НАЦIОНАЛЬНА АКАДЕМIЯ НАУК УКРАiНИ
IНСТИТУТ БIООРГАНIЧНОi XIMII ТА НАФТОХIМIi

ЗАТВЕРДЖЕНОВченою радоюIнституту бiоорганiчноi xiMii танафтохiмii НАН Украiнипротокол Ns 3
вiд < 2620 /7 року> С9ва Вченоi радиrTyTy бiоорганiчноi xiMii таНАН УкраiЪи
УкраiЪи

нафтохiмiТЙ

д.I. Вовк(HOBITHI МЕТОДИ ОРГАНIIIНОГОСИНТЕЗУ БIОАКТИВНИХ СПОЛУЮ>РОБОЧАПРОГРАМАкредитногоГАЛУЗЬ ЗНАНЬ

СПЕЦIАЛЬНIСТЬ
СПЕЦIАЛIЗАЦIЯ
PIBEHь ОСВIТИ

модуля

10 _природничI

102 _ хIмIя

IIАуки

БIООРГАНIЧНА ХIМIЯ

трЕтIЙ (освIтньо_нАуковиЙ)Киiв -2017Робоча Еавчальна програма з дисциплiни <HoBiTHi методи оргапiчного
синтезу бiоактивних еполук>Програма вiдповiдас третьому (ocBiTHbo-HayKoBoMy) рiвню вищоi освiти.

кандидат хiмiчних наук'-Jl-=/{/-///

Герус I.I.

ЗАТВЕРДЖЕНОВченою радоюIнституту бiоорганiчноi xiMiT та нафтохiмii НАН УкраiЪипротокол Nq Двiд< 262017року>/л // ./

Вчений секретар{ф///Попiльниченко С.В

1. ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКАНовітні

методи органічногосинтезу

біоактивних

сполук

–дисципліна, що вивчає сучасні тенденції розробки біологічно активних
сполук, які ґрунтуються на дизайні, пошуку підходів до синтезу таструктурній оптимізації потенційних терапевтичних засобів. Завданнядисципліни полягає у цілеспрямованому синтезі біоактивних сполук,вивченнябудови

ташляхів

отриманняпотенційних

біорегуляторів

гетероциклічного ряду з використанням нових технологій за участю
низькомолекулярних реагентів та каталізаторів.
2. МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ПО ВИВЧЕННЮ ДИСЦИПЛІНИКурс «Новітні методи органічного синтезу біоактивних сполук»відноситься до вибіркових курсів спеціалізації "Біоорганічна хімія".
Дисципліна викладається в 4-му семестрі аспірантури в обсязі 4 кредити (120годин), в тому числі 30 год. аудиторних занять, з них 22 год. лекцій та 8 год.
семінарських занять, а також 90 год. самостійної роботи.
Підсумковий контроль на другому курсі – екзамен.
Мета навчальної дисципліни «Новітні методи органічного синтезу
біоактивних сполук»: формування сучасного рівня знань в областіорганічної хімії про принципи комплексного підходу до синтезу біологічно
активних сполук, дія яких спрямована на конкретну біологічну мішень.
Метою курсу є також ознайомлення аспірантів із методологічнимипідходами, що використовують в біоорганічній хімії та ґрунтуються нановітніх досягненнях органічного синтезу. Важливою метою курсу є такожпідготовка аспірантів як перспективних дослідників, здатних аналізуватиспеціальну

літературу

вгалузі

сучасногоорганічного

синтезу

застосовувати отриману інформацію для розв’язання практичних задач.

таУ результаті вивчення даного курсу аспірант повинен:знати:– базові поняття сучасних методів дизайну біоактивних речовин та оцінкибіологічної активності сполук;– нові методології синтезу та розуміти можливості їхнього використання дляотримання біологічно активних речовин;– нові типи перспективних реагентів для синтезу потенційних біологічно
активних сполук та методи їх отримання;– основні сучасні хімічні реакції, необхідні для планування органічного
синтезу;– сучасні технології проведення органічного синтезу у лабораторії.
вміти:– користуватися знаннями щодо новітніх методів синтезу біологічноактивних сполук та застосовувати їх для досягнення поставленої мети;– виходячи з даних щодо структури цільових продуктів, розробляти найбільш
оптимальні методики їх отримання, давати прогноз перебігу реакцій;– оцінювати ефективність того чи іншого методу синтезу;– використовувати отримані знання та поєднувати їх із класичними методамисинтезу органічних сполук для розв’язання прикладних задач у галузі
органічного синтезу.
мати навички:– практичного застосування теоретичних знань для розробки нових
біологічно активних сполук;– планування і проведення синтезу органічних сполук;– адаптування методик синтезу до конкретних умов проведенняексперименту та наявності реактивів.

