Методические указания студентам

Рекомендуется изучить материал каждого занятия с использованием

учебной литературы, проверить полученные знания по предлагаемым к

каждому занятию вопросам для самоконтроля.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1.

Основные положения теории строения органических соединений.

Тема:

Классификация, номенклатура, пространственное строение органических соединений. Изомерия.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Теория строения органических соединений А. М. Бутлерова и ее развитие на современном этапе.

1.2 Строение атома углерода и электронные представления о химических связях в органических соединениях. Гибридизация орбиталей (sp3, sp2, sp), длины и энергии связей, - и - связи.

1.3 Классификация органических соединений: а) по углеродному скелету; б) по функциональным группам. Моно-, поли- и гетерофункциональные соединения.

1.4 Принципы химической номенклатуры органических соединений.

Заместительная (ИЮПАК или М.Н.) и радикально-функциональная (Р.Н.) номенклатура. Старшинство характеристических групп.

1.5 Химическое строение и структурная изомерия алканов, циклоалканов, алкенов, алкинов.

1.6 Пространственное строение и стереоизомерия. Тетраэдрическая конфигурация атома углерода. Проекционные формулы. Энантиомеры и диастереомеры. - диастереомеры алкенов.

1.7 Конформации. Конформационные изомеры (конформеры) ациклических и циклических углеводородов. Аксиальные и экваториальные заместители.

Энергетика конформационных превращений.

2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА: Предельные углеводороды ряда метана.

3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ.

Литература.

1.Конспект лекций.

2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. 11 Руководство к лабораторным занятиям по биорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.14 - 27, 41 - 57.

Вопросы для самоконтроля.

1. Дайте определение понятия «химическое строение». Постройте и назовите возможные структурные изомеры: С5Н12, С5Н10, С5Н8.

2. Дайте название по номенклатуре ИЮПАК (М.Н.) следующим соединениям:

CH CH CH2 C CH CH CH3 CH=CH CH CH C CH2=C CH3 CH2 CH CH CH CH C C CH3 CH C CH CH2 CH CH2 CH CH C2H5 CH3 C2H5 CH 3. Напишите структурные формулы: 2,5-диметил-З-этилгексан, 3-метил- 3этилпентан, 2-метил-4-изопропилгептан, 2,2.4-триметилгептен-З, З-метил-3изопропилгексин-1, пентадиен-1,2.

4. Дайте определение понятиям «конфигурация». Напишите формулы диастереомеров: С4Н8, С5Н10, C6Hl2; энантиомеров 2-бромбутана.

5. Дайте определение понятия «конформация». Изобразите в проекциях Ньюмена и сравните энергетические состояния заслоненной, заторможенной и скошенной конформаций: бутана, коламина (2-аминоэта-нол-1), этиленгликоля (этандиол-1,2).

6. Изобразите возможные конформеры, возникающие при вращении вокруг связи С-2-С-3 в - аланине (3-аминопропановая кислота).

7. Приведите конфигурацию и наиболее выгодную конформацию циклогексана, циклогексанола и гексахлорана.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2.

Тема: Взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений.

Реакционная способность ациклических и алициклических углеводородов.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Сопряженные системы с открытой цепью сопряжения., - и, р, сопряжение. Энергия сопряжения.

1.2 Индуктивный и мезомерный эффекты. Электронные эффекты заместителей.

1.3 Гемолитический и гетеролитический разрыв ковалентной связи.

Карбкатионы, карбаниоиы, свободные радикалы, их электронное строение.

Радикальные, электрофильные и нуклеофильные реагенты. Классификация органических реакций.

1.4 Реакции радикального замещения (SR) у насыщенного атома углерода (алканы, ненапряженные циклоалканы).

1.5 Реакции электрофильного присоединения к ненасыщенным (АЕ) углеводородам, малым циклам. Правило Марковникова (статический и динамический факторы). Роль кислотного катализа.

1.6 Окисление непредельных углеводородов (реакция Вагнера, энергичное окисление).

1.7 Электрофильное присоединение к диеновым углеводородам.

1.8 Химические свойства алкинов. СН-кислотность.

1.9 Полимеризация алкенов, диеновых углеводородов.

1.10Терпены. Моно- и бициклические терпены. Лимонен. Пинен. Строение, свойства, медико-биологическое значение и применение. - Каротин.

2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА:

Химические свойства непредельных углеводородов.

3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ.

Литература.

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. 36 Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.27 - 41, 23 - 97.

Дайте определение понятия «сопряжение». Назовите вид сопряжения в молекулах:

Назовите вид и знак электронных эффектов: атома хлора (в 1-хлорпропане, хлорвиниле, хлоропрене); гидрокси-группы (в этаноле, виниловом спирте, акриловой (пропеновой) кислоте).

Расположите в ряд по возрастанию устойчивости карбкатионы:

C2H5+, (CH3)2CH+, CH2=CH-CH2+, CH2=CH-CH2-CH2+, (CH3)3C+.

Напишите схемы реакций хлорирования 2-метилбутана, циклогексана.

Разберите механизм реакций.

б) бромоводорода. Разберите механизм реакции.

б) циклопропану, в) лимонену, г) акриловой кислоте. Разберите механизм реакции (кислотный катализ).

Напишите схемы присоединения к бутадиену-1,3: а) брома; б) бромоводорода (1:1). Разберите механизм реакции.

Напишите схемы реакций окисления симметричного метилэтилэтилена: а) реакция Вагнера; б) энергичное окисление. Укажите условия реакций, назовите продукты.

Напишите схемы реакций полимеризации: а) пропилена, б) изопрена;

циклической тримеризации метилацетилена.

10. Напишите схемы реакций метилацетилена с: а) НВr (1:1), б) Н2O (1:1) 11. По какой реакции можно отличить бутин-1 от бутина-2?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3.

Тема: Сопряженные системы с замкнутой цепью. Ароматичность. Механизм реакции электрофильного замещения (SE).

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Ароматические углеводороды как сопряженные системы с замкнутой цепью. Критерии ароматичности. Бензол и его гомологи. Строение бензола. Энергия сопряжения. Изомерия, номенклатура углеводородов ряда бензола.

1.2 Химические свойства бензола и его гомологов: реакции присоединения, электрофильного замещения Галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование. Реакции окисления бензола и его гомологов.

1.3 Ориентирующее действие заместителей в бензольном ядре. Реакции электрофильного замещения для производных бензола. Согласованное и несогласованное действие двух заместителей в бензольном кольце.

1.4 Отдельные представители ароматических углеводородов: бензол, толуол, ксилолы, стирол.

1.5 Многоядерные ароматические соединения с конденсированными ядрами.

Нафталин. Антрацен. Фенантрен.

1.6 Химические свойства нафталина: реакции замещения, гидрирования, окисления.

2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА: Химические свойства аренов.

3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ.

Литература.

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. 41 Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.97 - 111.

1. Напишите изомеры для соединения С10Н14, С9H12.

