вопросы к экзамену по органике

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ

ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Предмет органической химии, исторические аспекты развития органической химии как науки. Теория А.М. Бутлерова.

Электронное строение атома углерода, виды гибридизации.

Виды структурной и пространственной изомерии. Конфигурационная стереоизомерия. Хиральность. Энантиомеры и диастереомеры. Конформационная стереоизомерия.

Способы изображения пространственного строения органических молекул.

Электронное строение ковалентной связи, типы ковалентной связи. Свойства ковалентной связи (длина и энергия связи, полярность и поляризуемость связи, направленность связи в пространстве).

Сопряженные системы с открытой и замкнутой цепью, типы сопряжения (p,π- и π,π-сопряжение). Взаимное влияние атомов в органических молекулах и способы его передачи. Индуктивный эффект. Мезомерный эффект.

Понятия кислотности и оснóвности органических соединений по Брёнстеду-Лоури и Льюису. Влияние кислотно-основных свойств на биологическую активность лекарственных препаратов.

Алканы. Номенклатура, изомерия, способы получения Реакции радикального замещения.

Циклоалканы. Малые циклы. Особенности химических свойств малых циклов. Конформации циклогексана. Аксиальные и экваториальные связи.

Алкены. Номенклатура, изомерия. Основные способы получения. Особенности химического строения алкенов: sp2-гибридизация, σ- и π-связи. Химические свойства алкенов. Реакции электрофильного присоединения. Правило Марковникова. Окисление алкенов.

Диены. Классификация. Изомерия, номенклатура. Особенности строения алкадиенов с кумулированными и сопряжёнными связями. Химические свойства сопряжённых диенов.

Алкины. Номенклатура, изомерия. Электронное строение ацетилена. Способы получения. Химические свойства алкинов (присоединение, замещение, циклоолигомеризация).

Ароматические углеводороды. Моноядерные арены (представители класса). Влияние заместителей на направление и скорость электрофильного замещения.

Органические галогениды. Номенклатура. Получение. Реакции нуклеофильного замещения. Химические свойства галогеналканов. Реакции отщепления (элиминирования). Правило Зайцева.

Классификация и номенклатура спиртов, фенолов, простых эфиров, тиолов и сульфидов. Кислотно-основные свойства. Способы получения и химические свойства спиртов, фенолов, простых эфиров, тиолов и сульфидов. Качественные реакции на одноатомные, многоатомные спирты и фенолы.

Классификация и номенклатура альдегидов и кетонов. Реакции нуклеофильного присоединения спиртов, синильной кислоты, гидросульфита натрия, азотсодержащих соединений. Механизмы реакций. Реакции альдольного присоединения (альдольной конденсации) и диспропорционирования (реакция Канниццаро). Качественные реакции на альдегиды и галоформные реакции на метилкетоны. Реакции окисления и восстановления альдегидов и кетонов.

Классификация и номенклатура карбоновых кислот и их функциональных производных. Кислотные свойства. Реакции нуклеофильного замещения – получения функциональных производных карбоновых кислот (сложных эфиров, амидов, ангидридов, галогенангидридов, нитрилов). Реакции кислотного и щелочного гидролиза сложных эфиров. Качественные и специфические реакции карбоновых кислот. Специфические реакции двухосновных карбоновых кислот (щавелевой, малоновой, янтарной, глутаровой).

Классификация и номенклатура гидрокси-, феноло- и оксокарбоновых кислот. Способы получения гидрокси- и феноло- и оксокарбоновых кислот с различной удаленностью друг от друга функциональных групп. Химические свойства гидрокси- и фенолокарбоновых кислот: реакции гидроксильной и карбоксильной групп, качественные реакции. Специфические реакции α-, β-, γ- гидроксикарбоновых кислотах (отношение их к нагреванию).

Реакции получения применяемых в медицине производных салициловой кислоты (салицилат натрия, салол, метилсалицилат, ацетилсалициловая кислота).

Химические свойства оксокислот: реакции карбонильной и карбоксильной групп. Кето-енольная туатомерия β-кетонокислот, реакции, доказывающие наличие кетонной и енольной форм.

Классификация и номенклатура производных угольной кислоты, сульфокислот и производных сульфаниловой кислоты.

