Пояснительная записка Перед подачей документов абитуриент представляет на кафедру органической химии печатные научные труды или реферат по специальности и проходит собеседование с научным руководителем.
Скачать 312.81 Kb.
|
1 2
II. Карбоциклические соединения 2.1. Алициклы Циклоалканы. Общие сведения об алициклах: классификация (моно-, би-, полициклические и спирановые соединения). Номенклатура. Особенности электронного строения, конформационные особенности, типы напряжения, виды стереоизомерии в циклах. Общие методы синтеза: дегидрогалогенирование дигалогенпроизводных углеводородов, циклизация алифатических дикарбоновых кислот, взаимодействие дигалогенопроизводных углеводородов с натриймалоновым и ацетоуксуным эфирами. Реакционная способность циклоалканов в зависимости от размера цикла. Реакции присоединения, типичные для малых циклов: каталитический гидрогенолиз, галогенирование, гидрогалогенирование. Реакции замещения, типичные для циклопентанов и циклогексанов. Окисление циклов. Реакции расширения и сужения циклов. Изомеризация циклоалканов. Изменение соотношения реакций присоединения - замещения в ряду: циклопропан, циклобутан, циклопентан, циклогексан. Производные малых циклов, представляющие практический и теоретический интерес (антибиотик оксиметилциклопропенон, циклопропенилиден и др.). Циклопентаны и циклогексаны. Конформационный анализ производных циклогексана. Влияние стереохимических факторов на реакционную способность и пути превращения циклогексанов (цис- и транс-2-хлорциклогексаноны и другие соединения). Замещённые циклопентаны и циклогексаны в молекулах моно- и полициклических терпеноидных и стероидных соединений. Средние циклы. Конформационные особенности средних карбоциклов. Би- и полициклы. Типы бициклических структур (циклы изолированные, конденсированные, мостиковые, спирановые). Адамантан, кубан, тетраэдран. Терпеноиды. Классификация, правило Ружички. Монотерпеноиды. Ациклические монотерпеноиды. Представители (гераниол, цитраль). Биологические методы борьбы с насекомыми - вредителями сельского хозяйства (биологические стерилизаторы, аттрактанты). Моно- и бициклические терпеноиды. Ментан. Лимонен. Пинен. Камфара: синтез из -пиненов. Каротиноиды. Витамин А. Стероиды. Витамин Д. Биологическое значение. 2.2. Ароматические соединения 2.2.1. Арены, их типы: моно-, полиядерные и полиарилированные соединения. Представители: бензол, толуол, о-, м- и п-ксилолы, мезитилен, дифенил, трифенилметан. нафталин, антрацен, флюорен и др. Источники: каменный уголь, нефть. Синтез аренов из алканов, ацетиленов. Синтез гомологов бензола из галогенпроизводных (реакция Вюрца-Фиттига); из ароматических углеводородов и галогеналканов (реакция Фриделя-Крафтса) или алкенов. Синтез изопропилбензола, стирола; их значение. Строение бензола. Структурная формула Кекуле, её недостатки; формулы Дьюара, Тиле. Современные представления о строении бензола. Химические и физико-химические методы исследования. Квантово-химический анализ. Молекулярные орбитали. Понятие об ароматической связи. Валентные изомеры бензола (дьюаровский бензол, призман, бензвален). Строение гомологов бензола, аренов с конденсированными ядрами (нафталин, антрацен). Правило ароматичности Хюккеля. Энергия стабилизации бензола и других аренов. Изомерия в ряду бензола. Реакции аренов, ведущие к неароматическим соединениям: гидрирование, хлорирование, озонолиз, окисление. Электрофильное замещение в ряду аренов (изотопный обмен с помощью протонных кислот, нитрование, галогенирование, сульфирование, алкилирование, ацилирование по Фриделю-Крафтсу и другие превращения, генерирование электрофильных частиц, ответственных за протекание реакций), влияние заместителей на ориентацию и скорости реакции замещения; согласованная и несогласованная ориентация в ряду производных бензола. Направленный синтез ди- и полизамещённых бензолов. Реакции с участием боковых цепей аренов: галогенирование, нитрование, окисление, дегидрирование с участием бензильных связей С-Н. Ди- и триарилметаны: синтез и свойства. Трифенилметил-катион, -анион, -радикал. 