K-INFO
HU
EN
Belépés

Modern szintézismódszerek

Modern Synthetic Methods
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
Tantárgy neve (magyarul, angolul)
Modern szintézismódszerek
Modern Synthetic Methods
Tantárgykód BMEVESZM301
Tantárgyjelleg —
Képzési szint —
Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)
Kurzustípus elmélet gyakorlat laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti) 2 0 0
jelleg (kapcsolt/önálló) — — —
Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa vizsga
Tantárgy kreditértéke 3
Tantárgyfelelős
DR. Poppe László
beosztás: egyetemi tanár
Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység
Szerves Kémia és Technológia Tanszék
Kar Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar
Tantárgy weboldala http://www.och.bme.hu
Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege —
Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram
  1. Bevezetés a szintézistervezésbe.
  2. Retroszintetikus analízis alapkoncepciója: általános szintézis stratégiák, lineáris és konvergens szintézisek. Retroszintetikus analízis: látens polaritás és FGI-k; szintonok, inverz szintonok, umpolung, szintézis ekvivalensek, tipikus FGI-k.
  3. Retroszintetikus analízis: Stratégia és tervezés.
    a. Egy csoport leválasztáson alapuló stratégiák. C-C, C=C, C-X és C=X kötések képzése;
    b. Két csoport leválasztáson alapuló stratégiák: cikloaddíciók, periciklusos reakciók, tandem ciklizációk
  4. 1,3- és 1,5-dikarbonil-, hidroxi-karbonil- és α,b-telítetlen-karbonil-szerkezeti rész kialakításának módszerei, és felhasználásuk a szerves szintézisben.
  5. Az umpolung alkalmazása. 1,2- 1,4- és 1,6-dikarbonil-, hidroxi-karbonil- szerkezeti rész kialakításának módszerei, és felhasználásuk a szerves szintézisben.
  6. Kemoszelektivitás, regioszelektivitás - védőcsoport nélküli szintézistechnikák.
  7. Védőcsoportok felhasználása szintézisek során.
  8. Sztereokémiai analízis: diasztereomer, diasztereotóp, enantiomer és enantiotóp szelektivitások felhasználhatóságának elemzése.
  9. Sztereoszelektivitás. Királis készlet felhasználása királis molekulák szerves szintézisében. Sztereoszelektív szintézis stratégiák alkalmazása bonyolult, több sztereocentrumot tartalmazó szerves anyagok felépítésében.
  10. Vázfelépítéshez használt modern szintézis módszerek: fémorganikus és nehézfém-katalizált kapcsolási reakciók, "click" kémia, tandem reakciók.
  11. Speciális szintézis technikák: szilárd fázisú technikák, mikrohullámú és folyamatos átfolyásos reaktorok, biotranszformációk, párhuzamos szintézisek.
  12. ZH (választható)
    Válogatott szerves szintézis bemutatása: (+)-faranál szintézisének részletes elemzése.
  13. Válogatott szerves szintézis bemutatása: egy β-laktámvázas vegyület 8 sztereoizomere sztereoszelektív totálszintézisének részletes elemzése.
  14. Egyéni feladatok bemutatása: adott biológiailag aktív vegyület totál szintézisének irodalmazása és elemzése.
A tárgy célja, hogy a gyógyszermérnök szakos, valamint az érdeklődő vegyészmérnök szakos hallgatók kibővítsék az M.Sc. Szerves Kémia kurzuson szerzett szerves kémiai szintézistervezési elméleti ismereteiket és elsajátítsák annak gyakorlatát. A hallgatók a kurzus végére a tárgy oktatása közben megismert szintézisekre, a számítógépes adatbázisokra és a szerves kémiai ismereteikre támaszkodva új vegyületek önálló szintézistervezésére válhatnak képessé. Az előadás során minden témakört konkrét szintézispéldákkal mutatunk be.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás
Ismeri a szintézistervezés alapjait képező szerves kémiai reakciókat. Ismeri a retroszintetikus analízis alapkoncepcióját és alapfogalmait. Retroszintetikus analízis: látens polaritás és FGI-k; szintonok, inverz szintonok, umpolung, szintézis ekvivalensek, tipikus FGI-k. Ismeri a retroszintetikus analízis és tervezés alapstratégiáit: a.) Egy csoport leválasztáson alapuló stratégiák. C-C, C=C, C-X és C=X kötések képzése; b.) Két csoport leválasztáson alapuló stratégiák: cikloaddíciók, periciklusos reakciók, tandem ciklizációk. Ismeri az 1,3- és 1,5-dikarbonil-, hidroxi-karbonil- és α,b-telítetlen-karbonil-szerkezeti rész kialakításának módszereit, és felhasználásukat a szerves szintézisekben. Ismeri az umpolung fogalmát és alkalmazását valamint az 1,2- 1,4- és 1,6-dikarbonil-, hidroxi-karbonil- szerkezeti rész kialakításának módszereit, és felhasználásukat a szerves szintézisekben. Ismeri a kemoszelektivitás, regioszelektivitás fogalmát és az ezeken alapuló védőcsoport nélküli szintézistechnikákat valamint a védőcsoportok felhasználását szintézisek során. Ismeri a sztereoszelektivitás fogalmait valamint a sztereokémiai analízis folyamatát (diasztereomer, diasztereotóp, enantiomer és enantiotóp szelektivitások felhasználhatóságának elemzése). Ismeri az enantiomertiszta célermék előállításának lehetőségeit (Királis készlet felhasználása királis molekulák szerves szintézisében; Sztereoszelektív szintézis stratégiák alkalmazása bonyolult, több sztereocentrumot tartalmazó szerves anyagok felépítésében). Ismeri a vázfelépítéshez használt modern szintézis módszereket (fémorganikus és nehézfém-katalizált kapcsolási reakciók, "click" kémia, tandem reakciók). Ismer speciális szintézis technikákat (szilárd fázisú technikák, mikrohullámú és folyamatos átfolyásos reaktorok, biotranszformációk, párhuzamos szintézisek). Ismeri a biokatalizátorok alaptulajdonságait. Ismeri a biotranszformációk alaptípusait. Ismeri az általános szintézis stratégiák (lineáris és konvergens szintézisek) általános előnyeit és hátrányait. Ismeri a reaktív csoportok szintézis egyes fázisaiban történő kialakításának általános előnyeit és hátrányait. Ismeri az akirális célvegyületek kialakításának retroszintetikus alapmódszereit. Ismeri a királis, enantiomertiszta célvegyületek kialakításának retroszintetikus alapmódszereit és sztereokémiai analízis módszereit. Ismeri az általános szintézis stratégiák (lineáris és konvergens szintézisek) általános gazdaságossági előnyeit és hátrányait. Ismeri a reaktív csoportok szintézis egyes fázisaiban történő kialakításának általános gazdaságossági előnyeit és hátrányait. Ért az akirális biológiailag aktív célvegyületek kialakításának szintézistervezéséhez. Ért a királis, biológiailag aktív célvegyületek tiszta enantiomer formában történő kialakításának sztereokémiai analíziséhez és szintézistervezéséhez. Integrált ismereteket alkalmaz az akirális biológiailag aktív célvegyületek kialakításának szintézistervezése során. Integrált ismereteket alkalmaz a királis, biológiailag aktív célvegyületek tiszta enantiomer formában történő kialakításának sztereokémiai analízise és szintézistervezése során. Eredeti ötleteket vet fel és gazdagítja a gyógyszervegyész-mérnökségi szakterület ismeretanyagát az akirális biológiailag aktív célvegyületek kialakításának szintézistervezése során. Eredeti ötleteket vet fel és gazdagítja a gyógyszervegyész-mérnökségi szakterület ismeretanyagát a királis, biológiailag aktív célvegyületek tiszta enantiomer formában történő kialakításának sztereokémiai analízise és szintézistervezése során.
Képességek
Képes átlátni a gyógyszer-, növényvédőszer-, valamint finomkémlal iparhoz kapcsolódó szintézistervezésel kapcsolatos törvényszerűségeket és összefüggéseket, alkalmazza a megszerzett tudást és a gyakorlatban hasznosítja azt. Elméleti és gyakorlati felkészültsége, módszertani és gyakorlati ismeretei alapján képes hatóanyagszintézisek tervezésére illetve szintézisek elemzésére, továbbá hatóanyagok gyártásához szükséges szintézistechnikák kiválasztására. Képes alkotó közreműködésre a gyógyszer- és növényvédőszer hatóanyagok, valamint a finomkemikáliák kutatásában, fejlesztésében, gyártásában a hatóanyagok szintézisének tervezésével. Szintézistervezési ismereteit felhasználva kompetensen tud eljárni összetett kémiai technológiai rendszerek tervezésében és kivitelezésében. Szintézisek tervezésével kapcsolatban képes megérteni és megoldani