Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Химико-биологический факультет «СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Химико-биологический факультет
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по учебной работе
Сыктывкарского государственного
университета
__________________А.Ю.Тимофеев
Программа Утверждена на заседании
Ученого совета химико-биологического
факультета
Председатель Ученого совета факультета
__________ И.В. Пийр
протокол № 4 «25» декабря 2008 г.
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В МАГИСТРАТУРУ ПО НАПРАВЛЕНИЮ
«ХИМИЯ» ПО ПРОГРАММЕ «ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»
Сыктывкар 2009
Программа составлена с учетом требований учебного плана, рекомендаций Учебнометодического объединения по специальности 02.01.01 Химия
Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры органической химии
протокол № 3 от “6 ” ноября 2009 г.
Заведующий кафедрой (чл.-корр., д.х.н.) ________________ А.В.Кучин
Обсуждено на заседании УМК факультета
«23» декабря 2008 г.
Протокол УМК № 4
Председатель УМК факультета
к.б.н., доцент ________________И.Н.Юранева
Составители программы: Залевская О.А., к.х.н., доцент, Тулаева Л.А., к.х.н., доцент
Органическая химия
Предмет органической химии и основные этапы ее развития.
Классификация
органических соединений.
Основные положения теории строения органических соединений. Валентность атомов.
Типы гибридизации атома углерода в органических соединениях, теория взаимного
отталкивания электронных орбиталей.
- и
-Связи атомов углерода, физические
характеристики связей: длина, валентные углы, энергия, полярность, поляризуемость,
дипольный момент, потенциал ионизации. Гомолитический и гетеролитический разрыв
связи.
Классификация реагентов и реакций. Промежуточные частицы (интермедиаты):
радикалы, карбокатионы, карбанионы, карбены и др. Электронное и пространственное
строение промежуточных частиц. Электронные эффекты заместителей. Индуктивный и
мезомерный эффекты и способы изображения этих эффектов.
Алканы. Гомологический ряд, изомерия и номенклатура. Природные источники алканов.
Методы синтеза: гидрирование непредельных углеводородов, синтез через литийдиалкилкупраты, электролиз солей карбоновых кислот, восстановление карбонильных
соединений, из галогеналканов (реакция Вюрца, протолиз реактивов Гриньяра). Природа С-С
и С-Н связей в алканах.
Химические свойства: реакции галогенирования. Нитрование (М.И. Коновалов),
сульфохлорирование и окисление. Термический и каталитический крекинг.
Алкены. Гомологический ряд, изомерия и номенклатура. Геометрическая изомерия (цис-,
транс- и Z-, E-номенклатура). Природа двойной связи. Методы синтеза: элиминирование
галогеноводорода из алкилгалогенидов, воды из спиртов, восстановление алкинов.
Химические свойства алкенов. Гидрирование алкенов. Электрофильное присоединение.
Общее представление о механизме реакций. Правило В.В. Марковникова, индуктивный и
мезомерный эффекты. Галогенирование: механизм, стереохимия. Гидратация. Окисление
алкенов. Радикальная и координационная (металлокомплексная) полимеризация алкенов.
Алкины. Гомологический ряд, номенклатура и изомерия. Природа тройной связи.
Химические свойства алкинов. Электрофильное присоединение к алкинам. Сравнение
реакционной способности алкинов и алкенов. Галогенирование, гидрогалогенирование,
гидратация алкинов (М.Г. Кучеров). Восстановление алкинов до цис- и транс-алкенов.
СН-кислотность ацетилена. Ацетилениды натрия и меди.
Алкадиены. Типы диенов. Изолированные, кумулированные и сопряженные диены.
Изомерия и номенклатура.
Бутадиен-1,3, особенности строения. Химические свойства 1,3-диенов. Галогенирование
и гидрогалогенирование 1,3-диенов. Полимеризация диенов. Натуральный и синтетический
каучуки.
Алициклические соединения. Циклоалканы и их производные. Классификация алициклов.
