Вопросы к зачетному занятию по дисциплине «Органическая

Вопросы к зачетному занятию по дисциплине «Органическая
химия» направление подготовки «Педагогическое образование»
1. Классификация и номеклатура органических соединений. Заместительная,
радикало-функциональная и тривиальная номенклатуры. Химическая связь,
Типы гибридизации атомов углерода, σ- и π-связи. Индуктивные и
мезомерные эффекты заместителей. Резонансные структуры.
2. Способы изображения пространственного строения молекул с sp3гибридизованным
углеродом.
Проекции
Ньюмена.
Конформации,
конформеры.
3. Хиральность. Условия необходимые для возникновения хиральности.
Энантиомеры. Рацематы. Принципы D,L- и R,S-номенклатуры. Определение
старшинства заместителей. Абсолютная и относительная конфигурации,
проекционные формулы (Э.Фишер).
4. Кислотность и основность органических соединений по Бренстеду, по
Льюису. Принцип ЖМКО.
8. Алканы. Методы синтеза алканов. Конформации этана, пропана, бутана.
Химические
свойства.
Реакции
свободнорадикального
замещения
(хлорирования,
бромирования,
нитрования,
сульфохлорирования).
Селективность радикальных реакций и относительная стабильность
алкильных радикалов.
9. Циклоалканы и их производные. Типы напряжений в циклоалканах.
Строение циклопропана, циклобутана, циклопентана и циклогексана.
Конформации моно- и дизамещенных циклогексана. Методы синтеза
циклопропана, циклобутана и их производных. Химические свойства малых
циклов (реакции с галогенами и галогеноводородами).
10. Алкены. Геометрическая изомерия (Е, Z-номенклатура). Методы
синтеза. Правило Зайцева. Реакции восстановления и окисления двойной
связи, реакции озонирования. Регио- и стереоселективное присоединение
гидридов бора. Аллильное галогенирование.
11. Алкены. Реакции электрофильного присоединений. Механизм, σ- и πкомплексы. Современное толкование правила Марковникова. Присоединение
галогенов, галогеноводородов, воды, спиртов. Реакции радикального
присоединения бромистого водорода, H2S, RSH и полигалогенметанов к
алкенам.
12. Алкины. Методы получения алкинов. реакции электрофильного
присоединения к алкинам – галогенирование, гидрогалогенирование,
гидратация.
Восстановление
алкинов.
СН-кислотность
алкинов.
Ацетилениды.
13. Диены. Электрофильное присоединение к диенам – кинетический и
термодинамический контроль реакции. Полимеризация диенов. Реакция
Дильса-Альдера. Диены и диенофилы.
14. Арены. Концепция ароматичности. Правило Хюккеля. Ароматические
катионы и анионы. Получение ароматических углеводородов в
промышленности. Химические свойства аренов – фотохимическое
хлорирование бензола и алкилбензолов, окисление алкилбензолов.
15. Реакции электрофильного замещения в ряду ароматических
соединений. Представления о механизме реакции, σ- и π-комплексы. Влияние
природы заместителей на ориентацию и скорость реакций электрофильного
замещения.
16. Реакции нитрования – нитрующие агенты, механизм реакции.
Нитрование
бензола,
нафталина
и
их
производных.
Реакции
галогенирования. Галогенирующие агенты. Механизм галогенирования
аренов и их производных.
17. Сульфирование. Сульфирующие агенты. Механизм реакции.
Кинетический и термодинамический контроль в реакциях сульфирования на
примере фенола и нафталина. Обратимость реакции сульфирования.
18. Алкилирование аренов по Фриделю-Крафтсу. Алкилирующие агенты и
механизм реакции. Побочные процессы – изомеризация алкилирующего
агента и алкилбензолов.
19. Ацилирование аренов по Фриделю-Крафтсу. Ацилирующие агенты и
механизм реакции.
20. Механизмы реакций нуклеофильного замещения в ароматическом
ряду: через дигидробензол и путем образования анионных σ-комплексов
Мейзенгеймера.
21. Реакции нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода в
алкилгалогенидах (получение спиртов, тиолов, аминов и т.п.).
Классификация механизмов реакций нуклеофильного замещения.
22. Реакции нуклеофильного замещения. Механизм SN2. Кинетика,
влияние природы радикала и уходящей группы субстрата, природы
нуклеофильного агента и растворителя на скорость SN2 реакции.
Стереохимия реакции.
23. Реакции нуклеофильного замещения. Механизм SN1. Кинетика,
стереохимия реакции. Роль природы радикала, уходящей группы,
растворителя. Карбокатионы, факторы, влияющие на их устойчивость.
Перегруппировки карбокатионов. Понятие об ионных парах. Амбидентные
нуклеофилы (нитро-, циан- и родан-анионы).
24.
Реакции
β-элиминирования.
Механизмы
β-элиминирования.