2.2.2. Галогеноарены. Методы введения фтора, хлора, брома, йода в молекулы аренов. Физические свойства. Электронное строение хлор- и бромбензолов: распределение электронной плотности с участием -I и +С-эффектов. Двойственная природа галогена. Галогенарены в реакциях электрофильного замещения: их активность и ориентирующее влияние галогенов. Нуклеофильное замещение галогенаренов: взаимодействие со щелочами и амидами, участие производных дегидробензола (аринов) в таких реакциях, условия этих реакций. Галогенарены в реакциях металлорганических соединений, образование производных содержащих поливалентный йод. Хлорирование толуола в боковую цепь. Условия и механизм реакций. Сравнительная реакционная способность галогена в боковой цепи и в ароматическом кольце. Области практического применения ароматических галогенопроизводных. Гексахлоран, ДДТ. 2.2.3. Ароматические сульфокислоты. Реакции сульфирования. Сульфирующие реагенты. Сульфирование бензола: механизм. Обратимость и селективность сульфирования аренов. Сульфирование толуола, нафталина (термодинамический и кинетический контроль). Строение сульфокислот: взаимодействие сульфогруппы с ароматическим кольцом. Ориентирующее влияние сульфогруппы. Арилсульфокислоты в реакциях замещения в ароматическом кольце. Замещение сульфогруппы (гидроксилирование). Функциональные производные сульфокислот: хлорангидриды, амиды, сложные эфиры, их синтез и превращения. Производные арилсульфокислот как сульфамидные лекарственные препараты, биоразрушающие детергенты. Синтетические моющие средства. 2.2.4. Нитроарены. Синтез моно- и полинитроаренов. Нитрующие агенты; механизм электрофильного нитрования аренов, генерирование катиона нитрония в условиях нитрования аренов. Побочные превращения при нитровании аренов. Нитрование бензола, алкил-, галоген-, нитробензолов, нафталина, условия процесса. Строение нитроаренов, сопряжение нитрогруппы с бензольным кольцом. Ориентирующее влияние нитрогруппы. Влияние нитрогруппы на подвижность водородных атомов метильной группы в о-, п-нитротолуоле и подвижность атома хлора в о-, п-нитрохлорбензолах. Ди-, три- и полинитробензолы; участие полинитросоединений в образовании комплексов с переносом заряда. Нуклеофильное замещение водорода, галогена в нитроаренах. Комплексы Мейзенгеймера. Нитросоединения с нитрогруппой в боковой цепи. Фенилнитрометан. Таутомерия (нитро- и аци-формы нитросоединений). Практическое значение ароматических нитросоединений. 2.2.5. Ароматические амины. Типы ароматических аминов. Реакция Зинина. Способы получения: восстановление нитросоединений (восстановители, промежуточные продукты при восстановлении в щелочной среде), аминирование галогенпроизводных. Промышленные и лабораторные синтезы ариламинов. Бензидиновая перегруппировка. Физические свойства. Строение анилина и других аминоаренов. Сопряжение аминогруппы с ароматическим ядром. Влияние электронных (электронодонорные и электроноакцепторные заместители в кольце) и стерических факторов на основность аминоаренов. Ориентирующее влияние аминогруппы. Химические свойства аминоаренов. Реакции с участием аминогруппы. Образование солей, алкилирование, арилирование, ацилирование, конденсации с альдегидами и кетонами (образование азометинов), хлороформом (синтез изонитрилов); синтезы с участием азометинов. Механизм реакции ацетилирования; влияние основности аминов и активности ацилирующего агента на скорость реакции. Значение этой реакции. Взаимодействие первичных, вторичных и третичных ароматических аминов с азотистой кислотой. Реакции электрофильного замещения за счет ароматического кольца. Галогенирование анилина. Сульфирование анилина (влияние концентрации серной кислоты и соотношения реагирующих веществ на результат сульфирования) и нафтиламинов. Нитрование. Нитрозирование. 