- •4 Пространственная изомерия, конфигурация и конформация.
- •5. Ассимметрический атом углерода как центр хиральности. Стереоизомерия молекул с одним центром хиральности. Оптическая активность.
- •7. Электронное строение атома углерода. Типы гибридизаций атомных орбиталей.
- •8. Сопряженные системы с открытой и замкнутой цепью на примерах бутадиента 1,3 и бензола.
- •9. Ароматичность. Критерии ароматичности.
- •10. Электронные эффекты заместителей: индуктивный и мезомерный. Электродонорные и электроакцепторные заместители и их влияние на реакционную способность соединений.
- •11. Гомо/гетеролитические разрывы ковалентной связы в органических соединениях, образующиеся при этом частицы.
- •12. Радикальные, электрофильные, нуклеофильные реагенты, классификация хим реакций по типу реагента.
- •13. Классификация хим реакций по результату: замещенеие, присоединение, элиминирование, перегруппировка, овр
- •14. Кислоты и основания по бренстеду, их классификация.
- •15. Влияние различных факторов на кислотные и основные свойства веществ. Примеры.
- •16. Спирты и фенолы. Многоатомные спирты.
- •17. Химические свойства спиртов и фенолов.
- •19. Классификации карбоновых кислот по основности, насыщенности, наличию функциональной группы, числу атомов углерода в цепи.
- •20. Химические свойства карбоновых кислот с участием карбоксильной группы: декарбоксилирование, образование солей, амидов, ангидридов, галогенгидридов, сложных эфиров.
- •21. Высшие жирные карбоновые кислоты: классификация, номенклатура, структура, физические свойства.
- •22.Дикарбоновые кислоты: щавелевая, малоновая, янтарная, глутаровая, фумаровая. Их роль в организме. Соли щавелевой кислоты - оксалаты.
- •23. Оксо- гидроксикарбоновые кислоты: пировиноградная и молочная, яблочная и щавелевая, лимонная, ацетоуксусная и β-гидроксимасляная, α-кетоглутаровая, функции в организме.
- •24. Общее представление о липидах, классификация липидов.
- •25. Простые липиды: таг, состав, номенклатура, свойства, гидролиз таг, биологическая роль.
- •27. Соединения стеройдной группы: холестерин, желчные кислоты, представление о химическом строении и биологической роли.
- •28. Углеводы, классификация углеводов, функции углеводов в организме.
- •29. Классификация и химические свойства моносахаридов, (см выше) овр моносахаридов.
- •30. Стереоизомерия моносахаридов d- и l- ряды, открытые и циклические формулы (фишера, колли-толленса, хеуорса), пиранозы и фуранозы, α и β аномеры, циклоцепная таутомерия, явление мутаротации.
- •33. Классификация полисахаридов, функции в организме.
- •34. Дисахариды, структура и свойства основных биологически важных дисахаридов: мальтозы, лактозы, сахарозы, целлобиозы.
- •35. Гомополисахариды: крахмал (амилоза и амилопектин), гликоген, целлюлоза, строение, свойства, биологическая роль.
- •36. Гетерополисахариды, гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты, строение, биологическая роль.
- •37. Азотистые основания пиримидиновые (тимин, урацил, цитозин) и пуриновые (аденин, гуанин), строение, лактим-лактамная таутомерия.
- •38. Нуклеозиды, строение, номенклатура, гидролиз, характер связи нуклеинового основания с углеводным остатком.
- •39. Нуклеотиды, строение, номенклатура, гидролиз, характер связей между компонентами нуклеотида.
- •40. Свободные нуклеотиды: цамф и цгмф, атф, адф, фад, над, строение, функции в организме.
- •41. Первичная структура нуклеиновых кислот, нуклеотидный состав днк/рнк.
- •42. Понятие о вторичной структуре днк. Комплементарность азотистых оснований, водородные связи в комплементарных парах.
- •43. Аминокислоты, номенклатура, классификация по полярности радикала и пищевой ценности, примеры.
- •44. Стереоизомерия аминокислот.
- •45. Кислотно-основные свойства аминокислот. Биполярные ионы, изоэлектрическая точка.
- •46. Химические свойства аминокислот, биологически важные свойства аминокислот.
- •47. Физиологически активные пептиды, примеры.
- •48. Уровни организации белковой молекулы: первичная структура белка, электронное строение пептидной связи и ее характеристика, зависимость свойств белка от первичной структуры.
- •49. Вторичная структура белков, α-спираль, β-складчатый слой, беспорядочный клубок, связи, стабилизирующие вторичную структуру белка.
- •50. Третичная и четвертичная структуры белков, связи, их стабилизирующие, особенности строения и функционирования олигомерных белков на примере гемоглобина.
- •51. Классификации белков.
- •52. Физико-химические свойства белков, растворимость, ионизация, гидратация, денатурация, ренатурация.
- •56. Классификация сложных белков.
- •57. Гемопротеины, сравнительная характеристика структур и функций миоглобина и гемоглобина.
- •53. Кооперативное связывание кислорода гемоглобином, эффект бора, влияние 2,3-бфг на сродство гемоглобина к кислороду. Эффективность транспорта кислорода регулируется Изменение рН среды
- •Механизм эффекта Бора Кооперативное взаимодействие
14. Кислоты и основания по бренстеду, их классификация.
