Программа вступительных экзаменов для поступающих в аспирантуру по специальности 02. 00. 03 Органическая химия Санкт-Петербург

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Химический факультет

И.о. председателя Ученого совета

Химического факультета
_______________Л.Н. Москвин
22 марта 2011 г., протокол № 7

ПРОГРАММА

вступительных экзаменов для поступающих в аспирантуру

по специальности 02.00.03 - Органическая химия

Санкт-Петербург

2011

ВВЕДЕНИЕ
1. Предмет органической химии. Органическая химия как химия углеводородов и их производных. Элементы-органогены. Природные органические соединения. Органический синтез и его роль в становлении и развитии органической химии. Состав органических соединений. Методы выделения и очистки. Критерии чистоты. Качественный и количественный анализ. Простейшая и молекуляр­ная формула.

2. Строение органических соединений. Структурная формула. Структурная изомерия. Классификация органических соединений. Углеводородный радикал и химическая функция. Степени окисления атома углерода. Формальная непредельность. Основы классификации органических соединений. Принципы номенкла­туры ИЮПАК.

3. Основы стереохимии. Пространственное строение органических сое­динений. Тетраэдрический углеродный атом. Прост­ранственное строение метана и его гомологов. Принцип свободного вра­щения и пределы его применимости. Понятие о конформации соединений с открытой цепью. Конформационные формулы Ньюмена. Оптически активные вещества, их классификация. Общее условие появления оптической актив­ности. Асимметрический атом углерода. Оптические антиподы и рацемичес­кие соединения. Способы изображения соединений с асим­метрическим атомом углерода.

4. Атомные орбитали и валентные состояния углерода, кислорода, азо­та, серы и галогенов. Гибридизация атомных орбиталей; типы гибридиза­ции у атома углерода и направление связей в пространстве. Ковалентные и Ван-дер-ваальсовы радиусы. Стерео­химические модели. Пространственное расположение заместителей у атомов кислорода, азота и серы.

5. Химическая связь в молекулах органических соединений. Ковалентная и ионная связь. Кратные связи, σ- и π-связи. Различие в электроотрицательности углеродных атомов трех сос­тояний гибридизации. Понятие о поляризации ковалентных связей и индуктивном эффекте. Понятие о мезомерии и мезомерном эффекте. Типы сопряжения.

6. Классификация органических реакций: 1. по направлению (при­соединения, отщепления, замещения); 2. по характеру образования-рас­щепления связей (радикальные, полярно-ионные и согласованные реакции) и 3. по ко­личеству молекул в стадии, определяющей скорость. Реагенты радикальные, нуклеофильные, электрофильные. Радикальные, нуклеофильные и электрофильные реакции. Согласованные реакции. Метод граничных орбиталей.

7. Химические и физические методы установления строения. Применение ИК и УФ спектров, спектров комбинационного рассеяния, спектров ЯМР ¹Н и ¹³С, масс-спектров для установления строения органических соединений. Использование хироптических методов (поляриметрия и спектрополяриметрия, ДОВ, КД) для обнаружения, идентификации, установления пространственного строения и анализа смесей оптически активных соединений.

ЧАСТЬ I. УГЛЕВОДОРОДЫ

1. Предельные углеводороды (алканы). Гомологический ряд алканов. Изомерия. Номенклатура. Синтез гомологов метана. Физические свойства алканов, их зависимость от длины цепи и строения. Реакции радикального замещения, их инициирование и ингиби­рование. Реакционная способность связей С-Н у первичного, вторичного и третичного атомов углерода. Галогенирование (влияние природы галогена), нитрование, сульфохло­рирование, окисление, крекинг и пиролиз. Промышленное значение этих реакций.

2. Непредельные углеводороды ряда этилена (алкены). Изомерия. Но­менклатура. Способы получения алкенов: дегидрирование алканов, дегид­ратация спиртов, дегидро­галогенирование галоидных алкилов. Механиз­мы 1,2 элиминирования. Длина и энергия образования двойной связи. Сте­реохимия алкенов. Геометрическая (цис-транс-) изомерия. Определение кон­фигурации с помощью физических методов.

