Вопросы к экзамену по дисциплине «Органическая химия» для студентов специальности «Фармация» (очно-заочное отделение). IV семестр

1. Классификационные признаки органических соединений: строение углеродного скелета и природа функциональной группы. Функциональные группы, органические радикалы. Основные классы органических соединений.

2. Основные правила систематической номенклатуры ИЮПАК для органических соединений; заместительная и радикально-функциональная номенклатура. Родоначальная структура, заместители, характеристические группы. Принципы построения систематических названий.

3. Изомерия как специфическое явление органической химии. Структурная изомерия.

4. Типы химических связей в органических соединениях. Локализованная химическая связь. Ковалентные - и -связи Донорно-акцепторные и водородные связи. Строение двойных (С=С. С=O, C=N) и тройных (СС и CN) связей: их основные характеристики (длина, энергия, полярность, поляризуемость).

5. Делокализованная химическая связь, - и р- cопряжение. Сопряженные системы с открытой и замкнутой цепью. Энергия сопряжения. Ароматичность бензоидных и небензоидных соединений.

6. Взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений и способы его передачи. Индуктивный эффект. Мезомерный эффект. Электронодонорные и электроноакцепторные заместители. Пространственные эффекты.

7. Пространственное строение органических соединений. Конфигурация и конформация - важнейшие понятия стереохимии. Способы изображения пространственного строения молекул, молекулярные модели, стереохимические и проекционные формулы.

8. Конфигурационные стереоизомеры. Хиральные и ахиральные молекулы. Асимметрический атом углерода как центр хиральности.

9. Энантиомерия. Оптическая активность энантиомеров. Рацематы. Способы разделения рацематов. D,L-система стереохимической номенклатуры.

10. Диастереомерия.  и -Диастереомеры. E,Z-Система обозначения конфигурации - днастереомеров.

11. Конформации. Возникновение конформаций в результате вращения вокруг -связей; факторы, затрудняющие вращение. Торсионное и Ван-дер-ваальсовое напряжение. Энергетическая характеристика заслоненных и заторможенных конформацнй открытых цепей.

12. Кислотные и основные свойства органических соединений; теории Брёнстеда-Лоури. Типы органических кислот (ОН-. SH-. NH- и СН-кнслоты) и оснований (-основания, n-основания).

13. Факторы, определяющие кислотность и основность: электроотрицательность и поляризуемость атома кислотного и основного центров, делокализация заряда по системе сопряженных связей, электронные эффекты заместителей, сольватационный эффект.

14. Классификация органических реакций по характеру изменения связей в реагирующих веществах, по направлению, по числу молекул, принимающих участие в стадии, определяющей скорость реакции. Реакционный центр, субстрат, реагент. Типы реагентов. Строение промежуточных активных частиц (карбокатионов, карбанионов, свободных радикалов). Переходное состояние. Снижение энергетического барьера в каталитических процессах.

15. Алканы. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения и природные источники алканов. Реакции радикального замещения: галогенирование. Способы образования свободных радикалов и факторы, определяющие их устойчивость. Понятие о цепных процессах. Региоселективность радикального замещения.

16. Циклоалканы. Классификация. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения. Нормальные циклы. Конформации циклогексана, виды напряжений. Аксиальные и экваториальные связи в конформации кресла циклогексана. Инверсия цикла в производных циклогексана.

17. Алкены. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения. Реакции электрофильного присоединения. Присоединение галогенов, гидрогалогенирование, гидратация и роль кислотного катализа. Правило Марковникова, его современная интерпретация. Окисление алкенов - мягкое (гидроксилирование). Каталитическое гидрирование.

18. Диены. Классификация. Сопряженные диены. Способы получения. Реакции электрофильного присоединения (гидрогалогенирование. присоединение галогенов). Особенности присоединения в ряду сопряженных диенов.

19. Алкины. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения. Реакции электрофильного присоединения (гидрогалогенирование. присоединение галогенов). Реакции нуклеофильного присоединения (гидратация). Образование ацетиленидов как следствие СН-кислотных свойств.

20. Понятие о высокомолекулярных соединениях. Полимеризация виниловых и диеновых соединений.

21. Арены. Классификация. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения. Ароматические свойства. Реакции электрофильного замещения. Галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование, ацилирование аренов. Влияние электроно- донорных и электроноакцепторных заместителей на направление и скорость реакции электрофильного замещения. Ориентанты I и II рода. Согласованная и несогласованная ориентация. Реакции боковых цепей в алкилбензолах - радикальное замещение, окисление.

