________

"__" __________________20__ г.

Рабочая программа дисциплины

Стратегия органического синтеза

Направление подготовки

04.04.01Химия

Профиль подготовки

"Химия синтетических и природных веществ"

Квалификация (степень) выпускника

Магистр

Форма обучения

очная

Саратов,

2016 год

2

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Стратегия органического синтеза»

являются формирование системы фундаментальных знаний, позволяющих

будущим специалистам использовать на практике приобретенные им базовые

знания по основными современными подходами к планированию

многостадийных синтезов, решению задач и рассмотрению описанных в

литературе синтезов сложных органических соединений, научно анализировать

проблемы его профессиональной области, что позволит подготовить студента к

участию в исследованиях химических процессов, проводимых в лабораторных

условиях, выявлению общих закономерностей их протекания и возможности

управления ими.

2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Материал дисциплины «Стратегия органического синтеза» является

дисциплиной по выбору вариативной части блока Б1.В.ДВ.3 учебного плана

ООП магистратуры по профилю подготовки "Химия синтетических и

природных веществ" по направлении "04.04.01Химия" , базируется на знаниях

по органической химии, стереохимии , курса «Домино-реакции», «Методы

синтеза гетероциклических соединений» в объеме курсов ООП по направлению

04.03.01 «Химия» ( бакалавриат), дисциплин магистратуры « Медицинская

химия», «Теоретические основы органической химии БАВ». Обучающийся

должен знать химические свойства, строение основных классов органических

соединений, реакции протекающие с образованием С-С, С-N, C-O связей,

механизмы химических взаимодействий, иметь основные навыки выполнения

органического синтеза, отчистки веществ, аналитического анализа, что

является основой для последующего успешного выполнения

квалификационной работы для получения квалификации (степень) "магистр" в

рамках подготовки « Химия синтетических и природных веществ».

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения

дисциплины «Стратегия органического синтеза».

В результате освоения дисциплины формируются следующие

общекультурные и профессиональные компетенции :

- способностью реализовать нормы техники безопасности в лабораторных и

технологических условиях (ОПК-3);

- владением теорией и навыками практической работы в избранной области

химии (ПК-2).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

•Знать:

- актуальные проблемы современной теоретической и экспериментальной

химии

3

•Уметь:

- самостоятельно выбирать и составлять план исследования;

- планировать стратегию решения поставленных задач

•Владеть

- методами синтеза органических соединений на основе полученных

фундаментальных знаний;

- теоретическими основами и практическими навыками работы на

экспериментальных установках;

4. Структура и содержание дисциплины «Стратегия органического

синтеза» Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

№

п/п

Раздел

дисциплины

Семестр Неделя

семестра

Виды учебной работы,

включая самостоятельную

работу студентов и

трудоемкость (в часах)

Формы текущего

контроля

успеваемости (по

неделям

семестра)

Формы

промежуточной

аттестации (по

семестрам)

лекци

и

Лабо

рато

рные

рабо

ты

СРС Всег

о

1 Защитные

группы в

синтезе.

3 1 2 4 9 15

2 Основные

понятия

ретросинтет

ического

анализа.

3 2-4 4 4 11 19 Устный отчет.

Письменный

отчет в

лабораторном

журнале.

3 Ретроны,

предполага

ющие

расчленение

двух связей

С -

гетероатом

3 2-5 4 4 10 18 Устный отчет.

Письменный

отчет в

лабораторном

журнале.

4 Ретроны,

предполага

ющие

расчленение

связей С-С

и С -

3 6-7 6 4 10 20 Устный отчет.

4

гетероатом.

5 Ретрон

Дильса-

Альдера.

3 8-9 4 4 10 18 Письменный

отчет в

лабораторном

журнале.

6 Бифункцио

нальные

ретроны,

предполага

ющие

расчленение

одной связи

С-С

3 10-13 6 6 20 32 Деловая игра.

Отчет по

результатам

синтезов.

7 Подходы к

созданию

циклически

х структур.

3 14-17 6 6 20 32 Дискуссия по

предлагаемым

методам

синтеза

8 Примеры

синтеза

природных

и

родственны

х

соединений

3 17-18 2 4 20 26 Дискуссия по

предлагаемым

методам

синтеза

Зачет с оценкой

итого 34 36 110 180

Содержание учебной дисциплины

I. Защитные группы в синтезе.

1. Защита С-Н-связей в алкинах, ее применение в синтезах ди- и полиинов

(Глазер, Кадьо-Ходкевич). Синтезы на основе 3-бромпропиоловой кислоты.

