Подготовка к зачёту

ПРОГРАММА
для подготовки к зачету по органической химии
для студентов 2-го курса фармацевтического факультета
1. Основы строения органических соединений
Классификация и номенклатура органических соединений
- функциональные группы и строение углеродного скелета как классификационные признаки органических
соединений; основные классы органических соединений;
- принципы построения систематических названий ациклических, а также моно- и бициклических
органических соединений.
Электронное строение органических соединений. Типы химических связей. Сопряжение. Электронные
эффекты заместителей
- типы химических связей в органических соединениях; ковалентные σ- и π-связи; ковалентные
локализованная и делокализованная связи, донорно-акцепторные связи, водородная связь как разновидность
донорно-акцепторной связи;
- строение двойных (С=С, С=О, С=N) и тройных (С≡С, С≡N) связей и их основные характеристики
(полярность, поляризуемость);
- π,π- и ρ,π-сопряжение; сопряженные системы с открытой и замкнутой цепью, понятие об ароматичности,
критерии ароматичности, бензоидные и небензоидные ароматические системы;
- взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений и способы его передачи; индуктивный и
мезомерный эффекты;
- электронодонорные и электроноакцепторные заместители; пространственные эффекты.
Кислотные и основные свойства органических соединений
- кислотные и основные свойства органических соединений (теории Бренстеда и Льюиса);
- типы органических кислот (OH-, SH-, NH- и CH-кислоты) и оснований (π-основания, n- основания);
-факторы, определяющие кислотность и основность: электроотрицательность и поляризуемость атома
кислотного и основного центров, делокализация заряда по системе сопряженных связей, электронные
эффекты заместителей, сольватационный эффект.
Пространственное строение органических соединений
- пространственное строение органических соединений; конформация и конфигурация как важнейшие
понятия стереохимии;
- структурная изомерия: изомерия углеродного скелета, изомерия положения функциональных групп или
кратных связей, изомерия функциональных групп (межклассовая изомерия);
- понятие о конфигурационных видах изомерии: геометрическая изомерия, оптическая изомерия;
- геометрическая изомерия: цис-, транс-изомерия циклических соединений и цис-, транс-изомерия
соединений с двойной связью;
E,Z-система обозначения геометрических изомеров алкенов и их
производных;
- оптическая изомерия: хиральные и ахиральные молекулы; асимметрический атом углерода как центр
хиральности; формула для нахождения количества оптических изомеров; изображение оптических изомеров
при помощи проекционных формул Фишера; энантиомеры и диастереомеры; трео- и эритро-формы
стереоизомеров; D,L- и R,S-системы стереохимической номенклатуры; оптическая активность; рацематы;
понятие о мезо-форме соединений;
- понятие о конформации; конформации нециклических соединений; конформации циклических
соединений;
- конформации нециклических соединений: возникновение конформаций в результате вращения вокруг σсвязей; заслоненные и заторможенные (анти- и гош-)конформации;
- конформации циклических соединений на примере циклогексана: аксиальные и экваториальные связи;
инверсия; конформеры цис- и транс-изомеров.
2. Важнейшие классы органических соединений
Алканы. Циклоалканы
алканы:
- номенклатура;
- реакции радикального замещения: механизм реакции галогенирования;
- реакции окисления и дегидрирования;
- формулы отдельных представителей: метан и его гомологи (С1-С10);
циклоалканы
- номенклатура;
- особенности строения и химических свойств малых циклов (циклопропана и циклобутана); реакции
гидрирования, галогенирования, гидрогалогенирования циклопропана;
- нормальные циклы: конформации циклогексана, аксиальные и экваториальные связи в конформации
кресла циклогексана; инверсия цикла в производных циклогексана; реакции радикального замещения в ряду
циклогексана;
- формулы отдельных представителей: малые циклы (С3 и С4), обычные (С5-С7), средние (С8-С11).