По Бренстеду-Лоури, кислоты представляют собой вещества, способные отдавать протон, а основания - вещества, присоединяющие протон. Кислотность соединений количественно оценивается долей ионизированной формы вещества в растворе (воде) или константой равновесия (К) реакции переноса протона от кислоты к воде как основанию. Так, для уксусной кислоты (вода взята в значительном избытке, и ее концентрация практически не меняется) константа кислотности Ка (где а - начальная буква от англ. acid - кислота) выводится из выражения. Чем больше Ка (соответственно, чем выше доля ионизированной формы вещества), тем сильнее кислота. Кислотность: H - CH3 < H - NH2 < H - OH < H - F,
H - SH < H - Cl.
Жесткие кислоты - кислоты Льюиса, в которых акцепторные атомы малы по размеру, обладают большим положительным зарядом, большой электроотрицательностью и низкой поляризуемостью. Молекулярная орбиталь жестких кислот, на которую переходят электроны донора, имеет низкий уровень энергии.
Мягкие кислоты - кислоты Льюиса, содержащие акцепторные атомы большого размера с малым положительным зарядом, с небольшой электроотрицательностью и высокой поляризуемостью. Молекулярная орбиталь мягких кислот, принимающая электроны донора, имеет высокий уровень энергии.
Жесткие основания - донорные частицы, в которых атомы-доноры имеют высокую электроотрицательность и низкую поляризуемость. Валентные электроны удерживаются прочно, продукт окисляется с трудом. Орбиталь, пара электронов которой передается акцептору, имеет низкий уровень энергии. Донорными атомами в жестких основаниях могут быть кислород, азот, фтор, хлор.
Мягкие основания - донорные частицы, в которых атомы-доноры имеют низкую электроотрицательность и высокую поляризуемость, они легко окисляются; валентные электроны удерживаются слабо. Орбиталь, пара электронов которой передается акцептору, обладает высоким уровнем энергии. Донорными атомами в мягких основаниях выступают атомы углерода, серы, иода.
15. Влияние различных факторов на кислотные и основные свойства веществ. Примеры.
Рассмотрим несколько примеров, как структура (природа радикала у кислотного центра) влияет на кислотность органических соединений. Известно, что в ряду ОН-кислот кислотные свойства убывают в следующем порядке: карбоновые кислоты > фенолы > спирты. В этом ряду радикалами у кислотных центров соответственно являются ацил с ярко выраженным акцепторным характером, арил, относящийся к акцепторным заместителям, но уступающий ацилам, и алкил, характеризующийся хотя и слабым, но электронодонорным эффектом. Указанные радикалы до разрыва связи О-Н будут различным образом влиять на ее поляризацию: чем выше акцепторность радикала, тем выше полярность связи (статический фактор). Однако более существенное влияние заместителей будет проявляться после разрыва О-Н-связи: чем выше степень делокализации заряда аниона, тем выше его устойчивость (динамический фактор). А чем стабильнее частица (в нашем случае кислородцентрированный анион), тем ниже энергетические барьеры на пути ее образования. В рассматриваемых примерах устойчивость анионов будет уменьшаться в следующем порядке: ацилат-анион > феноксид-анион > алкоксид-анион:
В первом случае делокализация заряда достигается за счет его распределения между двумя эквивалентными атомами кислорода. В феноксид-анионе делокализация заряда достигается за счет сопряжения электронных пар атома кислорода с p-системой ароматического ядра, в результате чего часть электронной плотности с атома кислорода переносится на ароматическое ядро (отрицательный заряд на атоме кислорода снижается). Высокая степень локализации заряда на атоме кислорода в алкоксид-анионе делает его наименее стабильным и соответственно наиболее трудно образующимся.
Легко понять, что введение в радикал у кислотного центра электроноакцепторных заместителей будет способствовать повышению кислотности всех типов кислот. Особенно резкое повышение кислотности СН-кислот наступает в случае, если введение такого заместителя придает соединению возможность существовать в нескольких таутомерных формах. Сравните кислотность двух СН-кислот: хлороформа и нитрометана (см. табл. 1). Из таблицы видно, что кислотность последнего почти на пять порядков выше. Столь значительная разница в кислотности двух указанных соединений обусловлена тем, что нитрометан может существовать в двух таутомерных формах с общим мезомерным анионом.
Аналогичный подход можно использовать для объяснения подвижности a-водородных атомов в карбонильных соединениях.
Кратко остановимся на влиянии электронных факторов на основность органических соединений. В качестве оснований могут выступать анионы или нейтральные молекулы, содержащие атомы с неподеленными электронными парами. В роли последних чаще всего выступают азот- и кислородсодержащие соединения. Сила оснований будет определяться концентрацией электронной плотности на основных центрах (центрах протонирования). Влияние электронных факторов на основность органических соединений будет прямо противоположным тому, что выше было рассмотрено для кислот: электронодонорные заместители у основных центров будут усиливать основность, акцепторные - ее понижать.
Кроме оснований, понимаемых в рамках широкой трактовки этого термина, существует более узкая трактовка - органические основания. Это органические соединения, используемые на практике в качестве акцепторов протонов. К ним относятся нейтральные основания (третичные амины, амидины) и анионные основания (алкоголяты и амиды щелочных металлов, металлоорганические соединения). В препаративных синтезах эту роль чаще всего выполняют третичные амины - триэтиламин, диметиланилин, пиридин. Используя рассмотренные выше подходы в оценке кислотно-основных свойств органических соединений, можно на качественном уровне дать характеристику любому органическому соединению.