a felmerülő problémákat, helytálló véleményt megfogalmazni, következtetéseket levonni, és döntést hozni. Szintézisek tervezésével kapcsolatban képes önálló irányítói feladatok ellátására. Szintézisek tervezésével kapcsolatban képes a strukturált, folyamatorientált gondolkodásra és munkavégzésre. Szintézisek tervezésével kapcsolatban képes a gyógyszervegyész-mérnöki területet új ismeretekkel, tudományos eredményekkel gyarapítani. Szintézisek tervezésével kapcsolatban képes a helyzet vagy feladat racionális, mások számára is érthető elemzésére, értékelésére és leírására a szakma által elfogadott természettudományos és tapasztalati ismeretek segítségével. Szintézisek tervezésével kapcsolatban képes az igények, feladatok és célok megértésére, interpretációjára és azok megvalósítási stratégiává konvertálására. Szintézisek tervezésével kapcsolatban képes döntés-előkészítő és problémamegoldó módszerek alkalmazására. Szintézisek tervezésével kapcsolatban képes a kreatív problémakezelésre és összetett feladatok rugalmas megoldására, továbbá az élethosszig tartó tanulásra. Szintézisek tervezésével kapcsolatban képes a tervek és az elvégzett munka érthető és célirányos dokumentálására és kommunikációjára. Szintézisek tervezésével kapcsolatban képes új ismeretekkel, tudományos eredményekkel gyarapítani a gyógyszervegyész-mérnöki területet.
Attitűd
Szintézisek tervezésével kapcsolos problémák megoldása során törekszik a kreativitásra, rugalmasságra, intuícióra és módszerességre. Szintézisek tervezésével kapcsolatban nyitott és fogékony új, korszerű és innovatív technológiai megoldásokra. Szintézisek tervezésével kapcsolatban fejleszti a problémafelismerő és -megoldó készséget, a tanulási készséget és a memóriát. Szintézisek tervezésével kapcsolatban törekszik a minél jobb információ feldolgozási képességre. Szintézisek tervezésével kapcsolatban mint felelős kémikus, törekszik a környezettel szembeni érzékenységre és a fenntarthatóság követelményeinek érvényesítésére. Szintézisek tevezésével kapcsolatban törekszik szakmailag magas szinten és önállóan megtervezni és végrehajtani a feladatait. Szintézisek tervezésével kapcsolos problémák megoldása során törekszik a kezdeményezésre, személyes felelősségvállalásra és döntéshozatalra. Szintézisek tervezésével kapcsolatban elkötelezett a minőségi és alapos munkavégzés iránt, törekszik a szemléletet munkatársai felé Is közvetíteni és nyitott az innovációs célkitűzésekre. Szintézisek tevrezésével kapcsolatban nyitott arra, hogy önfejlesztéssel és szakmai továbbképzésekkel gyarapítsa szaktudását, továbbá törekszik a széles körű szintézistervezési műveltségre. Szintézisek tervezésével kapcsolatban elkötelezett a sokszínűség és az értékalapúság mellett. Szintézisek tervezésével kapcsolatban strukturált, folyamatorientált gondolkodás és munkavégzés jellemzi.
Autonómia és felelősség
Szintézisek tervezésével kapcsolatos problémák megoldása során önállóan és kezdeményezően lép fel. Szintézisek tervezésével kapcsolatos döntéseit körültekintően, más szakterületek képviselőivel (folyamatmérnökökkel, gépészekkel, biológusokkal, biokémikusokkal, farmakológusokkal, orvosokkal valamint környezetvédelmi, jogi és közgazdasági szakemberekkel) konzultálva, önállóan hozza, melyért felelősséget vállal. A szintézistervezéssel kapcsolatos kémiai és technológiai kutatásokban és fejlesztésekben önállóan és teljes felelősséggel jár el. Szintézisek tevezésével kapcsolatos célok kijelölésében biokémikusokkal, farmakológusokkal és orvosokkal működik együtt. Szintézisek tervezésében és méretnövelésekben vegyészmérnökökkel, folyamatmérnökökkel és gépészekkel - a felelősséget megosztva - működik együtt. Szintézisek tervezésével kapcsolatban felelősséget vállal a szakvéleményében, írásaiban közölt megállapításokért és szakmai döntésekért, az általa, Illetve az Irányítása alatt végzett munkafolyamatokért. Szintézisek tervezése során felelősséggel viseltetik a fenntarthatóság és környezetvédelem iránt.

Oktatási módszertan

előadás.

Tanulástámogató anyagok

Online források
E. J. Corey, Xue-Min Cheng: The Logic of Chemical Synthesis. 1995; John Wiley & Sons:New York (ISBN: 978-0-471-11594-6); K. C. Nicolaou, E. J. Sorensen: Classics in Total Synthesis. 1996; John Wiley & Sons:New York (ISBN: 978-3-527-29231-8); K. C. Nicolaou, S. A. Snyder: Classics in Total Synthesis II. 2003; John Wiley & Sons:New York (ISBN: 978-3-527-29231-8); S. Warren: Designing Organic Syntheses 1978; John Wiley & Sons:New York (ISBN: 978-0-471-99612-5); P. Wyatt, S. Warren: Organic Synthesis: Strategy and Control. 2007; John Wiley & Sons:New York (ISBN: 978-0-470-48940-5); P. G. M. Wuts, T. W. Greene: Greene’s Protective Groups in Organic Synthesis. 2006; John Wiley & Sons:New York (ISBN: 978-0-471-69754-1)

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Szerves Kémia I, (Ve.m. és Biom. B.Sc.) Szerves kémia II. és Szerves szintetikus labor (Ve.m. B.Sc.) / vagy Biomolekulák kémiája (Biom. B.Sc.) Szerves Kémia III (Ve.m. B.Sc.) Szerves Kémia (Gy.m. M.Sc.)
Általános szabályok
Követelmények: A szorgalmi időszakban: Zárthelyi (50 pont) + Egyéni feladat (50 pont). Az egyéni feladat beadásának határideje a szorgalmi időszak vége. Az aláírás feltétele, hogy a beadott egyéni feladat eredménye meghaladja az 50%-ot Az Egyéni feladat teljesítése két részből áll:                  félévközi aláírásért egy adott vegyület szintézisének elemzése írásos formában (Az adott szintézis retroszintetikus vázlata és 3-4 kulcslépésének részletes elemzése 4-6 oldal terjedelemben.)                 a vizsga keretében a szintézis elemzésének részletes bemutatására kerül sor, bemutatva az adott szintézis és a tárgy keretében tanult elvek, módszerek közötti összefüggéseket. Vizsga: A hallgató az alábbi két lehetőség között választhat: A vizsgajegybe beszámít a félévközi ZH eredménye: Ez esetben vizsgán csak az egyéni feladat bemutatására kerül sor. A legjobb ZH eredményt elért hallgatók számára lehetőség nyílik arra, hogy az egyéni feladatot a 14. oktatási héten kiselőadás keretében mutassák be, és ez alapján szerezzék meg az érdemjegyet. Az érdemjegyet a ZH eredmény és a az egyéni feladat eredményének az átlagolásával számítjuk. Az érvényes vizsgajegy feltétele, hogy mindkét rész eredménye elérje az elégséges szintet. A vizsgajegybe nem számít be a félévközi ZH eredménye: Ez esetben a hallgató két tételből és az egyéni feladatból számol be a vizsga során. Az érdemjegyet a két tétel és az egyéni feladat eredményének az átlagolásával számítjuk. Az érvényes vizsgajegy feltétele, hogy minden részeredmény elérje az elégséges szintet. Pótlási lehetőségek: ZH pótlás nincs, ZH hiányában vizsga keretében lehet az érdemjegyet megszerezni. Konzultációk: igény szerint az előadónál.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás
Név: Beosztás: Tanszék, Int.: Dr. Poppe László egyetemi tanár Szerves Kémia és Technológia Tanszék Dr. Nagy József egyetemi docens Szerves Kémia és Technológia Tanszék
Ajánlott tantárgyak
Tantermi: 27 tanóra előadás és 1 óra Zárthelyi Egyéni: 6 óra felkészülés ZH-ra, 8 óra Egyéni feladat elkészítés, irodalmazás.
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Kar Képzés Tanterv Mintatantervi jelleg Elsődleges
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar vegyészmérnöki Vegyészmérnöki mesterképzési szak tanterve kötelező nem
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar vegyészmérnöki Vegyészmérnöki mesterképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty Default Program Default Curriculum — nem
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar gyógyszervegyész-mérnöki gyógyszervegyész-mérnöki (2014) kötelező nem
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar gyógyszervegyész-mérnöki gyógyszervegyész-mérnöki (2014) kötelező nem