Dr. Nagy József, Szerves Kémia és Technológia Tanszék
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar |
Biomérnöki alapképzési szak nappali BSc |
Tantárgyadatlap
és tantárgykövetelmények
Szerves kémia biomérnököknek
A tantárgy neve angolul: Organic Chemistry for Bioengineers
Tantárgy kódja | Követelmény | Kredit |
BMEVESZA203 | 3+1+0/v | 5 |
A tantárgyfelelős személy és tanszék:
A tantárgy előadója:
Név: |
Beosztás: |
Tanszék, Int.: |
Dr. Nagy József |
Egyetemi docens |
Szerves Kémia és Technológia Tanszék |
Dr. Hornyánszky Gábor |
Egyetemi adjunktus |
Szerves Kémia és Technológia Tanszék |
A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít:
általános kémiai alapismeretek.
Tantárggyal kapcsolatos alapvető (el nem felejtendő) ismeretek:
Szerves vegyületek szerkezete
Fogalmak:
- A szénvegyületekben előforduló kötéstípusok, kovalens kötés, s és p-kötés, konjugált p-rendszerek, aromás rendszerek, delokalizált kationok, anionok, gyökök. Mezomer határszerkezet, induktív és mezomer elektroneltolódások, hiperkonjugáció.
- Izoméria: konstitúciós, és sztereoizoméria, konformáció, konfiguráció, enantiomerek, diasztereomerek, CIP-konvenció (R/S), geometriai izoméria (E/Z).
Szerves vegyületek reakciói
Fogalmak:
- Szubsztrát, reagens, termék, szubsztitúció, addíció, elimináció, átrendeződés, köztitermék, átmeneti állapot.
- Entalpia (H), entrópia (S), szabad entalpia (G), energiagát, reakciósebesség és függése a koncentrációktól, reakciósebességi állandó, egyensúlyi állandó és összefüggése a reakciósebességi állandókkal, kinetikus és termodinamikus kontroll.
- Gyökös-, ionos-, és redox-reakciók, oxidációs szám és számítása, HOMO és LUMO pályák, nukleofilitás és elektrofilitás, sav-bázis elméletek, Brønsted és Lewis savak és bázisok, HSAB elmélet, ambidens nukleofilek.
Szénhidrogének
Fogalmak:
- Telített és telítetlen nyíltláncú és gyűrűs szénhidrogének, aromás vegyületek.
- Markovnyikov-szabály, Hammond-elv. Orto-, meta-, és para-irányítás.
Fontos vegyületek:
- metán, etán, propán, bután, pentán, ciklopropán, ciklobután, ciklopentán, ciklohexán
- etén, propén, butadién, izoprén, acetilén, polietilén, polipropilén, PVC, polisztirol
- benzol, toluol, xilolok, naftalin, antracén, fenantrén
Fontos reakciók:
- Paraffinok és cikloparaffinok gyökös reakciói (klórozás, nitrálás, szulfonálás, oxidáció).
- Olefinek, diolefinek és acetilénszármazékok addíciós reakciói, polimerizáció.
- Olefinek allil- és aromás-vegyületek benzil-helyzetű gyökös reakciói.
- Aromás vegyületek ArSE reakciói (pl.: halogénezés, nitrálás, szulfonálás, acilezés)
Halogénezett szénhidrogének
Fogalmak:
- Inverzió, retenció, racemizáció. Zajcev- és Hofmann-elimináció.
Fontos vegyületek:
- diklórmetán, kloroform, szén-tetraklorid, klórbenzol, vinil-klorid, terc-butil-klorid
Fontos reakciók:
- Nukleofil szubsztitúciók és eliminációk (SN1, SN2, E1, E2, E1cB mechanizmusok).
- Reakciók fémekkel (Würtz-, Grignard-reakció és alkil-lítium képzés).
Alkoholok, fenolok és éterek
Fogalmak:
- Alkoholok és fenolok saverőssége.
- Éterek komplex-képzése (koronaéterek).
Fontos vegyületek:
- metanol, etanol, propanol, butanol, terc-butil-alkohol, ciklohexanol, etilénglikol, glicerin
- fenol
- dietil-éter, metil-vinil-éter, anizol, tetrahidrofurán, dioxán, etilén-oxid, polietilénglikol
Fontos reakciók:
- Alkoholát- és fenolát-képzés, alkilezés és arilezés.
- Alkoholok oxidációja (Savak, ketonok, aldehidek előállítása alkoholok oxidációjával).
- Alkoholok reakciói savakkal és savszármazékokkal.
Aminok
Fogalmak:
- Aminok báziserőssége.