2. Защита спиртовой НО-группы. Защитные группы: бензильная, п-

метоксибензильная, тритильная, ди(п-метокси)тритильная, триметилсилильная,

трет-бутилдиметилсилильная, тетрагидропиранильная, 4-метокси-5, 6-

дигидропиранильная, 3-бензоилпропионильная.

3. Защита НО-группы в гликолях: изопропилиденовая, бензилиденовая,

этилиденовая защитные группы. Циклические карбонаты.

4. Защита НО-группы в фенолах: метиловые, трет-бутиловые,

тетрагидропираниловые, фенацетиловые, триметилсилиловые эфиры фенолов.

Метилендиокси-защитная группа для двухатомных фенолов.

5

5. Защита карбонильной группы в альдегидах и кетонах: циклические ацетали и

тиоацетали. Селективная защита одной из неравноценных карбонильных групп

в молекуле.

6. Защита карбоксильной группы: бензиловые и п-метоксибензиловые эфиры.

7. Защита аминогруппы. Защитные группы: ацетильная, фталоильная,

сукциноильная, бензилоксикарбонильная, трет-бутилоксикарбонильная (БОК).

Применение бензолсульфохлорида и бензальдегида для защиты аминогруппы и

ее модификации.

8. Защита тиольной группы (бензильная, п-метоксибензильная).

9. Понятие о фотоудаляемых защитных группах на примере 1-(2-нитрофенил)э

тандиола-1, 2.

10. Условия введения и удаления защитных групп, устойчивость их к действию

различных реагентов (кислот, оснований, окислителей, восстановителей и др.).

Стратегия использования защитных групп: принципы ортогональной

стабильности и модулированной лабильности.

II. Основные понятия ретросинтетического анализа.

1. Целевая молекула (ТМ), трансформ, синтон, ретрон. Типы трансформов:

расчленение(D), сочленение (R), введение функциональной группы (FGA),

замена одной функциональной группы на другую (FGI), перегруппировка (Rt).

Ретроны частичные и полные. Соответствие синтонов и реагентов.

2. Ретросинтетический анализ как эвристический подход к поиску пути синтеза

данного соединения. Два варианта задачи: поиск пути синтеза, когда исходное

вещество задано и когда известно лишь целевое соединение (ТМ). Понятие о

формализованном подходе к выбору расчленения (D) на основании различного

старшинства связей в молекуле (M. Smith).

Компьютерные программы, позволяющие планировать синтез: SYNGEN,

LHASA, MARSEIL / SOS, принцип их работы. Дерево синтеза на примере

ретросинтетического анализа валеранона.

Борьба с “арифметическим демоном”; синтез линейный и конвергентный.

3. Уменьшение молекулярной сложности как основная стратегическая линия

ретросинтетического анализа. Принцип “малых укусов”. Тактические приемы,

помогающие в планировании синтеза: узнавание доступных исходных

соединений в частях молекулы, учет симметрии, вспомогательные ключи.

4. Основные этапы ретросинтетического анализа: превращение

функциональных групп в кислородсодержащие (FGI); определение типов

ретронов, содержащихся в молекуле; выбор первичного расчленения;

проведение необходимых расчленений в соответствии с типом ретрона;

применение тактики FGA.

5. Типы стратегий в ретросинтетическом анализе. Стратегии, базирующиеся на

трансформах, на ретронах, на функциональных группах; топологические и

стереохимические стратегии.

6

III. Ретроны, предполагающие расчленение двух связей углерод-

гетероатом(X, Y-ретроны).

1. Бифункциональные ретроны на основе двух связей углерод-гетероатом: 1, 1-

и 1, 2-ретроны, их сведение к ацеталям, эпоксидам и карбонильным

соединениям. Синтез тиолов из S - алкилтиурониевых солей.

2. Расчленение 1, 3- X, Y - ретрона на базе присоединения к α, β -непредельным

карбонильным соединениям и на базе малонового эфира.

IV. Ретроны, предполагающие расчленение связей углерод-углерод и

углерод-гетероатом.

Бифункциональные ретроны с одной связью углерод-гетероатом.

1. Расчленение 1, 1-ретрона на базе спиртов: реакции альдегидов, кетонов и

сложных эфиров с магний- и литийорганическими соединениями.