Типы напряжения в циклоалканах и подразделение циклов на малые, средние циклы и
макроциклы. Строение циклопропана, циклобутана, циклопентана, циклогексана.
Конформационный анализ циклогексана. Аксиальные и экваториальные связи в
конформации "кресло" циклогексана.
Арены. Концепция ароматичности. Ароматичность. Строение бензола. Формула Кекуле.
Гетероциклические пяти- и шестичленные ароматические соединения (пиррол, фуран,
тиофен, пиридин).
Реакции электрофильного замещения в ароматическом ряду. Общие представления о
механизме реакций. Влияние природы заместителя на ориентацию и скорость реакции
электрофильного замещения. Электронодонорные и электроноакцепторные заместители.
Согласованная и несогласованная ориентация двух или нескольких заместителей в
ароматическом кольце.
Нитрование. Нитрующие агенты. Механизм реакции нитрования. Нитрование бензола и
его замещенных.
Галогенирование. Галогенирующие агенты. Механизм реакции галогенирования аренов и
их производных.
Сульфирование. Сульфирующие агенты. Механизм реакции.
Алкилирование аренов по Фриделю-Крафтсу. Алкилирующие агенты. Механизм
реакции. Побочные процессы - изомеризация алкилирующего агента и конечных продуктов.
Ацилирование аренов по Фриделю-Крафтсу. Ацилирующие агенты. Механизм реакции.
Региоселективность ацилирования.
Галогенпроизводные углеводородов. Изомерия, номенклатура. Способы получения из
спиртов, алканов, алкенов.
Реакции нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода в алкилгалогенидах,
получение алкилгалогенидов, спиртов. Классификация механизмов реакций нуклеофильного
замещения. Основные характеристики SN1, SN2 реакций.
Реакции элиминирования. - и -Элиминирование. Направление элиминирования.
Правила Зайцева. Использование реакций -элиминирования в галогеналканах для синтеза
алкенов.
Взаимодействие галогеналканов с металлами (образование реактивов Гриньяра, реакция
Вюрца).
Гидроксипроизводные углеводородов. Одноатомные спирты. Гомологический ряд,
классификация, изомерия и номенклатура. Методы получения: из алкенов, карбонильных
соединений, галогеналканов, сложных эфиров и карбоновых кислот.
Свойства спиртов. Спирты, как слабые ОН-кислоты. Замещение гидроксильной группы в
спиртах на галоген под действием галогеноводородов. Дгидратация спиртов. Окисление
первичных спиртов до альдегидов и карбоновых кислот, вторичных спиртов до кетонов.
Фенолы. Свойства фенолов. Фенолы как ОН-кислоты. Сравнение кислотного характера
фенолов и спиртов, влияние заместителей на кислотность фенолов. Реакции
электрофильного замещения в ароматическом ядре фенолов: галогенирование,
сульфирование, нитрование.
Альдегиды и кетоны. Изомерия и номенклатура. Методы получения альдегидов и
кетонов из спиртов, производных карбоновых кислот, алкенов (озонолиз). Строение
карбонильной группы, ее полярность и поляризуемость.
Химические свойства. Общие представления о механизме нуклеофильного
присоединения по карбонильной группе альдегидов и кетонов. Кислотный и основной
катализ.
Альдольно-кротоновая конденсация альдегидов и кетонов в кислой и щелочной среде,
механизм реакций.
Восстановление альдегидов и кетонов до спиртов, реагенты восстановления;
восстановление С=О группы до СН2-группы: реакции Кижнера-Вольфа и Клемменсена.
Карбоновые кислоты и их производные. Строение карбоксильной группы и карбоксилатиона. Физико-химические свойства кислот: ассоциация, диссоциация. Кислотность, ее
зависимость от индуктивных эффектов заместителей.
Сложные эфиры. Методы получения: этерификация карбоновых кислот (механизм).