Химические свойства алкенов. Реакции электрофильного присоединения галогенов, галогеноводородов, во­ды, гипогало­идных кислот, серной кислоты. Двух­сту­пенчатый механизм этих реакций. π-Комплексы. Стереохимия присоеди­не­ния. Правило Марковникова и его современное обоснование. Ката­литическое гидрирование алкенов. Реакция гидробори­рования. Радикальное присоединение бромистого водорода, четы­рех­хлористого углерода. Реакции циклоприсоединения к двойной связи: окисление по Прилежаеву, присоеди­нение перманганат-иона, озона, алифатических диазосоединений, карбенов. Историческое значение реакций окисления и озонирования для установления строения олефи­нов. Полимеризация олефинов. Механизмы полимеризации: цепной сво­бодно-радикальный и цепные ионные. Полиэтилен, полипропилен и полиизобутилен. Реакции алкенов с сохране­нием двойной связи. Аллильное хлорирование и окисление. Промышленное использование алкенов.

3. Алкины. Изомерия. Номенклатура. Синтез ацетилена и его гомологов. Длина и энергия образо­вания тройной связи. Химические свойства. Электрофильное присоединение галогенов и галогеноводородов. Присоединение воды, карбоновых кислот, спиртов и цианистого водорода. Гидриро­вание ацетиленов. Подвижность терминального ацетиле­нового атома водорода. Ацетилениды. Галоген­магнийацетилены (Иоцич). Реакция ацетилена с карбонильными сое­динениями (Фаворский, Реппе). Олигомеризация ацетилена в бензол, циклооктатетраен, винилацетилен. Изомерные превращения в ряду гомологов ацетилена (Фаворский). Промышленное использование ацетилена.

4. Диены. Классифика­ция и номенклатура. 1,2-Диены (аллены). Стереохимия алленов. Оптически актив­ные алленовые соединения. Реакции присоединения и полимеризации. 1,3 Диены (сопряжен­ные диены). Дивинил и изопрен. Способы их получения в лаборатории и промышленности (Лебедев, Фаворский и др.). Длины углерод-углеродных связей 1,3-бутадиена и его энергия образования. Проявление эффектов сопряжения и гибриди­зации у 1,3-диенов; механизм 1,2- и 1,4-присоединения к 1,3-диенам. Электрофильное присоединение галогенов и галогеноводородов. Мезомерия аллильного катиона. Циклоприсоединение к диеновой системе: диеновый син­тез (реакция Дильса-Альдера). Полимеризация сопря­женных диенов: термическая и ка­талитическая, цепная анионная и свободно-радикальная. Синтетический ка­учук на базе дивинила. Сополимеры дивинила с акрилонитрилом, со стиро­лом. Бутилкаучук. Хлоропреновый каучук. Стереорегулярная полимеризация изопрена. Естественный каучук. Строение цепей полимеров.

5. Алициклические углеводороды (циклоалканы). Классификация. Изоме­рия. Номен­кла­тура. Методы синтеза малых, средних и больших алициклов. Связь химических свойств циклоалканов с величиной циклов. Прочность цик­лов. Теория напряжения Байера и ее современное понимание. Оценка напря­женности циклов на основе теплот сгорания. Стерео­химия циклов. Торсион­ное напряжение в циклах. Современное представление о строении циклопро­пана и циклобутана. Конформации циклогексанового кольца, понятие об эк­ва­ториальных и аксиальных заместителях. Реакции расширения и сужения цик­лов. Полиэдрические алициклы (призман, кубан, адамантан). Циклоалкены и циклоалкадиены. Понятие о терпенах. Понятие о стероидах. Витамин А.

6. Одноядерные ароматические углеводороды. Особенности химических свойств бен­зо­ла и его гомологов. Развитие представлений о строении бен­зола. Формула бензола по Кекуле. Валентные углы и межатомные расстояния в молекуле бензола. Энергия его обра­зования и теплота гидрирова­ния. Энергия стабилизации. Современные пред­став­ления о природе ароматичности. Небензоидные ароматические системы. Условия арома­ти­чес­кого состояния. Правило Хюккеля. Циклопропенильный катион, циклопентадиениль­ный анион, циклогептатриенильный катион. Ароматический характер некоторых гетеро­циклов.