Анализ кетонов: нитрилы, хлорангидриды и соли карбоновых кислот как

реагенты, соответствующий синтону R(CO)+.

Цианид-ион как реагент, соответствующий синтону HOOC-. Расчленение α -

амино - и α - гидроксикислот на базе 1, 1- C, X - ретрона. Синтез α -

аминокислот из альдегидов (Штреккер).

2. Сведение 1, 2-ретрона к эпоксидам. Анализ карбонильных соединений на

базе 1, 2-ретрона. Два случая однозначного галогенирования несимметричных

кетонов. FGA: введение активирующей группы (COOEt или CH=O)в a -

положение кетона для устранения неоднозначности при алкилировании

несимметричных кетонов. Малоновый эфир как реагент, соответствующий

синтону EtOOC-CH2 -.

3. Трансформ Михаэля как основная тактика анализа 1, 3-ретрона.

V. Ретрон Дильса-Альдера.

1. Реакция Дильса-Альдера как одна из “мощных реакций” ([4+2]-

циклоприсоединение) для создания шестичленного цикла. Диен и диенофил. о-

Хинодиметаны в качестве диенов, их получение.

Типы реакции Дильса-Альдера: карбо-реакция, гетеро-реакция, 1, 4-

циклоэлиминирование. Ретро-реакция.

Катализ в реакции Дильса-Альдера.

2. Стереохимия реакции, эндо-правило. Региоселективность

циклоприсоединения в случае несимметричных диенов и диенофилов.

Региоселективность гетеро-реакции. Энантиоселективный вариант реакции

Дильса-Альдера.

7

3. Вспомогательные ключи, позволяющие обнаружить ретрон Дильса-Альдера:

взаимное расположение заместителей в шестичленном кольце, их стерео-

соотношение.

4. a - Хлоракрилонитрил как синтетический эквивалент кетена в реакции

Дильса-Альдера. a - Нитроалкены как реагенты для синтеза

циклогексиламинов.

VI. Бифункциональные ретроны, предполагающие расчленение одной

связи углерод-углерод (1, n-ретроны).

Расчленение С-С-связи на базе бифункциональных соединений: 1, 2-, 1, 3-,

1, 4-, 1, 5- и 1, 6-ретроны.

1. Синтоны, возникающие при расчленении 1, 2-бифункционального ретрона:

“логичный” (естественный) и “нелогичный”. Альтернирование донорных и

акцепторных атомов в алифатической цепи (Д. Зеебах).

Umpolung на примере бензоиновой конденсации, литиевых солей дитианов, и a

- литированных эфиров енолов. Ацетиленид-ион как эквивалент ацил-аниона.

Сведение a - функционализированных карбонильных соединений к ацетиленам;

a - амино -, a - гидроксикислот и 1, 2-диолов - к циангидринам. Сведение a -

функционализированных спиртов к алкенам. Сведение ацетиленов к 1, 2-

ретрону (окисление дигидразонов и дезоксигенирование a - дикарбонильных

соединений).

Анализ 1, 2-ретрона на базе восстановительного сочетания кетонов:

пинаконовая конденсация и конденсация под действием соединений Ti (3+)

(Мак-Мурри, Мукаяма).

2. 1, 3-Ретрон на базе дикарбонильных и b - гидроксикарбонильных

соединений. Конденсация по Клайзену, альдольно-кротоновая конденсация,

реакции Манниха и Реформатского как тактические приемы, позволяющие

проводить расчленение 1, 3-ретрона. Синтезы на основе g - бутиролактона.

Конденсации несимметричных кетонов, проходящие однозначно

(преимущественное образование одного из продуктов за счет дегидратации или

образования стабилизированного аниона). Синтез 3- и 4-замещенных

циклических сопряженных енонов из 4-замещенных анизолов (Берч) и 1, 3-

циклогександиона.

3. Сведение 1, 4-ретрона к 1, 4-дикарбонильным соединениям. Применение a -

галокарбонильных соединений и нитроалканов (синтез кетонов по Нефу и Мак-

Мурри). Синтез хлорметилкетонов из хлорангидридов кислот и диазометана

(Клиббенс-Ниренштайн) и бромметилкетонов из диазокетонов.

Использование трансформа сочленение (R) при анализе 1, 4-бифункциональных

соединений: сочленение с образованием двойной C = C -связи. 1, 4-

Функционализация на базе галогенопроизводных аллильного и пропаргильного

типа.

