Вопросы к экзамену по органической химии

Вопросы к экзамену по биоорганической химии 2012 г.
1. Теория строения органических соединений А.М. Бутлерова. Углерод. Понятие изомерии.
Структурная изомерия. Приведите примеры.
2. Основные
функциональные
группы.
Классификация
органических
соединений.
Гетерофункциональные соединения, примеры.
3. Напишите структурные формулы приведенных органических соединений.
4. Химическая связь в органических соединениях. Ковалентная связь, механизмы
образования и свойства ковалентной связи.
5. Понятие гибридизации. Основные положения теории гибридизации. Строение молекул
этана, этилена, ацетилена, бензола.
6. Делокализованная химическая связь. Применение метода молекулярных орбиталей для
писания делокализованной химической связи. Строение бутадиена-1,3.
7. Электронные
эффекты:
индуктивный
и
мезомерный.
Электронодонорные
и
электронакцепторные группы. Примеры. Мезомерные эффекты в молекулах фенола и
бензальдегида.
8. π,π-Сопряжение,
условия
π,π-сопряжения.
Примеры
π,π-сопряженных
систем.
Электронное строение 1,3-бутадиена. Энергия сопряжения.
9. Какое из двух соединений: 1,5-гексадиен или 2,4-гексадиен имеет большую теплоту
гидрирования? Почему?
10. р,π-Сопряжение. Сопряжение в винилдиметиламине и дивиниловом эфире.
11. Метод резонансных структур. Методика построения резонансных структур. Энергия
резонанса. Оценка относительного вклада в резонанс предельных структур.
12. Напишите резонансные структуры для ангидрида уксусной кислоты и фенола.
13. Напишите резонансные структуры приведенных органических соединений.
14. Ароматичность – особый вид сопряжения. Критерии ароматичности. Правило Хюккеля.
Ароматические соединения на примере бензола и циклопентадиенил-аниона.
15. Ароматические
соединения:
бензол,
пиридин,
пиррол.
Условия
возникновения
ароматичности.
16. Какие структуры являются ароматическими?
17. Пространственная изомерия в органических соединениях. Конформационные и
конфигурационные стереоизомеры.
18. Пространственная изомерия в органических соединениях. Стереоизомеры. Хиральность
органических молекул, причины возникновения хиральности. Приведите примеры
хиральных молекул, обладающих биологической активностью.
19. R,S-номенклатура органических соединений. Принцип старшинства заместителей.
Напишите фишеровские проекции приведенных органических соединений.
20. D,L-система
обозначения
конфигурации
органических
соединений.
Напишите
фишеровские проекции приведенных органических соединений.
21. Стереоспецифичность в биологических системах: стереоспецифичность лекарственных
веществ, биологически активных веществ, ферментативных реакций, взаимодействия
«рецептор-лиганд».
22. Энантиомеры. Физические и химические свойства энантиомеров. Оптическая активность
и удельное вращение. Рацемические модификации. Истинные рацематы.
23. Стереизомерия природных аминокислот на примере аланина (2-аминопропановой
кислоты). Методы разделения энантиомеров.
24. Диастериомеры. Физические и химические свойства диастериомеров. Напишите
фишеровские
проекции
всех
стероизомеров
хлорояблочной
(2-гидрокси-3-
хлоробутандиовой) кислоты.
25. Понятие мезо-формы (на примере винной (2,3-дигидроксибутандиовой) кислоты).
26. Цис-, транс- и E,Z-номенклатура органических молекул. Приведите примеры.
27. Возможна ли цис-, транс-изомерия для следующих соединений: 1-бромобутен-1 и 2бромобутен-2? В случае, когда геометрическая изомерия возможна, определите E,Zконфигурацию изомеров.
28. Конформационный анализ. Конформации ациклических молекул. Двугранные углы и
ньюменовские проекции.
29. Напишите фишеровскую и ньюменовские проекции заторможенных конформеров
приведенных органических соединений.
30. Теории кислот и оснований в органической химии.
31. Кислотность и основность по Бренстеду. Величины рКА и рКВ. Факторы, определяющие
кислотность и основность органических соединений.
32. Теория кислот и оснований Льюиса. Жесткие и мягкие кислоты и основания. Приведите
примеры.
33. СН-кислоты. Карбоанионы. Таутомерия.
34. Таутомерия, условия, кето-енольная таутомерия. Таутомерия азотистых оснований,
напишите таутомеры урацила (2,4-дигидроксипиримидина).
35. Какое из приведенных ниже соединений будет более основным: этанол или диэтиловый
эфир? Почему?
36. Расположите нижеприведенные кислоты в порядке увеличения кислотности (или
основности). Обоснуйте свой ответ.
37. Электрофильные и нуклеофильные агенты. Приведите примеры. Карбокатионы и
карбоанионы.
38. Механизмы реакций моно- и бимолекулярного нуклеофильного замещения. Влияние на
скорость реакции строения субстрата и природы уходящей группы.
39. Реакция RX + R`O- → ROR` + Х- протекает по механизму SN1. Какой из приведенных
ниже субстратов будет более активным: н-пропилхлорид или аллилхлорид? Почему?