Амины, способы получения первичных, вторичных и третичных алифатических и ароматических аминов. Различия в основных свойствах первичных, вторичных, третичных алифатических и ароматических аминов. Реакции солеобразования. Реакции взаимодействия с электрофильными реагентами: алкилирование и ацилирование. реакции взаимодействия первичных, вторичных, третичных алифатических и ароматических аминов с азотистой кислотой. Реакция образования изонитрилов как качественная для первичных аминов.

Диазо- и азосоединения, классификация и номенклатура. Способы получения солей диазония. Реакции солей диазония с выделением азота. Реакции солей диазония без выделением азота. Химические свойства азосоединений: реакции восстановления азосоединений в мягких и жестких условиях.

Аминокислоты, классификация и изомерия алифатических и ароматических аминокислот, их физические свойства. Кислотные и основные свойства аминокислот. Реакции, доказывающие их амфотерный характер. Реакции аминогруппы: взаимодействия с азотистой кислотой, с формальдегидом, с 2,4-динитрофторбензолом, реакции ацилирования. Реакции карбоксильной группы: образование сложных эфиров, галогенангидридов, реакции декарбоксилирования. Специфические реакции α-, β-, γ- аминокислот – отношение их к нагреванию.

Классификация α-аминокислот в зависимости от химической природы радикала, кислотно-основных свойств и биологического значения. Номенклатура α-аминокислот, входящих в состав белков: глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин, серин, треонин, цистеин, цистин, метионин, орнитин, лизин, аргинин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты, фенилаланин, тирозин, триптофан, гистидин, пролин, оксипролин.

Реакции поликонденсации α-аминокислот – образования пептидной связи. Схема синтеза дипептидов, используя операции «защиты», «активации» и «снятия защиты». Качественные реакции на α-аминокислоты, пептиды, белки: биуретовая, нингидриновая, ксантопротеиновая и цистеиновая реакции.

Отдельные представители аминокислот: γ-аминомасляная кислота, пирацетам, фенибут, пикамилон, ε-аминокапроновая кислота, антраниловая кислота, пара-аминобензойная кислота, анестезин, новокаин.

Углеводы. Классификация, строение и стереоизомерия моносахаридов: глюкозы, фруктозы, маннозы, галактозы, рибозы, дезоксирибозы, ксилозы, арабинозы. Их медико-биологическое значение. Оксо-гидрокси таутомерия моносахаридов (формулы Фишера, Колли-Толленса, Хеуорса), образование пиранозных и фуранозных циклов. Явление мутаротации моносахаридов. Пространственное строение циклических форм моносахаридов, конформационные формулы Ривза.

Химические свойства моносахаридов: качественные реакции на альдегидную группу (восстановление реактивов Толленса и Фелинга) и виц-диольный фрагмент многоатомных спиртов, на фруктозу (реакция Селиванова). Реакции окисления и восстановления моносахаридов: образование гликоновых, гликаровых и уроновых кислот, окисление фруктозы по правилу Попова, образование многоатомных спиртов.

Реакции карбонильной группы в моносахаридах (нуклеофильного присоединения), образование озазонов. Реакции спиртовых гидроксилов в моносахаридах (нуклеофильного замещения): образование простых и сложных эфиров, гидролиз продуктов замещения в кислой и щелочной среде.

Специфические свойства моносахаридов: образование O- и N- гликозидов и их гидролиз в кислой среде, эпимеризация, отношение к разбавленным кислотам при нагревании, брожение (спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, лимоннокислое). Получение аскорбиновой кислоты из глюкозы.

Классификация, строение и стереоизомерия олигосахаридов: мальтозы, целлобиозы, лактозы и сахарозы. Их медико-биологическое значение. Принцип строения и гидрокси-оксо таутомерия дисахаридов. Явление инверсии сахарозы. Реакции, доказывающие восстанавливающий характер дисахаридов: качественные реакции на альдегидную группу (восстановление реактивов Толленса и Фелинга).

Реакции восстанавливающих дисахаридов: реакция мягкого окисления до бионовых кислот, реакции нуклеофильного присоединения, образования озазонов, реакции образования гликозидов (взаимодействие со спиртами) и их гидролиз в кислой среде.

