«Учебно-методический комплекс по дисциплине Органическая химия, специальность 020101 Химия Составитель: д.х.н., профессор кафедры органической, биологической химии и МПХ Горно-Алтайского государственного университета ...»

Стереохимия. Асимметрический синтез (Фишер, Морквальд, Маккенз). Хиральные и прохиральные молекулы. Частично и абсолютно асимметрический синтез и его значение.

Оксикислоты. Методы синтеза - -оксикислот (циангидриновый синтез, восстановление карбонильных соединений, гидролиз производных карбоновых кислот), - (окисление альдолей, восстановление карбонильных соединений, гидратация карбоновых кислот, реакция Реформатского), - (гидратация лактонов). Угольная кислота и её производные: получение и основные свойства.

Фосген, мочевина и её производные, эфиры угольной кислоты, изоцианаты, уретаны, семикарбазид, ксантогенаты.

Оксокислоты. -Оксокислоты: глиоксиловая и пировиноградная. Методы синтеза и их специфические свойства (окислительно-восстановительные превращения, отношение к нагреванию). Значение оксокислот.

Аминокислоты. Основные представители. Пептиды. Представление о строении белков. Значение аминокислот.

Пятичленные гетероциклы. Важнейшие методы синтеза: общие способы получения (промышленный, цикл Юрьева). Специфические методы синтеза (синтез пирролов по Кнорру, реакция Чичибабина, из 1,4-дикарбонильных соединений и диолов, из бутана и серы). Индол, его синтез по Фишеру из фенилгидразина и кетонов. Оксопроизводные индола, лактам-лактимная таутомерия. Роль соединений индола в природе. Индиго, его синтез.

Пятичленные гетероциклы с несколькими гетероатомами. Синтез и свойства пиразола и имидазола. Понятие о триазолах и тетразолах. Гистидин.

Шестичленные гетероциклы. Пиридин. Физические свойства и нахождение в природе. Никотиновая кислота, её производные и их значение. Пиперидин. Хинолин и изохинолин. Использование хинолина (лекарственные препараты, красители). Шестичленные гетероциклы с несколькими гетероатомами.

Пиримидины и пурины, их роль в природе. Урацил, тимин, цитозин – компоненты нуклеиновых кислот. Понятие о нуклеиновых кислотах (РНК, ДНК).

Нуклеозиды и нуклеотиды.

Углеводы. Роль углеводов в природе. Способы получения моноз: гидролиз ди- и полисахаридов, циангидриновый синтез. Качественные реакции на углеводы.

Контрольная работа № 1. Тема «Введение в органическую химию. Номенклатура органических соединений»

1. Напишите известные вам виды формул масляной кислоты. Поясните недостатки и преимущества каждой из них.

2. Как на бумаге изображают пространственное строение молекул? Чем обусловлена геометрия молекул? Ответ поясните конкретными примерами. Нарисуйте выбранную вами молекулу и укажите характер ковалентной связи.

3. Нарисуйте шаро-стержневую модель молекулы этана. В чем её преимущества по сравнению с моделью Стюарта-Бриглеба?

4. Дайте определение гомологам. Предложенные ниже соединения распределите по гомологическим рядам: метан, пропилэтилен, 2-метилпентан, бутенпропан, диметилэтилен, гексан, 2-метилпропан.

5. В чем заключаются основные положения теории химического строения Бутлерова?

6. Дайте определение ионной связи. Каковы условия её реализации? Приведите примеры ионной связи в органических соединениях. В чем их особенность?

7. Объясните образование ковалентной связи с точки зрения метода молекулярных орбиталей. Чем этот метод отличается от метода валентных связей?

Почему метод МО является более перспективным?

8. Дайте определение основным характеристикам ковалентной связи. Остановитесь более подробно на длине связи: С-С; С=С; СС; Сsp3-Н; Сsp2-Н; СspН. как она изменяется и почему? Является ли длина связи стандартной величиной? Ответ поясните примерами.

9. Нарисуйте энергетическую диаграмму для реакции, идущей через образование интермедиата (промежуточного продукта). Чем он отличается от переходного состояния? Какие переходные соединения вы знаете?

10. Карбанионы: получение, определение, строение, устойчивость в ряду первичный, вторичный, третичный и её причины.

11. Напишите образование иона, полученного при депротонировании ацетона.

Напишите для него возможные резонансные структуры. Сравните легкость образования и устойчивость этого иона по сравнению с ионом, полученным при депротонировании изобутена.

12. Дайте определение механизма реакции. Приведите пример. Как устанавливается механизм реакции?

13. Какие реагенты называются нуклеофильными? Напишите примеры реакций 14. Индуктивный эффект: определение, возникновение, виды, значение, отличие от мезомерного эффекта.

15. Назовите ниже перечисленные соединения (если это возможно) по номенклатурам: историческая (и), рациональная (р), ИЮПАК.

г) CH3-CH2-C-CH3 д) CH3-C-CH2Cl ж) CH3-CH-CH2-CH-CH2-CH2-CH Напишите известные вам виды формул пентана. Поясните недостатки и преимущества каждой из них.

Как вы понимаете направленность ковалентной связи? Ответ поясните конкретным примером. Нарисуйте выбранную вами молекулу и укажите характер ковалентной связи.