40. Механизмы реакций моно- и бимолекулярного нуклеофильного замещения. Влияние на
скорость реакции нуклеофильного агента. Нуклеофильность и основность.
41. Реакции мономолекулярного нуклеофильного замещения. Механизм, энергетический
профиль реакции. Эффект общего иона.
42. Реакции бимолекулярного нуклеофильного замещения. Механизм, энергетический
профиль реакции.
43. Стереохимия
реакций
моно-
и
бимолекулярного
нуклеофильного
замещения.
Вальденовское обращение.
44. Взаимодействие 1-бромо-3-метил-2-бутена с водой протекает по механизму SN1. Какими
должны быть продукты реакции?
45. Зависимость скорости реакций нуклеофильного замещения от полярности растворителя.
46. Механизм реакций моно- и бимолекулярного β-элиминирования. Конкуренция с
реакциями моно- и бимолекулярного нуклеофильного замещения.
47. Региоспецифичность реакций β-элиминирования. Правила Зайцева и Гофмана.
48. Механизм реакций моно- и бимолекулярного β-элиминирования. Влияние на скорость
реакции строения субстрата и природы уходящей группы.
49. Стереохимия реакций β-элиминирования. Какой стереоизомер (Z или E) образуется при
Е2-отщеплении HBr от (2-R, 3-S)-2-бромо-3-метилбутандиовой кислоты?
50. Механизмы реакции электрофильного присоединения к кратным углерод-углеродным
связям. Образование π-комплексов.
51. Региоспецифичность реакций электрофильного присоединения к кратной связи С=С.
Правило Марковникова.
52. Стереоселективность реакций электрофильного присоединения к кратной связи С=С.
Напишите фишеровскую проекцию транс-присоединения брома к (Е)-2-бутену.
53. Механизмы реакции электрофильного присоединения к кратным углерод-углеродным
связям. Влияние на скорость электрофильного присоединения строения субстрата.
54. Электрофильное присоединение к сопряженным диенам. Соотношение продуктов 1,2- и
1,4-присоединения брома к бутадиену-1,3. Кинетический и термодинамический
контроль реакции.
55. Механизмы реакций электрофильного замещения в ароматических соединениях. - и σКомплексы.
56. Реакции электрофильного замещения в ароматических соединениях. Влияние на
скорость электрофильного присоединения строения субстрата: активирующие и
дезактивирующие заместители.
57. Какой из приведенных субстратов толуол или хлорбензол активнее в реакциях
электрофильного замещения?
58. Реакции электрофильного замещения в ароматических соединениях. Влияние строения
субстрата: орто-, пара- и мета-ориентанты. Напишите механизм и продукты
нитрования толуола.
59. Напишите механизм и продукты нитрования бензальдегида.
60. Нуклеофильное присоединение к кратной связи углерод-гетероатом. Влияние строения
субстрата на скорость реакции. Какой из субстратов будет активнее в реакциях АN?
61. Расположите приведенные ниже соединения в порядке увеличения реакционной
способности в реакциях нуклеофильного присоединения.
62. Взаимодействие альдегидов и кетонов с кислородсодержащими нуклеофилами.
Гидратация. Получение ацеталей.
63. Напишите механизм кислотно катализированного присоединения бутилмеркаптана к
диэтилкетону.
64. Взаимодействие альдегидов и кетонов с азотсодержащими нуклеофилами. Зависимость
скорости
реакции
от
рН
среды.
Механизм
реакции
уксусного
альдегида
с
гидроксиламином.
65. Взаимодействие альдегидов и кетонов с азотсодержащими нуклеофилами. Почему
зависимость скорости реакции от рН среды имеет колоколообразную форму? Напишите
механизм реакции уксусного альдегида с метиламином.
66. Магнийорганические соединения, их свойства и получение. Взаимодействие альдегидов
и кетонов с магнийорганическими соединениями.
67. Реакции гидролиза сложных эфиров. Кислотный и основный катализ гидролиза.
Напишите механизм гидролиза метилацетата в кислой среде.
68. Реакция кислотного гидролиза амидов.
69. Образование сложных эфиров: реакция этерификации. Реакция переэтерификации.
70. Альдольная конденсация. Кротоновая конденсация. Напишите механизм конденсации
диэтилкетона в присутствии щелочи.
71. Напишите механизм конденсации пропионового альдегида в присутствии щелочи.
72. Сложноэфирная конденсация. Напишите механизм конденсации этилового эфира
уксусной кислоты в присутствии этилата натрия.
73. α-Аминокислоты. Классификация аминокислот. Протеиногенные и непротеиногенные
аминокислоты. Стереохимия аминокислот.
74. α-Аминокислоты. Цвиттер-ионы. Кислотно-основное равновесие для нейтральных
аминокислот.
75. α-Аминокислоты. Методы идентификации и разделения аминокислот.
76. Физико-химические свойства белков. Изоэлектрическая точка белка. Денатурация белка.
77. Современные методы выделения, очистки, исследования структуры и свойств белков.
Принципы методов определения концентрации белка.