Трансформ Штеттера (присоединение альдегидов к α, β -непредельным

8

карбонильным соединениям) как одна из тактик анализа 1, 4-ретрона на базе

Umpolung.

4. Реакция Михаэля как основной путь расчленения 1, 5-ретрона на базе 1, 5-

дикарбонильных соединений. Стереоконтроль в реакции Михаэля. Сведение

ретрона Робинсона к 1, 5-дикарбонильным соединениям. Синтез циклических b

- дикетонов.

5. Анализ 1, 6-ретрона. Сочленение, приводящее к ретрону Дильса-Альдера как

основная тактика анализа 1, 6-бифункциональных соединений. Сочленение в

сочетании с трансформом Байера-Виллигера.

6. Синтезы на основе [3, 3]- сигматропных перегруппировок. Перегруппировки

аллиловых эфиров енолов (Клайзен-Коуп) и фенолов (Клайзен). Синтез

эвгенола. Перегруппировки 1, 5-диенов (Коуп), аллил-винилкарбинолов (окси-

перегруппировка Коупа) и сложных эфиров аллиловых спиртов (Кэрролл).

7. Синтезы на основе перегруппировок диазокетонов (Арндт-Эйстерт, Вольф), a

- галокетонов (Фаворский), пинаколиновой. Перегруппировка эпоксидов в

альдегиды.

VII. Подходы к созданию циклических структур.

Кинетические и термодинамические факторы, способствующие реакциям

циклизации. Правила Болдуина, регламентирующие процессы циклизации.

Расчленение циклов по стратегическим связям.

1. Расчленение трехчленных алициклов на базе диазоалканов, илидов серы и

реакции Симмонса-Смита. Внутримолекулярное аннелирование с образованием

трехчленного цикла.

2. Расчленение четырехчленных алициклов на базе циклизации a, a '-

дигалоэфиров дикарбоновых кислот и ацилоиновой конденсации.

Фотохимическое и термическое [2+2]- циклоприсоединение.

Региоселективность этих реакций, нуклеофильный и электрофильный концы

двойной связи.

Создание четырехчленных алициклов на базе эпоксидов (спиро-аннелирование

илидами серы с последующей перегруппировкой эпоксида).

3. Сведение пятичленных алициклов к 1, 4-, 1, 5- и 1, 6-дикарбонильным

соединениям. Синтезы на базе перегруппировки диенонов в циклопентеноны

(Назаров).

4. Анализ 6-членных алициклов на базе аннелирования по Робинсону, реакции

Дильса-Альдера и восстановления ароматических соединений (в том числе – по

Берчу).

Применение аллилиден-трифенилфосфоранов для создания 6-членных

алициклов.

5. Образование 5- и 6-членных насыщенных гетероциклов комбинацией

присоединения по Михаэлю и конденсации Клайзена. 1, 3-Диполярное

9

циклоприсоединение диазометана и нитронов как метод создания 5-членных

гетероциклов с двумя гетероатомами. Синтез нитронов на базе N -окисей

аминов (Коуп).

6. Синтез полициклических структур на примере ювабиона, булльвалена и

предшественников стероидов. Конвергентные схемы создания циклов на

примерах синтеза ферругинола, a - бисаболена и триспоровой кислоты.

VIII. Примеры синтеза природных и родственных соединений.

Аскорбиновая кислота (витамин С), биотин, b-транс -бергамотен,

гельминтоспораль, (+)- гербоксидиен, кокцинеллин, лейкотриен А 1,

луцидулин, метиленомицин А, мультистриатин, пенталенен, пенталенолактон,

простагландины F2 a и E2, сиренин, (±) спартеин, (+)- спартеин, тестостерон,

тетрациклин, Е, Е-фарнезол, полусинтетические пенициллины, цедрен, цедрол,

эстрон.

5. Образовательные технологии

Наряду с традиционными образовательными технологиями широко

используются технологии, основанные на методах научно-технического

творчества и современных информационных средствах, включающие в том

числе обучение на основе учебных дискуссий по теме « Реакция Дильса-

Альдера» и «Образование пяти- и шестичленных циклов, синтез

полициклических структур», интеллектуальных тренажеров, а также систем

обучение профессиональным навыкам и умениям. Предусматривается

использование в учебном процессе интерактивных форм проведения занятий,

выполнение студентами самостоятельного поиска методов синтеза известных

лекарственных и биологически активных веществ, что приводит к

формированию и развитию профессиональных навыков обучающихся.