2.2.6. Ароматические диазо- и азосоединения. Реакция диазотирования, условия её проведения в зависимости от основности ароматических аминов, диазотирующие агенты, механизм. Строение диазосоединений. Кислотно-основные превращения солей арилдиазония. Реакции замещения диазогруппы, протекающие с выделением азота: замена диазогруппы на водород, галогены, гидроксил, циано- и нитро группы. Арилдиазониевые соли как предшественники металлорганических соединений. Реакции диазосоединений без выделения азота: восстановление (препаративный метод получения фенилгидразина), азосочетание. Триазены, превращения в соли диазония. Механизм реакции азосочетания; условия реакций, азо- и диазосоставляющие. Азокрасители, зависимость их строения от рН среды. Индикаторы (метиловый оранжевый), кислотно-основные свойства. Синтез азокрасителей на волокне (холодное крашение); методы крашения. Восстановление азосоединений. Практическое значение азокрасителей. 2.2.7. Ароматические оксисоединения. Фенолы. Лабораторные и промышленные методы синтеза фенолов: замещение сульфогруппы и галогена гидроксилом, каталитическое окисление изопропилбензола (кумольный метод). Физические свойства фенолов. Строение: сопряжение гидроксильной группы с ароматическим ядром. Ориентирующее влияние гидроксильной группы. Химические свойства. Реакции за счёт гидроксильной группы. Кислотность фенолов, зависимость её от природы заместителей в ароматическом кольце. Сравнение свойств спиртов и фенолов. Взаимодействие с металлами, щелочами, хлоридом железа (III) (качественная реакция), реакции алкилирования и ацилирования. Высокая активность фенолов и нафтолов в реакциях электрофильного замещения. Галогенирование, сульфирование, нитрование, нитрозирование фенола. Карбоксилирование (реакция Кольбе), механизм. Взаимодействие с хлороформом в щелочной среде (реакция Реймера-Тимана). Практическое использование фенолов и нафтолов. Фенолформальдегидные смолы. Окислительные превращения фенолов. Стабильные радикалы из фенолов. Производные фенола как антиоксиданты. Двух- и трёхатомные фенолы: пирокатехины, резорцин, гидрохинон, флороглюцин; их применение в синтезе красителей, в качестве ингибиторов и фотопроявителей. 2.2.8. Хиноны: п- и о-бензохиноны: получение, строение, химические свойства (реакции с хлористым водородом, анилином, уксусным ангидридом, диенами). Сравнение свойств хинонов и - и -непредельных кетонов. Хингидрон (молекулярное соединение хинона и гидрохинона), строение. Хлоранил, его окислительные свойства. Производные хинонимина. Нафтохиноны. Витамины группы К. Антрахинон: синтез, строение, свойства, 1- и 2-сульфокислоты антрахинона, 1- и 2-оксиантрахиноны. Превращение антрахинона в ализарин. Протравное крашение ализарином. 2.2.9. Ароматические альдегиды и кетоны. Способы получения: окисление гомологов бензола, гидролиз арилдихлорметанов, восстановление хлорангидридов кислот, формилирование и цианирование замещённых бензола. Физические свойства. Строение (сопряжение карбонильной группы с ароматическим кольцом, ориентирующее влияние карбонильной группы). Реакции электрофильного замещения за счёт кольца: нитрование. Реакции, характерные для альдегидной группы: с бисульфитом натрия, синильной кислотой, аминами, фенилгидразином, гидроксиламином, СН-кислотами, реакции Канниццаро, Перкина, бензоиновая конденсация (Зинин). Синтез соединений трифенилметана. Трифенилметановые красители: малахитовый зелёный, кристаллический фиолетовый. Связь между строение и цветностью (изменение окраски в кислой среде). Коричный альдегид, его получение и свойства (реакции 1,2- и 1,4-присоединения, участие в диеновом синтезе). Способы получения жирноароматических и ароматических кетонов: ацилирование ароматических соединений (реакция Фриделя-Крафтса): механизм реакции. Синтез кетонов на основе фосгена. Бензофенон: синтез, реакции со щелочными металлами (металлкетилы). Реакции за счёт карбонильной группы кетонов. Синтез оксимов. Геометрическая изомерия. Перегруппировка оксимов в амиды кислот (перегруппировка Бекмана). 