ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ для

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
для студентов 3 курса
1.
Классификация и номенклатура нитросоединений. Способы получения: нитрование алканов,
аренов по кольцу и по боковой цепи, алкилирование нитритов, окисление азотсодержащих
соединений, получение нитроалкенов. Физические свойства. Строение нитрогруппы. Химические
свойства нитросоединений. Характеристика реакционной способности нитросоединений.
Восстановление алифатических и ароматических нитросоединений металлами или солями
металлов переменной валентности в кислой среде, слабокислой и нейтральной или щелочной
среде; под действием гидридов, сульфидов; Na2AsO3 (As2O3); в условиях каталитического
гидрирования.
2.
Классификация, строение нитросоединений. Алифатические нитросоединения, получение,
физические и химические свойства. Реакции с участием нитрогруппы и водорода при αуглеродном атоме. Качественные реакции.
3.
Классификация, строение нитросоединений. Ароматические нитросоединения, получение,
физические и химические свойства. Реакции с участием нитрогруппы и бензольного ядра.
Механизм реакций нуклеофильного замещения. Качественные реакции.
4.
Химические свойства, характеристика реакционной способности аминов. Кислотноосновные свойства аминов; влияние строения и природы углеводородного радикала на основность
аминов. Реакции аминов с кислотами. Амины как нуклеофильные реагенты: алкилирование
аминов, SN1- и SN2-механизмы; ацилирование аминов. Изонитрильная проба.
5.
Химические свойства, характеристика реакционной способности аминов. Кислотноосновные свойства аминов; влияние строения и природы углеводородного радикала на основность
аминов. Реакции аминов с кислотами. Реакции аминов с азотистой кислотой. Окисление аминов.
Особенности строения и свойств четвертичных аммониевых солей и оснований.
6.
Расположите в ряд по увеличению основности приведенные ниже соединения: Ответ
обоснуйте, используя электронные смещения. Какие соединения образуются при действии на
амины а) и б) нитрующей смеси? (Приведите уравнения соответствующих реакций и для одной из
них механизм).
7.
Классификация и номенклатура диазо- и азосоединений. Получение солей диазония
реакцией диазотирования, механизм, условия, факторы, вляющие на реакцию диазотирования:
основность амина, роль кислоты, влияние температуры. Побочные реакции, конкурирующие с
реакцией диазотирования. Физические свойства, строение и стабильность солей диазония.
Диазотаты, таутомерные превращения в зависимости от рН.
8.
Химические свойства солей диазония. Реакции с выделением азота: термическое разложение
солей диазония, замещение диазониевой группы на гидрокси-, алкокси-группу, водород, фтор
(реакция Шимана), хлор, бром, CN (реакции Зандмейера, Гаттермана), иод и др. SN- и SRмеханизмы этих реакций.
9.
Какие из соединений могут взаимодействовать с солянокислым фенилдиазонием? Приведите
уравнения реакций и на примере одного из них – механизм реакции. Рассмотрите влияние на
реакцию азосочетания а) строения субстрата, б) строения реагента, в) рН среды.
10. Реакции солей диазония, протекающие без выделения азота. Механизм реакции
азосочетания, влияние строения субстрата, катиона диазония, рН среды. Азосоединения.
Индикаторы и азокрасители.
11. Проведите сравнительную характеристику основности спиртов и фенолов на примере …
Используя электронные эффекты, объясните влияние заместителей на основность спиртов и
фенолов. Напишите уравнение взаимодействия наиболее сильного основания с холодной конц.
Н2SO4 и при нагревании.
12.
Реакции нуклеофильного замещения: алкилирование и ацилирование спиртов и фенолов;
сравнение свойств спиртов и фенолов, алкоголятов и фенолятов как нуклеофильных реагентов.
Реакции нуклеофильного замещения гидроксигруппы спиртов. S N1 и SN2-механизмы, роль
кислотного катализа. Реакции межмолекулярной и внутримолекулярной дегидратации
13. Представьте возможные механизмы взаимодействия 1-фенилэтанола-1 с НJ. Каким образом
можно, используя оптическую активность указанного спирта, установить механизм превращения?