2. Напишите уравнения реакций бромирования бензола, толуола. Разберите механизм реакций.

3. Напишите уравнения реакций сульфирования толуола., о-ксилола, м-ксилола.

Разберите механизм реакций.

4. Напишите уравнение реакции нитрования бензойной кислоты. Разберите механизм реакции.

5. Напишите уравнения реакции бензола с галогеналкилами в присутствии АlС13.

6. Напишите схему реакции нитрования n-нитротолуола (разберите механизм, назовите образующееся соединение по М.Н.) 7. Закончите уравнения реакций (назовите образующиеся соединения по М.Н.):

8. Напишите схемы реакций окисления: а) толуола, б) пропилбензола, в) пметилизопропилбензола.

9. Какие продукты получаются при хлорировании этилбензола:

а) в присутствии А1С13, б) при облучении УФ-светом ?

10. Напишите уравнения реакций, лежащих в основе получения о-нит-робензойной кислоты из толуола.

11. Приведите схему распределения электронной плотности в нитробензоле. Как влияет введение нитрогруппы: а) на электронную плотность в бензольном ядре, б) на реакционную способность в реакциях SE ?

12. Напишите уравнение реакции образования гексахлорана. Укажите условия реакции.

13. Напишите схемы реакций образования - и -сульфонафталина. Укажите условия реакции.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4.

Тема: Теоретические основы строения, изомерии и реакционной способности углеводородов. Галогенопроизводные углеводородов.

Содержание занятия:

1.КОЛЛОКВИУМ. Теоретические основы строения, изомерии и реакционной способности углеводородов.

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА: Галогенопроизводные углеводородов.

3.КОНТРОЛЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

Литература:

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. – 154.

ТИПОВОЙ БИЛЕТ КОЛЛОКВИУМА.

1. Строение, изомерия, химические свойства о-ксилола.

2. Примеры реакций электрофильного присоединения с изопропилэтиленом.

Механизм реакций АЕ.

3. Конформационные изомеры (на примере 1,2-дихлорэтана).

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПО ТЕМЕ:

Галогенопроизводные углеводородов.

1. Классификация галогенопроизводных углеводородов.

2. Строение, изомерия и номенклатура галогенопроизводных углеводородов.

3. Общие способы получения и химические свойства моно-, ди- и полигалогенопроизводных углеводородов.

4. Отдельные представители галогенопроизводных углеводородов и их медико-биологические значение, токсичность. Хлорэтан, фторотан, хлороформ, йодоформ, тетрахлорэтилен, хлорбензол, хлористый борнил, гексахлоран, ДДТ, тетрафторэтилен.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5.

Тема: Кислотно-основные свойства спиртов, фенолов, тиолов, аминов и их производных. Механизм реакции нуклеофильного замещения.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Изомерия и номенклатура спиртов, фенолов, тиолов, простых эфиров, 1.2. Электронное строение функциональных групп (-ОН, -SH, -NH2).

1.3. Кислотно-основные свойства спиртов, фенолов, тиолов, простых эфиров, тиоэфиров, аминов.

1.3.1 Понятие «кислота» и «основание» по теории Бренстеда-Лоури.

1.3.2Влияние на кислотно-основные свойства:

- электроотрицательности атомов;

- размера атома;

- электронных эффектов заместителей (строение радикалов).

1.3.3Сравнение кислотных (Ка, рКа) и основных (Квн+, рКвн+) свойств спиртов (одноатомных и многоатомных), фенолов, тиолов, аминов.

1.3.6. Понятие СН - кислотности.

Кислотно-основные свойства простых эфиров и тиоэфиров.

Отношение спиртов и фенолов к действию щелочей.

Качественные реакции на многоатомные спирты.

1.3.10. Первичные, вторичные, третичные амины алифатического и ароматического рядов. Зависимость основных свойств аминов от строения 1.4. Реакции окисления первичных, вторичных и третичных спиртов.

1.4.1.Окисление фенолов сильными и слабыми окислителями.

1.4.2. Окисление простых эфиров. Определение чистоты диэтилового эфира.

1.5. Реакции нуклеофильного замещения и элиминирования (SN1, SN2, Е).

1.5.1.Взаимодействие первичных и вторичных спиртов с галогеноводородами.

Получение первичных и вторичных спиртов из галогенопроизводных углеводородов. Механизм SN2.

1.5.2.Взаимодействие третичных спиртов с галогеноводородами.

1.5.3. Реакция дегидратации спирта в кислой среде. Механизм элиминирования (Е).

1.6.Реакция образования сложного эфира - тринитрата глицерина. Его применение в медицине.

1.8.Ароматические свойства фенолов (Механизм SE): бромирование, нитрование, сульфирование. Направляющее действие группы -ОН.

1.9.Отдельные представители и их применение в медицине: глицерин, этиленгликоль, этилмеркаптан, диэтилсульфид, бензиловый спирт, этанол, фенол, крезолы, резорцин, гидрохинон, - и - нафтолы, Борнеол.

2. УИРС:

2.1 Метаболизм этилового спирта.

2.2 Фенолы как антиоксиданты. Убихиноны, их биологическая роль.

3.ПРОГРАММИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ.

4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА: Изучение химических свойств спиртов и фенолов.

Литература:

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. - 115, 149 – 178, 221, 224 – 227, 225 – 249.

3.Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.58 - 71, 111 - 129.

ТИПОВОЙ БИЛЕТ ПРОГРАММИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ:

1. Кислотность какого соединения больше - изопропилового спирта или изопропил меркаптана? Ответ обосновать, 2. Напишите уравнение реакции взаимодействия метилового спирта с HI, По какому механизму протекает реакция?

3. Напишите уравнения реакций окисления гидрохинона слабыми окислителями.

4. Сравнить основность спиртов и простых эфиров. Ответ обосновать.

5. Назвать по М.Н. соединение:

1. Расположите по увеличению: а) кислотных свойств: этанол, этилен-гликоль и пропанол-2; фенол и о-крезол; этилмеркаптан и этанол; б) основных свойств: анилин, этиламин, метилфениламин. Ответ обоснуйте.

2. Приведите примеры простых и сложных эфиров, образованных: а) этанолом, б) фенолом, в) глицерином.

3. Какие соединения могут быть получены при окислении: а) бутано-ла-2, б) глицерина, в) этилеигликоля, г) 1,2-дигидроксибензола ?

4. Сравните отношение к окислению спиртов и тиолов. Напишите схемы реакций. «Мягкое» и «жесткое» окисление тиола.

5. Опишите механизмы реакций: а) 2-йод-2-метилбутана с водным раствором гидроксида натрия; б) хлорэтана с водным раствором гидроксида натрия;

в) фенола с азотной кислотой.

6. Напишите схемы реакций окисления гидрохинона и пирокатехина слабым окислителем - Сu(ОН)2.