7. Многоядерные ароматические углеводороды. а). Углеводороды с не­конденси­рован­ными ядрами. Дифенил. Получение. Реакции замещения. Стереоизомерия производных дифе­нила. Дифенилметан и трифенилметан. Полу­чение. Трифенилметильный радикал, катион и анион. Причины, определяю­щие их стабильность.

б). Углеводороды с конденсированными ядрами. Нафталин и антрацен. Источники получения, применение в промышленности. Строение нафталина и антрацена. Длина углерод-углеродных связей нафталина и антрацена. Реакции присое­динения и замещения. Гидрирование, окисление, галоидирование, нитрова­ние, сульфирование нафталина и антрацена. Сравнительная оценка аромати­ческого характера бензола, нафталина, антрацена и их энергии делокализации. Фенантрен. Природные соединения с фенантреновым скелетом.
ЧАСТЬ II. ПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ
1. Моногалогенопроизводные. Изомерия. Номенклатура. Реакции получе­ния галоге­но­производных алканов, циклоалканов и ароматических углево­дородов с галогеном в боко­вой цепи и в ядре и их механизмы. Способы получения непредельных галогенопроизводных. Химические свойства. Нуклеофильное замещение галогена в алкилгалогенидах на гидроксильную, алкоксильную, нитрильную и др. группы. Механизмы S_N1 и S_N2 и сте­рео­химия реакций. Реакции нуклеофильного замещения в ароматических га­логенопроизводных. Реакция отщепления галогеноводорода. Правило Зай­цева. Конкуренция реакций замещения и отщепления в зависимости от при­роды реагента и условий реакции. Зависимость реакци­онной способности от природы галогена и характера радикала. Соединения с "нормальной" (алкил- и циклоалкилгалогениды), пониженной (винил и арилгалогениды) и повы­шеен­ной реакционной способностью (аллил и бензилгалогениды). Реакции алкил­галогенидов с металлами. Промышленное при­менение галогенопроизводных (хлористый винил, хлоропрен).

2. Ди- и полигалогенопроизводные. Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Осо­бенности реакций геминальных ди- и тригалогенопроизводных. Полигало­генопроизводные. Перфторуглероды. Применение галогенопроиз­водных в качестве раство­ри­телей, хладоагентов и для полу­чения полимерных материалов (хлористый метилен, хлороформ, четыреххлористый углерод, тетрафторэтилен).

3. Одноатомные спирты (производные алканов, циклоалканов, аромати­ческих углево­дородов). Изомерия. Номенклатура. Способы получения пер­вичных, вторичных, третичных спиртов. Ассоциация. Водородная связь. Химические свойства. Реакции с участием связи О Н: действие металлов, металлоорганических соединений, образование сложных эфиров карбоновых кислот. Реакции с участием связи С О и их механизм: сложные эфиры ми­неральных кислот, замена гидроксильной группы на галоген. Внутримолекулярная и межмолекулярная дегидрата­ция спиртов. Образование, стаби­лизация и перегруппировки карбониевых ионов. Дегидрирование и окисле­ние спиртов. Важнейшие представители: метанол, этанол, получение в про­мышленности, применение. Ненасыщенные спирты. Енолы.

4. Многоатомные спирты. Классификация. Изомерия. Номенклатура. Мето­ды полу­чения гликолей. Особенности физических и химических свойств гликолей. Дегидратация гликолей. Пинаколиновая перегруппировка. Окис­ление гликолей. 1,2-Этандиол, 1,4-бутин- и 1,4-бутандиолы. Получе­ние и применение. Хлоргидрин этиленгликоля. Глицерин. Технический син­тез из пропилена. Эфиры глицерина. Применение. 4-х, 5-ти и 6-ти атом­ные спирты, их стереоизомерия.

