Farmaceutisk kemi, 15 hp

Innehåll

Kursen är indelad i tre huvudmoduler samt två laborativa moduler. Den täcker grundläggande kemi, organisk kemi och biokemi, samt experimentell metodik inom dessa områden.

Modul 1: Allmän kemi (PRO1, 5.0 hp)

Denna modul ger en översikt av grundläggande kemiska principer:

• Atomens elektronstruktur och periodiska systemet: Introduktion till atomens uppbyggnad, elektronstruktur och hur detta relaterar till periodiska systemets organisation.
• Kemisk bindning: Genomgång av olika typer av kemiska bindningar i molekyler, såsom jonbindning, kovalent bindning och metallbindning, samt intermolekylära krafter.
• Tillstånd hos materia: Studier av fasta ämnen, vätskor och gaser samt hur bindningarna påverkar aggregationstillstånd och egenskaper som viskositet, ytspänning och ångtryck.
• Kemiska reaktioner och jämvikter: Introduktion till stökiometri, reaktionshastigheter, kemiska jämvikter och beräkning av jämviktskonstanter.
• Termodynamik: Behandling av begrepp som entalpi, entropi och Gibbs fria energi, samt hur dessa relaterar till kemiska reaktioners drivkraft.
• Redoxreaktioner och elektrokemi: Grundläggande principer för redoxreaktioner, inklusive oxidationstal och elektrolys, samt tillämpningar inom elektrokemi.

Modul 2: Organisk kemi (PRO2, 5.0 hp)

Denna modul fokuserar på kolföreningars kemi:

• Kolföreningarnas struktur och funktionella grupper: Introduktion till organiska molekylers uppbyggnad, namngivning och klassificering baserat på funktionella grupper.
• Reaktioner och egenskaper hos organiska molekyler: Förståelse för hur molekylstruktur påverkar egenskaper som t ex kokpunkt och vattenlöslighet. Genomgång av några av de viktigaste reaktionstyperna inom organisk kemi, inklusive oxidationer, reduktioner, additions- och eliminationsreaktioner, samt reaktioner hos karboxylsyraderivat.
• Stereokemi och isomeri: Förståelse för isomeri, inklusive stereoisomeri och R/S-nomenklatur, samt hur molekylens stereokemi kan påverka dess farmaceutiska egenskaper.

Modul 3: Biokemi (PRO3, 4.0 hp)

Denna modul behandlar de grundläggande biokemiska processerna och molekylerna i levande organismer:

• Biomolekylernas struktur och funktion: Genomgång av aminosyror, proteiner, nukleinsyror, lipider och kolhydrater samt deras biologiska funktioner.
• Cellulära processer: Studier av enzymers funktion, energiomsättning i celler (anabol och katabol metabolism) samt kolhydraters metabolism och hur dessa processer bidrar till energiproduktion.
• Genetisk information: Översikt av DNA-replikation, RNA-transkription och proteinsyntes (translation).

Laborativa moduler

Laborativ modul 0001: Allmän kemi (LAB1, 0.5 hp)

I denna modul utförs experiment inom allmän kemi med fokus på:

• Experimentell metodik: Praktiska övningar som involverar kemisk analys, beräkningar av stökiometri samt undersökning av kemiska reaktioner och jämvikter.
• Rapportering av resultat: Utveckling av färdigheter i att dokumentera och rapportera experimentella resultat i skriftlig form.

Laborativ modul 0002: Organisk kemi och biokemi (LAB2, 0.5 hp)

I denna modul utförs experiment inom organisk kemi och biokemi:

• Organisk kemisk syntes: Praktisk övning i syntes och analys av en organisk läkemedelsförening.
• Biokemiska analyser: Utforskning av grundläggande biokemiska tekniker som innefattar enzymaktivitet, PCR och elektrofores.
• Rapportering av resultat: Utveckling av färdigheter i att dokumentera och rapportera experimentella resultat i skriftlig form.

Förväntade studieresultat

Kunskap och förståelse

Efter avslutad kurs ska den studerande kunna:

• Förklara atomens elektronstruktur och periodiska systemets uppbyggnad, samt hur dessa faktorer relaterar till bindningars polaritet och strukturen hos jonföreningar.
• Beskriva olika typer av kemiska bindningar och deras inverkan på egenskaper som aggregationstillstånd, viskositet, ytspänning och ångtryck hos fasta ämnen, lösningar och gaser.
• Redogöra för kolloidala egenskaper hos lösningar och hantera stökiometri, inklusive koncentrationsberäkningar.
• Beskriva begreppen entalpi, entropi och Gibbs fria energi, samt deras relation till kemiska reaktioners jämviktsegenskaper.
• Förklara grundprinciperna för syra-basreaktioner, redoxreaktioner och buffertsystem, samt utföra relevanta beräkningar.
• Redogöra för olika celltyper och deras morfologi, samt funktionen hos organeller och cellulära komponenter ur ett biokemiskt perspektiv.
• Beskriva struktur och funktion hos biomolekyler såsom aminosyror, lipider, proteiner, nukleinsyror och kolhydrater, samt deras roll i cellens kemiska miljö.
• Förklara enzymers funktion och hur energimetabolism (både anabol och katabol) kopplar till energiproduktion.
• Redogöra för DNA-replikation, RNA-transkription och proteinsyntes, samt deras biologiska betydelse.