7. Осуществите следующие превращения, назовите продукты и укажите механизмы отдельных стадий:

8. С помощью каких реакций можно отличить этанол и глицерин? Приведите схемы реакций открытия этанола в виде йодоформа.

9. Напишите схему обратимой окислительно-восстановительной реакции гидрохинон - хинон, лежащей в основе действия коферментов-убихинонов.

10. Напишите по стадиям схему реакции дегидратации а) этилового спирта; б) З-метилбутанола-2; в) пентанола-2 в кислой среде. По какому механизму протекают эти реакции ?

11. Приведите схему реакции окисления диэтилового эфира. Какой ре акцией качественно можно обнаружить присутствие перекисных соеди нений в диэтиловом эфире.

12. Напишите схему реакции образования фосфорнокислого эфира глицерина ( - и -моноглицерофосфата).

13. Напишите уравнение реакции образования "сернокислого эфира фенола (фенилсерной кислоты). Приведите схему реакции сульфирования фенола.

Механизм реакции.

14. Напишите формулы изомеров крезола (оксиметилбензола) и назовите их по международной номенклатуре.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6.

Тема: Карбонильные соединения. Альдегиды и кетоны.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Электронное строение карбонильной группы. Номенклатура и изомерия альдегидов и кетонов.

1.2 Химические свойства альдегидов и кетонов.

1.2.1 Сравнение реакционной способности альдегидов и кетонов, 1.2.2 Реакции окисления альдегидов. Особенности окисления кетонов.

1.2.3 Реакция дисмутации. Диспропорциоиирование формальдегида, бензальдегида.

1.2.4 Нуклеофильное присоединение для альдегидов и кетонов (AN):

- присоединение синильной кислоты. Использование оксинитрилов в специфических методах получения -оксикислот и -аминокислот.

- образование полуацеталей и ацеталей. Циклические полуацетали из - и -оксиальдегидов. Гидролиз ацеталей и полуацеталей в кислой среде.

образование гидросульфитных производных. Применение их в качестве - гидратация формальдегида, ацетальдегида. Формалин. Применение хлоральгидрата в медицине.

- реакция восстановления альдегидов и кетонов до спиртов.

1.2.5Реакции AN, сопровождающиеся элиминированием (AN.-E):

- образование иминов, оснований Шиффа, окcимов, гидразонов и их гидролиз. Восстановление иминов до аминов.

- синтез уротропина.

1.2.6Реакции Циклотримеризация, альдольная конденсация.

1.2.7 Замещение карбонильного кислорода галогенами.

1.2.8Химические свойства альдегидов и кетонов, обусловленные превращениями в радикале.

1.2.9Качественные реакции альдегидов и кетонов:

- иодоформная проба на ацетон и ацетальдегид;.

- открытие альдегидов фуксинсернистой кислотой;

- обнаружение кетонов нитропруссидом натрия.

1.3 Отдельные представители альдегидов и кетонов и их медико-биологическое значение (формальдегид, ацетальдегид, акролеин, бензальдегид, цитраль, ретиналь, ацетон, камфора).

2. ПРОГРАММИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ.

3.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Литература:

1. Конспект лекций.

2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. - 194, 221 - 222.

3. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.21, 129 - 146.

ТИПОВОЙ БИЛЕТ ПРОГРАММИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ.

1. Получение масляного альдегида из соответствующего спирта.

2. Схема общего механизма реакции Ах в альдегидах и кетонах.

3. Напишите реакцию нитрования бензальдегида (с механизмом).

4. Приведите примеры ароматических кетонов и назовите их.

5. Какие качественные цветные реакции используются для отличия альдегидов от кетонов?

1. Укажите, у какого альдегида электрофильная активность карбонильной группы выше и почему?

2. Напишите уравнение реакции «серебряного зеркала» для формальдегида.

3. Напишите уравнение реакции получения оксинитрила масляного альдегида.

4. Укажите постадийное взаимодействие ацетона с йодом в щелочной среде.

5. Напишите уравнения химических реакций, с помощью которых можно получить метилпропилкетон?

6. Какой альдегид получается в результате окисления первичного изоамилового спирта? Назовите его по М.Н.

7. Дополните схему:

8. Напишите схему реакции уксусного альдегида с пропиловым спиртом в присутствии кислоты (Н+). Назовите продукт.

9. Как реагирует пропанон с гидроксиламином? Назовите продукт реакции.

10. Напишите уравнение реакции дисмутации формальдегида.

11. Дайте схему циклотримеризации муравьиного альдегида с образованием триоксиметилена.

12. Приведите уравнение реакции получения фенилгидразона уксусного альдегида.

13. Напишите структурную формулу уротропина и уравнение реакции его получения.

14. Дайте схему получения оксима метилпропилкетона. Назовите кетон по 15. Приведите уравнение реакции Канниццаро для бензальдегида.

16. Напишите схему взаимодействия бензальдегида с анилином.

17. Приведите схему взаимодействия метилфеыилкетона с гидроксиламином.

18. Приведите уравнение реакции взаимодействия бензофенона с си нильной кислотой и гидролиза получившегося продукта.

19. Дополните следующую схему и назовите продукты:

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7.

Тема: Карбоновые кислоты.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Классификация карбоновых кислот. Номенклатура, изомерия.

1.2 Строение карбоксильной группы.

1.3 Общие способы получения кислот.

1.4 Химические свойства карбоновых кислот:

Кислотные свойства. Соли карбоновых кислот, номенклатура, свойства.

1.4.2Реакции нуклеофильного замещения (SN) у sp2- гибридизованного атома углерода карбоновых кислот и их функциональных производных. Реакции ацилирования - образование ангидридов, сложных эфиров, хлорангидридов, амидов и обратные им реакции гидролиза. Биологическая роль реакций ацилирования.

1.4.3 Реакции, обусловленные радикалом. Галогенокислоты. Производные ароматических кислот.

1.5 Отношение к окислению предельных, непредельных и ароматических кислот, - окисление карбоновых кислот (in vivo).

1.6 Отдельные представители карбоновых кислот: а) муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, капроновая; б) щавелевая, малоновая, янтарная; в) акриловая, метакриловая, кротоновая, фумаровая и малеиновая;

г) пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая; д) бензойная, фталевая, терефталевая.

1.7 Биологическая роль и некоторые лекарственные препараты на основе карбоновых кислот и их производных.

2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

3.ПРОГРАММИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ.

Литература:

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. - 107, 182 – 183, 194 – 213, 250 - 255.

3.Руководство к лабораторным занятиям по биорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.147 - 160.

ТИПОВЫЕ БИЛЕТЫ ПРОГРАММИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ

1. Электронное строение карбоксильной группы.

2. Написать уравнение реакции получения янтарной кислоты из соответствующего спирта.

3. Написать уравнение реакции получения трихлоруксусной кислоты. (Механизм).

4. Какая из кислот муравьиная или щавелевая имеет большее значение константы диссоциации (Ка) и почему ?

5. Написать изомеры и дать названия соединений с общей формулой С6Н4(СООН)2.

Расположите в ряд по увеличению кислотности следующие кисло ты:

СН 3 СООН; СlСН 2 -СН 2 -СООН; СН 3 -СН 2 СООН; СН 3 -СНСl-СООН.

Результат поясните.

2. Написать уравнение реакции образования стеарата кальция, исходя из стеарата натрия.

3. Опишите механизм реакции бромирования бензойной кислоты. Назовите продукт реакции. Что легче бромируется: бензойная кислота или бензол и почему?

4. Напишите уравнение реакции гидролиза пальмитата натрия.

5. Назвать по М.Н.:

HOOC-(CH2)2-COOH CH3-CH=CH-COOH CH2Br-CH2-COOH H3C-CH(CH3)-CH2-COOH 1. Привести формулы возможных изомеров масляной и валериановой кислот.

Дать названия соединениям.

2. Написать схему реакции получения метилпропионата, используя в качестве одного из исходных соединений хлорангидрид пропионовой кислоты. Объясните, почему ацилирующая способность хлорангидрида выше, чем пропионовой кислоты.

3. Напишите схему реакции образования ацетамида через аммониевую соль.

4. Привести схему и механизм реакции этерификации на примере пропановой кислоты и этанола.

5. Какими реакциями можно подтвердить непредельный характер акриловой кислоты ?

6. Опишите механизм реакции нитрования бензойной кислоты.

7. Напишите схемы реакций полимеризации: метакриловой кислоты, метилметакрилата, метилакрилата. Какое значение имеют полученные полимеры?

8. Расположите в ряд по усилению кислотных свойств следующие соединения: а) щавелевая кислота, муравьиная кислота; б) 2-бромпропано-вая кислота, 3бромпропановая кислота; в) уксусная кислота, акриловая кислота, изокротоновая (бутен-3-овая кислота). Ответ поясните.

9. Напишите схему реакции получения янтарной кислоты из галоид производных углеводородов.

10. Напишите схемы реакций образования малоната натрия, сукцината калия, бутирата магния, стеарата свинца.

11. Приведите качественные реакции по обнаружению муравьиной кислоты в растворе.

12. Что легче бромируется: бензойная кислота или толуол? Ответ обосновать.

13. Написать уравнение реакции образования амида уксусной кислоты из ее хлорангидрида и аммиака.

14. Написать уравнения реакций образования полного и неполного метилового эфира фталевой кислоты.

15. Написать уравнение реакции образования имида янтарной кислоты (сукцинимида).

16. Состав витамина F. Его биологическое значение.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 8.

Тема: Омыляемые липиды.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Классификация липидов.

1.2 Простые липиды: жиры, масла, воска. Их состав и строение.

1.3 Конформационное строение кислот, входящих в состав липидов.

1.4 Сложные липиды: фосфолипиды, сфинголипиды, гликолиниды. Их состав и строение.

ферментативный), о) реакции присоединения (гидрогенизация, йодное число жира); в) реакции окисления: гидролитическое (прогоркание жира) и пероксидное окисление липидов.

2. УИРС. Биологическая роль жиров. Аналитические характеристики жиров.

3. ПРОГРАММИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ.

4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

4.1.Доказательства ненасыщенности кислот в структуре жиров растительного происхождения.

4.2.«Элаидиновая проба» на оливковое масло (демонстрация опыта).

4.3.Гидролиз жира. Исследование продуктов гидролиза жира.

4.4.Определение йодного числа жира.

Литература:

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. - 472, 444 - 464.

3.Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с. 263 - 277.

ТИПОВОЙ БИЛЕТ ПРОГРАММИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ.

1. Опишите механизм кислотного гидролиза пропилформиата.

2. Напишите схему реакции гидрирования 1,2-диолеостеарина. Указать условия.

3. Приведите схему реакции ферментативного гидролиза 1-олео-2-линолеобутирата.

Какими реакциями можно подтвердить ненасыщенность жиров растительного происхождения ?

Приведите формулу фосфатидилколамина. Биологическая роль фосфолипидов.

1. Напишите структурные формулы кислот, входящих в состав омыляемых липидов с учетом их конформационного строения; пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой, линоленовой.

2. Напишите строение двух - диастереомеров на примере олеиновой и элаидиновой кислот, «олл-цис» формы линолевой и линоленовой кислот.

3. Охарактеризуйте общее строение триацилглицеринов. Как связана консистенция триацилглицеринов со строением входящих в их состав жирных кислот?

4. Напишите уравнение реакции в результате которой можно перейти от жидкой консистенции масла к твердой?

5. Дайте определение йодного числа жира и рассчитайте его для триолеата глицерина.

6. Напишите уравнения реакций гидролитического расщепления в кислой и щелочной средах триацилглицеринов: дипальмитостеарина (дипальмитоилстеароилглицерин), 1-линолео-2-олеопальмитина.

механизму протекает реакция в кислой среде ?

7. Напишите структурные формулы фосфатидилколаминов (кефали-ны), фосфатидилхолинов (лецитины), содержащих остатки олеиновой и стеариновой кислот. Какие продукты получаются в результате их гидролитического расщепления?

8. Напишите структурную формулу сфингозина, церамида. Биологическая роль церамида.

9. Какие продукты образуются при полном гидролизе сфингомиелипа?

10.Напишите структурную формулу галактоцереброзида. Нахождение в организме, биологическая роль.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 9.

Гетерофункциональные органические соединения. Окси-, феноло-, Тема:

кетокислоты.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Какие соединения называются гетерофункциональными? Приведите примеры гетерофункциональных соединений,- имеющих медико-биологическое значение и применение.

1.2 Строение и изомерия оксикислот. Хиральный центр. Энантиомерия (оптическая, зеркальная изомерия). Энантиомеры глицеринового альдегида, молочной и винной кислот. Рацемат. Способы разделения рацемических смесей. Диастереомерия. -диастереомеры винной кислоты.

1.3 Химические свойства оксикислот. Реакции, характерные для а -,-, у оксикислот.

1.4 Отдельные представители оксикислот: молочная, яблочная, -оксимасляная, -оксимасляная (ГОМК), лимонная, винные кислоты.

1.5 Строение и изомерия кетокислот. Кето-енольная таутомерия (на примере этилового эфира ацетоуксусной кислоты или щавелевоуксусной кислоты ЩУК).

1.6 Химические свойства кетокислот.

1.7 Важнейшие природные кетокислоты: ацетоукеусная, щавелевоук-сусная,кетоглутаровая.

1.8 Строение, изомерия, химические свойства фенолокислот. Салициловая кислота, ее важнейшие производные: салицилат натрия, метилсалицилат, фенилсалицилат (салол), ацетилсалициловая кислота (аспирин), парааминосалициловая кислота (ПАСК); их применение.

1.9 Участие в процессах метаболизма и применение в медицине окси-, кето-, фенолокислот и других гетерофункциональных соединений.

2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

3.КОНТРОЛЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

4.УИРС:

4.1 Окси-, оксо-, фенолокислоты и их производные в медицине.

4.2 Аминобензойная кислота и ее производные. Биологическая роль.

Фармпрепараты - антиметаболиты пара-аминобензойной кислоты.

Литература:

1. Конспект лекций.

2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. 64 Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.160 - 178.

1. Напишите изомеры оксимасляной кислоты.

соединения, по которому определяется принадлежность к стереохимическому ряду.

3. Дайте определение энантиомеров. Напишите проекционные формулы энантиомеров а -аминопропионовой кислоты. Укажите их принадлежность к стереохимическим рядам.

4. Как называются соли: а) молочной, б) винной, в) лимонной, г) яблочной кислот ?

5. Что такое рацемат и обладает ли он оптической активностью? Что такое виноградная кислота?

6. Напишите проекционную формулу мезовинной кислоты. Укажите причину отсутствия оптической активности у мезовинной кислоты.

7. Дайте определение диастереомеров. Напишете проекционные формулы Dвинной кислоты и ее диастереомера.

8. Напишите формулы кислот и название их по М.Н.: а) -оксимасляная, б) молочная, в) -оксивалериановая.

9. Напишите уравнение специфической реакции, протекающей при нагревании оксимасляной кислоты.

10.Напишите уравнения реакций отличия -, -, -оксикислот.

11 Напишите формулы важнейших представителей -кетокислот: пировиноградной и а -кетоглутаровой. Назовите их по М.Н.

12.Дайте определение явления таутомерии и напишите таутомерные формы этилового эфира ацетоуксусной кислоты.

Напишите таутомерные формы щавелевоуксусной кислоты. Как называется 13.

енольной формы.

14.

лоты с н-пропиловым спиртом.

16.Напишите уравнение реакции декарбоксилирования ацетоуксусной кислоты и назовите продукт. При каком заболевании человека обнаруживается повышенное содержание этого продукта в моче и крови ?

17. Напишите уравнение реакции окисления молочной и - оксимасляной кислот.

Назовите продукты реакции.

18.Напишите уравнения реакций образования ацетилсалициловой кислоты (аспирина) и фенилсалициловой кислоты (салола).

19.Запишите схему реакции и назовите соединения:

Укажите окислитель и восстановитель в этой реакции.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 10.

Тема: Углеводы, Моносахариды.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

(олигосахариды, полисахариды). Распространение в природе, биологическое 1.2. Моносахариды Классификация.

1.3. Стереоизомерия, D и L ряды. Энантиомеры идиастереомеры. Эпимеры.

Формулы Фишера.

1.4. Циклические формы моносахаридов. Цикло-оксо-таутомерия. Формулы Хеуорса. Пиранозы и фуранозы. - и - аномеры. Мутаротация.

1.5. Конформационное строение гексоз, 1.6. Химические свойства моносахаридов.

1.6.1 Окисление в щелочной, нейтральной и кислой средах. Гликонозые, гликаровые, гликуроновые кислоты. Эпимеризация в щелочной среде.

1.6.2 Реакции AN по оксогруппе. Восстановление моносахаридов (сорбит, ксилит).

1.6.3 Реакции по спиртовым группам. Простые и сложные эфиры (ацетаты, фосфаты). Доказательство многоатомности.

1.6.4 Реакции по полуацетальному гидроксилу, О- и N- гликозиды.

1.6.5 Реакции брожения.

1.6.6 Качественные реакции на пентозы и фруктозу.

1.7 Важнейшие представители моносахаридов: рибоза, дезоксирибоза, ксилоза, глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза. Аскорбиновая кислота, получение из глюкозы. Аминосахара. Нейраминовая кислота. Сиаловые кислоты.

2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ.

Литература:

1. Конспект лекций.

2. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. - 407, 369 - 460.

3. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.221 - 240.

1. Приведите формулы строения и назовите таутомерные формы: рибозы, глюкозы, фруктозы, галактозы.

2. Напишите структурные формулы:

-D-глюкопиранозы; а -D-глюкофуранозы; D-рибофуранозы; -D-галактопиранозы; -D-фруктофуранозы; а -Dфруктопиранозы; аномеров D-глюкопиранозы в конформации «кресла».

3. Напишите уравнения реакций: гидрирования глюкозы; присоединения HCN к галактозе и фруктозе.

4. Какие биологически важные продукты могут быть получены при окислении Dглюкозы и D-галактозы в различных условиях? Подтвердите уравнениями 5. Какой моносахарид получается при декарбоксилировании:

а) глюкуроновой кислоты, б)галактоуроновой кислоты?

6. Напишите уравнения реакций получения: D-галактоновой кислоты; Dгалактуроновой кислоты; D-глкжаровой кислоты.

7. Почему кетозы легко окисляются в щелочной среде, а окисление в кислотной проходит только в жестких условиях? Подтвердите уравнениями реакций.

8. Напишите схему изомеризации фруктозы в щелочной среде.

9. Напишите уравнения реакций образования: (3 -D-метилгдюкопиранозида; -Dэтилгалактопиранозида; -D-изопропилфруктофурано.зида; –D бутилрибофуранозида.

10. Напишите структурные формулы сложных эфиров: 1,2,3,4,6-пен-таацетат Dглюкозы; 5-фосфата – D -рибофуранозы; - D-фруктозо - 1, 6-дифосфат; а -Dглюкозо-З-фосфат.

11. Напишите схему реакций:

а) ацилирования аминосахаров (получение N-ацетил-D-глюкозамина), б) алкилирования аминосахаров (получение N-метил-D-глюкозамина).

Тема: Ди- и полисахариды.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Олигосахариды. Дисахариды: восстанавливающие(мальтоза, лактоза, целлобиоза) и невосстанавливающие (сахароза).

1.2 Таутомерия восстанавливающих дисахаридов. Циклические и открытые, конформационные формы мальтозы, лактозы и целлобиозы.

1.3 Химические свойства восстанавливающих дисахаридов (окисление, реакции присоединения по оксо-группе, реакции по полуацетальной и спиртовым гидроксильным группам, гидролиз).

1.4 Сахароза, ее гидролиз. Инвертный сахар. Химические свойства сахарозы.

1.5 Полисахариды. Классификация. Гомополисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза. Хитин. Декстраны. Пектовая кислота.

1.6 Гетерополисахариды. Гиалуроновая кислота. Хондроитинсульфаты и их роль в кальцификации тканей. Гепарин. Понятие о смешанных углеводсодержащих полимерах. Гликопротеины.

2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

3. КОЛЛОКВИУМ.

Литература:

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. – 420.

3.Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.241 - 253.

ТИПОВОЙ БИЛЕТ КОЛЛОКВИУМА.

1.Строение и химические свойства моносахарида (указан моносахарид).

2.Реакции, доказывающие восстанавливающую способность дисахарида (указан дисахарид).

3.Хитин. Строение, биологическая роль.

1. Напишите таутомерные формы мальтозы, лактозы, целлобиозы. Какие химические реакции характерны для циклических, а какие для оксо-форм этих дисахаридов?

Для растворов каких дисахаридов наблюдается мутаротация ?

2. По каким химическим свойствам можно отличить:

а) мальтозу, фруктозу и сахарозу;

б) анетальдегид, глицерин, сахарозу и лактозу?

3. Напишите уравнения реакций, доказывающих многоатомность дисахаридов мальтозы, сахарозы и целлобиозы.

4. Напишите уравнение реакции гидролиза сахарозы. Почему эту реакцию называют инверсией сахарозы?

5. Почему свободная D-глюкоза дает положительную пробу Троммера, а сахароза этой пробы не дает?

6. Какой из моносахаридных остатков в молекуле лактозы способен к цикло-оксотаутомерии?

7. Какой дисахарид является структурной единицей амилозы? Какой тип гликозидной связи осуществляется в этом дисахариде между остатками D глюкозы?

8. Какие полисахариды называются гомополисахаридами? Укажите виды связей между D-глюкозидными остатками в крахмале, целлюлозе, гликогене, декстране.

9. С помощью каких реакций можно отличить крахмал от декстринов; декстрины от сахарозы и мальтозы?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 12.

Тема: Азотсодержащие органические соединения.

Содержание занятия:

I. СЕМИНАР.

1.1.Амины.

1.1.1 Строение, классификация, номенклатура и изомерия аминов.

1.1.2 Кислотно-основные свойства алифатических и ароматических аминов.

1.1.3 Реакции отличия первичных, вторичных и третичных аминов.

1.1.4 Реакции алкилирования и ацилирования аминов.

1.1.5 Диамины: путресцин, кадаверин. Получение, строение и свойства.

1.1.6 Производные анилина: антифебрин, сульфаниловая кислота и ее амид.

Сульфаниламидные препараты, применение в медицине.

1.2. Аминоспирты: коламин, холин, ацетилхолин. Аминофенолы: дофамин, норадреналин, адреналин. Значение их для жизнедеятельности организма.

1.3. Амиды кислот.

1.3.1 Кислотно-основные свойства, отношение к гидролизу.

1.3.2 Мочевина (карбамид). Получение и свойства (гидролиз, основные свойства, термическое разложение, действие азотистой кислоты). Медикобиологическое значение мочевины и ее производных (уретаны, уреиды кислот, биурет). Гуанидин.

1.4. Аминокислоты.

1.4.1 Классификация, строение, номенклатура и изомерия аминокислот 1.4.2 Реакции отличия -, -, - аминокислот.

1.4.3 Кислотно-основные свойства аминокислот. Типы солей аминокислот.

Изоэлектрическая точка аминокислоты (ИЭТ, pI).

1.4.4 Реакции аминокислот in vivo (декарбоксилирование, дезаминирование, образованию биогенных аминов и биорегуляторов (коламин, гистамии, триптамин, серотонин, кадаверин, ( - аланин, -аминомасляная кислота.

2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ.

Литература:

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. – 167, 202 – 204, 208 – 213, 249 – 250, 255 – 263, 314 – 345, 108 - 111.

3.Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.197 – 220.

1. Какой из приведенных аминов обладает наибольшей основностью в растворе: C2H5NH2, (C2H5)2NH, (C2H5)3N, C6H5NH2 ?

2. Напишите структурные формулы и назовите амины, обшей формулы C4H11N.

3. Напишите уравнения реакций, доказывающих основный характер диэтиламина, коламина, кадаверина, мочевины.

4. Напишите уравнения реакций взаимодействия с азотистой кислотой:

а) первичных, вторичных и третичных алифатических аминов;

б) мочевины.

5. Напишите уравнения реакций образования:

а) сернокислой соли анилина;

б) сульфаниловой кислоты;

в) сульфаниламида (белого стрептоцида).

Условия проведения реакций.

6. Методы качественного и количественного определения мочевины.

7. Напишите уравнения реакций образования диаминов: путресцина и кадаверина из соответствующих аминокислот.

8. Приведите структурные формулы возможных изомеров валина и назовите их.

9. Напишите уравнения реакций образования всех типов солей глицина.

10. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерный характер:

а) лизина;

б) аспарагиновой кислоты;

в) ацетамида.

11.Напишите уравнения реакций, протекающих при нагревании:

а) глииина;

б) -аминомасляной, ( -аминоизомасляной кислот.

12. Из каких - аминокислот путем декарбоксилирования получаются биогенные амины - гистамин, коламин? Напишите уравнение реакций.

13. Конечным продуктом декарбоксилирования аспарагиновой кислоты является этиламин. Какая из двух карбоксильных групп будет отщепляться первой? Назовите продукт, получающийся при декарбоксилирования одной карбоксигруппы аспарагиновой кислоты.

14. Какие продукты получаются при дезаминировании аспарагиновой кислоты?

Какие виды дезаминирования имеют место in vivo и in vitro.

15. При действии азотистой кислоты на равные объемы растворов лизина и лейцина одинаковой концентрации, из одной пробирки выделился вдвое больший объем азота, чем из другой. В какой пробирке находился раствор лизина?

16. Напишите уравнение реакции трансаминирования между шавелевоуксусной кислотой (ЩУК) и глутаминовой кислотой (ГЛУ).

17.

рН= 6.0 будут двигаться к аноду или катоду: глутаминовая кислота (рl= (pl=6.0).

Тема: Пептиды, белки.

Содержание занятия.

1. СЕМИНАР.

1.1 Образование ди-, три- полипептидов из а -аминокислот.

1.2 Строение пептидной связи. Гидролиз пептидной связи.

1.3 Первичная структура пептидов и белков.

1.4 Пептиды: номенклатура, биологическая роль, применение в качестве лекарственных средств.

1.5 Понятие о вторичной и третичной структуре белка.

1.6 Качественные реакции на белок.

2.ПРОГРАММИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ.

3.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Литература:

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. 11 Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.14 - 27, 41 - 57.

ТИПОВОЙ БИЛЕТ ПРОГРАММИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ

1. Какой продукт получается при декарбоксилировании глицина (in vivo, in vitro)? Напишите уравнения реакций.

2. Реакции отличия -, -, - аминокислот.

3. Построить трипептид из глицина, аланина и метионина. Определить характер среды в растворе трипептида ГЛИ-АЛА-МЕТ.

4. Написать уравнения реакций щелочного гидролиза:

а) мочевины; б) ацетамида.

5. Подтвердить уравнениями реакций основный характер этиламина и анилина.

1. Изобразите электронное и пространственное строение пептидной связи, сопряжение и длины связей в пептидной группе. Как изменилась длина связи C-N в пептидной группе?

2. Проведите синтез дипептидов: ИЛЕ-ТРИ, ТРЕ-МЕТ, АЛА-ФЕН с использованием операций «активация» и «защита».

3. Напишите формулы возможных трипептидов, образованных аминокислотами:

лизин, аланин, серин.

4. Напишите формулы трипептидов: ВАЛ-ФЕН-ЛЕЙ, ЛИЗ-ГЛИ-ИЛЕ, АСП-СЕРАЛА. В какой области значения рН (кислой, нейтральной, щелочной) лежит изоэлектрическая точка этих пептидов?

5. Напишите структурную формулу трипептида -Глутатиона ( ГЛУ-ЦИС-ГЛИ).

Какую биологическую функцию он выполняет?

6. Напишите структурные формулы нейропептидов.

ТИР-ГЛИ-ГЛИ-ФЕН-МЕТ(метионин-энкефалип), ТИР-ГЛИ-ГЛИ-ФЕН ЛЕЙ (лейцин-энкефалин).

Какое медико-биологическое значение они имеют?

7. Изобразите водородные связи между пептидными группами в а-спирали и в структуре складчатого листа ( -конформация).

8. Какие взаимодействия обуславливают третичную структуру белка в полипептидной цепи пространственно сближенных а) цистеиновых остатков, б) лизина и глутаминовой кислоты?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 14.

Тема: Биологически активные гетероциклические соединения. Гетероциклы с одним гетероатомом.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1. Классификация гетероциклических соединений (по природе гетероатома, числу атомов и гетероатомов в цикле).

1.2. Пяти- и шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом (фуран, тиофен, пиррол, пиридин, индол, хинолин и их производные).

1.2.1 Ароматичность соединений.

1.2.2 Электронное строение пиррольного и пиридинового атомов азота.

1.2.3 Кислотно-основные свойства.

1.2.4 Ароматические свойства (реакции SR).

1.2.5 Реакции гидрирования. Продукты гидрирования пиррола. Важнейшие соединения, содержащие циклы пиррола, пирролина и пирролидина триптофан, пролин и оксипролин, порфин, гем.

1.2.6 Нуклеофильные свойства пиридинового атома азота. Соли пиридиния.

1.2.7 Производные пиридина - никотиновая кислота и ее амид (витамин РР) как структурная единица коферментов НАД+ и НАДФ+. Пиридоксаль.

1.2.8 Изоникотиновая кислота. Тубазид, фтивазид.

1.2.9 Производные 8-гидроксихинолина - антибактериальные средства.

2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ.

Литература:

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. 43 – 45, 147 – 149, 278 – 292, 298 – 304, 440 – 443.

3.Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.178 - 196.

1. Напишите цикл Юрьева. Каковы условия проведения реакций?

2. Напишите уравнения реакций бромирования фурана, пиррола и тиофена.

Объясните механизм реакций (SR).

3. Каков тип гибридизации атома азота в молекуле пиррола?

4. Напишите уравнения реакций подтверждающих: а) амфотерный характер пиррола и индола; б) основные свойства пирролидина и пирролина, пиридина и хинолина.

Для какого из указанных соединений основные свойства выражены ярче?

5. Какой химической реакцией можно разделить смесь бензола и тиофена? Описать механизм этой реакции.

6. Напишите уравнения реакций нитрования и сульфирования пиридина.

Определите и объясните механизм реакций.

7. Объясните, почему а -аминопиридин нитруется и сульфируется значительно легче, чем пиридин. В какое положение преимущественно вступают нитро- и сульфогруппы?

8. Напишите схему получения метилпиридиний иодида и его реакции с гидридионом. В состав какого кофермента входит замещенный катион пиридиния?

9. Напишите уравнения реакций: а) получения амида никотиновой кислоты из пиколина, б) получения кордиамина (N.N-диэтиламида никотиновой кислоты) из пиридина.

10.Приведите схемы метаболических превращений триптофана.

11.В какой аналитической реакции образуется фурфурол?

12.Какие типы солей могут образовывать: а) триптофан; б) пролин? Напишите их структурные формулы.

13.Постройте трипептиды: Гис - Про - Три, Про - ОH - Ала - Гис, Лиз -Три - Про. В какой области рН находятся их изоэлектрические точки ?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 15.

Тема: Биологически активные гетероциклические соединения. Гетероциклы с двумя гетероатомами.

Содержание занятая:

1. СЕМИНАР.

1.1Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами: имидазол, пиразол, тиазол, строение и свойства, 1.2 Важнейшие производные имидазола: гистидин, гистамин.

1.3 Пиразолоновое кольцо в фармпрепаратах (антипирин, амидопирин, анальгин, бутадион).

1.4 Норсульфазол, пенициллины - производные тиазола.

1.5 Шестичленные гетероциклы с двумя гетероатомами (пиридазин, пиримидин, пиразин), строение и свойства.

1.6 Кислородные производные пиримидина: урацил, тимин, цитозин.

5-фторурацил - противоопухолевое средство. Барбитуровая кислота, лактим-лактамная и кето-енольная таутомерия. Барбитураты, их применение в медицине.

1.7 Бициклические конденсированные гетероциклы. Пурин и его производные.

Аденин, гуанин. Мочевая кислота, ее таутомерия. Ураты. Пуриновые алкалоиды (теобромин, теофиллин, кофеин).

2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

3.КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ.

Литература:

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. – 297, 304 – 312.

3.Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.178 – 196.

1. Приведите строение пиразола (1,2-диазола). Объясните, почему он является ароматическим соединением. Приведите строение пиразолона-5 и антипирина(1-фенил-2,3-диметилпиразолон-5).

2. Напишите уравнения реакций, доказывающих основный характер пиридина, пиримидина, пурина.

3. Для какого соединения - пиррола, пиридина, пиримидина или бензола ароматические свойства выражены ярче и почему?

4. Какое из соединений - пиррол, имидазол или пиразол - обладает самым кислым и самым основным характером ?

5. Напишите уравнение реакции бромирования антипирина в присутствии катализатора FeBr3. Объясните механизм реакции.

6. Какой атом азота будет протонироваться в первую очередь при действии сильной кислоты в молекуле: а) антипирина; б)амидопирина ?

7. Напишите схему лактим-лактамной перегруппировки для барбитуровой кислоты (2,4,6-тригидроксипиримидин), мочевой кислоты (2,6,8-тригидроксипурин).

8. Напишите уравнения реакций образования кислой и средней солей лития мочевой кислоты.

9. Напишите схемы лактим-лактамной таутомерии урапила, тимина, цитозина, гуанина; прототропной таутомерии аденина.

10. Какие продукты образуются при действии азотистой кислоты на аденин и гуанин?

11. Приведите схемы реакций гидрирования пиразола и тиазола. В составе каких фармпрепаратов содержатся образовавшиеся гетероциклы ?

ЛАБОРАТОРНОПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 16.

Тема: Нуклеиновые основания. Нуклеиновые кислоты.

Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Компоненты нуклеиновых кислот - нуклеиновые основания. Пиримидиновые - урацил(У), тимин(Т), цитозин(Ц); пуриновые - аденин(А), гуанин(Г). Лактимлактамная, амино-иминная таутомерия. Причины устойчивости лактамных Рибонуклеозиды. Дезоксирибонуклеозиды.

1.3 Нуклеотиды фосфаты нуклеозидов. Номенклатура нуклеотидов.

1.4 Строение полинуклебтидной цепи. Первичная структура нуклеиновых 1.5 Иуклеотидный состав ДНК и РНК. Щелочной и кислотный гидролиз ДНК И 1.6 Вторичная структура ДНК. Комплементарные основания (тиминаденин, цитозин-гуанин). Правила Чаргаффа. Роль ДНК в передаче и хранении наследственной информации.

1.7 Виды РНК - транспортная (тРНК), матричная (мРНК), и рибосомная (рРНК);

их функции.

1.8 Нуклеозид моно- и полифосфаты: А'ГФ, АДФ, АМФ. Биологическая функция. Макроэргические связи.

1.9 Никотинамиднуклеотидные коферменты. Строение НАД' и его фосфата НАДФ+. Система НАД+-НАДН.

2. УИРС:

1) Лекарственные препараты на основе модифицированных нуклеиновых оснований (5-фторурацил, 6-меркаптопурии). Нуклеозиды - антибиотики.

2) Изменение структуры нуклеиновых кислот под действием химических веществ.

3) Ацилфосфаты и ацил кофермент А - природные макроэргические ацилируюшие реагенты. Биологическая роль реакций ацилирования.

3. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА.

Литература.

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. – 305, 420 - 444.

3.Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.253 - 263.

ТИПОВЫЕ БИЛЕТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ.

1. Строение и химические свойства пиррола.

2. Напишите структурные формулы нуклеиновых оснований, входящих в состав ДНК, и их возможные таутомерные формы.

3. Напишите схему дефосфорилирования (гидролиза) АТФ до АМФ. Какие связи называются макроэргическими?

1. Строение и химические свойства имидазола. Его важнейшие производные:

гистидин и гистамин.

2. Напишите формулу тимина и комплементарного ему основания.

3. При кислотном гидролизе соединения А получена фосфорная кислота, дезоксирибоза и гуанин в мольном отношении 1:1:1. Напишите формулу соединения А, назовите его.

1. Напишите формулы тимина, цитозина и комплементарных им оснований.

Укажите водородные связи.

2. Напишите формулы N-гликозидов (нуклеозидов): уридина, дезоксигуанозина. В какой таутомерной форме находятся в них нуклеиновые основания?

3. Напишите структурные формулы нуклеотидов: 5'-тимидиловой кислоты, 5'уридиловой кислоты, кислоты; назовите их как монофосфаты соответствующих нуклеозидов. Напишите формулу аденозинциклофосфата.

4. Напишите схему полного гидролиза 5'-гуаниловой кислоты В какой среде гидролизуются сложноэфирные и гликозидные связи?

5. Напишите схему полного гидролиза в кислой среде дезоксиадено зин-5'фосфата (дАМФ).

6. Напишите строение участка ДНК с последовательностью Т-А-Ц. Приведите строение фрагмента мРНК, полученного в результате транскрипции с данного участка ДНК.

7. Напишите схему ферментативного фосфорилирования 5'-аденило-вой кислоты.

Назовите полученный продукт.

8. Напишите уравнение гидролиза АТФ до АМФ. Что такое макроэргические связи?

9. Напишите формулу кофермента НАД+ и приведите схему окислительновосстановительной реакции, лежащей в основе его действия в биологических процессах.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 17.

Тема: Неомыляемые липиды. Биорегуляторы Содержание занятия:

1. СЕМИНАР.

1.1 Неомыляемые липиды: стероиды, терпены, 1.2 Терпеновые углеводороды и терпеноиды. Изопреновое правило.

Моно- и бициклические терпены. Лимонен. Пинен. Сквален. Мирцен.

Гераниол, цитраль.

1.3 Каратиноиды. -Каротин. Ретинол (витамин Д), ретиналь. Химические основы механизма зрения.

1.4 Стероиды, их биологическая роль. Классификация.

1.5 Структура и нумерация атомов стерана. Классификация стероидов по величине углеводородного радикала R у С17. (андростан, эстран, прегнан, холан, холестан). Основы стереохимии (цис- транс- сочленения колец).

Конформационное строение 5а - и 5- стеранового скелета, 1.6 Стерины. Холестерин. Эргостерин как предшественник витаминов группы Д.

1.7 Желчные кислоты. Холевая кислота. Гликохолевая и таурохолевая кислоты.

1.8 Стероидные гормоны. Половые: гормоны эстрогенные (эстрон, эстрадиол) и андрогенные (андростерон, тестостерон). Кортикостероиды. Преднизолон.

1.9 Понятие о сердечных гликозидах.

2. УИРС:

1)Простагландины, их строение и биологическая роль. Арахидоновая кислота как предшественник простагландинов.

2)Витамины. Классификация, строение, биологическая роль.

Литература:

1.Конспект лекций.

2.Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.Дрофа, 2005, с. – 483.

3.Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии: пособие для Вузов/ под ред. Н.А.Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2006, с.278 - 291.

1. Выделите изопреновые звенья в структуре лимонена, пинена, ретинола, сквалена, каротина.

2. Приведите строение и название углеводородов, лежащих в основе: эстрогенных кислот, стеринов.

3. В каком сочленении находятся кольца А и В; В и С; С, и Д в а) холевой кислоте;

б) андростероне?

4. Напишите структурные формулы, дайте тривиальные названия:

а) 3,17 (З-диоксиэстратриен-1,3.5;

б) 3 а-окси-5а-андростанон-17;

в) холестен-5-ол-З;

г) 17а, 21-диоксипрегнен-4-трион-3,11,20;

д) 17(3 -оксиандростен-4-он-З;

5.*Какие утверждения относительно структуры и свойств эстрадиола верны?

1) Бромируется в положении 2 и 4.

2) Образует сложный эфир при взаимодействии с уксусным ангидридом.

3) Имеет две вторичные спиртовые гидроксильные группы.

4) Имеет р,я-сопряженный фрагмент.

5) Имеет 5 центров хиральности.

_ * Использованы примеры из сборника «Тестовый контроль по курсу биоорганической химии», М.: MMA а) только 1,2 и б) все.

в) только 1,2,4 и г) только 2,4 и д) только 1 и 3.

6.* Какие утверждения относительно структуры и свойств преднизо-лона неверны?

1) Образует оксим при взаимодействии с гидроксиламином.

2) Содержит первичную, вторичную и третичную спиртовые группы.

3) Кольца А и В сочленены по транс-типу.

4) Имеет 7 центров хиральности.

5) Гидроксильная группа при С11 занимает экваториальное положение.

а) только 1,2 и 5;

б) только 3,4 и 5;

в) только 1,2 и 4;

г) только 3 и 5;

д) только 2,3 и 5.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 18.

Подведение итогов семестра.