2.2.10. Ароматические карбоновые кислоты. Одноосновные ароматические кислоты. Общие методы синтеза (окисление толуола и его замещённых, гидролиз арилтрихлорметанов и нитрилов). Физические свойства. Строение. Сопряжение карбоксильной группы с ароматическим ядром: влияние заместителей в ароматическом кольце на константу кислотности. Ориентирующее влияние карбоксильной группы на ароматическое кольцо. Реакции за счёт бензольного кольца (нитрование). Реакции за счёт карбоксильной группы: образование солей, амидов, галогенангидридов, ангидридов, сложных эфиров. Бензойная кислота, её производные: хлористый бензоил, перекись бензоила, продукты замещения в ядре. Надбензойная кислота - окислительный агент. Перекиси ацилов как инициаторы радикальных реакций и реакций полимеризации. Коричная кислота, её получение, свойства. о-, м- и п-Аминобензойные кислоты. Антраниловая кислота. Оксикарбоновые кислоты. Салициловая кислота: синтез (реакция Кольбе), получение производных по гидроксилу и карбоксилу. Лекарственные препараты на основе салициловой кислоты. Аспирин, салол, ПАСК. Галловая кислота. Дубильные вещества. Оксинафтойные кислоты (значение для синтеза азокрасителей). Двухосновные ароматические кислоты. Фталевый ангидрид (его синтез из нафталина и о-ксилола), фталимид, его применение в реакции Габриэля. Фенолфталеин. Флуоресцеин. Глифталевые смолы. Полиэфирные волокна - лавсан (терилен). Жирноароматические карбоновые кислоты. Нафтилуксусная кислота как стимулятор роста растений. III. Гетероциклические соединения. 3.1. Природа ароматичности ненасыщенных гетероциклов, их классификация. 3.2. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом - пиррол, фуран, тиофен. Взаимные переходы (реакция Ю.Ю.Юрьева). Зависимость свойств от природы гетероатомов (кислотно-основные свойства, участие в реакциях присоединения и электрофильного замещения). Реакции гидрирования и окисления. Фуран и ацетилпиррол в диеновом синтезе. Ориентация реакций электрофильного замещения в пятичленных гетероциклах. Пиррол. Способы получения (каталитические аминирование фурана, из аммониевых солей слизевой кислоты). Особенности строения и химических свойств (восстановление, галогенирование, сульфирование, нитрование (условия реакции). Свойства пирролкалия и пирролмагнийгалогенидов. Конденсация пиррола с формальдегидом и муравьиной кислотой. Реакции карбоксилирования. Распространение в природе соединений, содержащих пиррольное кольцо. Порфирин. Гемин, гемоглобин, хлорофилл, их биологическое значение. Фотосинтез: принципиальная сущность, значение для жизни нашей планеты. Фуран и его производные. Методы синтеза (из фурфурола и слизевой кислоты). Строение и химические свойства: гидрирование, галогенирование, сульфирование, нитрование (электрофильное присоединение, механизм), диеновый синтез. Фурфурол, синтез, свойства, применение. Тиофен и его производные. Методы синтеза: из ацетилена и серы, из бутана и серы. Строение и химические свойства. Гидрирование. Реакции электрофильного замещения (галогенирование, сульфирование нитрование, ацилирование). Ароматичность тиофена. Изменение ароматических свойств в ряду тиофен, пиррол, фуран. Пятичленные гетероциклы с конденсированными бензольными кольцами. Индол. Методы синтез: термическая конденсация анилина и ацетилена (Чичибабин), каталитическая циклизация фенилгидразонов, алифатических альдегидов или кетонов (Фишер). Строение. Химические свойства: восстановление, протонная подвижность водорода NН-группы, реакции электрофильного замещения в ядро индола (сравнение с поведением пиррола). Индолилмагний бромид, индолилнатрий, их реакции. Биологическое значение производных индола: триптофана, серотонина, индолилуксусной и индолилпропионовой кислот. Кислородные соединения индола (оксиндол, индоксил, изатин). Методы синтеза, строение, химические свойства. Кето-енольная таутомерия. Индиго, его синтез на основе анилин на или антраниловой кислоты. Строение. Индиговые красители. кубовое крашение. 