3. ВИМОГИ ДО РЕЗУЛЬТАТІВ ОСВОЄННЯ ДИСЦИПЛІНИВ рамках даної дисципліни поглиблюються і розвиваються такікомпетенції: Універсальні компетенції:здатність проектувати і здійснювати комплексні дослідження, в томучисліміждисциплінарні,наосновіцілісногосистемного

наукового

світогляду з використанням знань в області історії і філософії науки; Загальнопрофесійні компетенції:здатність самостійно здійснювати науково-дослідницьку діяльність вбіоорганічній хімії з використанням сучасних методів дослідження таінформаційно-комунікаційних технологій.
 Професійні компетенції:здатність організовувати проведення експериментів і випробувань,проводити їх обробку, аналізувати їх результати та узагальнювати у вигляді
наукових статей для провідних профільних журналів; готовність до розробки
навчально-методичної документації для проведення навчального процесу.

4. СТРУКТУРА ТА ЗМІСТ ДИСЦИПЛІНИ
4.1. Структура дисципліни. Розділи дисципліни і види занять.

семінари

1.

Вступ. Принципи тастратегія сучасного
органічного синтезу.
Методи модифікації
органічних сполук

6-2122.

П’ятичленні
гетероцикли з однимта декількома
гетероатомами

2-183.

Шестичленнігетероцикли з однимта декількомагетероатомами

2-1124.

Конденсованігетероциклічні
сполуки

4-2125.

Фторовмісні аміни,спирти, аміно- таоксикислоти

4-18Фторо- таполіфтороалкілвмісні
6.
гетероциклічні
сполуки

4-1

87.

ІндивідуальнезавданняРазомзагальнийобсягвсьогоаудиторнихРозділи дисциплінипрактичніВидСамостійнапідсумковогороботаконтролю№лекціїКількістькредитівЄКТСОбсяг навчальної
роботи(в годинах)

30
4120

30

22-890Екзамен

4.2. Зміст дисципліни№

1.

2.

3.

Розділидисципліни

Вступ. Принципи тастратегія сучасногоорганічного синтезу.
Методи модифікації
органічних сполукП’ятичленні
гетероцикли з однимта декількомагетероатомами

Шестичленні

Формапроведеннязанять
Органічна реакція та синтетичний метод. Лекції,Планування органічних синтезів. Стратегія самостійна
синтезу. Дизайн нових біоактивних сполук. робота
Класифікації та типи хімічних реакцій.
Нуклеофіли та електрофіли.
Методи введення функціональних груп –хлорування,бромування,йодування;нітрування; сульфування; алкілування таацилювання (реакція Фріделя-Крафтца,реакція Гетермана-Коха, перегрупуванняФріса, алкілування спиртами у присутностісульфатної кислоти); хлорметилювання;введення альдегідної групи (реакціяРеймана-Тімана,реакціяВільсмайера,окисленням та ін.); реації конденсації;відновлення та каталітичне гідрування;окислення.
Захистфункціональнихгрупяк
стратегічний прийом в органічному синтезі.
Хімічні реакції в умовах мікрохвильовоїактивації. Перегрупування органічних
молекул із збереженням карбонового
скелету, перегрупування з побудовою
карбонового скелету, перегрупування зрозщепленням карбонового скелету.
Зміст розділу(теми)Гетероциклічні сполуки. Класифікація.
П’ятичленні
гетероциклиз
однимгетероциклом (пірол, фуран, тіофен),методи синтезу.
Похідні піразолу та імідазолу. Анальгін,антипірин, метронідазол, нафтизин.
Похідні тіазолу та триазолу. Синтетичні
підходи до отримання азолів.
Синтезта
перетворення
функціоналізованих похідних 1,3-тіазолу та1,3-оксазолу.
Біологічнаактивність
п’ятичленних гетероциклів.
Шестичленнігетероцикли

зЛекції,семінари,самостійнаробота

одним Лекції,гетероцикли з однимта декількомагетероатомами

4.

5.

Конденсованігетероциклічнісполуки

Фторовані сполукигетероциклом.
Піридин.
Реакції семінари,нуклеофільного заміщення в ядрі піридину. самостійнаПорівнянняосновних
властивостей робота
піридину, піперидину, піролу і аніліну.
Біологічно активні сполуки, які містять
ядра піридину і піперидину. Вітаміни РР,
В6. Поняття про алкалоїди. Коніїн, нікотин,анабазин; їх поширення в природі,біологічна дія.
Хінолін. Синтез хіноліну та його похідних.
Біологічна активність. Хінін.
Шестичленні гетероцикли з кількомагетероатомами.
Діазини.
Піримідин.
Методи синтезу діазинів. Піримідинові
основи:урацил,тимін,цитозин.
Барбітурова кислота, барбітурати. Способи
одержання 4(6)- заміщених та 4,6дизаміщених піримідинів, та їх біологічна
активність.
Класифікація
таноменклатура
конденсованих гетероциклічних сполук.
Пурин та його похідні. Методи синтезу.
Гідроксипохідні
пурину:гіпоксантин,ксантин, сечова кислота.
Амінопохідні пурину (аденін, гуанін), їхтаутомерні форми, біохімічне значення вутворенні нуклеотидів та коферментів.
Метильовані похідні ксантину (кофеїн,теофілін, теобромін) як фізіологічно
активні.
Птеридин. Фолієва кислота. Антагонізм її зсульфаніламідами.
Алкалоїди (синтез та значення їх якбіологічно активних речовин).
Функціоналізованіпохідніазолопіримідинів,методиодержання,біологічна активність.
Синтезтабіологічнаактивністьфункціональнозаміщенихпохіднихазинопіримідинів.
Поліциклічні сполуки на основі азоло- таазинопіримідинів.

Лекції,семінари,самостійнаробота

Вплив атому фтору та фтороалкільних Лекції,семінари,

6.

7.

замісникив на базові характеристикиорганічних
сполук:кислотністьтаосновністьфункціональнихгруп,ліофільністьмолекул,метаболічна
стабільність, мімікрія, біо- та стереоізостерічність та т.і. Основні методи
синтезу фторованих аналогів природних
сполук та їх специфічність.
Основні методи синтезу фторованих амінів,спиртів,амінотаоксикислот.
Фторовмісні аміни, Використання фторуючих реагентів абоспирти, аміно- тафторовмісних синтонів – основні позитивніоксикислотита негативні напрямки цілеспрямованого
синтезу фторованих аналогів природнихсполук.
Основні методи синтезу фторованих
гетероциклічних сполук з атомами фторуабо
поліфторалкільнихзамісників.
Фторо- таВикористання реакції Шимана, фторидів
поліфтороалкілвмісні металів, тетрафториду сірки та ДАСТгетероциклічні
реагентів. Елетрофільне та нуклеофільнесполуки
введенняфтороалкільнихгрупу
гетероциклічне ядро. Новітні методифторуванняароматичнихта
гетероароматичних сполук.

самостійнароботаЛекції,семінари,самостійнаробота

Лекції,семінари,самостійнаробота4.3. Зміст семінарських занять№Тема курсуТема семінарського заняття1Вступ. Принципи та стратегія
сучасного органічного синтезу.
Методи модифікації органічнихсполук

Семінарське заняття № 1. Стратегія
сучасного органічного синтезу. Методи
модифікації органічних сполук2П’ятичленні гетероцикли з одним тадекількома гетероатомами3Шестичленні гетероцикли з однимта декількома гетероатомами

Семінарське заняття № 2. П’яти- ташестичленні гетероцикли з одним тадекількома гетероатомами. Методисинтезу.

Семінарське заняття № 3 Конденсовані
гетероциклічні сполуки. Пурин та йогопохідні. Азоло- та азинопіримідини.
Поліциклічні сполуки на їх основі.

4Конденсовані гетероциклічнісполуки

5Фторовмісні аміни, спирти, аміно- та Семінарське заняття № 4. Фторовмісніаміни, спирти, аміно- та оксикислоти.
оксикислотиФторо- та поліфтороалкілвмісні
гетероциклічні сполуки. Методи синтезу.
Фторо- та поліфтороалкілвміснігетероциклічні сполуки64.4 . Індивідуальні завданняВид індивідуальних завдань

Тематика індивідуальних завданьУсні відповіді на питання залекційним курсом.