5. Одноатомные фенолы и нафтолы. Изомерия. Номенклатура. Способы по­лучения. Щелочная плавка сульфонатов, гидролиз галогенарилов, окисле­ние кумола. Химические свойства. Кислотный характер фенолов. Образова­ние фенолятов, простых и сложных эфиров. Взаимное влияние гидроксильной группы и ароматического ядра фенола. Реакции электрофильного заме­щения: галогенирование, сульфирование, нитрование, сочетание с диазо­соединениями. Кислотные свойства нитрофенолов. Карбоксилирование фено­лята натрия. Конденсация фенола с формальдегидом. Гидрирование фенолов. Нафтолы. Получение и свойства. Применение фенолов и нафтолов.

6. Многоатомные фенолы. Пирокатехин, резорцин и гидрохинон. Получе­ние, свойства, применение. Пирогаллол. Флороглюцин.

7. Простые эфиры. Классификация, номенклатура, изомерия. Методы по­лучения. Химические свойства простых эфиров. Образование оксониевых соединений. Ацидолиз (деал­килирование) простых эфиров. Гидроперекиси. Циклические простые эфиры. Окись этилена. Химические свойства. Приме­нение. Тетрагидрофуран. Диоксан. Диэтиловый эфир, техническое получе­ние и применение. Целлозольвы. Простые эфиры фенолов и нафтолов.

8. Нитросоединения. Систематика и номенклатура. Электронное строе­ние нитро­группы. Способы получения. Нитрование алифатических и арома­тических соединений. Условия и механизм реакций. Получение нитроалканов по Мейеру. Химические свойства. Реакция восстановления (Зинин) и ее значение в ароматическом ряду. Восстановление в кислой и щелочной среде. Промежуточные продукты восстановления: нитрозобензол, фенил­гидроксиламин, азоксибензол, азобензол, гидразобензол. Бензидиновая перегруппировка. Реакций первичных и вторичных нитросоединений с кар­бонильными соединениями, с азотистой кислотой и с едкими щелочами. Таутомерия нитросоединений. Фенилнитрометан. Применение нитросоеди­нений.

9. Амины. Первичные, вторичные и третичные амины. Амины алифатические и ароматические. Изомерия. Номенклатура. Стереохимия аминного и аммонийного атома азота. Получение аминов из галогеналкилов, восстановле­нием нитросоединений, амидов, нитрилов, оксимов, путем перегруппиров­ки Гофмана. Химические свойства аминов. Основный характер аминов. Вли­яние природы и числа алкильных или арильных групп на основность аминов. Образование аммониевых оснований и солей. Четвер­тичные аммониевые осно­вания и их соли. Реакции аминов как нуклеофильных реагентов. Алкилирование и ацили­рование аминогруппы. Свойства и применение ацильных производных. Действие азотистой кислоты на первичные, вторичные и тре­тичные амины ациклического, алициклического и ароматического ряда. Реакции ароматических аминов в ядре: галогенирование, нитрование, сульфирование и сочетание с диазосоединениями. Активирующее влияние ами­ногруппы на ароматическое ядро. Расщепление четвертичных аммониевых оснований по Гофману. Диами­ны. Основные методы синтеза и реакции. Гексаметилендиамин, бензидин, их применение.

10. Алифатические диазосоединения. Основные методы синтеза. Диазометан. Свойства и строение. Диазоуксусный эфир. Реакции алифатических диазосоединений с выделением и без выделения азота. Диазометан, как метилирующий агент. Алифатические диазосоединения, как источники карбенов.

11. Ароматические диазосоединения. Реакции диазотирования. Условия проведения и механизм реакции. Строение и свойства ароматических ди­азосоединений. Соли арилазония, диазогидраты, син- и анти-диазотаты, первичные нитрозамины и их взаимные переходы. Диазониевый катион, при­чины его особой устойчивости и электрофильный характер. Реакции диазосоединений с выделением азота: замена диазогруппы на водород, гидроксил, иод и на другие атомы и группы. Реакции диазосоединений без выделения азота. Азосочетание как реакция электрофильного замещения в ароматическом ядре. Диазо- и азосоставляющие, их реакцион­ная способность в зависимости от заместителей в ароматическом ядре. Получение диазо­амино­соединений. Восстановление диазосоединений до арилгидразинов. Азокра­сители - оксиазо- и аминоазосоединения. Метил­оранж. Пара-красный. Бис-азокрасители. Конго красный. Индикаторные свойства азокрасителей. Связь между окраской и строением.