Алкены. Алкадиены. Алкины
алкены
- номенклатура;
- реакции электрофильного присоединения: присоединение галогенов, гидрогалогенирование, гидратация и
роль кислотного катализа; правило Марковникова, его современная интерпретация;
- реакции радикального присоединения и радикального аллильного замещения;
- окисление алкенов – мягкое (гидроксилирование, эпоксидирование) и жесткое (озонирование);
каталитическое гидрирование;
- формулы отдельных представителей: этилен и его гомологи (С2-С10);
сопряженные диены
- номенклатура;
- реакции электрофильного присоединения (гидрогалогенирование, присоединение галогенов), особенности
присоединения в ряду сопряженных диенов;
- реакции циклоприсоединения (диеновый синтез);
- формулы отдельных представителей: бутадиен-1,3; изопрен;
алкины
- номенклатура;
- реакции электрофильного присоединения (гидрогалогенирование, присоединение галогенов);
- реакции нуклеофильного присоединения: гидратация;
- кислотные свойства;
- формулы отдельных представителей: ацетилен и его гомологи (С2-С10);
Арены
- номенклатура;
- ароматические свойства; реакции электрофильного замещения: галогенирование, нитрование,
сульфирование, алкилирование, ацилирование; влияние электронодонорных и электроноакцепторных
заместителей на направление и скорость реакции электрофильного замещения; ориентанты I и II рода;
согласованная и несогласованная ориентация;
- реакции, протекающие с потерей ароматичности: гидрирование, присоединение хлора, окисление;
- реакции боковых цепей в алкилбензолах – радикальное замещение, окисление;
- конденсированные арены: нафталин - ароматические свойства; реакции электрофильного замещения
(сульфирование, нитрование), ориентация замещения в ряду нафталина; восстановление (тетралин, декалин)
и окисление (нафтохиноны, фталевый ангидрид);
- формулы отдельных представителей: бензол, толуол, ксилолы, кумол, нафталин, антрацен, фенантрен.
Галогенопроизводные углеводородов
- номенклатура;
- галогеноалканы и галогеноциклоалканы; характеристика связей углерод-галоген (полярность,
поляризуемость);
- реакции нуклеофильного замещения; моно- и бимолекулярные реакции, их стереохимическая
направленность; превращение галогенопроизводных углеводородов в спирты, простые и сложные эфиры,
тиолы, сульфиды, амины, нитрилы, нитропроизводные;
- реакции отщепления (элиминирования): дегидрогалогенирование; правило Зайцева;
- конкурентность реакций нуклеофильного замещения и элиминирования;
- аллил и бензилгалогениды; причины повышенной реакционной способности в реакциях нуклеофильного
замещения;
- винил и арилгалогениды; причины низкой подвижности галогена; особенности реакционной способности;
- формулы отдельных представителей: хлороформ, иодоформ, тетрахлорметан, этилхлорид, винилхлорид.
Спирты и фенолы
спирты
- номенклатура;
- кислотные свойства (образование алкоголятов); основные свойства (образование оксониевых солей);
межмолекулярные водородные связи;
- нуклеофильные свойства (получение простых эфиров и сложных эфиров с неорганическими и
карбоновыми кислотами);
- реакции с участием электрофильного центра (образование галогенопроизводных) и СН-кислотного центра
(дегидратация);
- многоатомные спирты; особенности их химического поведения;
- отношение первичных, вторичных и третичных спиртов к окислению; окисление вицинальных диолов;
- формулы отдельных представителей: метанол, этанол, этиленгликоль, глицерин;
фенолы
- номенклатура;
- кислотные свойства (образование фенолятов);
- нуклеофильные свойства (получение простых и сложных эфиров фенолов);
- замещение фенольного гидроксила;
- реакции электрофильного замещение в ароматическом ядре фенолов и нафтолов: галогенирование,
сульфирование, нитрование, С-алкилирование, С-ацилирование;
- окисление и восстановление фенолов и нафтолов;
- формулы отдельных представителей: фенол, нафтолы, пирокатехин, резорцин, гидрохинон;
Альдегиды и кетоны
- номенклатура;
- реакции альдегидов и кетонов с нуклеофильными реагентами; влияние строения на реакционную
способность; стереохимический результат присоединения к альдегидам и кетонам нуклеофильных
реагентов;
- реакции с кислородсодержащими нуклеофилами; образование полуацеталей и ацеталей, роль кислотного
катализа; ацетальная защита карбонильной группы; образование гидратных форм;
- реакции с серосодержащими нуклеофилами; присоединение гидросульфита натрия; реакции с тиолами;
- реакции с азотсодержащими нуклеофилами; образование иминов (оснований Шиффа), оксимов,
гидразонов, семикарбазонов;
- реакции с углеродсодержащими нуклеофилами; присоединение магнийорганических соединений и
циановодорода;
- реакции с участием СН-кислотного центра (α-атома углерода) альдегидов и кетонов; конденсация
альдольного и кротонового типа;
-галоформное расщепление; иодоформная проба;
-полимеризация альдегидов; параформ;
- окисление и восстановление альдегидов и кетонов; окисление альдегидов комплексными соединениями
серебра и меди (II); восстановление гидридами и комплексными гидридами металлов; каталитическое
гидрирование; реакция диспропорционирования альдегидов;
- α,β-ненасыщенные карбонильные соединения, особенности реакций присоединения;
- хиноны; окислительные свойства хинонов (п-бензохинона).