Какая побочная реакция при этом возможна? Какие факторы способствуют ее протеканию?
14. Реакции электрофильного замещения фенолов. Влияние гидроксильной группы фенолов на
реакционную способность ароматического кольца. Особенности и условия реакций бромирования,
нитрования, сульфирования. Методы защиты гидроксильной группы. Алкилирование и
ацилирование фенолов, перегруппировки Фриса, Кляйзена. Специфические для фенолов SEреакции:
Кольбе-Шмидта,
Реймера-Тимана,
Гаттермана-Коха,
хлорметилирование,
гидроксиметилирование фенолов. Фенолформальдегидные смолы. Качественные реакции на
спирты и фенолы.
15. Способы синтеза и физические свойства простых эфиров. Химические свойства: основность,
расщепление эфирной связи HI и Na металлическим по Шорыгину. Автоокисление простых
эфиров. Циклические простые эфиры: оксид этилена, тетрагидрофуран, диоксан, анизол, фенетол,
Краун-эфиры.
16. Способы получения простых эфиров на примере метил-трет-бутилового эфира. Приведите
механизмы реакций расщепления простых эфиров (SN1 и SN2) на примере этого соединения.
Приведите уравнение реакции, характеризующее основные свойства этого эфира.
17. Общая характеристика реакционной способности карбонильных соединений.. Теоретические
основы и механизм АN-реакций. Влияние кислотного и основного катализа на скорость реакции.
Влияние электронного и стерического факторов на реакционную способность карбонильных
соединений. Примеры реакций.
18. Характеристика химических свойств альдегидов. Запишите уравнения реакций пропаналя с
а) разбавленным раствором гидроксида натрия; б) п-бромбензальдегидом (укажите условия.
Представьте механизм реакции а). Назовите продукты реакций.
19. Запишите уравнения реакций бензальдегида в присутствии оснований с а) масляным
альдегидом; б) п-нитробензальдегидом;в) формальдегидом. Представьте механизм для реакций а)
и в). Назовите продукты реакций.
20. Реакции окисления и восстановления карбонильных соединений. Реакции серебряного
зеркала и реактива Фелинга с альдегидами. Окисление кетонов, правило Попова. Восстановление
карбонильной группы до спиртовой и метиленовой. Реакции диспропорционирования:
Канниццаро, Тищенко. Галоформное расщепление метилкетонов.
21. Приведите формулы соединений разных классов, которые могут выступать в качестве
метиленовой компоненты в конденсации с карбонильными соединениями. Напишите
соответствующие уравнения реакций с использованием в качестве карбонильной компоненты
бензойного альдегида. Для одного из них приведите маханизм реакции.
22. Классификация, номенклатура и изомерия карбоновых кислот. Способы получения
карбоновых кислот методами окисления углеводородов и их производных; гидролизом; прямым
карбоксилированием и карбонилированием. Влияние водородной связи на физические свойства
карбоновых кислот.
23. Сложные эфиры. Методы синтеза реакциями этерификации, ацилирования и алкилирования.
Реакции сложных эфиров: гидролиз в кислой и щелочной среде. Рассмотрите механизм
этерификации на примере взаимодействия пропановой кислоты и диметилкарбинола.
24. Реакции ацилирования. Получите все функциональные производные бензойной кислоты и
сравните их ацилирующую способность на примере реакций с диметилкарбинолом, фенолом и
анилином. В каком случае необходим катализатор и какова его роль.
25.
Сопоставьте механизм и скорость взаимодействия с Н2О следующие соединения а)
пропилхлорид; б) пропионилхлорид. Как и почему изменяется скорость гидролиза при переходе от
б) к ангидриду пропионовой кислоты и этилпропионату? Приведите реакции вещества б) с
различными нуклеофилами.
26. Расположите вещества в порядке увеличения температуры плавления: а) бензойная кислота;
б) бензол; в) фенол; г) бензойный альдегид; д) бензиловый спирт. Какие из этих соединений
способны образовывать водородные связи? Представьте их на рисунке. Среди указанных
соединений выберите те, которые способны вступать в реакцию этерификации. Приведите
механизм этой реакции.