12. Органические соединения серы. а). Тиолы: тиоспирты и тиофенолы. Методы синтеза. Химические свойства. Металлические производные. Дисульфиды. Тиоэфиры. Сое­ди­нения сульфония. Окисление тиоэфиров до сульфоксидов и сульфонов. Диметил­сульфоксид как растворитель.

б). Сульфокислоты и их производные. Ароматические сульфокислоты. Сульфи­ро­вание ароматических углеводородов. Обратимость реакции. Хими­ческие свойства арилсуль­фокислот. Замещение сульфогруппы на гидроксильную и нитрильную группы, на водород и нитрогруппу. Применение арилсульфокислот в промышленности красящих веществ и в органическом синтезе. Хлорангидриды, эфиры и амиды сульфокислот. Сульфамидные пре­параты. Алифатические сульфокислоты. Получение. Применение солей суль­фокислот как моющих средств.

13. Органические соединения фосфора. Классификация. Соединения трехвалентного фосфора: алкил- и арилфосфины, их получение и свойст­ва. Соединения фосфония. Соеди­нения пятивалентного фосфора: алкил- и арилфосфиновые кислоты. Ядовитые вещества (табун, зарин) и инсектици­ды (хлорофос) на основе фосфиновых и алкилфосфиновых кислот. Приме­нение трифенилфосфинметилена для синтеза алкенов. Гексаметапол.

14. Органические соединения кремния. Алкилхлорсиланы, тетраалкилсиланы, силанолы, силоксаны и полисилоксаны.

15. Металлоорганические соединения. Классификация. Общие методы по­лучения. Характер связи углерод-металл. Натрий и литийорганические соединения, применение в синтезе. Цинк- и магнийорганические соединения. Область применения и препаративное значение этих реакций. Тетраэтилсвинец. Триэтилалюминий. Металлоцены.

16. Предельные альдегиды и кетоны. Изомерия. Номенклатура. Способы получения. Строение карбо­ниль­ной группы. Химические свойства. Нуклеофильное присоединение по карбонильной группе: воды, спиртов, бисуль­фита натрия, синильной кислоты, магнийорганических соединений. Реак­ции с аммиаком, аминами, гидроксиламином, гидразином и его производ­ными. Кислотный катализ реакций присоединения. Стереоизомерия оксимов. Бекмановская перегруппировка оксимов. Енолизация карбонильных соединений под действием кислотных и основных агентов. Галоформная реакция. Альдольное уплотнение и кротоновая конденсация: метиленовый и карбонильный компоненты, кислотный и основной катализ. Аутоокисление альдегидов. Восстановление альдегидов и кетонов до спиртов, синтез пинаконов. Реакции, сопровождающие­ся гидридными переходами: восстановление комплексными гидридами ме­таллов, реакция Тищенко, реакция Канниццаро, реакция Меервейна-Пондорфа-Верлея. Синтез пентаэритрита. Полимеризация альдегидов. Формальде­гид, производство, применение (волокно, пласт­массы, уротропин). Ацетальдегид, ацетон, циклогексанон, производство и применение. Ацетофенон. Бензофенон. Дикарбонильные соединения. Глиоксаль. α-Дикетоны. Диацетил. Диметилглиоксим. β Дикар­бонильные соединения, их синтез конден­сацией сложных эфиров с кетонами. Таутомерия β-дикарбонильных соеди­нений. Хелатные металлические произ­водные. γ-Дикетоны. Ацетонилацетон.

17. Непредельные карбонильные соединения. Кетены. Получение. Хими­ческие свойства. α,β-Непредельные карбонильные соединения. Сопряже­ние карбонила и двойной связи. Реакции присоединения электрофильных и нуклеофильных реагентов. Акролеин, метилвинилкетон. Окись мезитила. Непредельные дикарбонильные соединения. Хиноны. Их получение, строе­ние и свойства, связанные с легким превращением в ароматическую систему. Хиноны как диенофилы. Бензохиноны, нафтохиноны. Ализарин.