- формулы отдельных представителей: формальдегид (формалин), ацетальдегид, хлораль (хлоральгидрат),
акролеин, бензальдегид, ацетон, циклогексанон; хиноны - бензохинон; нафтохинон, антрахинон;
Одно- и двухосновные карбоновые кислоты и их функциональные производные
карбоновые кислоты
- номенклатура;
- строение карбоксильной группы как ρ,π-сопряженной системы; делокализация заряда в анионах
карбоновых кислот;
- кислотные свойства карбоновых кислот и их зависимость от природы углеводородного радикала;
- влияние карбоксильной группы на углеводородный радикал: повышение СН-кислотности α-углеродного
атома; присоединение против правила Марковникова в α, β-непредельных кислотах; ориентирующее
действие в реакциях Se в ароматических карбоновых кислотах;
- реакции карбоновых кислот с нуклеофильными реагентами; образование сложных эфиров (реакция
этерификации), ангидридов, галогенангидридов и амидов;
- свойства дикарбоновых кислот как бифункциональных соединений: повышенная кислотность первых
гомологов, склонность к декарбоксилированию. Циклические ангидриды;
- формулы отдельных представителей: муравьиная, уксусная, изовалериановая, акриловая, бензойная,
щавелевая, малоновая, янтарная, фумаровая, малеиновая, фталевая кислоты;
функциональные производные карбоновых кислот (ангидриды, галогенангидриды, сложные эфиры, амиды,
нитрилы):
- сложные эфиры; кислотный и щелочной гидролиз сложных эфиров;
- ангидриды и галогенангидриды; использование в качестве ацилирующих реагентов;
- амиды; гидролиз, реакция дегидратации;
- нитрилы; гидролиз и восстановление;
- использование малонового эфира в органическом синтезе.
Амины
- номенклатура;
- основные свойства; факторы, определяющие силу основности аминов;
- нуклеофильные свойства (алкилирование аминов, четвертичные аммониевые соли; реакции аминов с
ацилирующими реагентами, защита аминогруппы; раскрытие α-оксидного цикла аминами, образование
аминоспиртов); N-оксиды аминов;
- реакции первичных, вторичных и третичных алифатических и ароматических аминов с азотистой
кислотой;
- влияние аминогруппы на реакционную способность ароматического кольца: галогенирование,
сульфирование, нитрование;
- формулы отдельных представителей: метиламины, этиламины, этилендиамин, анилин, N,Nдиметиланилин, толуидины.
Нитросоединения
- номенклатура;
- восстановление нитросоединений; кислотные свойства алифатических нитросоединений; влияние
нитрогруппы на протекание реакций электрофильного замещения в ароматическом кольце.
Диазо- и азосоединения
- номенклатура;
- реакция диазотирования;
- реакции солей диазония с выделением азота (замена диазогруппы на гидроксигруппу, водород, галогены,
цианогрупу);
- реакции солей диазония без выделения азота; азосочетание как реакция электрофильного замещения;
диазо- и азосоставляющие; использование реакций азосочетания для идентификации фенолов и
ароматических аминов.