Спецкурсы для студентов НГУ

Здесь вы также можете ознакомиться с on-line курсами профессора А. В. Ткачева: "Стереохимия органических соединений"; "Вычислительные методы в органической химии"; "Практикум по химии природных соединений".

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ В ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
4 курс, 7 семестр
40 часов
д.х.н., профессор А.В.Ткачев

Курс предназначен для студентов и магистрантов, специализирующихся в области органической химии, и знакомит с применением в ходе повседневной исследовательской работы разнообразных вычислительных методов, с их возможностями и ограничениями, необходимыми для этого программными средствами и аппаратными требованиями. В разделе "Расчет геометрии теплот образования молекул" подробно обсуждаются метод молекулярной механики, а также полуэмпирические и неэмпирические квантово-химические расчеты. В разделе "Обработка специальной информации" учащиеся знакомятся с приемами анализа спектров ЯМР и данных хромато-масс- спектрометрии. Раздел "Визуализация химической информации" знакомит с программами построения пространственных моделей молекул и средствами "химического рисования" для изображения химических структур, схем, графиков, диаграмм, спектров, химических аппаратов и лабораторного оборудования. В разделе "Химия в Internet" студенты знакомятся с базовыми приемами обмена данными в электронных сетях и получают сведения об источниках справочных данных по химии.

СИНТЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
4 курс, 7-8 семестры
68 часов
д.х.н., профессор М.С.Шварцберг

Во вводной части курса обсуждается место синтеза в органической химии, вопросы планирования синтеза, понятие "синтетический метод", различные варианты классификации органических реакций. Органический синтез рассматривается как инструмент фундаментальных научных исследований и способ реализации прикладных возможностей органической химии. Центральный раздел курса посвящен методам построения углеродного остова молекулы органического соединения. В нем представлены преимущественно методы образования химических связей между ранее не связанными атомами углерода - конструктивные реакции (алкилирование и ацилирование соединений разных классов; металлорганический синтез; реакции кросс-сочетания, окислительного и восстановительного сочетания конденсации альдольно-кротонового типа и т.д.) и, в меньшей степени, методы разрыва углерод-углеродных связей - деструктивные реакции (окислительное расщепление по двойной связи, по месту гетерофункции, альфа-бифункциональных соединений и др.). В обеих группах методов последовательно рассмотрены изогипсические реакции, реакции окисления и восстановления. Следующий раздел включает методы перефункционализации, т.е введения, изменения и удаления функциональных групп. Круг этих методов в курсе ограничен окислительно-восстановительными реакциями (дигидроксилирование и эпоксидирование этиленовых соединений, восстановление сложными гидридами и щелочными металлами, окислительно-восстановительное перефункционирование карбонильных соединений и т.д.). Все синтетические методы классифицированы по характеру преобразования молекулярной структуры (алкилирование, арилирование, исчерпывающее восстановление карбонильной группы и т.п.) и частично на основе единства типа применяемых реагентов (каталитическое гидрирование реакции магний- и литийорганических соединений и др.).

СТЕРЕОХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
4 курс, 7 семестр
26 часов
д.х.н., профессор А.В.Ткачёв

Для студентов и магистрантов, специализирующихся в области органической химии. При прохождении курса студенты знакомятся с базовыми понятиями статической и динамической стереохимии, конформационного анализа, получают навыки использования теоретических и экспериментальных методов исследования для установления пространственного строения органических молекул. В разделе "Молекулярная симметрия" рассматриваются особенности строения различных типов органических молекул и связанные с этим различные типы стереоизометрии; обсуждается явление стереоселективности химических реакций и классификация стереодифференцирующих реакций. В разделе "Заторможенное вращение вокруг простых связей" рассматриваются факторы, определяющие устойчивость конформационных изомеров, и конформации органических молекул, имеющих в структуре различные циклические системы, обсуждается применение метода молекулярной механики для расчета теплот образования и геометрических параметров молекул. Раздел "Методы исследования пространственного строения" знакомит с основами методов, используемых для изучения пространственного строения органических молекул - дисперсия оптического вращения и круговой дихроизм, УФ, ИК и ЯМР-спектроскопия. В разделе "Связь реакционной способности и пространственного строения органических соединений" обсуждается стереохимия различных типов органических реакций - реакций отщепления и присоединения, реакций образования и раскрытия эпоксидных циклов и стереохимически родственных промежуточных частиц.

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УСТАНОВЛЕНИЯ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
4 курс, 7 семестр
24 часа
д.х.н., профессор И.А.Григорьев

Для студентов старших курсов, специализирующихся в области органической химии. Курс состоит из нескольких разделов, рассматривающих применение различных спектральных методов к решению проблем органической химии: установлению структуры, реакционной способности, изучению кинетики органических реакций. В каждом разделе отдельно рассматриваются основы методов масс-спектрометрии, хромато-масс-спектрометрии, методов электронной, ИК- и ЯМР-спектроскопии, метод комбинационного рассеяния света. Основные положения закрепляются при решении конкретных задач. Условия записи и расшифровка спектров отрабатываются на индивидуальной задаче. В процессе выполнения этой задачи студенты знакомятся с принципами работы современных приборов, с методами обработки информации. Обобщение материала курса производится в процессе обучения при помощи комплекса задач использованию различных спектральных методов для решения структурных проблем органической химии.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
4-5 курсы, 8-9 семестры
64 часа
д.х.н., профессор Г.И.Бородкин

Теоретическая органическая химия - быстро развивающаяся область знания. Излагаются фундаментальные положения этой науки, включая современные представления о строении и реакционной способности органических соединений, методологии установления механизмов органических реакций. Особое внимание уделено рассмотрению природы химической связи, связи свойств молекул с их орбитальной структурой, проблеме ароматичности, представлениям о взаимном влиянии атомов в молекулах, основным типам активных промежуточных частиц. Рассмотрены основные принципы и концепции органической химии: принципы "активность-селективность", наименьшего движения, линейности свободных энергий, сохранения орбитальной симметрии, концепция жестких и мягких кислот и оснований и др. Значительная часть курса посвящена рассмотрению механизмов органических реакций в свете указанных принципов.

ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
5 курс, 9 семестр
36 часов
к.х.н., доцент А.В.Мануйлов

Курс знакомит с проблемами практического использования достижений органической химии, а также с работами промышленных фирм по созданию новых химических продуктов. Аналогичные курсы (но в большем объеме) читаются в западных университетах под названием "Industrial Products". Общий их принцип заключается в том, что курс строится "не с точки зрения химии, а с точки зрения практической пользы" (цитируются Дж.Теддер, А.Нехватал и А.Джуб - авторы одного из самых известных курсов такого рода). Практическое использование современной органической химии раскрывается на примере фотографических процессов, синтеза лекарственных препаратов, репеллентов, косметических средств и т.д. Рассматриваются проблемы, связанные с синтезом и применением фосфорорганических соединений, хлорсодержащих пестицидов, ракетных топлив. Рассматривается прикладное значение некоторых фундаментальных химических проблем: проблемы происхождения углеводородных ископаемых, многообразия органических соединений.