3.3. Пятичленные гетероциклы с двумя гетероатомами: пиразол, имидазол, изоксазол, тиазол. Понятие о триазолах и тетразолах. Пиразол. Получение: конденсация ацетилена с диазометаном (реакция 1,3-диполярного циклоприсоединения), конденсация гидразина с -дикетонами, взаимодействие гидразина с -ацетиленовыми карбонильными соединениями. Химические свойства: кислотно-основные свойства, реакции электрофильного замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование). Сравнительная оценка реакционной способности пиразола и пиррола. Фармакологически активные соединения: антипирин, пирамидон, анальгин. Имидазол и его производные. Методы синтеза: взаимодействие -дикарбонильных соединений с аммиаком и альдегидами, конденсация глиоксаля с аммиаком в присутствии формальдегида. Строение и реакционная способность: кислотно-основные свойства, реакции электрофильного замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование). Гистидин, биологическая роль. Бензимидазол, фармакологическая активность, дибазол. Изоксазол и его производные. Получение конденсацией гидроксиламина (или его производных) с пропаргиловым альдегидом. Изоксазолидины, синтез. Оксазол. Реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения. Тиазол и его производные. Синтез на основе реакции -галогенозамещённых альдегидов и кетонов с амидами тиокислот. Витамин В1. Антибиотики (тетрациклин, стрептомицин, левомецитин, пенициллин). Понятие о пятичленных гетероциклах с несколькими гетероатомами - триазолах и тетразолах. 3.4. Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Пиридин и его производные, их нахождение в природе, синтез из каменноугольной смолы. Строение пиридина. Химические свойства. Реакции с алкилгалогенидами, комплексы с бромом, серным ангидридом. Окислительные и восстановительные реакции производных пиридина. Электрофильное замещение в ядро пиридина (нитрование, сульфирование, галогенирование). N-Окись пиридина, её использование в синтезе. Реакции нуклеофильного замещения (взаимодействие с амидом натрия, гидроксидом калия, фениллитием). Таутомерия - и -окси- и аминопиридинов. СН-кислотность пиколинов и пиридиниевых солей. Фармакологическая активность производиных пиридина. Сульфидин. Никотиновая кислота. Витамин РР. Хинолин. Синтез Скраупа. Поведение в реакциях окисления, восстановления, сульфирования, нитрования. 8-Оксихинолин, синтез и использование в аналитической химии. Хинолин в реакциях нуклеофильного замещения (аминирование амидом натрия). -Метилхинолин в реакциях конденсации с карбонильными соединениями. Акридин и его производные (риванол, акрихин). Области практического использования. Алкалоиды. Распространение в природе. Работы Орехова. Алкалоиды группы пиридина и пиперидина: кокаин, никотин, анабазин, хинин (Вудвард, Деринг), плазмохинин. Фармакологическая активность. Пиран и его производные. -Пиран. Кумарин, дикумарин. 3.5. Шестичленные гетероциклы с двумя гетероатомами. Важнейшие представители: пиримидин, пиразин, оксазин, тиазин. Диазины и их производные. Пиримидины, их роль в природе. Урацил, тимин, цитозин (строение, двойственное реагирование); их роль как компонентов нуклеиновых кислот. Противоопухолевые препараты ряда пиримидина (фторпроизводные урацила и тимина). Барбитуровая кислота, получение, химические свойства (двойственное реагирование). Барбитураты (веронал, люминал), их фармакологическая активность. Пурин и его производные. Мочевая кислота, получение, строение, свойства. Аденин, гуанин, ксантин, гипоксантин. Физиологическая активность. Нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК). Физиологическая роль. Компоненты нуклеиновых кислот: нуклеозиды и нуклеотиды; их роль в первичной структуре нуклеиновых кислот. Принцип построения ДНК и РНК. Вторичная структура нуклеиновых кислот, представление о механизме передачи генетической информации. Рекомендуемая литература: - основная литература 1) Реутов О.А. и др. Органическая химия. Ч.1-4. М., изд-во МГУ, Бином, 3-е изд. 2007-2009. 2) Травень В.Ф. Органическая химия. Т.1,2. M., Академкнига. 2004. 3) Тюкавкина Н.A. и др. Органическая химия. Специальный курс. Кн.1,2. Дрофа, 2008. 4) Шабаров Ю.С. Органическая химия. Ч. 1,2. М., Химия. 1994. 5) Марч Дж. Органическая химия. Т.1-4. М, Мир, 1987. 6) Ингольд К. Теоретические основы органической химии. М., Мир, 1973. 7) Стид Дж., Этвуд Дж. Супрамолекулярная химия. Т.1,2. М, Академкнига, 2007. 8) Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. М., Химия, 1991. 9) Ногради М. Стереохимия. М., Мир, 1984. 10) Потапов В.М. Стереохимия. М., Химия, 1988. - дополнительная литература 1) Джилкрист Т. Химия гетероциклических соединений. М., Мир, 1997. 2) Берестовицкая В.М., Липина Э.С. Химия гетероциклических соединений. СПб, 2007, 2011. 3) Минкин В и др. Теория строения молекул. Ростов-на-Дону, Феникс, 1997. 4) Браун Д. и др. Спектроскопия органических веществ. М., Мир, 1992. 5) Джилкрист Т., Сторр Р. Органические реакции и орбитальная симметрия. М., Мир, 1976. 6) Дероум Э. Современные методы ЯМР для химических исследований. М., Мир, 1992. Авторы-составители программы: проф., д.х.н. Берестовицкая В.М. проф., д.х.н. Липина Э.С |
1 2
Похожие:
 | Реферат по курсу кандидатского минимума реферат, завизированный научным... Реферат представляет собой обзор зарубежной литературы по исследуемой тематике или полный письменный перевод с иностранного языка... |  | Согласовывается с научным руководителем аспиранта (соискателя) и... Л. С. Николаева, доктор философских наук, профессор Новочеркасской государственной мелиоративной академии |
| Реферат по истории медицины, согласованный с научным руководителем... Институтом философии ран и второй части «История медицины», разработанной Российским Университетом дружбы народов и одобренной экспертным... | | Тематика курсовых работ, рефератов, эссе по дисциплине «Гражданский... Сравнительно-правовой анализ принципа гласности в гражданском и арбитражном процессах |
| Тема реферата должна соответствовать специальности аспиранта (соискателя)... Реферат должен быть выполнен на русском языке по материалам специальной литературы | | Пояснительная записка основные цели учебного курса Ознакомление с классификацией химических реакций в органической химии м механизмах их протекания. Закрепление и развитие знаний на... |
| Тематическое планирование по химии 11 класс Предмет органической химии. Краткий исторический очерк: виталистическая теория. Связь органической и неорганической химии. Органические... | | Реферат 3 Оформляя курсовые, реферативные и дипломные работы, консультируйтесь с научным руководителем! |
| Учебно-методический комплекс учебной дисциплины методика изучения... Программа учебной дисциплины обсуждена и утверждена на заседании кафедры органической химии Протокол №9 от 23. 05. 2012 г | | Пояснительная записка цели и задачи Это дает возможность учащимся лучше усвоить химическое содержание и понять роль и место органической химии в системе наук о природе.... |
| Выпускной квалификационной работы должна быть согласована с научным... Данные методические рекомендации разработаны в соответствии с Положением о выпускной квалификационной работе | | Реферат по специальности, проверенный и подписанный научным руководителем... |
| Кафедра химии и защиты растений Слово «реферат» в переводе с латинского буквально означает «пусть он доложит». Реферат представляет собой краткую запись идей, содержащихся... | | Кафедра химии и защиты растений Слово «реферат» в переводе с латинского буквально означает «пусть он доложит». Реферат представляет собой краткую запись идей, содержащихся... |
| Кафедра химии и защиты растений Слово «реферат» в переводе с латинского буквально означает «пусть он доложит». Реферат представляет собой краткую запись идей, содержащихся... | | Кафедра химии и защиты растений Слово «реферат» в переводе с латинского буквально означает «пусть он доложит». Реферат представляет собой краткую запись идей, содержащихся... |