Färdigheter och förmåga

Efter avslutad kurs ska den studerande kunna:

• Utföra beräkningar relaterade till kemiska reaktioner, inklusive stökiometri och jämviktskonstanter, samt använda buffertformeln i relevanta sammanhang.
• Kunna identifiera och beskriva olika typer av strukturisomeri samt tillämpa denna kunskap genom att ge exempel på och analysera isomera organiska föreningar.
• Tillämpa kunskaper om molekylstrukturer och stereokemi för att analysera, namnge och klassificera organiska molekyler, inklusive korrekt användning av R, S-nomenklatur för stereoisomerer.
• Kunna identifiera och analysera organiska funktionella grupper i en molekyl samt förutsäga hur de påverkar molekylens kemiska och fysikaliska egenskaper.
• Kunna identifiera, analysera och förutsäga reaktioner i organisk kemi, inklusive reduktioner, oxidationer, additions- och eliminationsreaktioner samt bildandet av karboxylsyraderivat.
• Tillämpa principerna för kromatografiska och masspektrometriska metoder för att separera och analysera organiska föreningar.
• Utföra experiment, analysera data och sammanställa resultat från laborativa övningar inom allmän, organisk och biokemi.
• Skriftligt och muntligt redovisa experimentella resultat på ett vetenskapligt korrekt sätt.

Värderingsförmåga och förhållningssätt

Efter avslutad kurs ska den studerande kunna:

• Diskutera och reflektera över molekylers struktur och deras biologiska funktion i olika biokemiska processer.
• Förklara och värdera hur enzymers funktion och energimetabolism påverkar cellulära processer och energiproduktion under både aeroba och anaeroba förhållanden.
• Reflektera över och värdera hur separationsmetoder, såsom kromatografi och masspektrometri, kan tillämpas för analys inom organisk och farmaceutisk kemi.
• Diskutera och analysera termodynamikens grundprinciper, inklusive entalpi, entropi och Gibbs fria energi, och hur dessa faktorer påverkar spontanitet och jämviktsförhållanden i kemiska reaktioner.

Behörighetskrav

Grundläggande behörighet och Biologi 2/nivå 2, Fysik 1a eller 1b1+1b2/nivå 1b eller 1a2, Kemi 2/nivå 2, Matematik 4 eller Matematik fortsättning nivå 2 eller Matematik D

Undervisningens upplägg

Kursen är nätbaserad och omfattar en mångsidig undervisningsstruktur bestående av föreläsningar, där majoriteten är videoföreläsningar, samt självstudier, seminarier och problemlösning. Alla laborativa moment genomförs i Umeå och leds av lärare från Umeå universitet. Under kursens gång har studenterna kontinuerlig tillgång till lärarstöd via Internet. Observera att laborationerna är obligatoriska.

Examination

Kursen avslutas med en skriftlig tentamen. Deltagande i obligatoriska laborationer och gruppövningar bidrar också till examinationen för respektive moment. Laborationsarbete bedöms som antingen Godkänd (G) eller Underkänd (U). Betygen på den skriftliga tentamen sätts som Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG). För hela kursen sätts betygen Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG). En student som har godkänts på provet får inte genomgå förnyat prov för att uppnå ett högre betyg. Om en student har misslyckats på två prov för en kurs eller en del av en kurs, har hen rätt att begära en ny examinator, om inte särskilda skäl talar emot detta (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till Kemiska institutionen.

För att erhålla betyget Väl godkänd (VG) krävs det att studenten har fått VG på minst två av de tre teoretiska modulerna.

För student som har beslut om rekommenderat stöd på grund av funktionsnedsättning kan Examinator besluta om avsteg från kursplanens examinationsform. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov och kursens förväntade studieresultat. För mer information se Handläggningsordning för stöd till studenter med funktionsnedsättning samt Regel för betyg och examination.

Övergångsbestämmelser

Om kursplanen upphör att gälla eller genomgår större förändringar garanteras studenterna minst tre tentamenstillfällen (inklusive det ordinarie tentamenstillfället) enligt reglerna i den kursplan som studenten ursprungligen registrerades under, i högst två år från det datum då den tidigare kursplanen upphörde att gälla.