Реализуется форма «разбор конкретных ситуаций». Подбор лабораторных

работ способствует формированию у обучающихся профильных компетенций

умений и навыков в стратегии органического синтеза сложнопостроенных

гетероциклических соединений с привлечением тематики научных

исследований кафедры.

10

Адаптивные образовательные технологии для инвалидов и лиц с ОВЗ. При

изучении дисциплины инвалидами и лицами с ограниченными возможностями

здоровья используются следующие адаптивные технологии: использование

социально-активных рефлексивных методов обучения для создания

комфортного психологического климата в студенческой группе, использование

дистанционных технологий при реализации программы, работа по

индивидуальному плану.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,

промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины. Самостоятельная работа студентов предполагает освоение теоретического

материала [1-3]. Подготовку к лабораторным работам, оформление

лабораторных работ, выполнение письменных домашних заданий, подготовку к

текущему и итоговому контролю. Форма итогового контроля – зачет с оценкой.

Оценочные средства текущего контроля включают:

- выполнение и оформление лабораторных работ

- письменные домашние задания

- отчеты перед лабораторными работами

- разбор конкретных ситуаций.

Задания для деловой игры 1. Структурно-ориентированный дизайн

2. Планирование от «целевой структуры»

3. Синтонный подход как инструмент в разработке путей синтеза

1. Произвести расчленение указанных соединений.

Cl Cl Cl

O

ClCl

2) 3) 4)1)

Какой общий нуклеофильный синтон возникает при этом? Какой ему соответствует

синтетический эквивалент? Используя его, напишите схемы синтеза указанных

соединений.

2. Напишите синтетические эквиваленты для следующих пар синтонов:

11

O O

O

HC

H

O

C

COOH

++

+

+

+

–

COOH–

–

–

–

–+

1) 2)

3) 4)

5)6)

3. Пользуясь таблицей нуклеофильных синтонов и их синтетических эквивалентов,

укажите, какие из них будут алкилироваться бромистым аллилом? Напишите

соответствующие реакции и укажите условия их осуществления. Какие из

синтетических эквивалентов нуклеофильных синтонов, приведенных в таблице, не

будут алкилироваться бромистым аллилом и почему?

4. Выполнить то же задание, что и в предыдущей задаче для бромбензола. С чем

связана трудность или невозможность протекания некоторых реакций, осуществимых

для бромистого аллила.

5. Составить план синтеза следующих соединений:

O

OH

O O

OC H2 5

O O

OHOH

1) 2) 3)

4) 5)

6. Произведите расчленение продуктов реакции Дильса-Альдера. Из найденных

соединений-предшественников получите приведенные содинения:

OMe

OPO(OEt)2

H3COOC COOCH

3

PhPhO

COOCH3

COOCH3

1) 2) 3)

7. Основываясь на механизме реакции ацилирования ароматических соединений,

произведите расчленение и напишите реакцию получения следующих ароматических

кетонов:

12

OO

O HC N

O

O3

2

1) 2) 3)

8. Почему из всех возможных расчленений только одно является приемлемым? В

соответствии с выбранным вами расчленением напишите реакцию получения этого

соединения.

CO2C2H5

CO2C2H5 9. Используя ретросинтетический анализ, составьте план синтеза следующих

соединений:

D

PhCH2Ph1) 2) 3)

10. Используя ретросинтетический анализ, составьте план синтеза следующих

алкенов:

2)1) 3) 4)

11. Учитывая, что алкены являются ближайшими предшественниками гликолей и

эпокисей, составьте план синтеза следующих соединений:

OCl

OHOHOH OH

1) 2) 3)

12. Составьте план синтеза следующих соединений:

Cl

Ph

1) 2) 3) 4)

13. Составьте план синтеза следующих ароматических соединений:

13

NO2

Br

NO2

Br

OCH3

Br

COOH

J

F

CN

Cl

4)

3)2)1)

5) 6)

14. Используя трансформации расчленения и изменения функциональных групп,

составьте план синтеза следующих спиртов:

OHOH

OH

Ph OH1) 2) 3) 4)

15. Произведите предпочтительное расчленение и на этом основании составьте план

синтеза следующих эфиров:

ClO

S

OClCl O CO2H 2) 3) 4)1)

16. Напишите реакцию самоконденсации ацетона. Какой нуклеофильный синтон

возникает при этом расчленении продукта реакции? То же задание выполните для

ацетальдегида.