Конкуренция процессов Е2 и SN2, Е1 и SN1. Факторы, влияющие на эту
конкуренцию.
25. Реакция α-элиминирования. Генерирование карбенов. Понятие о
межфазном катализе. Присоединение карбенов к алкенам.
26.Одноатомные спирты. Классификация, методы синтеза. Химические
свойства спиртов. Замещение гидроксильной группы на галоген.
Дегидратация спиртов.
27.Различное отношение спиртов к окислителям. Использование этих
реакций для получения альдегидов, кетонов, карбоновых кислот, для
идентификации первичных, вторичных и третичных спиртов и для
прогнозирования возможных метаболических превращений в организме
соединений, содержащих спиртовую группу.
28.Многоатомные спирты. Этиленгликоль и глицерин. Методы синтеза.
Свойства – окисление, ацилирование, дегидратация. Окислительное
расщепление 1,2-диолов (иодная кислота, тетраацетат свинца).
Пинаколиновая перегруппировка.
29.Фенолы. Методы синтеза фенолов. Кислотные свойства фенолов, простые
и сложные эфиры фенолов. Реакции электрофильного замещения в
ароматическом
ядре
фенолов
(нитрование,
нитрозирование,
алкилирование и ацилирование). Карбоксилирование, формилирование
фенолов.
30.Простые эфиры. Методы синтеза. Свойства: образование оксониевых
солей, расщепление, галогеноводородными кислотами, гидроперекиси.
Краун-эфиры.
31.Альдегиды и кетоны. Методы получения. Влияние природы и строения
радикала на карбонильную активность. Химические свойства
карбонильных соединений. Механизмы нуклеофильного присоединения
по карбонильной группе воды и спиртов: гидратация, полуацетали и
ацетали. Циангидрины.
32.Реакции
карбонильных
соединений
с
металлоорганическими
соединениями, ацетиленидами, реакция Виттига. Реакции восстановления
карбонильных соединений, с литийалюминийгидридом, ион-радикальная
димеризация альдегидов и кетонов.
33.Реакции карбонильных соединений с аммиаком и его производными
(гидроксиламином, гидразином, семикарбазидом и тиосемикарбазидом).
Реакции окисления и автоокисления альдегидов.
34.Кето-енольная
таутомерия.
Альдольно-кротоновая
конденсация
альдегидов и кетонов в кислой и щелочной среде. Карбонильная и
карбанионная составляющие.
35.Карбоновые кислоты. Методы синтеза. Промышленное получение
муравьиной и уксусной кислот. Физико-химические свойства кислот,
ассоциация, диссоциация. Кислотность, ее зависимость от структуры
алкильной и арильной цепи. Пиролитическая кетонизация, электролиз
солей по Кольбе, декарбоксилирование по Хунсдиккеру.
36.Ангидриды и галогенангидриды кислот. Получение ангидридов реакцией
кислот с водоотнимающими средствами. Получение галогенангидридов
реакцией карбоновых кислот с галогенангидридами минеральных кислот.
Реакции ангидридов и галогенангидридов карбоновых кислот с
нуклеофильными агентами. Восстановление ангидридов.
37.Сложные эфиры. Методы синтеза. Химические свойства: гидролиз,
аммонолиз,
переэтерификация,
взаимодействие
с
магнийи
литийорганическими соединениями. Восстановление. Ацилоиновая
конденсация.
38.Амиды. Строение карбонильной группы. Методы синтеза амидов.
Химические свойства амидов: гидролиз, восстановление, дегидратация.
Перегруппировка А.Гофмана.
39.Производные угольной кислоты: фосген, мочевина и ее производные,
эфиры угольной кислоты, изоцианаты, уретаны, ксантогенаты.
40.Двухосновные карбоновые кислоты. Методы синтеза щавелевой,
малоновой, янтарной, глутаровой и адипиновой кислот. Диэтилоксалат в
сложноэфирной конденсации.
41.Малоновая кислота. Синтезы на основе малонового эфира. Реакции
Михаэля, Кневенагеля (присоединение карбанионов к активированной
двойной связи, конденсации с альдегидами). Янтарная кислота, Nбромсукцинимид.
42.Нитроалканы. Методы синтеза из галогеналканов (амбидентный характер
нитрат-иона). Кислотность и таутомерия нитроалканов. Реакции
нитроалканов с азотистой кислотой.
43.Ароматические нитросоединения. Восстановление нитроаренов в кислой
и щелочной средах. Промежуточные продукты восстановления
нитрогруппы. Бензидиновая перегруппировка. Восстановление одной
нитрогруппы в полинитроаренах.
44.Амины. Классификация. Методы синтеза из галогеналканов.
Восстановительное
аминирование
карбонильных
соединений.