22. Важнейшие реакции многоядерных аренов с изолированными кольцами. Бензол, толуол, ксилолы, кумол, бифенил, дифенилметан, трифенилметан, конденсированные арены. Нафталин, ароматические свойства. Реакции электрофильного замещения (сульфирование, нитрование). Ориентация замещения в ряду нафталина. Восстановление (тетралин, декалин) и окисление (нафтохиноны, фталевый ангидрид). Спектральная идентификация аренов.

23. Галогенопроизводные углеводородов. Классификация. Номенклатура. Способы получения. Галогеноалканы и галогеноциклоалканы. Характеристика связей углерод-галоген (длина, энергия, полярность, поляризуемость). Реакции нуклеофильного замещения. Моно- и бимолекулярные реакции, их стереохимическая направленность. Превращение галогенопроизводных углеводородов в спирты, простые и сложные эфиры, тиолы, сульфиды, сульфониевые соли, амины, нитрилы, нитропроизводные. Реакции отщепления (элиминирования), дегидрогалогенирование, дегалогенирование. Правило Зайцева.

24. Аллил- и бензилгалогениды. Причины повышенной реакционной способности в реакциях нуклеофильного замещения. Винил- и арилгалогениды. Причина низкой подвижности галогена. Особенности реакционной способности.

25. Спирты. Классификация. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения. Кислотные свойства: образование алкоголятов. Межмолекулярные водородные связи. Нуклеофильные свойства: получение простых эфиров и сложных эфиров с неорганическими и карбоновыми кислотами.

26. Реакции с участием электрофильного центра (образование галогенопроизводных) и СН-кислотного центра (дегидратация). Отношение первичных, вторичных и третичных спиртов к окислению. Многоатомные спирты. Особенности их химического поведения.

27. Фенолы. Классификация. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения. Кислотные свойства: образование фенолятов. Нуклеофильные свойства: получение простых и сложных эфиров фенолов. Замещение фенольного гидроксила. Реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре фенолов и нафтолов: галогенирование, сульфирование, нитрование, С-алкилирование, С-ацилирование, карбоксилирование. Окисление и восстановление фенолов и нафтолов.

28. Простые эфиры. Классификация. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения. Основные свойства; образование оксониевых солей. Расщепление галогеноводородными кислотами. Окисление.

29. Тиолы и сульфиды. Классификация. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения. Кислотные свойства тиолов: образование тиолятов. Алкилирование и ацилирование тиолов; получение сульфидов и тиоэфиров. Нуклеофильные свойства тиолов и сульфидов: образование сульфониевых солей. Мягкое и жесткое окисление тиолов и сульфидов: дисульфиды, сульфоны, сульфоксиды, сульфоновые кислоты.

30. Альдегиды и кетоны. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения. Реакции альдегидов и кетонов с нуклеофильными реагентами: влияние строения на реакционную способность. Реакции с кислородсодержащими нуклеофилами. Образование полуацеталей и ацеталей, роль кислотного катализа. Ацетальная защита карбонильной группы. Образование гидратных форм. Реакции с азотсодержащими нуклеофилами. Образование иминов (оснований Шиффа), оксимов. гидразонов. семикарбазонов. Реакции с углеродсодержащими нуклеофилами. Присоединение магнийорганических соединений.

31. Галоформное расщепление: йодоформная проба. Окисление и восстановление альдегидов и кетонов. Окисление альдегидов комплексными соединениями серебра и меди(II). Восстановление гидридами и комплексными гидридами металлов. Каталитическое гидрирование.

32. Карбоновые кислоты. Классификация. Номенклатура. Физические свойства. Способы получения. Строение карбоксильной группы как р--сопряженной системы. Кислотные свойства, образование солей. Делокализация заряда в анионах карбоновых кислот. Повышенная кислотность первых гомологов дикарбоновых кислот. Реакции карбоновых кислот с нуклеофильными реагентами; образование сложных эфиров, ангидридов, галогенангидридов и амидов.

33. Реакции с участием углеводородного радикала карбоновых кислот. Галогенирование по Гелю-Фольгарду-Зелинскому. Малоновый эфир. СН-кислотные свойства, получение карбоновых кислот. Декарбоксилирование.

