НАЦIОНАЛЬНА АКАДЕМIЯ НАУК УКРАiНИ
IНСТИТУТ БIООРГАНIЧНОi XIMII ТА НАФТОХIМIIЗАТВЕРДЖЕНО
Вченою радоюIнституту бiоорганiчноi xiMii танафтохiмii НАН УкраiЪипротокол Nэlвiд<<JБ >> D92о/r рокуГолова Вченоi ради1оорганlчно1 xlМll таУкраiЪипрогрАмА

навчальноi дисциплiни(HOBITHI МЕТОДИ ОРГАНIЧНОГО
СИНТЕЗУ БIОАКТИВНИХ СПОЛУК>ГАЛУЗЬ ЗНАНЬСПЕЦIАЛЬНIСТЬ
СПЕЦIАЛIЗАЦIЯ
PIBEHь ОСВIТИ

10_природницнАуки

102 - хIмIя

БIООРГАНГIНА ХIМIЯ

трЕтIЙ (освIтньо-нАуковиЙ)Киiв -2017 р.

РОЗРОБНИК ПРОГРАМИ:Завiдувач вiддiлу xiMii бiлкiв та пептидiв IБонХ НАН Украiни,д.х.н., ст.н.с. Смолiй О.Б.

та завiдувач вiддiлу тонкого органiчного синтезу IБо[ж}ИН УкраiЪи, к.х.н., ст.н.с. Герус I.I.

Програму затверджено на засiданнi Вченоi радиIнституту бiоорганiчноi xiMii та нафтохiмii НАН Украiнипротокол Nэ /вiд <2017 рокуlЁ > 09Вчений секретарф

Попiльнiченко С.В.

ВСТУП
Програму

вибірковоїнавчальноїдисципліни

«Новітніметоди

органічного синтезу біоактивних сполук» складено відповідно до освітньопрофесійної програми підготовки докторів філософії в галузі природничих
наук за спеціальністю 102 - «Хімія».
Предметом вивчення навчальної дисципліни є сучасні тенденції
розробки біологічно активних сполук, які ґрунтуються на дизайні, пошукупідходів до синтезу та структурній оптимізації азотовмісних гетероциклічнихта фторовмісних сполук.
Міждисциплінарні зв’язки: Навчальна дисципліна «Новітні методиорганічного синтезубіоактивних сполук» згідно з навчальним планом
належить до циклу дисциплін професійної підготовки, яка викладається на 2курсі аспірантури. Курс відноситься до вибіркових курсів спеціалізації
"Біоорганічна хімія". Для вивчення курсу необхідні знання та вміння, набуті
аспірантами з дисциплін «Основи біоорганічної хімії», «Фізико-хімічні
методи доведення будови органічних речовин».
Матеріал курсу слугує теоретичною основою для формування умінь танавичок, необхідних для продукування нових ідей, розв’язання комплекснихпроблемунауково-дослідницькійдіяльності,атакожвиконання

оригінальних наукових досліджень.
1. МЕТА ТА ЗАВДАННЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ1.1. Мета навчальної дисципліни:формування сучасного рівня знань в області органічної хімії пропринципи комплексного підходу до синтезу біологічно активних сполук, діяяких спрямована на конкретну біологічну мішень. Метою курсу є також
ознайомлення аспірантів із методологічними підходами, що використовуютьв біоорганічній хімії та ґрунтуються на новітніх досягненнях органічного
синтезу. Важливою метою курсу є також підготовка аспірантів якперспективних дослідників, здатних аналізувати спеціальну літературу вгалузі сучасного органічного синтезу та застосовувати отриману інформаціюдля розв’язання практичних задач.
1.2. Основні завдання навчальної дисципліни:формування знань про цілеспрямований синтез біоактивних сполук,вивченнябудовиташляхівотриманняпотенційнихбіорегуляторівгетероциклічного ряду з використанням нових технологій за участю
низькомолекулярних реагентів та каталізаторів.
формування вмінь та навичок органічного синтезу азотовмісних
гетероциклічних та фторовмісних сполук.
Згідно з вимогами освітньо-професійної програми аспіранти після
засвоєння навчальної дисципліни повинні:знати:– базові поняття сучасних методів дизайну біоактивних речовин та оцінки
біологічної 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 біологічно активних
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;– оцінюватиефективність того чиіншого 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.
В рамках даної дисципліни поглиблюються і розвиваються такікомпетенції: Універсальні компетенції:здатність проектувати і здійснювати комплексні дослідження, в томучисліміждисциплінарні,наоснові

цілісного

системного

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 розробкинавчально-методичної документації для проведення навчального процесу.

2. СТРУКТУРА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИНа вивчення навчальної дисципліни відводиться 120 годин/4 кредитаECTS.
Модулі дисципліни і види занять.

семінариСамостійнароботаКількістькредитівЄКТСпрактичніМодулі дисциплінилекції

№загальнийобсягвсьогоаудиторних

Обсяг навчальної роботи(в годинах)

20

14-

644

108-

246

30

22-

890

1. Азотовмісні гетеро-циклічні сполуки2. Фторовані сполукиРазом

4120

Вид
підсумковогоконтролюЕкзаменНавчальна дисципліна містить два кредитні модулі:МОДУЛЬ 1. АЗОТОВМІСНІ ГЕТЕРОЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ
Тема 1.Вступ. Принципи та стратегія сучасного органічного
синтезу. Методи модифікації органічних сполук
Органічна реакція та синтетичний метод. Планування органічних
синтезів. Стратегія синтезу. Дизайн нових біоактивних сполук.
Класифікації та типи хімічних реакцій. Нуклеофіли та електрофіли.
Методи введення функціональних груп – хлорування, бромування,йодування; нітрування; сульфування; алкілування та ацилювання (реакціяФріделя-Крафтца,реакціяГетермана-Коха,перегрупуванняФріса,алкілування спиртами у присутності сульфатної кислоти); хлорметилювання;введення альдегідної групи (реакція Реймана-Тімана, реакція Вільсмайера,окисленням та ін.); реації конденсації; відновлення та каталітичнегідрування; окислення.
Захист функціональних груп як стратегічний прийом в органічномусинтезі.
Хімічні реакції в умовах мікрохвильової активації. Перегрупування
органічних молекул із збереженням карбонового скелету, перегрупування зпобудовоюкарбоновогоскелету,перегрупуваннязрозщепленням

карбонового скелету.
Тема2.

П’ятичленні

гетероцикли з однимта декількомагетероатомами
Гетероциклічні сполуки. Класифікація.
П’ятичленні гетероцикли з одним гетероциклом (пірол, фуран, тіофен),методи синтезу.
Похідні піразолу та імідазолу. Анальгін, антипірин, метронідазол,нафтизин.
Похідні тіазолу та триазолу. Синтетичні підходи до отримання азолів.
Синтез та перетворення функціоналізованих похідних 1,3-тіазолу та1,3-оксазолу. Біологічна активність п’ятичленних гетероциклів.
Тема 3.Шестичленні гетероцикли з одним та декількома гетероатомами
Шестичленні гетероцикли з одним гетероциклом. Піридин. Реакціїнуклеофільногозаміщеннявядріпіридину.

Порівнянняосновних

властивостей піридину, піперидину, піролу і аніліну. Біологічно активнісполуки, які містять ядра піридину і піперидину. Вітаміни РР, В 6. Поняттяпро алкалоїди. Коніїн, нікотин, анабазин; їх поширення в природі, біологічнадія.Хінолін. Синтез хіноліну та його похідних. Біологічна активність. Хінін.
Шестичленнігетероциклизкількомагетероатомами.

Діазини.