18. Хиноновые красители. Красители трифенилметанового ряда: основ­ные (пара­фуксин, кристаллический фиолетовый) и кислотные (фенол­фталеин, флюоресцеин). Строение и окраска. Индикаторные свойства фенолфталеина.

19. Монокарбоновые кислоты. Изомерия. Номенклатура. Способы получе­ния в лабораториях и в промышленности. Строение карбоксила. Мезомерия и кислотные свойства. Ассоциация. Электролитическая диссоциация. Вли­яние мезомерных и индуктивных эффектов на силу карбоновых кислот. Си­ла галогензамещенных кислот. Функциональные производные карбоновых кислот. Соли, сложные эфиры, галогенангидриды, ангидриды, амиды, ортоэфиры, нитрилы. Перекиси и гидроперекиси кислот. Получение функцио­нальных производных кислот, их химические свойства и применение. Меха­низмы реакций нуклеофильного замещения у кислот и их производных. Этерификация и гидролиз. Сложные эфиры высших жирных кислот и глицерина. Жиры. Гидролиз жиров. Мыла. Ацилирование спиртов и аминов га­логенгидридами и ангидридами кислот. Строение амидной группы. Пониженная основность амидов. Гидролиз, восстановление амидов в амины, дегидратация в нитрилы. Полиамиды. Полиамидные волокна (капрон, нейлон). Перекиси и гидроперекиси кислот. Применение. Декарбоксилирование кис­лот, галоидирование и окисление карбоновых кислот. Реакции электрофильного замещения в бензольном ядре ароматических кислот. От­дельные представители: муравьиная кислота, ее особые свойства, восстановительный характер. Уксусная кислота, ее получение и применение. Пальмитиновая, стеариновая, бензойная кислоты.

20. Дикарбоновые кислоты. Изомерия. Номенклатура. Общие методы синтеза. Щавелевая, малоновая, янтарная, глутаровая, адипиновая кислоты. Особенности химических свойств. Малоновый эфир. Натриймалоновый эфир, его строение. Синтезы одно- , двух- и более основных кислот с помощью натриймалонового эфира. Адипиновая кислота. Получе­ние в технике и при­менение в промышленности искусственного волокна.,Фталевые кислоты. Фталевый ангидрид. Глифтали. Фталимид. Фталимид калия. Терефталевая кислота. Полиэтилентерефталат (лавсан).

21. Непредельные карбоновые кислоты. Этиленмонокарбоновые кислоты. Изомерия, структурная и геометрическая. Номенклатура. Способы получе­ния. Общие химические свойства. Реакции по карбоксилу и по двойной свя­зи. ,β Непредельные кислоты. Взаимное влияние двойной связи и кар­боксильной группы. Особенности реакций присоединения к ним. Реакция Михаэля. Эфиры акриловой и метакриловой кислот, их полимеризация. Техни­ческое значение полимеров. Реакции акрилонитрила с нуклеофильными ре­агентами (цианэтилирование). Кротоновые и коричные кислоты. Различие свойств геометрических изомеров. Синтез коричных кислот (Перкин).

β,γ-Непредельные кислоты. Лактонизация. Олеиновая и элаидиновая кис­лоты. Непре­дельные жиры. Фосфатиды. Этилендикарбоновые кислоты. Малеиновая и фумаровая кислоты, их стереоизомерия. Синтез и установление строения. Физические и химические свойства. Взаимный переход обеих форм.

22. Производные угольной кислоты. Фосген. Синтез, реакции и приме­нение. Эфиры хлоругольной и угольной кислот. Карбаминовая кислота, ее эфиры (уретаны). Семикарбазид. Мочевина. Строение и реакции. Методы синтеза, применение. Мочевино-формальдегидные смолы. Замещенные моче­вины. Уреиды. Циановая и изоциановая кислоты. Изоцианаты. Гуанидин. Сероуглерод. Ксантогеновая кислота. Ксантогенаты.