Реакции восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов: алкилирования (образование простых эфиров) и ацилирования (образование сложных эфиров). Гидролиз продуктов замещения в кислой и щелочной среде.

Отдельные представители моносахаридов: глюконат кальция, глюкуроновая кислота, сорбит, ксилит, глюкозамин, галактозамин, N-ацетилглюкозамин, аскорбиновая кислота (витамин С).

Классификация и строение гомополисахаридов: растительного крахмала, гликогена, декстранов, целлюлозы, хитина. Их медико-биологическое значение. Химические свойства гомополисахаридов: реакции их гидролиза, качественные реакции на крахмал и гликоген, реакции образования сложных и простых эфиров клетчатки. Превращение крахмала в организме человека.

Классификация и строение гетерополисахаридов: гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты -4 и- 6, гепарин. Их медико-биологическое значение. Реакции гидролиза гетерополисахаридов.

Отдельные представители полисахаридов: коллоксилин и коллодий, пироксилин, метилцеллюлоза, полиглюкин (реополиглюкин), карбоксиметилцеллюлоза, диэтиламиноэтилцеллюлоза.

Классификация липидов: омыляемые (простые, сложные) и неомыляемые (терпены, стероиды).

Простые омыляемые липиды – триацилглицерины (жиры, масла): общая формула, строение, номенклатура, способы получения, медико-биологическое значение. Высшие жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая) как структурные компоненты триацилглицеринов.

Химические свойства триацилглицеринов: гидролиз (получение твердого и жидкого мыла), гидрогенизация, галогенирование, окисление жиров и масел (йодное число, число омыления, кислотное число).

Воски: классификация, строение. Высшие одноатомные спирты (цетиловый, мирициловый). Пчелиный воск. Спермацет. Твины.

Сложные липиды (фосфолипиды, гликолипиды, сфинголипиды): общая формула, строение, классификация, медико-биологическое значение. Фосфолипиды. Фосфатидная кислота. Коламин, холин. Биполярная структура. Гидролиз фосфолипидов.

Неомыляемые липиды. Классификация изопреноидов: терпены (монотерпены, сесквитерпены, дитерпены, тритерпены, тетратерпены, политерпены), стероиды (мужские и женские половые гормоны, кортикостероиды, желчные кислоты, стерины).

Изопреновое правило. Монотерпены. Ациклические (изомеры цитраля: мирцен, оцимен, геранеол, нерол), моноциклические (лимонен, ментан, цимол), бициклические (α- и β-пинен, борнеол, камфора, бромкамфора) терпены. Ментан и его производные, применяемые в медицине: ментол, тимол, терпин. Каротиноиды (тетратерпены): β-каротин (провитамин А). Дитерпены: ретинол (витамин А), ретиналь.

Стероиды. Строение стерана (гонана). Родоначальные углеводороды стероидов: андростан, эстран, прегнан, холан, холестан.

Стерины (стеролы): зоостерины, фитостерины и микостерины. Холестерин, эргостерин (эргостерол), витамин Д2.

Желчные кислоты: холевая (гликохолевая и таурохолевая), дезоксихолевая и липохолевая кислоты.

Стероидные гормоны: половые и коры надпочечников. Половые гормоны: андрогены (тестостерон, андростерон), эстрогены (эстрадиол, эстрон, эстратриол) и гестогены (прогестерон).

Кортикостероиды: глюкокортикоиды (кортизон, гидрокортизон, преднизолон) и минералокортикоиды (альдостерон, дезоксикортикостерон).

Агликоны сердечных гликозидов (карденолиды и буфадиенолиды): дигитоксигенин, строфантидин. Общий принцип строения сердечных гликозидов. Углеводы сердечных гликозидов (дигитоксоза, цимароза, дигиталоза, фукоза). Химические свойства стероидов, обусловленные функциональными группами.

Классификация гетероциклических соединений по размеру цикла, по природе гетероатома, по степени насыщенности. Ароматичность гетероциклических соединений, образование сопряженных систем с гетероатомами, электронное строение атомов азота пиррольного и пиридинового типов, π-избыточные и π-недостаточные системы.

Кислотно-оснóвные свойства гетероциклических соединений, реакции солеобразования.

Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Ароматические представители: пиррол, тиофен, фуран. Общие способы получения. Понятие ацидофобности. Реакции электрофильного замещения, ориентация замещения. Особенности реакций нитрования, сульфирования, ацилирования и галогенирования ацидофобных гетероциклов.

Реакции восстановления, сравнительная характеристика основных свойств продуктов гидрирования пиррола. Пиррол и его производные. Пирролидон-2, получение, полимеризация с ацетиленом. Поливинилпирролидон, пролин, оксипролин, порфин, строение медико-биологическое значение.

Фуран и его производные. Фурфурол, получение семикарбазона 5-нитрофурфурола (фурацилина).

Индол, строение, получение, кислотно-основные свойства и реакции солеобразования, реакции электрофильного замещения (нитрования, сульфирования, галогенирования). Наиболее важные производные индола: скатол, гетероауксин, индометацин, триптофан и серотонин.

Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами. Ароматические представители: пиразол, имидазол. Строение, характеристика реакционной способности, прототропная (азольная) таутомерия. Кислотно-основные свойства, реакции солеобразования, реакции электрофильного замещения в пиразоле и имидазоле.

Пиразолоны, таутомерия. Лекарственные средства на основе пиразолона-5 (антипирин, йодантипирин, амидопирин, анальгин). Качественная реакция на антипирин с азотистой кислотой.

Производные имидазола: гистидин, гистамин, бензимидазол, дибазол. Строение, способы получения, медико-биологическое значение.

Классификация шестичленных гетероциклов с одним гетероатомом. Ароматические представители гетероциклов с одним атомом азота (азинов): пиридин, хинолин, изохинолин, акридин. Строение, способы получения, реакционная способность.

Пиридин. Основные свойства (реакции по атому азота). Реакции электрофильного замещения (нитрование, сульфирование, галогенирование). Реакции нуклеофильного замещения (аминирование, гидроксилирование). Реакции восстановления.

Гомологи пиридина: α-, β-, γ- пиколины, их окисление. Никотиновая и изоникотиновая кислоты, их кислотно-основные свойства, реакции солеобразования и нуклеофильного замещения. Амид никотиновой кислоты (витамин РР), гидразид изоникотиновой кислоты (изониазид), фтивазид, пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин, их строение и лекарственное значение.

Хинолин. Основные и нуклеофильные свойства, реакции, протекающие с участием гетероатома (солеобразования, алкилирования, ацилирования). Реакции электрофильного замещения (нитрования, сульфирования). Реакции нуклеофильного замещения (аминирование, гидроксилирование). Реакции окисления и восстановления. Нитроксолин (5-нок) и оксин, строение, получение и лекарственное значение.

Классификация шестичленных гетероциклов с двумя гетероатомами. Ароматические представители диазинов: пиримидин, пиразин, пиридазин. Физические свойства, оценка реакционной способности.

Пиримидин и его гидрокси- и аминопроизводные: урацил, тимин, цитозин – компоненты нуклеотидов.

Пурин. Строение, прототропная (азольная) таутомерия, кислотно-основные свойства, реакции солеобразования. Оксопурины: мочевая кислота, ксантин, гипоксантин. Строение, лактам-лактимная и прототропная (азольная) таутомерия.

Мочевая кислота. Физические свойства, образование солей со щелочами, медико-биологическое значение мочевой кислоты. Реакции нуклеофильного замещения тригидрокси формы мочевой кислоты. Синтез производных пурина на основе 2,6,8-трихлорпурина. Мурексидная реакция – качественная реакция на мочевую кислоту и производные пурина.

Гипоксантин и ксантин. Строение, амфотерный характер, реакции солеобразования. Важнейшие производные ксантина: теофиллин, теобромин и кофеин. Строение, медико-биологическое значение.

Аминопурины: гуанин, аденин. Строение, лактам-лактимная таутомерия, медико-биологическое значение.

Алкалоиды. Классификация, строение, кислотно-основные свойства, медико-биологическое значение.

Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК, классификация, состав, строение, организация, медико-биологическое значение. Состав и строение компонентов, входящих в ДНК и РНК. Нуклеозиды и нуклеотиды, состав, строение, гидролиз.

Мономерные биологически важные нуклеозидполифосфаты (АМФ, АДФ и АТФ). Строение, медико-биологическое значение.

Предыдущий:

Следующий: