Содержание учебного материалы к экзамену по органической

Содержание
учебного материалы к экзамену по органической химии для студентов 2
курса специальностей ТЖЭМиПКК, БЭ, БТ, ТЛП и ООС
5.3. Диазо- и азосоединения
Алифатические и ароматические диазосоединения, строение, физические свойства.
Получение солей диазония, условия, их стабильность. Диазотаты, таутомерные превращения в
зависимости от рН. Химические свойства: реакции с выделением азота и реакции азосочетания.
Механизмы разложения солей диазония. Условия азосочетания с аминами и фенолами.
Азосоединения. Индикаторы и азокрасители.
РАЗДЕЛ 6. КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ
6.1. Спирты и фенолы
Классификация, изомерия и номенклатура. Способы получения. Общие способы введения
гидроксильной группы: гидролиз галогенопроизводных углеводородов, реакции азотистой
кислоты с первичными аминами. Способы получения спиртов – гидратация алкенов,
восстановление альдегидов и кетонов, сложных эфиров, по Гриньяру. Способы получения
фенолов – кумольный метод, из сульфокислот, через соли диазония, выделение из продуктов
коксования угля. Физические свойства, водородная связь. Физические параметры группы С-О-Н.
Общая характеристика реакционной способности спиртов и фенолов. Реакции по связям С-О, ОН, атому кислорода. Особенности реакций нуклеофильного замещения гидроксигруппы спиртов.
Реакции SN1 и SN2. Сравнительные свойства спиртов и фенолов, алкоголятов и фенолятов как
нуклеофилов. Реакции межмолекулярной и внутримолекулярной дегидратации спиртов. Реакции
окисления спиртов, условия, сравнительная активность. Дегидрирование спиртов. Влияние
гидроксильной группы фенолов на реакционную способность ароматического кольца.
Особенности и условия реакций бромирования, нитрования, сульфирования. Алкилирование и
ацилирование фенолов, перегруппировки Фриса, Кляйзена. Специфические для фенолов SЕреакции: Реймера-Тимана, Гаттермана – Коха, Кольбе – Шмидта. Отдельные представители
фенолов. Многоатомные спирты: этиленгликоль, глицерин. Многоатомные фенолы:
пирокатехин, резорцин, гидрохинон, пирогаллол, флороглюцин. Многоатомные спирты.
Способы получения, химические свойства. Производные многоатомных спиртов:
нитроглицерины, целлозольвы, сложные эфиры.
6.2. Простые эфиры
Способы синтеза, физические свойства по сравнению со спиртами. 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. Использование краун-эфиров как катализаторов межфазного переноса.
6.3. Оксосоединения. Альдегиды, кетоны, хиноны
Классификация, номенклатура и изомерия. Электронное строение и геометрические
параметры карбонильной группы. Способы получения, общие для алифатического и
ароматического рядов: окисление спиртов и углеводородов, гидролиз геминальных
дигалогенидов, декарбоксилирование кислот и их солей, восстановление хлорангидридов кислот.
Специфические методы получения алифатических альдегидов и кетонов – оксосинтез,
гидратация алкинов; получение ароматических альдегидов и кетонов по Фриделю – Крафтсу,
Гаттермау – Коху, Реймере-Тиману и др. Физические свойства. Электронное строение и
геометрические параметры карбонильной группы. Химические свойства: общая характеристика
реакционной способности. Реакции получения оксимов, гидразонов, иминов, оксинитрилов,
полуацеталей, ацеталей. Механизм АN-реакций. Влияние кислотного и основного катализа на
скорость реакции. Влияние электронных и стерических факторов на реакционную способность.
Реакции конденсации карбонильных соединений: альдольная, кротоновая, Кляйзена – Шмидта,
Кнёвенагеля, Перкина. Фенолформальдегидные смолы. Реакции окисления и восстановления.
Реакции серебряного зеркала и реактива Фелинга с альдегидами. Окисление кетонов, правило
Попова. Восстановление карбонильной группы до спиртовой и метиленовой. Реакции
диспропорционирования: Канниццаро, Меервейна – Понндорфа – Верлея – Оппенауэра,
Тищенко. Галоформное расщепление метилкетонов. SЕ-реакции по ароматическому кольцу при
наличии карбонильной группы: нитрование, галогенирование, сульфирование. Отдельные
представители альдегидов и кетонов. Непредельные альдегиды и кетоны, общая характеристика
реакционной способности. Хиноны: строение, получение, свойства.
6.4. Карбоновые кислоты и их производные
Классификация, номенклатура и изомерия карбоновых кислот. Способы получения
карбоновых кислот методами окисления углеводородов, спиртов, альдегидов, кетонов;
гидролизом геминальных тригалогенидов, нитрилов; карбоксилирование, карбонилирование.
Физические свойства и влияние на них водородной связи. Электронное строение карбоксильной
группы, ее геометрия, энергия стабилизации. Общая характеристика реакционной способности.
Зависимость кислотности
от структурных и электронных факторов. Функциональные
производные карбоновых кислот. Галогенангидриды карбоновых кислот: получение и
химические свойства. Ангидриды карбоновых кислот: получение и химические свойства.
Гидролиз, алкоголиз, аммонолиз. Сложные эфиры. Методы синтеза реакциями этерификации,
ацилирования и алкилирования. Реакции сложных эфиров: гидролиз в кислой и щелочной среде.
Механизмы этерификации. Механизм ацилирования. Сравнительная активность ацилирующих
агентов. Восстановление сложных эфиров по методу Буво –Блана и гидридами металлов. Амиды
карбоновых кислот. Строение, номенклатура, кислотно-основные свойства. Получение амидов,
реакции: гидролиз, алкилирование, ацилирование, N-галогенирование, перегруппировка
Гофмана (механизм). Нитрилы и изонитрилы: способы получения и химические свойства.
Непредельные и дикарбоновые кислоты. Номенклатура, строение, методы получения.
Многоосновные карбоновые кислоты. Отдельные представители непредельных, дикарбоновых и
поликарбоновых кислот. Мыла. Малоновый эфир и ацетоуксусный эфир, использование в
синтезах. Ароматические моно- и поликарбоновые кислоты и их производные. Использование в
синтезе
промышленно
важных
веществ:
полимеры,
смолы,
пластификаторы.
Функциональнозамещенные
карбоновые
кислоты:
галогенкарбоновые
кислоты,
гидроксикарбоновые кислоты, оксокислоты, аминокислоты. Классификация, номенклатура,
структурная и оптическая изомерия. Методы синтеза и химические свойства. Реакции по
карбоксильной или функциональным группам. Лактиды, лактоны, лактамы.
РАЗДЕЛ 7. УГЛЕВОДЫ
Классификация - моно-, ди- и полисахариды. Моносахариды: триозы, тетрозы, пентозы,
гексозы, гептозы; альдозы, кетозы. Строение, стереохимия. Нециклическая и циклическая
формы, D- и L-ряды, - и -аномеры. Номенклатура. Мутаротация моносахаридов. Химические
свойства: реакции по карбонильной и гидроксильной группам. Отдельные представители.
Дисахариды. Восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды. Отдельные
представители: целлобиоза, сахароза, мальтоза, трегалоза. Полисахариды: целлюлоза, крахмал,
гликоген и др. Строение, химические свойства, распространение в природе, использование.
РАЗДЕЛ 8. АМИНОКИСЛОТЫ, ПЕПТИДЫ, БЕЛКИ
Протеиногенные аминокислоты. Строение белка: первичная структура (аминокислотный
состав); вторичная структура (-спираль, -структура); третичная структура (глобулярные и
фибриллярные белки); четвертичная структура. Важнейшие свойства белков: гидролиз,
денатурация, комплексообразование, цветные реакции. Синтез олиго- и полипептидов. Защитные
группы в полипептидном синтезе. Основы методов синтеза белков.
РАЗДЕЛ 9. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Классификация гетероциклов по природе гетероатомов, их количеству, размеру цикла,
насыщенности, количеству циклов. Номенклатура гетероциклов. Пятичленные гетероциклы с
одним гетероатомом: фуран, пиррол, тиофен. Строение, ароматичность, общая характеристика
реакционной способности. Физические свойства. Способы получения. Химические свойства:
ацидофобность, реакции электрофильного замещения: нитрование, галогенирование,
сульфирование, алкилирование, ацилирование, формилирование, хлорметилирование,
азосочетание. Реакции радикального и нуклеофильного замещения. Реакции присоединения,
характеризующие непредельный характер: гидрирование, бромирование, присоединение
спиртов, карбоновых кислот, реакции циклоприсоединения. Кислотные свойства пиррола.
Конденсированные пятичленные гетероциклы. Пятичленные гетероциклы
с двумя
гетероатомами. Методы синтеза. Общая характеристика, ароматичность, основность,
реакционная способность. Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом. 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: SE-реакции: нитрование, галогенирование, сульфирование.
Механизм и ориентация SN-реакции пиридина: гидроксилирование, аминирование (Чичибабин).
Реакции по азоту: алкилирование, ацилирование, образование солей, N-оксидов. Восстановление
пиридина. Реакции окисления и конденсации гомологов пиридина. Шестичленные гетероциклы с
двумя гетероатомами (диазины): пиридазин, пиримидин, пиразин. Строение, основность,
реакционная способность. Химические свойства. Конденсированные производные пиримидина и
имидазола – пурины. Пиримидиновые и пуриновые основания. Мочевая кислота.
РАЗДЕЛ 10. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Нуклеозиды, нуклеотиды. Строение нуклеиновых кислот. ДНК и РНК. Биологическая
значение нуклеиновых кислот.
РАЗДЕЛ 11. ЛИПИДЫ
Классификация липидов. Основные структурные компоненты липидов. Простые липиды:
воски, жиры, масла, церамиды. Сложные липиды: фосфолипиды, сфинголипиды, гликолипиды,
плазмологены. Функции липидов. Переработка и использование липидов в промышленности.
Лектор
М.А.Кушнер