Fontos vegyületek:
- metil-, dimetil-, trimetil-amin, tetrametilammónium-hidroxid, anilin, N.N-dimetilanilin
Fontos reakciók:
- Aminok nukleofil reaktivitása (aminok alkilezése, acilezése, aminok addíciós-eliminációs reakciói oxovegyületekkel és savszármazékokkal, Mannich-reakció).
Oxovegyületek
Fogalmak:
- Karbonil-csoport, aldehidek, ketonok.
- Oxo-enol és gyűrű-lánc tautoméria. Oxovegyületek α-helyzetű CH-csoportjának savassága.
Fontos vegyületek:
- formaldehid, acetaldehid, benzaldehid, aceton, etil-metil-keton, acetilaceton
Fontos reakciók:
- Oxovegyületek oxidációs és redukciós reakciói.
- Oxovegyületek redox reakciói (pl. Fehling-reakció, Zn/AcOH redukció, Clemmensen-redukció, Cannizzaro-reakció, aciloin-reakció).
- Oxovegyületek addíciós reakciói N-, O- és C-nukleofilekkel, és AdN + E reakciók.
- Az enol-alak és az enolát-ion reaktivitása.
- Karbonsavak, karbonsavszármazékok és szénsavszármazékok
Fogalmak:
- Savkloridok, savanhidridek, észterek, savamidok, savnitrilek, ortoészterek, imidsav-észterek, uretánok.
- Karbonsavak saverőssége.
- Acilezőképességi sorrend, és függése az elektron-eltolódásoktól.
Fontos vegyületek:
- hangyasav, ecetsav, benzoesav, ftálsav, akrilsav, fahéjsav, malonsav, borostyánkősav, adipinsav, maleinsav, fumársav
- acetil-klorid, benzoil-klorid, foszgén, etil-karbonokloridát, benzil-karbonokloridát
- ecetsav-anhidrid, ftálsav-anhidrid, borostyánkősav-anhidrid, maleinsav-anhidrid
- etil-acetát, butil-acetát, dietil-malonát, dietil-karbonát, etil-acetoacetát
- formamid, dimetilformamid, benzamid, ftálimid, szukcinimid, karbamid, karbamidsav
- acetonitril, benzonitril, malononitril, cianoecetsav
Fontos reakciók:
- Karbonsavszármazékok acilezési reakciói (AAc1, AAc2, BAc2 mechanizmusok).
- Savszármazékok enol-alakján, illetve enolát-anionján végbemenő reakciók (halogénezés, alkilezés, Claisen-kondenzáció, malonészter- és acetecetészter-szintézisek).
- Szénsavszármazékok acilezési és nukleofil-addíciós reaktivitása.
Sztereokémia
Fogalmak:
- Az Emil Fischer féle d/l konvenció. Mezovegyületek, pszeudoaszimmetria.
- Abszolút és relatív konfiguráció. Reszolválás.
Heterociklusok
- A furán, pirrol és tiofén szerkezete, reaktivitása.
- A pirazol, tiazol és imidazol szerkezete, reaktivitása.
- A piridin és a pirimidin szerkezete, reaktivitása.
A tantárgy célkitűzése:
a biomérnök hallgatók korszerű természettudományos alapképzése. A hallgatók sajátítsák el a szerves kémia alapjait, alakuljon ki a szerves kémiai szemléletük és megfelelő elméleti-, gyakorlati-, valamint anyagismereti alapokat kapjanak a későbbi szerves kémiai és biokémiai tanulmányaikhoz.
A tantárgy tematikáját kidolgozta:
Név: |
Beosztás: |
Tanszék, Int.: |
Dr. Huszthy Péter |
Egyetemi tanár |
Szerves Kémia és Technológia Tanszék |
Dr. Hornyánszky Gábor |
Egyetemi adjunktus |
Szerves Kémia és Technológia Tanszék |
Dr. Nagy József |
Egyetemi docens |
Szerves Kémia és Technológia Tanszék |
Dr. Poppe László |
Egyetemi tanár |
Szerves Kémia és Technológia Tanszék |
Tanulási eredmények:
A tanulási eredmények között az adott szak Képzési és Kimeneti Követelményében [18/2016. (VIII. 5.) EMMI rendelet] előírt tanulási eredmények szerepelnek kékkel. A jelen tantárgy ezekhez való hozzájárulása feketével szedett.
Tudás
Képesség
Attitűd
Autonómia és felelősség
Utolsó módosítás: 2016-04-15 09:33:33
A további tárgyak adatlapjának kiválasztásához kattintson ide.