17. Получите метилизобутилкетон, используя ацетоуксусный эфир. Расчлените этот

кетон соответственно способу его получения. Какой нуклеофильный синтон при этом

получается? Какой синтетический эквивалент для этого использовали?

18. Наметьте целесообразные трансформации и на основании этого составьте план

синтеза следующих соединений:

OO

NOHOC2H5

OC2H5

1) 2) 3) 4)

19. Составьте план синтеза следующих соединений:

14

O

COOHCOOH

OH

OC2H5

1) 2) 3)

20. Составьте план синтеза следующих производных карбоновых кислот:

O

O

O

N

OO

O

O

CONH2

NO2

1) 2) 3) 4)

21. Для следующих соединений составьте план синтеза:

N

H

ClOHHONH2

NH2

N(C2H5)

1) 2) 3)

22. Составьте план синтеза следующих 1,2-дифункциональных соединений:

O

O

O

Ph

O

O

O

NH2

COOH

Ph

2)

Ph

Ph

OH

4)1) 3)

23. Приведите расчленение следующих соединений (на основе этого напишите

реакцию их получения из ближайших соединений-предшественников):

O

OCHO

OH

OH

OC2H5

OC2H5

1) 2) 3)

24. При анализе приведенного соединения как 1,3-дикетона возникают два способа

расчленения. Выберите предпочтительное расчленение и на основании этого

напишите синтез из ближайших соединений-предшественников.

O O

Ph

25. Составьте план синтеза следующих 1,3-дифункциональных соединений:

15

O

O

NO2

Ph

COOH

Ph

CN

1) 3) 4)2) CO2CH3

26. Составьте план синтеза следующих 1,4-дифункциональных соединений:

O O

OHOH

1) 2) 3)

27. Произведите расчленение С-С связи в следующих 1,5-дикарбонильных

соединениях и напишите на основании этого их синтез из ближайших соединений-

предшественников:

O O

OCH3

O O O O

Ph

Ph

1) 2) 3)Ph

28. Составьте план синтеза следующих 1,6-дифункциональных соединений:

CHO(CH2)4CHO NH2CO(CH2)4CONH21) 2)

Темы разбора конкретных ситуаций

1. Синтез циклопропанов путем (2+1)- циклоприсоединения

2. Защита функциональных групп как универсальный способ управления

селективностью реакций.

3. Перегруппировки углеродного скелета, использование в полном синтезе.

Лабораторные работы (примеры синтезов) 1. Бензо[в]фуро[2,3-f ]индол

2. 3,6-Дигидрокси-6-метил-4-фенил-5-этоксикарбонил-2Н-4,5,6,7-

тетрагидроиндазол

3. 3.4-Дигидро-3-(3,4-диметоксифенил)-5-метил-7-этоксикарбонилтиено

[3,4- ]пиримидин-4-он

4. Синтез гетероциклов реакцией α,β–енонов с гидроксиламином

5. 5-Ацетил-6-гидрокси-3.6-диметил-4-фенил-4,5,6,7-тетрагидро-[2,1-b]-

бензизоксазол

6. 3-Гидрокси-6-метил-4-фенил-5-этоксикарбонил-2Н-индазол

7. 6-Бензилиден-2-тиенилиденциклогексанон

8. 6-Бензилиден-2-фурфурилиденциклогексанон

9. 7-Фурфурилиден-3-фенил-2Н-3,3а,4,5,6,7-гексагидроиндазол.

16

Вопросы к итоговой аттестации.

1. Предложите способы защита С-Н-связей в алкинах, применение в

синтезах ди- и полиинов.

2. Синтезы на основе 3-бромпропиоловой кислоты. Какие способы защиты

спиртовой НО-группы.

3. Защита НО-группы в гликолях?

4. Защита НО-группы в фенолах?

5. Способы защиты карбонильной группы в альдегидах и кетонах:

циклические ацетали и тиоацетали.

6. Какие способы защиты карбоксильной группы?

7. Защита аминогруппы.

8. Защита тиольной группы (бензильная, п-метоксибензильная).

9.Дайте понятие о фотоудаляемых защитных группах .

10. Предложите условия введения и удаления защитных групп, устойчивость

их к действию различных реагентов (кислот, оснований, окислителей,

восстановителей и др.).