27. Галогенкарбоновые кислоты и гидроксикарбоновые кислоты. Классификация, номенклатура,
структурная и оптическая изомерия. Методы синтеза и химические свойства. Реакции по
карбоксильной или функциональным группам. Лактиды, лактоны.
28. Непредельные карбоновые кислоты. Номенклатура, строение, методы получения.
Многоосновные ненасышенные карбоновые кислоты. Особенности химического поведения.
29. Дикарбоновые кислоты. Номенклатура, строение, методы получения. Многоосновные
карбоновые кислоты. Отдельные представители, дикарбоновых и поликарбоновых кислот.
Синтезы на основе эфиров малоновой кислоты.
30. Таутомерия органических соединений (дайте определение понятия). Рассмотрите кетоенольную таутомерию на примере ацетоуксусного эфира: а) причины, обуславливающие
таутомерию; б) факторы,влияющие на таутомерное равновесие; в) реакции, позволяющие
обнаружить в равновесной смеси каждую из таутомерных форм. Приведите примеры других
классов соединений, способных к таутомерии.
31. Классификация углеводов: моно-, ди- и полисахариды. Моносахариды: триозы, тетрозы,
пентозы, гексозы, пентозы, гексозы, гептозы; альдозы, кетозы. Строение, стереохимия.
Нециклическая и циклическая формы, D- и L-ряды, α- и β-аномеры. Номенклатура. Мутаротация
моносахаридов. Приведите схему превращений D-глюкозы, происходящих при её растворении в
воде.
32. Классификация углеводов. Строение, стереохимия. Химические свойства моносахаридов на
примере D-глюкозы. Приведите уравнения реакций по карбонильной и гидроксильным группам.
33.
Классификация углеводов. Дисахариды: мальтоза, целлобиоза, лактоза. Строение,
стереохимия. Химические свойства восстанавливающих дисахаридов на примере мальтозы.
Приведите уравнения реакций.
34. Дисахариды: восстанавливающие и невосстанавливающие. Невосстанавливающие
дисахариды на примере трегалозы и сахарозы. Строение, распространение в природе, свойста,
применение. Инверсия сахарозы.
35. Полисахариды: классификация, номенклатура. Целлюлоза: физическая и химическая
структура, физические свойства, реакции гидролиза, мерсеризации, ксантогенирования,
нитрования, ацетилирования, алкилирования, окисления. Применение.
36. Полисахариды: классификация, номенклатура. Крахмал, гликоген, хитин: строение,
химические свойства, распространение природе, применение.
37. Классификация липидов. Основные структурные компоненты липидов. ВЖК: строение,
номенклатура, физические и химические свойства. Жиры и масла: строение, состав, физические и
химические свойства (ферментативный, щелочной и нейтральный гидролиз, гидрирование,
энзиматическое и химическое окисление), биологическая роль ацилглицеридов.
38. Растительные и животные воски: строение, распространение, применение..
39. Фосфолипиды: лецитины, кефалины, фосфатидилсерины, плазмалогены. Строение,
биологическая роль в образовании клетоных мембран.
40. Сфинголипиды: сфингозин, сфингомиелины, ганглиозиды, цереброзиды. Строение,
биологическая роль.
41. Терпеноиды: классификация, строение. Биосинтез из мевалоновой кислоты. Изопрен.
Монотерпены: ациклические (мирцен,гераниол) , моно-(ряда ментана) и бициклические(ряда
карана, пинана и камфана). Строение, свойства, применение.
42. Сесквитерпены и их кислородные дериваты: ациклические (фарнезаны), циклические
(цингиберен , абсцизовая кислота). Дитерпены. Фитол, провитамины группы А – ретинол,
ретиналь). Смоляные кислоты.
43. Каротиноиды. Каротины и ксантофилы. Классификация: ациклические – ликопин;
моноциклические – миксоксантофил; бициклические –α, β,γ-каротины.
Витамин А.
Распространение каротиноидов в природе, биологическая роль.
44. Стероиды: классификация, строение, номенклатура. Кортикостероиды (прегнан,
альдостерон, кортикостерон, преднизолон), половые гормоны (гестагены и эстрогены, андрогены).
Сердечные гликозиды. Биологическая роль, применение.
45. Стероиды. Классификация по величине углеводородного радикала у С-17. Основные
представления о стереохимии стероидов. Стерины, холестан, холестерин, эргостерин, витамины
группы D.
46. Стероиды. Классификация по величине углеводородного радикала у С-17. Основные
представления о стереохимии стероидов. Желчные кислоты: холан, холевая кислота и ее
производные. Биологическая роль
47. Эйкозаноиды. Простагландины: строение, номенклатура, биосинтез из арахидоновой
кислоты, биофункции, применение.
48. Аминокислоты. Методы получения. Стереоизомерия. Протеиногенные аминокислоты как
диполярные ионы, строение и номенклатура. Получение L-аминокислот. Свойства аминокислот:
физические, химические (амфотерность, реакции по карбоксильной группе, по аминогруппе),
особые свойства – отношение к нагреванию образование пептидной связи, высокие Тпл.
49. Первичная структура белков и пептидов. Определение первичной структуры белка по методу
Сенгера, методу Эдмана, дансильным методом. Строение и синтез пептидов на примере Gly-ValPhe.
50. Пептиды и белки: классификация, номенклатура. Строение белков Функции белков.
Важнейшие химические свойства белков: гидролиз, денатурация, комплексообразование, цветные
реакции.
51. Установление первичной структуры белка. Пептиды и белки: классификации, номенклатура.
Строение белков. Жидкофазный и твердофазный синтез олиго- и полипептидов. Защитные группы
в полипептидном синтезе.
52. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом: фуран, пиррол, тиофен. Способы
получения пиррола. Химические свойства: ацидофобность, SE-реакции: нитрование,
галогенирование,
сульфирование,
алкилировнаие,
ацилирование,
формилирование,
хлорметилирование, азосочетание. Реакции присоединения. Кислотные свойства пиррола.
Соединения пиррола в природе.
53. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом на примере фурана. Строение,
ароматичность, физические свойства. Способы получения. Химические свойства: ацидофобность,
реакции электрофильного замещения: нитрование, галогенирование, сульфирование,
алкилировнаие, ацилирование, формилирование, хлорметилирование, азасочетание. Реакции
присоединения, характеризующие ненасыщенный характер: гидрирование, бромирование,
реакции циклоприсоединения.
54. Рассмотрите строение молекулы пиридина. Сравните химические свойства пиридина и
бензола. Объясните наблюдаемые различия. Напишите реакции пиридина со следующими
соединениями: а) соляной кислотой; б) Н2SO4 , 350оС; в) иодистым метилом; г) NаNН2 , NН3(ж).
Для реакции г) приведите механизм.
55. Пиридин, строение, методы получения. Объясните пониженную основность пиридина (рК а =
5.2) по сравнению с триметиламином (рКа = 11). Сравните взаимодействие пиридина и пиррола с
сильными кислотами на холоду. Реакции электрофидьного и нуклеофильного замещения
пиридина.
56. Пиридин и его гомологи. Строение, геометрия, ароматичность, основность, Общая
характеристика реакционной способности в сравнении с бензолом. Физические свойства. Методы
синтеза пиридина и его гомологов. Химические свойства. Механизм и ориентация S Е -реакций
пиридина: Свойства N-оксидов пиридина и ориентация SЕ -реакций. Реакции окисления и
конденсации гомологов пиридина.
57. Конденсированные гетероциклы с одним гетероатомом: индол. Синтез, строение,
реакционная способность.
58. Конденсированные гетероциклы с одним гетероатомом: хинолин. Синтез, строение,
реакционная способность.
59. Классификация нуклеиновых кислот. Пиримидиновые и пуриновые основания, нуклеозиды и
нуклеотиды, номенклатура. Первичная структура. Вторичная структура ДНК и РНК. Третичная
структура. Роль ДНК в сохранении и передаче генетической информации биологического вида.
Биологическое значение нуклеиновых кислот.
60. Масс-спектрометрия. Методы ионизации. Типы ионов. Принципиальная схема массспектрометра. Применение масс-спектрометрии.