Нарисуйте модель Стюарта-Бриглеба для молекулы этана. Поясните преимущества этой модели по сравнению с шаро-стержневой моделью.

Дайте определение изомерам. Напишите примеры структурной и пространственной изомерии. Почему изомеры обладают разными физическими и химическими свойствами? Приведите пример.

5. Как вы понимаете химическое строение органических соединений? Что определяет реакционную способность органических соединений? Ответ поясните примером.

6. Дайте определение ковалентной связи. Охарактеризуйте полярную ковалентную связь. Чем она отличается от ионной связи? Какая из этих связей является более реакционноспособной и почему?

7. Объясните образование ковалентной связи с точки зрения метода валентных связей (ВС). Чем этот метод отличается от метода молекулярных орбиталей (МО)?

8. Дайте определение полярности и поляризуемости связи. Какова взаимосвязь полярности и реакционной способностью органических соединений? Ответ поясните примером.

9. Какие сведения можно получить исходя из энергетической диаграммы реакции? Нарисуйте энергетическую диаграмму для реакции, проходящей через переходное состояние. Чем переходное состояние отличается от промежуточного продукта реакции?

10. Карбкатионы: получение, определение, строение, устойчивость в ряду первичный, вторичный, третичный и её причины. Нарисуйте пространственное строение этильного катиона.

11. Напишите образование иона при депротонировании изобутена. Напишите для него возможные резонансные структуры. Сравните лёгкость образования и устойчивость этого иона по сравнению с ионом, полученным при депротонировании ацетона.

12. Дайте определение гомолиза и гетеролиза ковалентной связи. К каким механизмам приводит каждый из этих разрывов? Какие условия способствуют протеканию этих механизмов?

13. Какие реагенты называются электрофильными? Напишите примеры реакций SE, AE. Почему они так называются?

14. Мезомерный эффект: определение, возникновение, виды (+М, -М) и сопряжение, значение, отличие от индуктивного эффекта.

15. Назовите ниже перечисленные соединения (если это возможно) по номенклатурам: историческая (и), рациональная (р), ИЮПАК.

CH3-CH-C-CH г) CH3-CH2-C-CH Контрольная работа № 2. Тема «Алифатические углеводороды: получение, строение, химические свойства»

1. Назовите по систематической и если возможно по рациональной номенклатуре следующие соединения:

а) СН3-СН-С-СН2-СН3 б) СН3-СН2-СН-СН- СН2-СН-СН д) (СН3)2С=СН(СН2)2СН3 е) СН3-СН-СН=СН-СН-СН 2. Правильно ли построены следующие названия:

а) 2-этилгексан; б) 2,2,5-триметилгептан; в) 3-этилгептан; г) 2-метил-3изопропилпентан.

Если соединения названы неправильно, назовите их по систематической номенклатуре.

3. Какие углеводороды образуются при нагревании с едким натром следующих веществ:

4. Напишите уравнения реакций получения пропилена всеми известными Вам способами.

5.Изобразите возможные конформации в проекциях Ньюмена для пропана по 6. Напишите возможные конформации относительно связи С3-С4 для молекулы 3,5-диметилгептадиена-2,4. Какая из конформаций является предпочтительной и почему?

7. Какой из двух углеводородов н-пентан или 2-метилбутан будет легче нитроваться в условиях реакции Коновалова? Дайте объяснения и приведите механизм (SR) реакции нитрования?

8. Напишите структурные формулы этиленовых углеводородов, которые могут образоваться при каталитическом дегидрировании изопентана.

9. Напишите формулы этиленовых углеводородов при гидрохлорировании которых образуются следующие соединения: а) 2-хлор-2,4,4–триметилгексан; б) 5-хлор-2,3,5-триметил-3-этилгептан.

10. Углеводород состава С6Н12 обесцвечивает раствор брома, растворяется в Н2SО4 (конц.) превращается в н-гексан при гидрировании, при окислении избытком KMnO4 образуется смесь двух кислот типа RСООН. Какова структура исходного углеводорода?

11. Установите структурную формулу вещества С5Н10, если при его озонировании и разложении озонида водой получается ацетон и уксусный альдегид.

12. Присоедините НСl (1 моль) к 2,3-диметил-1,3-бутадиену. Образующийся продукт подвергните озонолизу.

13. Углеводород состава С6Н10 присоединяет две молекулы брома; с аммиачным раствором хлорида меди (I) дает осадок, при окислении образует изовалериановую и угольную кислоты. Напишите формулу углеводорода и указанные реакции.

15. Напишите формулы промежуточных и конечных соединений в следующей схеме:

1. Назовите по систематической и если возможно по рациональной номенклатуре следующие соединения:

в) СН3-СН=С-СН2-СН3 г) СН3-СН=СН-СН 2. Правильно ли названы углеводороды: а) 3-метил-2-пропилпентан; б) 2,2диметил-4-этилпентан; в) 1-метил-3-этилнонан? Если соединения названы неправильно, назовите их по систематической номенклатуре.

Какие углеводороды получатся при действии металлического натрия на следующие смеси: а) иодистый метил и иодостый этил; б) бромистый изоамил и бромистый этил?