11.Стратегия использования защитных групп: принципы ортогональной

стабильности и модулированной лабильности.

12. Дайте классификацию и понятие об основных типах трансформов.

13. Ретросинтетический анализ подход к поиску пути синтеза данного

соединения.

14 Уменьшение молекулярной сложности как основная стратегическая линия

ретросинтетического анализа

15 Тактические приемы, помогающие в планировании синтеза.

16 Перечислите основные этапы ретросинтетического анализа и

типы стратегий в ретросинтетическом анализе.

17

17. Стратегии, базирующиеся на трансформах, на ретронах, на

функциональных группах; топологические и стереохимические стратегии.

18. Бифункциональные ретроны

19. Присоединения к α, β -непредельным карбонильным соединениям и

присоединения на базе малонового эфира.

20. Реакции альдегидов, кетонов и сложных эфиров с магний- и

литийорганическими соединениями.

21. Нитрилы, хлорангидриды и соли карбоновых кислот как реагенты,

соответствующий синтону R(CO)+.

22. Синтез α - аминокислот из альдегидов (Штреккер).

23. Трансформ Михаэля как основная тактика анализа 1, 3-ретрона.

24. Реакция Дильса-Альдера ([4+2]- циклоприсоединение) для создания

шестичленного цикла. Диен и диенофил.

25. Какие типы реакции Дильса-Альдера: карбо-реакция, гетеро-реакция, 1,

4-циклоэлиминирование. Стереохимия реакции, эндо-правило.

26. Региоселективность циклоприсоединения в случае несимметричных

диенов и диенофилов.

27. Конденсация по Клайзену, альдольно-кротоновая конденсация, реакции

Манниха и Реформатского как тактические приемы, позволяющие проводить

расчленение 1, 3-ретрона.

28. Синтезы на основе g - бутиролактона.

29. Конденсации несимметричных кетонов,

30. Применение a - галокарбонильных соединений и нитроалканов (синтез

кетонов по Нефу и Мак-Мурри).

31. Синтез хлорметилкетонов из хлорангидридов кислот и диазометана

18

(Клиббенс-Ниренштайн) и бромметилкетонов из диазокетонов.

32 Возможности сочленения с образованием двойной C = C -связи.

33. 1, 4-Функционализация на базе галогенопроизводных аллильного и

пропаргильного типа.

34. Трансформ Штеттера (присоединение альдегидов к α, β -непредельным

карбонильным соединениям)

35. Реакция Михаэля основа синтеза 1, 5-дикарбонильных соединений.

Стереоконтроль в реакции Михаэля.

36.Синтез циклических b - дикетонов.

37. Синтезы на основе [3, 3]- сигматропных перегруппировок.

38.Перегруппировки аллиловых эфиров енолов (Клайзен-Коуп) и фенолов

(Клайзен). Синтез эвгенола.

39. Перегруппировки 1, 5-диенов (Коуп), аллил-винилкарбинолов (окси-

перегруппировка Коупа) и сложных эфиров аллиловых спиртов (Кэрролл).

40. Синтезы на основе перегруппировок диазокетонов

41. Кинетические и термодинамические факторы, способствующие реакциям

циклизации. Правила Болдуина, регламентирующие процессы циклизации.

42.Основные приемы расчленения циклов по стратегическим связям.

43. Расчленение трехчленных алициклов на базе диазоалканов, илидов серы и

реакции Симмонса-Смита.

44.. Расчленение четырехчленных алициклов на базе циклизации a, a '-

дигалоэфиров дикарбоновых кислот и ацилоиновой конденсации.

45. Фотохимическое и термическое [2+2]- циклоприсоединение.

Региоселективность этих реакций, нуклеофильный и электрофильный концы

двойной связи.

46. Сведение пятичленных алициклов к 1, 4-, 1, 5- и 1, 6-дикарбонильным

соединениям.

47.Образование 5- и 6-членных насыщенных гетероциклов комбинацией

присоединения по Михаэлю и конденсации Клайзена.

48.1, 3-Диполярное циклоприсоединение диазометана и нитронов как метод

создания 5-членных гетероциклов с двумя гетероатомами.

19

49. Синтез нитронов на базе N -окисей аминов (Коуп).

50. Примеры синтеза природных и родственных соединений.

