Teaching

 


 

 

Chemie für Mediziner

Teil B: Organische Chemie

(Chemistry for physicians, part B: Organic Chemistry)

 

 

Semester 1

WS & SS

Medizin, Zahnmedizin

molekulare Medizin

Biologie (BA)


Vorlesung (lecture)

Vorlesung

(lecture)

Zeit: Di, Mi, Do 10:00 - 11:00 Uhr

Ort:  Hörsaal N6

Beginn: siehe Ankündigung

Jeweils im WS und SS

SWS: 3

ECTS Biologie (credits): 3

 
 

ACHTUNG!

 

Die Vorlesung besteht aus den zwei Teilen AC und OC, die jeweils konsekutiv in der ersten und zweiten Hälfte des Winter- und Sommersemesters gelesen werden. Der AC-Teil wird von Professor Christen gelesen. Das Praktikum für Human- und Zahnmediziner wird von Dr. Kalbacher am IFIB durchgeführt. Das Praktikum für Biologen und die molekulare Medizin wird zusammen mit dem Institut für Anorganische Chemie durchgeführt.

 

 

Inhalt:

 

ALLGEMEINE UND ANORGANISCHE CHEMIE

 

1     Makroskopische Erscheinungsformen der Materie

1.1       Aggregatzustände, Phasenumwandlungen

1.2       Aufbau und Eigenschaften der Materie

1.3       Atome, Isotope, Periodensystem

1.4       Elementarteilchen, Ordnungszahl. Kernladung, Massenzahl, Elektronenhülle

            Quantenzahlen, Atomorbitale, Hybridisierung

1.5       Periodensystem der Elemente

1.6       Isotope, stabile Isotope, Radioisotope, Zerfallsprozesse, Isotope mit medizinischer Relevanz

1.7       Elemente, Ordungsprinzipien, Periode 1-7, Gruppen 1-18, periodische Eigenschaften,

            biochemisch und medizinisch wichtige Haupt- und Nebengruppenelemente

1.8       Moleküle, Atom- und Molekulargewicht, Avogadro-Konstante, Stoffmengen (mol)

 

2     Chemische Bindung

2.1       Ionenbindung, Atombindung, kovalente Bindung, koordinative Bindung, Elektronegativität, Oktettregel, freie Elektronenpaare, Wasserstoffbrückenbindung, van-der-Waals-Bindung, Radikale

2.2       Polarität, Dipolmoment, hydrophobe Wechselwirkung, Hydratation von Ionen

2.3       Beispiele und Bindungverhältnisse bei einfachen Molekülen

            H, H2, O, O2, O3, H2O, N, N2, NH3, N2O, NO, NO2, HCN, O-Radikale

 

3     Stoffumwandlungen, allgemein

3.1       Chemische Reaktion, homogenes Gleichgewicht, chemisches Gleichgewicht, Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichtskonstante, Beeinflussung des Gleichgewichts,

3.2       Kinetik und Thermodynamik, Gibbs-Helmholtz-Gleichung, Arrhenius-Gleichung

3.3       Heterogene Gleichgewichte, gesättigte Lösung, Lösung, Löslichkeitsprodukt, Suspension, Emulsion, Aerosol

3.4       Phasengrenze, Henry-Daltonsches Gesetz, Nernstscher Verteilungssatz

3.5       Vorgänge an Oberflächen und Membranen, Adhasion, Osmose, Dialyse, Abhängigkeit des Gleichgewichts von Temperatur, Konzentration, Druck

 

4     Säure/Base-Reaktionen

4.1       Definitionen, Brönstedt-, Lewis-Säure und Base, pH-, pKs-, pKb-Wert, Titration

4.2       Beispiele: H2SO4, HCl, H2CO3, H3PO4, HCOOH, HCN, NH3, NaOH, konjugierte Säuren/Basen, Ampholyte

4.3       Neutralisation, Puffer (Beispiele: Phosphat- und Hydrgencarbonatpuffer)

 

5     Redox-Reaktionen

5.1       Oxidation/Reduktion, Hydrierung/Dehydrierung, Redoxgleichungen

5.2       Elektrochemische Zelle, Elektrodenpotential, Wasserstoffelektrode, Spannungsreihe, Nernstsche Gleichung

5.3       Beispiele: Knallgasreaktion, pH-Abhängigkeit des Redoxpotentials, Energiebilanz, Atmungskette

 

6     Salze

6.1       Bildung aus den Elementen, Oxidationsstufen, Dissotiation, Löslichkeit, Lösungswärme, Fällungsreaktionen, Elektrolyse

6.2       Beispiele biologisch wichtiger Anionen und Kationen, Spurenelemente

6.3       Ligendentauschreaktionen, Metallkomplexe, Chelatkomplexe, Veränderung der Eigenschfaten durch Komplexierung

 

GRUNDLAGEN DER ORGANISCHEN CHEMIE

 

7     Besondere Eigenschaften des Kohlenstoffs

7.1       Hybridsierung sp3, sp2, sp, CH-, CO-, CC-Bindungen, Einfach-, Doppel-, Dreifachbindung

7.2       Schreibweise organischer Moleküle, Lewisformeln, Strichschreibweise

7.3       Beispiele: CH4, C2H6, C2H2, C2H2, CHCl3, CH3OH, C6H6

 

8      Wichtige Stoffklassen, allgemein

8.1       Alkane, Alkene, Alkine, Nomenklatur, homologe Reihe

8.2       Halogenalkane

8.3       Wichtige funktionelle Gruppen, Halogene, Alkohole, Amine, Carbonyle

8.4       Einteilung organischer Moleküle nach funktionellen Gruppen

Alkane, Alkene, Alkine, Alkohole, Ether, Amine, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Ester, Amide, Anhydride, Kohlensäuren