34. Функциональные производные карбоновых кислот. Сравнительная активность в реакциях нуклеофильного замещения (ацилирования). Роль кислотного и основного катализа. Ангидриды и галогенангидриды. Номенклатура. Способы получения. Реакции ацилирования. Нуклеофильный катализ. Циклические ангидриды дикарбоновых кислот. Сложные эфиры. Номенклатура. Физические свойства. Кислотный и щелочной гидролиз сложных эфиров. Аммонолиз. Амиды карбоновых кислот. Номенклатура. Способы получения. Строение амидной группы. Кислотно-основные свойства амидов. Кислотный и щелочной гидролиз.

35. Сульфоновые кислоты. Номенклатура. Способы получения. Кислотные свойства, образование солей. Функциональные производные сульфоновых кислот: эфиры, амиды, хлорангидриды.

36. Амины. Основные свойства: образование солей. Использование реакций солеобразования при создании водорастворимых лекарственных форм и в анализе лекарственных средств. Нуклеофильные свойства: алкилирование, четвертичные аммониевые соли. Реакции аминов с ацилирующими реагентами. Реакции присоединения-отщепления с альдегидами и кетонами. Специфические реакции первичных, вторичных и третичных алифатических и ароматических аминов с азотистой кислотой.

37. Влияние аминогруппы на реакционную способность ароматического кольца: галогенирование, сульфирование, нитрование.

38. Диазо- и азосоединения. Реакция диазотирования. Ковалентно- и ионно- построенные диазосоединения. Реакции солей диазония с выделением азота: замена диазогруппы на гидроксигруппу. Алкоксигруппу, водород, галогены, цианогруппу. Реакции солей диазония без выделения азота: азосочетание. Использование реакций азосочетания для идентификации фенолов и ароматических аминов. Азокрасители, их индикаторные свойства. Основные положения теории цветности.

39. Гидроксикислоты. Химические свойства как гетерофункциональных соединений. Специфические реакции α,  и -гидроксикислот алифатического ряда. Лактоны, лактиды, их отношение к гидролизу. Аминокислоты. Химические свойства как гетерофункциональных соединений. Специфические реакции α,  и -аминокислот алифатического ряда. Лактамы, дикетопиперазины.

40. Оксокислоты. Химические свойства как гетерофункциональных соединений. Специфические свойства в зависимости от взаимного расположения функциональных групп. Кето-енольная таутомерия -оксокислот (ацетоуксусной и щавелевоуксусной). Синтезы карбоновых кислот и кетонов на базе ацетоуксусного эфира. Суммарная реакционная способность гетерофункциональных соединений, обусловленная присутствием разных функциональных групп.

41. α-Аминокислоты. Способы получения. Кислотно-основные свойства. Биполярная структура, образование хелатных соединений. Химические свойства как гетерофункциональных соединений. Реакции, используемые в качественном и количественном анализе аминокислот. Биологически важные реакции. Пептиды, белки. Строение пептидной группы. Первичная структура. Гидролиз пептидной связи. Методы установления аминокислотного состава и аминокислотной последовательности.

42. Фенолокислоты. Салициловая кислота, получение и химические свойства как гетерофункционального соединения. Эфиры салициловой кислоты, применяемые в медицине: метилсалицилат, фенилсалицилат, ацетилсалициловая кислота, п-аминосалициловая кислота (ПАСК).

43. Ароматические аминокислоты. п-Аминобензойная кислота, получение и химические свойства как гетерофункционального соединения. Производные п-аминобензойной кислоты (анестезин, новокаин, новокаинамид).

44. Аминоспирты. Получение и свойства коламина, холина, ацетилхолина. Аминофенолы и их производные. Получение и свойства парацетамола и фенацетина. Катехоламины и родственные соединения.

45. Альдозы, кетозы, пентозы, гексозы, аминосахара, дезоксисахара. Эпимеры. аномеры, цикло-оксо-таутомерия, мутаротация, конформации моносахаридов. O- и N-Гликозиды, простые и сложные эфиры сахаров. Уроновые, аровые и оновые кислоты, альдиты. Эпимеризация моносахаридов.

46. Принципы построения молекул олиго- и полисахаридов, гликозидная связь, ее конфигурация. Восстанавливающие дисахариды (мальтоза, лактоза, целлобиоза). Невосстанавливающие дисахариды (сахароза). Гомополисахариды (крахмал, целлюлоза, гликоген, декстраны, хитин). Гетерополисахариды (гепарин, гиалуроновая кислота, хондроитин-сульфаты).

47. Терпеноиды. Изопреновое правило, классификация терпеноидов. монотерпенонды. химические превращения некоторых монотерпеноидов. Дитерпеноиды, каротиноиды.

48. Стероиды. Гонан, стереородоначальные структуры. , -система обозначения конфигурации асимметрических атомов углерода в молекулах стероидов.