7. Данные для учета успеваемости студентов в БАРС

Таблица 1. Таблица максимальных баллов по видам учебной деятельности. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Семестр Лекци

и

Лаборато

рные

занятия

Практиче

ские

занятия

Самостояте

льная

работа

Автоматизир

ованное

тестирование

Другие

виды

учебной

деятельно

сти

Промежут

очная

аттестаци

я

Итого

3 17 18 0 15 0 10 40 100

Программа оценивания учебной деятельности студента

Лекции

Диапазон баллов Критерий оценки

0 баллов Посещение менее 40% лекционных занятий

1-4 балла Посещение 40-64% лекционных занятий

5-8 баллов Посещение 65-84% лекционных занятий

9-12 баллов Посещение 85-100% лекционных занятий

13-17 баллов Посещение 85-100% лекционных занятий и

участие в лекционных дискуссиях

Лабораторные занятия

Количество баллов за 1 работу (всего

предусмотрено 9 работ) Критерий оценки

0 Работа не выполнена

1 Работа выполнена, но не оформлена

2 Работа выполнена и аккуратно

оформлена и сдана в срок

Практические занятия

Не предусмотрены. Самостоятельная работа

0 1-5 6-10 11-15

Деловая игра Не

участвовал

в игре

Способность

выполнять

задания, но

Проявление

инициативы в

работе команды,

Присутствуют

групповые и

индивидуальные

20

отсутствие

личной

активности и

самостоятельност

и при работе в

команде

но отсутствие

способности

грамотно

преподносить

материал

элементы работы,

активность и

грамотная подача

материала

Автоматизированное тестирование

Не предусмотрено.

Другие виды учебной деятельности

0 1-2 3-4 5

Разбор

конкретных

ситуаций (2)

Не участвовал

в разборе

Способность

выполнять

задания, но

отсутствие личной

активности и

самостоятельност

и при работе в

команде

Проявление

инициативы в

работе

команды, но

отсутствие

способности

грамотно

преподносить

материал

Присутствуют

групповые и

индивидуальные

элементы

работы,

активность и

грамотная

подача

материала

Промежуточная аттестация

ответ на «отлично» оценивается от 31 до 40 баллов;

ответ на «хорошо» оценивается от 21 до 30 баллов;

ответ на «удовлетворительно» оценивается от 11 до 20 баллов;

ответ на «неудовлетворительно» оценивается от 0 до 10 баллов.

Таким образом, максимально возможная сумма баллов за все виды учебной

деятельности студента за 3 семестр по дисциплине «Стратегия органического

синтеза» составляет 100 баллов.

Таблица 2. Таблица пересчета полученной студентом суммы баллов по

дисциплине «Стратегия органического синтеза» в оценку (зачет с оценкой):

85-100 баллов «отлично»

75-84 баллов «хорошо»

60-74 баллов «удовлетворительно»

0-59 баллов «не удовлетворительно»

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

«Стратегия органического синтеза»

21

а) основная литература:

1. Строение и реакционная способность гетероцикличных соединений /

Балыкова, И. А., Новикова, Г. А.: КемГМА, 2008 - 80 с. (ЭБС «IPRbooks»)

2. Х.-Д. Хёльтье, В.Зиппль, Д.Роньян, Г.Фолькерс Молекулярное

моделирование. Теория и практика. Изд-во БИНОМ.-2010.-310 с.

б) дополнительная литература:

1. Л.Титце, Г.Браше, К.Герике Домино-реакции в органическом синтезе- Изд-во

БИНОМ-2010.- 671 с.

2. В. Смит, А.Бочков, Р.Кейпл. Органический синтез. Наука и искусство. Изд-во

«Мир», 2001.-560 с

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Стратегия

органического синтеза»

1. Учебная аудитория для чтения лекций

2. Оверхед-проектор и иллюстрационный материал.

3. Учебная лаборатория для выполнения лабораторных работ, оснащенная

необходимым оборудованием.

4. Химические реактивы.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО по

направлению подготовки 04.04.01 Химия и профилю Химия синтетических и

природных веществ

Автор д.х.н., профессор Егорова А.Ю.

Программа одобрена на заседании кафедры органической и биоорганической

химии (протокол № 7 от 18 марта 2011 года).

Программа актуализирована на заседании кафедры органической и

биоорганической химии (протокол №__ от _________2015 года).

Подписи:

Зав. кафедрой органической

и биоорганической химии профессор, д.х.н. Федотова О.В.

Директор Института профессор, д.х.н. Федотова О.В.