8.5       Isomerie, Konstitution, Konformation

 

9     Wichtige Reaktionen organischer Moleküle, allgemein

9.1       Additions-, Eliminierungsreaktion

Hydrierung, Hydratisierung, Halogenierung, Radikalreaktion, Markovnikov-Regel, Seyzeff/Hoffmann-Eliminierung

9.2       Beispiele: Halogenierung von Alkanen, Bromaddition an Alkene, katalytische Hydrierung von Alkenen und Alkinen, HCl-Addition an Alkene, Eliminierung von HCl, Decarboxylierung

9.3       Substitutionsreaktion

            Reaktionsverlauf, SN1-, SN2-Reaktion, Kinetik, Beeinflussung, Konkurrenz Substitution/Eliminierung, Aromatische Substitution am Benzol

9.4              Beispiele

9.5              Stereochemie, Chiralität, D/L-, R/S-Nomenklatur, Waldensche Umkehr

9.6       Polymerisation

 

10         Carbonylreaktionen

10.1     Besondere chemische Eigenschaften von Carbonylen, Polarität, Acidität, Mesomerie, Tautomerie, Enolisierung, Reaktivität, formale Oxidationsstufen

10.2     Aldehyde und Ketone, Addition and die Carbonylgruppe, Reduktion, Oxidation, Aldolreaktion, Imine, Oximbildung, Hydrazonbildung, Halbacetal-/Acetal-Bildung

10.3     Carbonsäuren, Veresterung/Verseifung, Anhydride, Bildung von Amiden, Reduktion, Claisen-Kondenstion

10.4     Spezielle Carbonylreaktionen: Grignard-Reaktion, Knoevenagel-Reaktion, Reaktionen von aromatischen Aldehyden, Ketonen und Carbonsäuren

10.4     Ungesättigte Carbonylverbindungen, Acrolein, Crotonaldehyd, Acrylnitril, Acrylsäure, Michael-Addition, Polymerisation

 

11    Wichtige Substanzklassen

11.1     Alkane, Halogenalkane, Cycloalkane, Alkene, Cycloalkene

11.2     Aromaten, Aromatizität, Substitution am Benzol, o-, m-, p-Isomere,

            kondensierte Aromaten: Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Pyren

11.3     Wichtige Heterocyclen, Pyrrol, Furan, Thiophen, Pyridin, Pyran, Imidazol, Pyrimidin, Pyridazin, Indol, Purin

11.4     Alkohole, Ether, Epoxide, Mercaptane, Thioether, Polyole (Glycerin)

11.5     aliphatische und aromatische Aldehyde und Ketone: Formaldehyd, Acetaldehyd, Aceton, Benzaldehyd, Acetophenon, Benzophenon, Acetale, Imine, Oxime, Hydrazone

11.6     Carbonsäuren, Nomenklatur, Fettsäuren (ungesättigt, gesättigt), Mono-/Dicarbonsäuren, Ester, Lactone, Carbonsäureamide, Lactame, Anhydride, Säurechloride, Nitrile, Imide

11.7     Kohensäuren, Carbonate, Phosgen, Urethane, Harnstoff, Guanidin

11.8     Spezielle Verbindungsklassen: Cyanate, Isocyanate, Thiocyanate

 

12     Naturstoffe

12.1     Aminosäuren, proteinogene Aminosäuren, Seitengruppen, Eigenschaften, Chiralität

12.2     Peptide, Proteine, Eigenschaften, Basizität, Konformation, Bildung und Hydrolyse

12.3     Kohlenhydrate, Triosen, Tetrosen, Pentosen, Hexosen, Aldosen, Ketosen, Pyranosen, Furanosen, Aminozucker, Anomere, Onsäuren, Uronsäuren, Schreibweisen: Fischer, Haworth, sterische Schreibweise, Konformation

12.4     Saccharide, Glycoside, 1,4-, 1,6-Verknüpfung, Saccharose, Lactose, Maltose, Isomaltose, Cyclodextrine, Bildung und Hydrolyse von Sacchariden

12.5     Fette und Lipide, Klassifizierung, Wachse, Sphingolipide, Terpene, Steroide

12.6     Nucleinsäuren, Purin-, Pyrimidinbasen, Nucleoside, Nucleotide, DNA, RNA

12.7     Weitere Naturstoffe: Vitamine, Alkaloide, Hormone, Antibiotika

 
 

Vorlesungsmanuskript:

Part 01 (pp 1-31)

Part 02 (pp 32-52)

Part 03 (pp 53-95)

Part 04 (pp 96-120)

 

Das Vorlesungsmanuskript OC wird im Verauf der Vorlesung erstellt.

Übungsblatt 01 (17.12.08)

Übungsblatt 02 (08.01.09)

Übungsklausur Mol. Med. (04.02.09)

Übungsklausur Mol. Med. Lösungen

Klausur WS 08/09 #1

Klausur WS 08/09 #2


Praktikum (lab course)

Praktikum

(lab course)

  Zeit: ganztags in der vorlesungsfr. Zeit

  Ort: Praktikumsräume H-Bau

  Beginn: siehe Ankündigung

SWS: 7

ECTS (credits): 3

 
 

ACHTUNG!

 

Die Teilnahme an der Sicherheitsbelehrung ist für Teilnahme am Praktikum obligatorisch!

 
 

Das Praktikum Chemie für Mediziner findet in Zweier-Gruppen statt. Siehe: Information for Students