При нагревании 3-бром-2-метилпентана со спиртовой щелочью получается непредельный углеводород. Напишите уравнение реакции и назовите полученный продукт. Какой углеводород получится в этих же условиях из: а) 3хлорпентана; б) 2-бром-2метилбутана?

Изобразите возможные конформации в проекциях Ньюмена для гексана (по связи С2-С3). Укажите наиболее выгодные конформации.

Напишите возможные конформации относительно связи С3-С4 для молекулы гептадиена-2,4. Какая из конформаций является предпочтительной и почему?

Напишите уравнение реакций и приведите механизм фотохимического сульфохлорирования 2-метилпентана. В чем значение этой реакции?

Какие углеводороды получатся при дегидратации: а) втор-бутилового спирта; б) трет-пентилового спирта? Рассмотрите механизм реакции.

Какого строения спирты легче дегидрируются?

9. Какой углеводород получится при действии спиртового раствора КОН на 2бром-2,4-диметилпентан? Назовите полученный углеводород и напишите для него реакции с НСl и H2SO4.

10. При озонолизе углеводорода С7Н14 получены ацетон и диметилуксусный альдегид. Напишите структурную формулу углеводорода и назовите его.

11. Углеводород состава С8Н16 обесцвечивает бромную воду, растворяется в конц. H2SO4, при гидрировании превращается в октан, при окислении концентрированным раствором KMnO4 образует смесь НСООН и СН3-(СН2)5СООН. Напишите структурную формулу исходного углеводорода.

12. Напишите реакции 2-метил-1,3-пентадиена с бромом (одна молекула) и бромистым водородом. Рассмотрите механизм последней реакции.

13. Напишите структурную формулу состава С5Н8, если известно, что он реагирует с бромом, с аммиачным раствором серебра, при гидратации дает изопропилметилкетон. Реакции превращений запишите и назовите образующиеся продукты.

14. Осуществите следующие превращения:

Контрольная работа № 3. Тема «Ароматические углеводороды»

1. Назовите по номенклатуре ИЮПАК следующие ароматические соединения и радикалы:

2. Написать формулу соединения по его названию. Для соединений, названных по тривиальной номенклатуре дать названия по ИЮПАК а) м-крезол; б) сульфаниловая кислота; в) терефталевая кислота; г) цимол 3. Охарактеризуйте механизм реакции SЕ–2-аром на примере реакции сульфирования бензола.

4. Объясните с точки зрения динамического фактора ориентацию вновь вводимого заместителя для ориентантов II рода.

5. Написать уравнение реакции данных соединений с азотной кислотой и указать в каких соединениях наблюдается согласованное, а в каких несогласованное влияние заместителей. Полученные продукты назовите а) оксилола, б) м-хлорфенол.

6. Написать строение вещества состава С9Н12, дающего при нитровании три изомера.

14. Напишите механизм реакции SR для изопропилбензола. Образующиеся продукты назовите.

15. Осуществите превращения согласно следующей схеме. Промежуточные и конечные продукты реакции назовите.

9. На примере фиолетового кристаллического рассмотрите причины появления окраски при изменении рН-среды.

10. Выстройте вряд по увеличению основности следующие соединения. Назовите причины такого расположения.

10. Дайте сравнительную характеристику кислотных свойств фенола, ароматического и алифатического спиртов. Объясните причину. Механизм реакции SN в фенолах и причины его обуславливающие.

1. Назовите по номенклатуре ИЮПАК следующие ароматические соединения и радикалы:

2. Напишите формулу соединения по его названию. Для соединений, названных по тривиальной номенклатуре дайте названия по ИЮПАК: а) n-дифенилбензол; б) n-ксилол; в) бензойная кислота; г) м-диметоксибензол.

3. Охарактеризуйте механизм реакции SЕ–2-аром на примере реакции алкилирования бензола.

4. Объясните с точки зрения статического фактора ориентацию вновь вводимого заместителя для ориентантов II рода.

5. Напишите уравнение реакции указанных соединений с азотной кислотой и укажите в каких соединениях наблюдается согласованное, а в каких несогласованное влияние заместителей. Полученные продукты назовите а) мхлорфторбензол; б) о-нитрофенол; в) п-нитростирол.

6. Напишите строение вещества состава С6Н3Вr2Сl, дающего при нитровании два изомера.

7. Напишите механизм реакции SR в толуоле. Образующиеся продукты назовите.

8. Осуществите превращения согласно следующей схеме. Промежуточные и конечные продукты реакции назовите.

9. На примере эозина рассмотрите причины появления окраски при изменении рН-среды.

10. Выстройте в ряд по увеличению кислотности следующие соединения.

Назовите причины такого расположения.

11. Дайте сравнительную характеристику реакционной способности в реакциях SN хлорбензола, хлористого бензоила и хлористого этила. Объясните причину. Механизм реакции SN –кине.

1. Назовите по номенклатуре ИЮПАК следующие ароматические соединения и радикалы:

2. Напишите формулу соединения по его названию. Для соединений, названных по тривиальной номенклатуре дайте названия по ИЮПАК: а) кумол; б) дихлораминобензол; в) салициловая кислота; г) -нафтол 3. Охарактеризуйте механизм реакции SЕ–2 аром на примере реакции галогенирования бензола.