1. Дизайн нових біоактивних сполук.
2. Методи введення функціональних групв 1,2-азолах
3. Методи введення функціональних групв 1,3-азолах
4. Синтез біологічно активних сполук, якімістять ядра піридину і піперидину.
5. Синтез біологічно активних сполук
піримідинового ряду.
6. Синтез біологічно активних сполук
піримідинового ряду.
7. Методи синтезу функціоналізованих
похідних 7-деазапурину.
8. Методи
одержання
біологічно
активних похідних піридопіримідинів.
9. Вплив атому фтору та фтороалкільних
замісникив на базові характеристики
органічних сполук
10. Основні методи синтезу фторованих
аналогів природних сполук
11. Особливості
синтезу
фторованих
амінів та амінокислот
12. Особливості
синтезу
фторованихгетероциклічних сполук
13. Синтез фторованих лікарських засобів

Всього

Всього
годин
3030

5. ОСВІТНІ ТЕХНОЛОГІЇ Активні освітні технології: лекції, семінари.
 Методи навчання: словесні – лекція, пояснення, бесіда;наочні – презентації, виконані із застосуванням програми PowerРoint;практичні - лабораторні роботи, виконання вправ, завдань;проблемно-пошукові методи – дискусія та колективне обговорення можливихпідходів до вирішення задач чи експериментальних завдань; Методи стимулювання і мотивації навчально-пізнавальної діяльності - перегляд
навчальних фільмів.

6. НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ
АСПІРАНТІВ. ФОРМА КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ.

Види самостійної роботи:Підготовка до лекційних занять;Підготовка до семінарських занять.
Інформаційні ресурси:Електронні ресурси Національної бібліотеки України імені В. І. Вернадського;Електронна бібліотека відділу хімії біоактивних азотовмісних гетероциклічних основ;База Reaxys, Scopus;Ресурси відкритого доступу Chemexpress, ABC Chemistry.
Методи контролю:Поточний контроль – відповіді на питання за темами лекційного курсу, тестуваннязнань студентів з певних тем, усне опитування, участь в дискусії, виконання вправ;Підсумковий контроль - екзамен.

7. НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНЕ ТА ІНФОРМАЦІЙНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
ДИСЦИПЛІНИ
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Терней А. Современная органическая химия: в 2-х томах. М.: Мир, 1981.
2. Пожарский А.Ф. Теоретические основы химии гетероциклов М.: Химия, 1985.
3. Физер Л., Физер М. Реагенты для органического синтеза: В 7-х томах М.: Мир,1том. 1970.; 2том. 1970.; 3том. 1970.; 4том. 1971. ; 5том. 1971; 6том. 1975; 7том.
1978.
4. Нейланд О.Я. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1990.
5. Робертс Дж., Кассерио М. Основы органической химии. В 2-х томах. М.: Мир,1978.
6. Г. Беккер, В. Бергер, Г. Домшке Органикум. Практикум по органической химии. В2-х томах, М., 1992.
7. Вейганд-Хильгетаг Методы эксперимента в органической химии. М., Химия,1968.
8. Карцев В.Г. Кислород – и серосодержащие гетероциклы М.: IBS PRESS – 2003.
9. Карцев В.Г. Химия гетероциклических соединений. Современные аспекты М.:ICSPF– 2014.-624с.
10. Резников В. А. Химия азотсодержащих органических соедине-ний: Учеб. пособиеНовосибирск, 2006.
11. Н.Исикава, Е.Кобаяси. Фтор. Химия и применение. -М.: Мир, 1982.
12. V.P.Kukhar, V.A. Soloshonok, Fluorine-containing Amino Acids. Synthesis andProperties, John Wiley & Sons, New York, 1995.
13. Л.М.Ягупольский. Ароматические й гетероциклические соединения сфторсодержащими заместителями. Киев: Наукова думка, 1988.
14. Filler, R.; Kobayashi, Y.; Yagupolskii, L.M., (eds.), Organofluorine Compounds inMedicinal Chemistry and Biochemical Applications, Elsevier, Amsterdam, 1993.