Министерство здравоохранения Республики Беларусь
Учреждение образования
«Гомельский государственный медицинский университет»
Кафедра общей и биоорганической химии
ВОПРОСЫ
для подготовки к экзамену по общей и биоорганической химии (2 семестр)
для студентов 1 курса медико-диагностического факультета
в 2012-2013 учебном году
Гомель
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ
ПО ОБЩЕЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
(2 семестр)
1. Биоорганическая химия как область науки, изучающая строение и механизм функционирования биологически активных молекул с позиций теоретической органической химии.
2. Органическая химия природных соединений – фундаментальная основа биоорганической химии. Предмет и задачи биоорганической химии.
3. Классификация органических соединений.
4. Принципы номенклатуры органических соединений. Основные правила систематической номенклатуры органических соединений: заместительная и радикало-функциональная номенклатура.
1. Теоретические основы строения и факторы, определяющие реакционную способность органических соединений
1. Пространственное строение органических соединений, его связь с типом гибридизации атома углерода: sp3, sp2, sp. Важнейшие понятия стереохимии – конфигурация и конформация.
2. Конформации открытых цепей. Энергетическая характеристика конформационных состояний: заслоненных, заторможенных, скошенных. Проекционные формулы Ньюмена.
3. Конформации (кресло, ванна) циклических соединений (циклогексан, тетрагидропиран); их относительная потенциальная энергия. Связь пространственного строения с биологической активностью.
4. Делокализации электронов как один из важных факторов повышения устойчивости молекул и ионов. Сопряжение (π,π- и р,π- сопряжение). Энергия стабилизации. Сопряженные системы с открытой цепью.
5. Сопряженные системы с замкнутой цепью. Ароматичность и ее критерии. Ароматичность бензоидных (бензол, нафталин, фенантрен) и гетероциклических соединений (фуран, тиофен, пиррол, имидазол, пиридин, пиримидин, пурин) соединений. Пиррольный и пиридиновый атомы азота. π-избыточные и
π-недостаточные системы.
6. Поляризация связей. Электронные эффекты – индуктивный и мезомерный – как причина неравномерного распределения электронной плотности и возникновения реакционных центров в молекуле. Электронодонорные и электроноакцепторные заместители.
7. Кислотность и основность органических соединений. Теория Бренстеда-Лоури. Кислотные свойства органических соединений с водородсодержащими функциональными группами (спирты, тиолы, фенолы, карбоновые кислоты, амины).
8. Основные свойства нейтральных молекул, содержащих гетероатомы с неподеленными парами электронов (спирты, тиолы, простые эфиры, сульфиды, карбонильные соединения, амины).
9. Кислотно-основные свойства азотсодержащих гетероциклов (пиррол, имидазол, пиридин).
10. Химические реакции. Классификация органических реакций по результату (замещения, присоединения, элиминирования, перегруппировки, окислительно-восстановительные) и по механизму – радикальные, ионные (электрофильные, нуклеофильные), согласованные.
11. Типы реагентов: радикальные, кислотные, основные, электрофильные, нуклеофильные. Способы разрыва ковалентной связи в органических соединениях и образующиеся при этом частицы: свободные радикалы (гомолитический разрыв), карбкатионы и карбанионы (гетеролитический разрыв). Электронное и пространственное строение этих частиц и факторы, обусловливающие их относительную устойчивость.
12. Реакции свободно-радикального замещения. Механизм свободнорадикального замещения на примере реакции галоидирования алканов. Региоселективность реакций свободнорадикального замещения.
13. Реакции электрофильного присоединения в ряду алкенов и алкадиенов. Механизм реакций гидрогалогенирования и гидратации. Кислотный катализ. Правило Марковникова.
14. Особенности электрофильного присоединения к сопряженным системам: гидратация α,β- ненасыщенных карбоновых кислот на примере акриловой кислоты.
15. Реакции электрофильного замещения у ароматических соединений. Механизм реакций галогенирования, нитрования, сульфирования и алкилирования ароматических соединений. π- и σ- комплексы. Роль катализаторов в образовании электрофильной частицы.
16. Влияние заместителей в бензольном ядре и гетероатомов ароматических гетероциклов на реакционную способность. Ориентирующее влияние заместителей и гетероатомов.
17. Реакции нуклеофильного замещения у sp3-гибридизованного атома углерода. Легко и трудно уходящие группы. Влияние электронных и пространственных факторов на реакционную способность соединений в реакциях нуклеофильного замещения.
18. Реакции гидролиза галогенопроизводных. Реакции алкилирования спиртов, фенолов, тиолов, аммиака и аминов. Роль кислотного катализа в нуклеофильном замещении гидроксильной группы.
19. Реакции элиминирования (дегидрогалогенирование, дегидратация). Повышенная СН-кислотность как причина реакций элиминирования, сопровождающих нуклеофильное замещение у sp3- гибридизованного атома углерода.
20. Реакции нуклеофильного замещения в ряду карбоновых кислот. Электронное и пространственное строение карбоксильной группы.
21. Характеристика кислотных свойств карбоновых кислот: одно-, двухосновных, предельных, непредельных, ароматических.
22. Реакции нуклеофильного замещения у sp2-гибридизованного атома углерода (карбоновые кислоты и их функциональные производные).
23. Реакции ацилирования – образования ангидридов, сложных эфиров, сложных тиоэфиров, амидов – и обратные им реакции гидролиза. Биологическая роль реакций ацилирования.
24. Реакции нуклеофильного присоединения у альдегидов и кетонов. Влияние электронных и пространственных факторов, роль кислотного катализа, обратимость реакций нуклеофильного присоединения.
25. Механизм реакций карбонильных соединений с водой, спиртами, тиолами, первичными аминами.
26. Реакции альдольного присоединения. Основной катализ.
27. Специфика окислительно-восстановительных реакций органических соединений. Понятие об одноэлектронном переносе, переносе гидрид-иона и действии систем НАД+–НАДН. Реакции окисления спиртов, тиолов, сульфидов, карбонильных соединений, аминов. Реакции восстановления карбонильных соединений, дисульфидов, иминов.