Основность. Сравнительная оценка основных свойств аминов во
взаимосвязи с электронными эффектами радикалов и сольватационными
эффектами среды как основа для прогнозирования возможных реакций
солеобразования, использующихся при создании водорастворимых
лекарственных форм и в анализе лекарственных средств.
45.Алкилирование и ацилирование аминов. Взаимодействие первичных,
вторичных и третичных аминов с бензолсульфохлоридом (проба
Хинсберга), с азотистой кислотой.
46. Реакции электрофильного замещения в бензольном ядре ароматических
аминов. Сульфирование анилина (сульфаниловая кислота). Представление о
сульфамидных препаратах.
47. Гидроксикислоты. Методы получения и химические свойства.
Различное поведение при нагревании α-, β- и γ-гидроксикислот.
48. Аминокислоты. Методы получения и химические свойства. Различное
поведение при нагревании α-, β- и γ-аминокислот.
49. Оксокислоты. Пировиноградная, ацетоуксусная и оксоглутаровая
кислота. Ацетоуксусный эфир и его использование в синтезе. Кето-енольная
таутомерия, реакции енольной и кетонной форм.
50. α-Аминокислоты. Классификация. Кислотно-основные свойства.
Изоэлектрическая точка. Синтезы -аминокислот и разделение рацемических
форм. Реакции аминокислот по аминогруппе, карбоксильной группе.
Поведение α-аминокислот при нагревании.
51. Пептиды. Основные принципы синтеза полипептидов: защита
аминогруппы и активация карбоксильной группы. Твердофазный синтез
пептидов. Общие принципы определения строения пептидов и белков.
Первичная, вторичная и третичная структуры белков. Понятие о ферментах и
ферментативном катализе.
52. Моносахариды. Классификация. Стереохимия моносахаридов и проекции
Фишера. Циклические полуацетали, -, и -анамеры. Мутаротация. Формулы
Хеуорса для анамерных моносахаридов. Таутомерия циклических и
открытых форм в растворах моносахаридов. Конформации пиранозного
цикла.
53. Реакции моносахаридов. Эпимиризация моносахаридов в щелочных
средах. Получение глюкозидов. Алкилирование и ацилирование
моносахаридов. Окисление и восстановление моносахаридов. Озазоны.
54. Дисахариды (биозы): мальтоза, целлобиоза, лактоза, сахароза.
Восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды.
55. Гомо- и гетерополисахариды. Принципы строения первичной и
вторичной структуры важнейших полисахаридов и их биологическое
значение.
56. Пятичленные гетероциклы − фуран, тиофен, пиррол. Методы синтеза,
взаимные переходы (Юрьев). Реакции электрофильного замещения в
пятичленных гетероциклах. Фуран в качестве диена.
57. Индол. Синтез производных индола из фенилгидразина и кетонов
(Фишер). Реакции электрофильного замещения в пиррольном кольце индола
(нитрование, формилирование, галогенирование). Алкилирование по атому
азота.
58. Пиридин, хинолин, изохинолин, их ароматичность. Методы синтеза
хинолина и замещенных хинолинов по Скрауну и Дебнеру-Миллеру.
Пиридин и хинолин как основания, их реакции с алкилгалогенидами.
Реакции окисления и восстановления.
59. Реакции электрофильного замещения в пиридине и хинолине и их Nокисях (нитрование, сульфирование, галогенирование). Нуклеофильное
замещение в реакциях с амидом натрия (Чичибанин). Метилпиридины и
метилхинолины как метиленовые компоненты в конденсациях с
альдегидами.
60. Конденсированные гетероциклы. Лактим-лактамная таутомерия
гидроксипроизводных
конденсированных
гетероциклов.
Алкалоиды.
Качественные реакции на некоторые алкалоиды и конденсированные
гетероциклы.
61. Нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые основания (урацил, тимин,
цитозин, аденин, гуанин), нуклеозиды и нуклеотиды. Первичная структура
ДНК и РНК. Биологическая функция ДНК.
62. Тепреноиды. Биогенетическое родство терпенов, каротиноидов и
стероидов. Изопреновое правило и «архитектура» углеродного скелета
изопреноидов. Пинен, лимонен, ментол, камфора.
63. Стероиды. Классификация стероидов на основе структуры
углеводородных заместителей в карбоциклической системе гонана.
Номенклатура стероидов. Реакционная способность стероидов, содержащих
кратные связи, гидроксильные и карбонильные группы, как основа синтеза и
анализа лекарственных средств.
64. Простые омыляемые липиды. Классификация. Триацилглицерины.
Реакционная способность (кислотный и щелочной гидролиз, гидрогенизация,
реакции присоединения, окисления) как химическая основа оценки качества
масел и жиров.
65. Сложные омыляемые липиды. Фосфолипиды. L-глицерофосфат.
Сфинголипиды. Принципы строения.
Заведующий кафедрой химии,
д.х.н., профессор
А. К. Брель