Амины. Классификация, изомерия, номенклатура аминов. Методы получения:
алкилирование аммиака и аминов.
Строение аминов, химические свойства. Амины как основания. Сравнение основных
свойств первичных, вторичных, третичных алифатических и ароматических аминов. Влияние
на основность аминов заместителей в ароматическом ядре. .
Гетероциклические соединения. Классификация гетероциклов, номенклатура.
Пятичленные ароматические гетероциклы с одним гетероатомом. Фуран, тиофен, пиррол.
Ароматичность. Реакции электрофильного замещения в пирроле:нитрование, сульфирование,
галогенирование.
Пиридинн. Ароматичность пиридина. Основные свойства. Реакции электрофильного
замещения в пиридине: нитрование, сульфирование, галогенирование. Нуклеофильное
замещение атомов водорода в пиридине в реакциях с амидом натрия (Чичибабин).
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ
Органическая химия
1. Химические свойства алканов: реакции галогенирования (хлорирование, бромирование).
Механизм реакции цепного свободнорадикального замещения на примере реакции
хлорирования пропана. Селективность радикальных реакций и относительная стабильность
алкильных радикалов.
2. Методы синтеза алкенов: элиминирование галогеноводорода из алкилгалогенидов, воды из
спиртов, восстановление алкинов.
3. Химические свойства алкенов. Электрофильное присоединение. Общее представление о
механизме реакций. Правило В.В.Марковникова, индуктивный и мезомерный эффекты.
4. Ароматичность, Строение бензола. Формула Кекуле. Реакции электрофильного замещения
в ароматическом ряду. Общие представления о механизме реакций. Влияние природы
заместителя на ориентацию и скорость реакции электрофильного замещения.
5. Реакции нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода в алкилгалогенидах,
получение спиртов. Основные характеристики SN1, SN2 реакций.
6. Одноатомные спирты. Гомологический ряд, классификация, изомерия и номенклатура.
Методы получения: из алкенов, карбонильных соединений, галогеналканов, сложных эфиров
и карбоновых кислот.
7. Свойства спиртов. Спирты, как слабые ОН-кислоты. Замещение гидроксильной группы в
спиртах на галоген под действием галогеноводородов. Дгидратация спиртов. Окисление
спиртов.
8. Фенолы. Свойства фенолов. Фенолы как ОН-кислоты. Сравнение кислотного характера
фенолов и спиртов, влияние заместителей на кислотность фенолов. Реакции
электрофильного замещения в ароматическом ядре фенолов.
9. Альдольно-кротоновая конденсация альдегидов и кетонов в кислой и щелочной среде,
механизм реакций.
10. Сложные эфиры. Методы получения: этерификация карбоновых кислот (механизм).
11. Строение аминов, химические свойства. Амины как основания. Сравнение основных
свойств первичных, вторичных, третичных алифатических и ароматических аминов. Влияние
на основность аминов заместителей в ароматическом ядре.
12. Строение, свойства и функции белков. Классификация белков. Физико-химические
свойства белков. Уровни структурной организации белков. Биологическое значение
первичной cтруктуры белков.
13. Нуклеиновые основания, нуклеозиды и нуклеотиды. Первичная структура ДНК и РНК.
Нуклеотидный состав ДНК и РНК. Вторичная структура ДНК. Биологическая функция ДНК.
Виды РНК и ее роль в синтезе белка.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1.Терней А. Современная органическая химия. М.: Мир. 1981. Т.1,2.
2. Илиел Э., Вайлен С., Дойл М. Основы органической стереохимии. М. Бином.
Лаборатория знаний. 2007
Дополнительная
1.Робертс Дж., Кассерио М. Основы органической химии. М.: Мир. - 1978. - Т.1,2.
2.Несмеянов А.Н., Несмеянов А.Н. Начала органической химии. М.: Мир. -1974. - Т.1,2.
3.Шабаров Ю.С. Органическая химия. М.: Химия. - 1994. - Т.1,2. - 1990.