4. Объясните с точки зрения статического фактора ориентацию вновь вводимого заместителя для ориентантов I рода.

5. Написать уравнение реакции данных соединений с азотной кислотой и указать в каких соединениях наблюдается согласованное, а в каких несогласованное влияние заместителей. Полученные продукты назовите а) охлортолуол, б) м-бромфенол, в) п-динитробензол.

6. Написать строение вещества состава С6Н3Br3, дающего при нитровании три изомера.

7. Напишите механизм реакции SR для этилбензола. Образующиеся продукты назовите.

16. Осуществите превращения согласно следующей схеме. Промежуточные и конечные продукты реакции назовите.

9. На примере флюоресцеина рассмотрите причины появления окраски при изменении рН-среды.

10. Выстройте вряд по увеличению кислотности следующие соединения. Назовите причины такого расположения.

11. Дайте сравнительную характеристику кислотных свойств фенола, ароматического и алифатического спиртов. Объясните причину. Механизм реакции SN в фенолах и причины его обуславливающие.

1. Назовите по номенклатуре ИЮПАК следующие ароматические соединения и радикалы:

H3C 2. Напишите формулу соединения по его названию. Для соединений, названных по тривиальной номенклатуре дать названия по ИЮПАК: а) симммезитилен; б) хлористый бензилиден; в) белый стрептоцид; г) пикриновая кислота.

3. Охарактеризуйте механизм реакции SЕ–2 аром на примере реакции алкилирования бензола.

4. Объясните с точки зрения динамического фактора ориентацию вновь вводимого заместителя для ориентантов I рода.

5. Напишите уравнение реакции данных соединений с азотной кислотой и укажите в каких соединениях наблюдается согласованное, а в каких несогласованное влияние заместителей. Полученные продукты назовите а) онитрофенол; б) п-нитробензолсульфокислота; в) м-ксилол.

6. Написать строение вещества состава С8Н10, дающего при нитровании один изомер.

7. Напишите механизм реакции SR для пропилбензола. Образующиеся продукты назовите.

8. Осуществите превращения согласно следующей схеме. Промежуточные и конечные продукты реакции назовите.

9. На примере фенолфталеина рассмотрите причины появления окраски при изменении рН-среды.

10. Выстройте в ряд по увеличению основности следующие соединения. Назовите причины такого расположения.

11. Дайте сравнительную характеристику реакционной способности в реакциях SN- хлорбензола, хлористого бензоила и хлористого этила. Объясните причину. Механизм реакции SN –кине.

Тема «Галогенпроизводные углеводородов. Спирты. Фенолы»

1. Напишите формулы следующих соединений: перхлорпропан, аллилбромид, иодоформ, геминальный дихлорэтан, бромистый бензил, третбутанол, 1,2этандиол, фенол, флороглюцин, гидрохинон, резорцин.

2. Механизм галоформной реакции.

3. Механизм реакции SN-2 на примере щелочного гидролиза 2-бромбутана.

4. Сравнительная реакционная способность хлорпропана, 1-хлорпропена-1, 3хлорпропена-1. Объясните известные Вам причины.

5. Взаимодействие хлорбензола с водой на примере механизма реакции SNкине.

6. На примере гидролиза хлористого бензила рассмотрите механизм SN-1, укажите его особенности.

7. Кислотно-основные свойства спиртов (первичные, вторичные, третичные, двух- и трехатмные). Приведите доказательства кислотных свойств этих спиртов, используемые Вами на лабораторной работе. Как можно отличить между собой одно- и многоатмные спирты?

8. Механизм реакции SN-1 на примере третбутилового спирта.

9. Механизм межмолекулярной дегидратации пропанола.

10. Объясните причину бльшей кислотности фенола по сравнению с пропанолом-1. Напишите качественную реакцию на фенолы.

11. Особенности реакции галогенирования фенола. Напишите уравнение галогенирования фенола бромом и бромной водой. Почему во втором случае наблюдается исчезновение осадка трибромфенола?

12. Почему простые эфиры являются нереакционноспособными соединениями и имеют низкие Ткип по сравнению с изомерными спиртами? Образование эфиратов.

Напишите формулы следующих соединений: вицинальный дихлорпропан, винилфторид, бромоформ, хлористый этилиден, 2-бромстирол, глицерин, вторбутанол, бензиловый спирт, пирокатехин, пикриновая кислота, крезол.

Механизм галогенирования бутана.

Механизм реакции SN-1 2-бром-2-этилбутана.

Сравнительная реакционная способность бромбензола, 2-бромстирола, 3бромпропен-1-илбензола.

На примере реакции щелочного гидролиза о-нитрохлорбензола рассмотрите механизм SN-2 аром, укажите его особенности.

Какие соединения образуются в ходе указанных превращений:

7. Кислотно-основные свойства фенолов (одно-, двух- и трехатомных) и нафтолов. Приведите доказательства кислотных свойств фенолов, используемые Вами на лабораторной работе. Как можно отличить фенолы от спиртов?

8. Механизм реакции SN-2 на примере пропилового спирта.

9. Механизм внутримолекулярной дегидратации третбутанола.

10. Объясните устойчивость ароксильных радикалов. Ответ поясните схемами соединений.

11. Механизм взаимодействия фенола с формальдегидом. Почему эта реакция называется реакцией конденсации, а не полимеризации?

12. Почему спирты имеют более высокие Ткип по сравнению с изомерными эфирами? Почему спирты более слабые кислоты, чем вода и минеральные кислоты?

Контрольная работа № 5. Тема «Карбоновые кислоты»

1. Напишите структурные формулы карбоновых кислот и их производных:

а) изовалериановая, б),-дихлормасляная, в) изовалериат кальция, г) винилацетат, д) капронитрил.

2. Назовите следующие соединения:

3. Электронное строение карбоксильной группы.

4. Расположите следующие кислоты в порядке увеличения их кислотности:

СН3СООН; СIСН2СООН; ВrСН2СООН; JСН2СООН, СlСН2- СН2- СН2- СООН 5. Какие вещества получатся из масляной кислоты при действии следующих реагентов: а) СI2 (h); б) РСI5; в) NH3 (на холоду и при tоС); г) CH3MgJ 6. Дайте определение реакции этерификации, приведите ее механизм. Опишите влияние условий на скорость реакции. Расположите кислоты в порядке возрастания реакционной способности в реакции этерификации этилового спирта: НСООН; СН3СООН; (СН3)2СНСООН; (СН3)3ССООН.

7. Получите масляную кислоту, используя следующие исходные вещества:

а) хлористый пропил (двумя способами); б) этиловый спирт; в) уксусный альдегид.

8. Осуществите следующие превращения:

9. Установите строение кислоты с общей формулой С7Н14О2. Эта кислота может быть получена из соединений состава С6Н14О, реагирующего с металлическим натрием, а при окислении этого соединения образуется в качестве промежуточного продукта кетон с общей формулой С6Н12О. При дальнейшем окислении которого образуется преимущественно ацетон и пропионовая кислота. Уравнения реакций запишите.

10. С помощью каких реакций можно превратить малоновую кислоту в сукцинимид?

11. Основные методы получения и химические свойства галогенангидридов.

Объясните почему они являются самыми реакционноспособными из всех производных карбоновых кислот в реакциях SN.

12. Мочевина.

13. Полимеры непредельных монокарбоновых кислот.

1. Напишите структурные формулы карбоновых кислот и их производных:

а) стеариновая, б),-диметилвалериановая, в) этилформиат, г) хлористый бутирил, д) ацетонитрил.

2. Назовите следующие соединения:

3. Электронное строение карбоксильной группы.

Расположите следующие кислоты в порядке увеличения кислотности:

СН3СООН; СF3CООН; НОСООН; СIСН2СООН; НОСН2СООН 5. Какие вещества получатся при действии следующих реагентов на уксусную кислоту: а) РВr3 (Br2); г) С2Н5ОН; б) SОСI2; д) Н2О2, в) Р2О 6. Приведите механизмы кислотного и щелочного гидролиза сложного эфира.

Почему скорость щелочного гидролиза больше чем кислотного?

7. Используя малоновый эфир в качестве исходного соединения, синтезируйте следующие кислоты: а) пропионовую; б) валериановую.

8. Осуществите следующие превращения:

9. Имеются два вещества состава С4Н8О2. Одно из них легко реагирует с карбонатом натрия, выделяя двуокись углерода. Второе с Na2CO3 не реагирует, но при нагревании с водным раствором щёлочи образует этиловый спирт.

Какое строение могут иметь эти соединения?

10. Как на основании химических свойств различить следующие соединения:

11. Основные методы получения и химические свойства ангидридов. Приведите схему реакционной способности производных карбоновых кислот в реакциях SN. Объясните причину.

12. Изоцианаты, семикарбазид.

13. Непредельные дикарбоновые кислоты: получение и основные химические свойства.

1. Напишите структурные формулы карбоновых кислот и их производных:

а) капроновая, б) -бромпропионовая, в) глицеринтрипальминат, г) амид-3,3диметилгексадекановой кислоты, д) пропилцианид, е) хлористый метаноил 2. Назовите следующие соединения:

а) СН3-(СН2)14-СОО-СН2 б) СН3-СН- СН2-СН2-СООН СН3-(СН2)14-СОО-СН 3. Химическая активность карбоновых кислот с точки зрения их строения.

Расположите следующие кислоты в порядке увеличения их силы:

НСООН; СН3СООН; ССI3СООН; СН2-СН2-СООН; СН3-СН2-СН-СООН 17. Какие вещества получатся при действии следующих реагентов на изовалериановую кислоту: а) РСI5; г) Р2О5; б) Вr2; д) Н2О2; в) РВr3(Ркр).

5. Объясните как вы понимаете корреляционные уравнения и константы кислотности Гаммета.

6. Получите а) любым способом 2-метилбутановую кислоту; б) пропановую кислоту из 1-хлорпропана.

7. Осуществите следующие превращения:

8. При выращивании культуры Mycobacterium на питательной среде, содержащей н-гексадекан, образуется значительное количество вещества состава С32Н64О2. При нагревании этого вещества с раствором щелочи образуется соль пальмитиновой кислоты и предельный спирт. В результате окисления этот спирт может быть превращен в пальмитиновую кислоту. Установите на основании этих данных строение спирта и исходного соединения.

9. Соединение с формулой С4Н6О4 обладает кислыми свойствами, с этиловым спиртом в присутствии серной кислоты образует соединение С8Н14О4. Какова структурная формула исходного соединения? А при нагревании выделяется СО2 и образуется соединение состава С3Н6О2, имеющее кислый характер.

10. Соли карбоновых кислот; их методы получения, химические свойства и реакционная способность в реакциях SN.

11. Уретаны, ксантогенаты.

12. Высшие жирные кислоты. Жиры.

1. Напишите структурные формулы карбоновых кислот и их производных:

а) триметилуксусная кислота; б) ленолевая кислота; в) трифторуксусный альдегид; г) N-метилформамид; д) капронитрил; е) бромистый пропаноил.

2. Назовите следующие соединения:

3. Химическая активность карбоновых кислот с точки зрения их строения.

4. Расположите в порядке убывания кислотности следующие соединения:

Н2О; НССН; C2Н5ОН; НСООН; СН3СН2СООН; СН3СООН 5. Какие вещества получатся при действии следующих реагентов на муравьиную кислоту: а) МgO; г) NaH; б) РСI5; д) Н2SO4 (tоС); в) NH3 (tоС) 6. Напишите реакции галогенирования карбоновых кислот. Какие особенности реакций галогенирования карбоновых кислот Вы знаете?

7. Для получения валериановой кислоты используйте следующие соединения:

а) пентиловый спирт; б) бутиловый спирт; в) 1-гексен; г) бутен-1; д) 2-метилгептанон.

8. Осуществите следующие превращения:

С2Н5-СН-С2Н 9. Установите строение вещества, имеющего элементный состав С3Н7NO. Вещество под действием азотистой кислоты превращается в соединение состава С3Н6О2 (реакция мдёт с выделением азота), а при кипячении с минеральными кислотами и щелочами дает ту же кислоту С3Н6О2 и NH3.

10. Соединение с брутто-формулой С6Н10О4 при нагревании с раствором гидроксида натрия дает метиловый спирт и вещество С4Н4О4Nа2. Последнее при подкислении выделяет кислоту состава С4Н6О4, которая при нагревании дает СО2 и пропионовую кислоту. Определите строение исходного соединения.

Уравнения реакций запишите.

11. Амиды карбоновых кислот, их получение, взаимопревращения с другими производными карбоновых кислот; основность и реакционная способность в реакциях SN.

12. Производные карбоновых кислот: мочевина, фосген, уретаны.

13. Непредельные монокарбоновые кислоты и их химическая активность.

1. Напишите формулы углеводов: а) L-манноза, б) L,-маннопираноза, в) лактоза, г) сахароза.

2. Напишите известные Вам методы синтеза моносахаридов. Более подробно остановитесь на циангидриновом синтезе и приведите схему генетического ряда D-моноз.

3. Осуществите кольчато-цепную таутомерию по 1 и 4; 1 и 5 атомам углерода открытой цепи галактозы. Укажите формулы Фишера, Колли-Толленса, Хеуорзса и их преимущества. Дайте определение полуацетальному (гликозидному) гидроксилу и покажите его в написанных формулах. Почему он носит такие названия?

4. Рассмотрите химические свойства глюкозы по открытой форме. Как можно доказать наличие этой формы в растворе? Ответ поясните уравнениями реакций.

5. Объясните явление мутаротации на примере молекулы глюкозы. Укажите наиболее устойчивую форму и объясните причину её устойчивости. На примере этой молекулы покажите инверсию. В чем она заключается?

6. На примере молекулы сахарозы рассмотрите образование гликозидов.

Укажите к какому типу относится сахароза. Свои предположения поясните схемами химических реакций. Какие дисахариды, кроме указанной сахарозы, относятся к этому типу. Проследите путь полуацетальных гидроксилов. Укажите тип гликозидной связи.

7. Крахмал: строение, распространение в природе и значение.

Напишите формулы углеводов: а) L-галактоза, б) L,-галактопираноза, в) трегалоза, г) -целлобиоза.

Напишите известные Вам методы синтеза моносахаридов. Более подробно остановитесь на циангидриновом синтезе и приведите схему генетического ряда L-моноз.

Осуществите кольчато-цепную таутомерию по 1 и 4; 1 и 5 атомам углерода открытой цепи маннозы. Укажите формулы Фишера, Колли-Толленса, Хеуорзса и их преимущества. Дайте определение полуацетальному (гликозидному) гидроксилу и покажите его в написанных формулах.

Рассмотрите химические свойства глюкозы по закрытой форме. Укажите преобладающий изомер закрытой формы. Поясните причину наибольшего распространения в природе глюкозы по сравнению с другими гексозами.

Рассмотрите гидролиз сахарозы. Какое явление при этом наблюдается? В чем оно заключается?

На примере молекулы трегалозы рассмотрите образование гликозидов.

Укажите к какому типу дисахаридов относится трегалозы. Свои предположения поясните схемами химических реакций. Какие дисахариды, кроме указанной трегалозы, относятся к этому типу. Проследите путь полуацетальных гидроксилов. Укажите тип гликозидной связи.

Целлюлоза: строение, распространение в природе и значение.

1. Природные источники углеводородов. Переработка нефти.

2. Роль русских учёных в истории развития органической химии.

3. Природные полиены: каротиноиды и терпены.

4. Природные циклические системы: витамины (группы А, D) и стероиды (стероидные гормоны, сердечные яды, желчные кислоты).

5. История открытия ароматических соединений и установление их строения.

6. Окраска органических соединений. Теория цветности Витта.

7. Органические соединения как красители и индикаторы.

8. Органические соединения как основа лекарственных препаратов.

9. Органические полимеры и их роль в современной жизни человека.

10. Тонкое строение органических соединений и его влияние на физиологические свойства.

11. Асимметрический синтез органических соединений и его значение.

Вопросы для подготовки к семестровым экзаменам 1. Электронные эффекты (Jэф, Мэф, эффект поля) в молекулах органических соединений.

2. Ковалентная связь, механизмы ее образования и основные характеристики.

Эффективный заряд и дипольный момент.

3. Методы описания ковалентной связи: метод молекулярных орбиталей (МО), метод валентных связей (ВС) и теория резонанса.

4. Схема и механизм реакции. Статический и динамический подход к изучению электронного строения и реакционной способности молекул. (Молекулярные диаграммы).

5. Энергетические характеристики реакций (энергетический профиль и барьер реакции, Е-активации и переходного состояния, тепловой эффект реакции).

Направления реакций и факторы их обуславливающие.

6. Виды изомерии в органической химии (структурная; геометрическая; S-цис, S-транс, Z- и Е-; конформационная, оптическая).

7. Номенклатура органических соединений.

8. Алканы: методы синтеза и их химические свойства.

9. Пространственное строение алканов на примере молекул этана и бутана.

Виды конформаций.

10. Механизм реакции галогенирования алканов (роль субстрата и реагента).

11. Химическая активность алкенов с точки зрения их строения. Реакции полимеризации и замещения.

12. Сравнительная характеристика, прогнозирование химических свойств алкенов и алкинов на основе их строения. Реакции окисления и полимеризации алкинов.

13. Основные типы химических реакций ацетилена и его производных (реакции Кучерова, Фаворского, Реппе). Кислотные свойства ацетилена.

14. Сравнительная характеристика реакций присоединения алкенов и алкадиенов. Ионный и радикальный механизм галогенирования диенов.

15. Реакции присоединения к алкенам (механизм реакций АЕ и АR) и факторы, влияющие на скорость их протекания (реакции: Сабатье-Сандеран, Брауна и др., правило Марковникова, эффект Хараша).

16. Способы образования С=С связи алкенов (реакция Гофмана, Виттига и др., правило Зайцева) и С=СН-СН=С диенов (реакции Баландина и Багданова, Лебедева, Фаворского и др). Строение двойной связи в алкенах и диенах.

17. Окислительные и восстановительные превращения алкенов. (реакции Прилежаева, Вагнера, Шарплеса и др).

18. Электронное и пространственное строение сопряженных диенов. Реакции полимеризации и циклоолигомеризации 1,3-диенов и их значение.

19. Классификация органических реакций и реагентов.

20. Особенности строения и химические свойства циклопропанового кольца.

21. Методы синтеза и устойчивость алициклических соединений. Типы напряжений в алициклах.

22. Конформационная изомерия алициклических соединений. Природные циклические системы (терпены, каротиноиды, флавоноиды, алкалоиды).

23. Реакционная способность циклоалканов. Трансаннулярные реакции.

24. Бензол в свете теории ароматичности органических соединений и МО.

Ароматические и неароматические циклические системы (катионы, анионы).

25. Строение и реакционная способность бензола. Механизм реакции SE- ароматического.

26. Правило ориентации заместителей в реакциях SE-2 аром. Согласованная и несогласованная ориентация.

27. Влияние природы алкильных заместителей на реакционную способность алкилбензолов. Особенности реакций SE-2 алкилбензолов (эффект БэккераНатана, ипсо-замещение, дезалкилирование на примере реакции нитрования).

28. Особенности галогенирования алкилбензолов. Механизм реакции радикального замещения (SR).

29. Механизм алкилирования бензола в присутствии алкилгалогенида, олефина, спирта. Исчерпывающее алкилирование, ипсо-замещение.

30. Ориентанты I и II рода. Статический и динамический факторы.

31. Фенолфталеин: получение, строение, поведение в кислой и щелочной средах.

32. Дифенил: строение, изомерия, химические свойства.

33. Конденсированные системы. Антрацен и его химические свойства.

34. Сравнительная реакционная способность бензола, нафталина, антрацена.

35. Фиолетовый кристаллический: получение, строение, причины окраски.

36. Трифенилметаны: строение, реакционная способность, использование в качестве индикаторов. Бриллиантовый зеленый.

37. Конформационная изомерия циклогексанового кольца.

38. Нафталин: строение, получение, химические свойства.

1. Механизм реакций SN-1 и SN-2 галогеналканов. Факторы, влияющие на их скорость и направление. Амбидентность галогеналканов в реакциях с нитритами и нитрилами.

2. Строение и химическая активность соединений с повышенной и пониженной подвижностью атома галогена (хлористый аллил, хлористый винил, хлоропрен, хлорбензол, хлористый бензил).

3. Алифатические и ароматические галогенпроизводные: методы получения и значение в органическом синтезе. Механизм галоформного расщепления.

4. Строение спиртов и их кислотно-основные свойства. Механизм дегидратации спиртов.

5. Фенол: строение и участие в реакциях SE-2 аром. (динамический и статический факторы) на примере реакции нитрования. Значение о- и п-нитрофенолов.

6. Механизм конденсации фенола с формальдегидом. Фенолформальдегидные смолы.

7. Получение фенола (кумольный способ) и его кислотные свойства. Пикриновая кислота в реакциях SN и её значение.

8. Окислительно-восстановительные свойства одно- и полиатомных фенолов.

Ароксильные радикалы.

9. Механизм реакции SN? его причины и недостатки.

10. Хлорбензол: строение и химическая активность. Механизм реакции SN-кине.

11. Механизм реакции SN-2 аром на примере получения о-нитрофенола.

12.Многоатомные спирты. Сравнительная характеристика химических свойств алифатических спиртов и гликолей. Глицерин как составная часть жиров.

13. Карбоновые кислоты и их производные (галогенангидриды, ангидриды, сложные эфиры, соли, амиды) в реакциях SN (присоединения-отщепления).

Взаимодействие галогенангидридов с магнийорганическими соединениями.

14. Алифатические и ароматические амины: строение и кислотно-основные свойства.

15. Нитросоединения: строение, таутомерные превращения. Механизм реакции Бамбергера (взаимодействие с концентрированными минеральными кислотами).

16. Механизм реакции этерификации. Влияние природы реагента и субстрата на скорость реакции этерификации.

17. Сложные эфиры: получение и химические свойства. Механизм кислотного и щелочного гидролиза сложных эфиров.

18. Альдольно–кротоновая конденсация альдегидов (кетонов, альдегидов и кетонов) и её использование в органическом синтезе.

19. Альдегиды и кетоны в реакциях АN. Механизм взаимодействия карбонильных соединений с гидроксиламином. Перегруппировка Бекмана и её использование в промышленном синтезе.

20. Кето-енольная таутомерия альдегидов и кетонов (её механизм в кислой и щелочной среде). Реакции галогенирования, алкилирования и нитрозирования.

21. Реакционная способность карбонильных соединений с точки зрения их строения. Взаимодействие альдегидов с C- и N-нуклеофилами.

22. Особенность химических свойств сопряженных непредельных альдегидов и кетонов.

23. Алифатические карбоновые кислоты: строение, кислотные свойства. Галогенкарбоновые кислоты.

24. Ароматические карбоновые кислоты; их значение в органическом синтезе.

25. Галогенангидриды и ангидриды карбоновых кислот: строение, реакционная способность и химические свойства. Ацилирование спиртов, аминов, углеводов.

26. Дикарбоновые кислоты. Специфические свойства дикарбоновых кислот.

Малоновый эфир и синтезы на его основе.

27. Оптическая изомерия: основные понятия и причины. Проекционные формулы Фишера и их преобразование. R,S- и D,L- номенклатура.

28. Непредельные монокарбоновые и высшие жирные кислоты. Высыхающие масла (причины «высыхания»).

29. Оксикислоты: строение, синтез и химические превращения. Ацетоуксусный эфир.

30. Аминокислоты: строение, синтез и кислотно-основные свойства. Пептиды.

31. Формы существования диазосоединений. Химические свойства диазосоединений без выделения азота.

32. Получение солей диазония. Механизм реакции диазотирования. Реакции солей диазония с выделением азота.

33. Азокрасители. Причины окраски органических соединений. Теория цветности Витта.

34. Строение и значение азосоединений. Метилоранж и конго-красный.

35. Строение и ароматичность пятичленных гетероциклов. Прогнозирование их химических свойств.

36. Фуран: получение, химические свойства (ацидофобность). Фурфурол.

37. Пиррол: получение, особенности химических свойств. Представители природных пигментов (гемин, -хлорофилл) и их значение.

38. Сравнительная характеристика химических свойств бензола и пятичленных гетероциклов.

39. Пиридин: электронное строение, реакции SN, SR.

40. Основные свойства пиридина. Расщепление пиридинового кольца.

41. Невосстанавливающие дисахариды. Инверсия и мутаротация 42. Моносахариды: классификация и конформационная изомерия. Аномерный эффект.

43. Химические свойства моносахаридов.

44. Строение и гидролиз крахмала. Гликоген.

45. Таутомерные превращения моносахаридов.

46. Восстанавливающие дисахариды.

47. Простые эфиры и -окиси. Получение, строение и химическая активность.

48. Окислительно-восстановительные реакции альдегидов и кетонов. Реакции самоокисления-самовосстановления (реакция Тищенко, Канницаро).

49. Амиды карбоновых кислот: получение, строение, кислотно-основные свойства, реакции по С=О группе.

50. Ароматические сульфокислоты: получение, строение, свойства. Синтез белого стрептоцида. Сульфамидные препараты (сульфодимезин, сульфазон) на его основе.

51. Синтез углеводов. Циангидриновый синтез на примере генетического ряда моноз.

52. -, -Диастереомеры. Оптически активные соединения с двумя асимметрическими атомами.