Піримідин. Методи синтезу діазинів. Піримідинові основи: урацил, тимін,цитозин. Барбітурова кислота, барбітурати. Способи одержання 4(6)заміщених та 4,6-дизаміщених піримідинів, та їх біологічна активність.
Тема 4. Конденсовані гетероциклічні сполуки
Класифікація та номенклатура конденсованих гетероциклічних сполук.
Пурин та його похідні. Методи синтезу.
Гідроксипохідні пурину: гіпоксантин, ксантин, сечова кислота.
Амінопохідні пурину (аденін, гуанін), їх таутомерні форми, біохімічнезначення в утворенні нуклеотидів та коферментів.

Метильовані похідні ксантину (кофеїн, теофілін, теобромін) якфізіологічно активні.
Птеридин. Фолієва кислота. Антагонізм її з сульфаніламідами.
Алкалоїди (синтез та значення їх як біологічно активних речовин).
Функціоналізованіпохідніазолопіримідинів,методиодержання,біологічна активність.
Синтез та біологічна активність функціонально заміщених похіднихазинопіримідинів.
Поліциклічні сполуки на основі азоло- та азинопіримідинів.
МОДУЛЬ 2. ФТОРОВАНІ СПОЛУКИТема 5.Фторовані сполуки. Фторовмісні аміни, спирти, аміно- таоксикислоти
Вплив атому фтору та фтороалкільниххарактеристики

органічнихсполук:замісникив на базовікислотністьтаосновність

функціональних груп, ліофільність молекул, метаболічна стабільність,мімікрія, біо- та стерео-ізостерічність та т.і. Основні методи синтезуфторованих аналогів природних сполук та їх специфічність.
Основні методи синтезу фторованих амінів, спиртів, аміно- таоксикислот. Використання фторуючих реагентів або фторовміснихсинтонів –основні позитивні та негативні напрямки цілеспрямованого синтезуфторованих аналогів природних сполук.
Тема 6.Фторо- та поліфтороалкілвмісні гетероциклічні сполуки
Основні методи синтезу фторованих гетероциклічних сполук з атомами
фтору або поліфторалкільних замісників. Використання реакції Шимана,фторидів металів, тетрафториду сірки та ДАСТ реагентів. Елетрофільне тануклеофільне введення фтороалкільних груп у гетероциклічне ядро. Новітні
методи фторування ароматичних та гетероароматичних сполук.

3. РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА1. 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.

ДомшкеОрганикум.

Практикумпо

органической химии. В 2-х томах, М., 1992.
7. Вейганд-Хильгетаг Методы эксперимента в органической химии. М.,Химия, 1968.
8. Карцев В.Г. Кислород – и серосодержащиегетероциклы М.: IBSPRESS– 2003.
9. Карцев В.Г. Химия гетероциклических соединений. Современныеаспекты М.: ICSPF– 2014.-624с.
10.Резников В. А.Химия азотсодержащих органических соедине-ний:Учеб.пособие Новосибирск, 2006.
11.Н.Исикава, Е.Кобаяси. Фтор. Химия и применение. -М.: Мир, 1982.
12.V.P.Kukhar, V.A. Soloshonok, Fluorine-containingAminoAcids. Synthesis
andProperties, JohnWiley&Sons, NewYork, 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 in Medicinal Chemistry and Biochemical Applications,Elsevier, Amsterdam, 1993.

4. ФОРМА ПІДСУМКОВОГО КОНТРОЛЮ УСПІШНОСТІНАВЧАННЯ:Екзамен.
5. ЗАСОБИ ДІАГНОСТИКИ УСПІШНОСТІ НАВЧАННЯ:Діагностика успішності навчання аспірантів під час проведеннялекційних занять: відповіді на питання за лекційним курсом; усні завдання.
Діагностика успішності навчання аспірантів під час проведення
практичних та індивідуальних занять: усне опитування; участь в обговоренні дискусійних питань.