23. Оксикислоты. Классификация. Двухатомные одноосновные оксикислоты. Изомерия. Номенклатура. Методы синтеза ,β и γ-оксикислот. Свойства оксикислот. Лакти­ды и лактоны. Гликолевая кислота. Молочные кислоты, их стереоизомерия. Реакции дегидратации -, β- и γ-оксикислот. Многоатомные одноосновные оксикислоты. Глицериновая кислота. Альдоновые кислоты. Двухосновные трехатомные оксикислоты. Яблочные кислоты. Стереоизомерия. Синтез. Явление вальденовского обращения при реакции нуклеофильного замещения. Стереохимия соединений с двумя асимметрическими атомами, одинаковыми и разными. Оптические антиподы. Рацематы. Диастереомеры. Мезоформы. Способы разделения антиподов (Пастер). Двухосновные четырехатомные оксикислоты. Винные кислоты, их стереоизомерия. Виноградная и мезовинная кислоты. Оптическое вращение и конфи­гурация. Относительная и абсолютная конфигурация. Корреляция конфи­гу­раций соединений различных классов. R,S-система. Ароматические окси­кислоты (фенол­окислоты). Салициловая кислота. Получение и применение. Аспирин. Салол.

24. Альдегидо- и кетонокислоты. Классификация. Номенклатура. Глиоксиловая и пировиноградная кислоты. Их получение и свойства. Пировиноградная кислота, как проме­жуточный продукт спиртового брожения.

Кетонокислоты. Ацетоуксусная кислота и ее эфир. Синтез ацетоуксусного эфира. Сложноэфирная конденсация Гейтера-Кляйзена. Механизм кон­денсации. Химические свойства ацетоуксусного эфира. Реакции, отвечаю­щие кетонному и енольному строению ацетоуксусного эфира. Явление тау­томерии. Таутомерия как равновесная изомерия (Бутлеров). Кетоенольная таутомерия ацетоуксусного эфира. Причина относительной стабиль­ности енольной формы. Разделение и количественное определение енольной и кетонной форм. Кислотное и кетонное расщепление ацетоуксусного эфира и продуктов его алкилирования. Синтезы кетонов и дикетонов, моно- и дикарбоновых кислот.

25. Альдегидо- и кетоноспирты. Углеводы. Гликолевый альдегид. Гли­цериновый альдегид. Диоксиацетон.

Полиоксиальдегиды и полиоксикетоны (углеводы). Простые углеводы (моносаха­риды, монозы). Классификация: пентозы и гексозы, альдозы и кетозы. Доказательство строения моноз. Получение моноз. Стереоизомерия моноз. D и L-ряды альдегидоспиртов, их стереохимическое отноше­ние к D и L-глицериновому альдегиду. Вывод стереоизомерных формул мо­ноз. Химические свойства и реакции моноз. Реакции гидроксильных групп (метилирование, ацетилирование). Реакции карбонильной группы (с си­нильной кислотой, гидроксиламином, фенилгидразином). Озазоны и озоны. Специфические реакции на альде­гидную группу. Методы удлинения и укоро­чения цепи моноз. Доказательства конфигурации моноз. Взаимные превращения глюкозы, маннозы и фруктозы. Эпимеры. Специфические свойства мо­ноз, несовместимые с представлениями об открытых формулах Фишера для этих соединений. Явление мутаротации. - и β-Стереоизомеры. Цикличес­кие формулы Колли-Толенса-Хеуорса. Взаимное превращение циклических и открытых форм. Гликозидный гидроксил, его особые свойства и метилиро­вание. Гликозиды и их гидролиз. N-Гликозиды и их биологическое зна­чение. Установление положения кислородного моста в монозах с помощью реакции исчерпывающего метилирования и последующего окисления. Пиранозы и фуранозы. Глюкоза, фруктоза, манноза. Представление о механиз­ме спиртового брожения. Аскорбиновая кислота (витамин С), его строение.

26. Сложные углеводы /полисахариды/. Классификация. Дисахариды. Восстанав­ливающие и невосстанавливающие дисахариды. Мальтоза. Целлобиоза. Тростниковый сахар. Строение и методы установления строения дисахаридов. Несахароподобные полисахариды. Их нахождение в природе и значение. Крахмал. Клетчатка. Древесина. Гидролиз клетчатки. Алкалицеллюлоза. Простые и сложные эфиры целлюлозы. Нитроклетчатка. Пироксилин. Ацетилцеллюлоза. Ацетатный шелк. Ксантогенат целлюлозы. Вискоза.

27. Аминокислоты. Классификация. Изомерия. Номенклатура. Синтез -, β- и γ-ами­но­кислот. Физические свойства. Химические свойства. Амфотерный характер аминокислот. Три группы реакций аминокислот. Реакции, свойственные карбоновым кислотам (обра­зование солей с основаниями, об­разование сложных эфиров, галогенангидридов). Реакции, свойственные аминам (образование солей с кислотами, ацилирование, алкилирование). Реакции с участием амино- и карбоксильной группы. Образование дипептидов, дикето­пи­перазинов и лактамов. Отдельные представители моноамино­моно­карбоновых кислот: глицин, аланин, валин, лейцин. Моноаминодикарбоновые кислоты: аспарагиновая, глутами­новая. Диаминомонокарбоновые кислоты: орнитин, лизин. Окси- и меркаптоаминокислоты: серин, цистин, цистеин. Ароматические аминокислоты. Получение. Применение.

28. Пептиды. Белки. Методы синтеза пептидов. Защита аминогруппы и удаление защищающей группы. Методы установления строения пептидов. Гидролиз пептидов. Определение N- и С-концевых аминокислот. Представление о строении природных полипептидов и белков. Первичная, вторичная и третичная структура бел­ка.

1. Общие понятия о гетероциклах. Систематика и номенклатура гетероциклов. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом - фуран, тиофен, пиррол. Аро­матический характер и его причины. Важнейшие методы синтеза. Взаимные превращения пятичленных гетероциклов (Юрьев). Влияние природы гетероатома на свойства пятичленных гетероциклов - их арома­тичность и не­предельность. Особенности электрофильного замещения. Реакции гидриро­вания и окисления. Фурфурол и пирослизевая кислота. Тетрагидрофуран. Реакции заме­щения. Пирролидин. Понятие о строении хлоро­филла и гемоглобина.

2. Индол. Синтезы. Кислородные производные, оксиндол, индоксил, изатин. Таутомерия производных индола. Индолилуксусная кислота - гетероауксин. Индиго: строение и промышленное получение. Кубовое крашение.

3. Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Пиридин. Строение. Основные свойства азота. Ароматический характер. Галоидирование, нитрование, аминирование (Чичибабин) и введение гидроксила. Пиперидин. Хинолин. Строение, синтез и свойства.

1. 
   Робертc Дж., Касерио М. Основы органической химии. М.: Мир, т.1 и т. II, 1968 г.
   
2. 
   Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия, М.: Мир, 1974 г.
   
3. 
   Терентьев А.П., Потапов В.И. Основы стереохимии. М.: Химия, 1976 г.
   
4. 
   Кери Ф., Сандберг Р. Углубленный курс органической химии. М.: Химия, 1981 г.
   
5. 
   Ногради М. Стереохимия, М.: Мир, 1984 г.
   
6. 
   Сайкc П. Механизмы реакций в органической химии. М.: Химия, 1991 г.
   
7. 
   Шабаров Ю.С., Органическая химия. М.: Химия. 1994. Т.1,2.
   
8. 
   Реутов О.А., Курц А.Л., Бутин К.П. Органическая химия, ч. 1 и 2. М.: Изд. МГУ, 1999.
   
9. 
   Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. СПб: Иван Федоров, 2002 г.
   
10. 
    Джоуль Д., Миллс К. Химия гетероциклических соединений; М.: Мир, 2004.
    
11. 
    Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. М.: "Дрофа", 2005.
    
12. 
    Ли Дж. Дж. Именные реакции. Механизмы органических реакций. М.: Бином, 2006.
    
13. 
    Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений. М.: Бином, 2006.