Вопросы для самопроверки

1. Составьте структурные формулы предельных и непредельных альдегидов и кетонов, содержащих 3 и 4 атома углерода. Дайте им систематические, рациональные и тривиальные названия.

2. Приведите уравнения реакций синтеза метилпропилкетона шестью различными способами.

3. Расположите следующие соединения в ряд по увеличению их реакционной способности в реакциях нуклеофильного присоединения: 1) изомасляный альдегид, 2) этилпропилуксусный альдегид, 3) ацетон, 4) уксусный альдегид, 5) метилэтилкетон.

4. Рассмотрите механизм альдольной и кротоновой конденсации: а) ацетона, б) смеси муравьиного альдегида и ацетона.

5. Составьте схемы взаимодействия пропионового альдегида с веществами: а) синильной кислотой НСN, б) атомарным водородом, в) этилмагнийбромидом С₂Н₅МgBr, г) гидросульфитом натрия NaHSO₃, д) литийалюминийгидридом LiAlH₄.

6. Приведите схему взаимодействия кротонового альдегида с синильной кислотой. Обоснуйте механизм процесса.

7. Приведите схемы реакций полимеризации муравьиного альдегида. Почему при длительном хранении формалина образуется осадок?

8. Способны ли вступать в реакцию Канниццаро следующие альдегиды: 1) уксусный, 2) муравьиный, 3) салициловый, 4) фенилуксусный?

9. Рассмотрите механизм реакции брома с ацетофеноном в присутствии хлорида алюминия.

10. Приведите структурные формулы кислот, изомерных валериановой кислоте. Назовите их по рациональной и JUPAC номенклатурам.

11. Составьте структурные формулы и назовите ацилы следующих кислот: муравьиной, уксусной, пропионовой, масляной, валериановой, капроновой. Как составляются названия функциональных производных этих кислот?

12. Приняв за исходное вещество 1-бутен, составьте уравнения реакций получения метилуксусной кислоты: а) по методу Реппе, б) через нитрил, в) с помощью реактивов Гриньяра.

13. Составьте структурные формулы масляной, a-, b-, g-хлормасляных кислот. Выберите принадлежащее каждой из них значение константы кислотности: 1,5×10^-5, 8,9×10^-5, 3,0×10^-5, 1,4×10^-3. Ответ поясните.

14. Как из пропионовой кислоты получить: 1) диэтилкетон, 2) этан, 3) бутан.

15. Каковы структурные формулы сложных эфиров, изомерных по составу валериановой кислоте (5)? Назовите их.

16. Расположите карбоновые кислоты по легкости этерификации этанолом: 1) масляная, 2) триметилуксусная, 3) муравьиная.

17. Рассмотрите схемы взаимодействия хлористого пропионила с водой, этанолом, аммиаком, пропионатом натрия.

18. Напишите уравнения дегидратации бутирамида и гидратации полученного соединения (1 моль воды).

19. Напишите структурные формулы метакриловой, кротоновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислот. Какие из них имеют геометрические изомеры?

20. При нагревании a , b и g-непредельных кислот с раствором щелочи происходит перемещение двойной связи в a-, b-положение. Как объяснить относительно высокую устойчивость, a-, b-непредельных кислот?

21. Как исходя из этилового спирта и неорганических реагентов получить щавелевую, малоновую и янтарную кислоты?

22. Назовите вещества, которые получаются из бензойной кислоты при действии: 1) брома в присутствии катализатора, 2) дымящей серной кислоты.

Семинар 6

УГЛЕВОДЫ, ОКСИ-, КЕТО- И АМИНОКИСЛОТЫ

УГЛЕВОДЫ

Конформационный анализ циклогексана и его производных. конформации “кресла” и “ванны” циклогексана. Конформации “кресла” и “ванны”, сравнение их устойчивости.

Понятие об оптической активности. Асимметрический атом углерода. Понятие конфигурации. Оптические антиподы (энантиомеры). Проекционные формулы Фишера и правила пользования ими. Рацематы. Соединения с несколькими асимметрическими атомами. Диастереомеры. Мезо-форма. Определение числа оптических изомеров. Связь пространственного строения с биологической активностью природных веществ.

Нахождение в природе, фотосинтез, биологическая роль.

Углеводы как гетерополифункциональные соединения. Номенклатура и изомерия. Классификация углеводов. Отдельные представители альдопентоз (рибоза, дезоксирибоза, ксилоза) и альдогексоз (глюкоза, манноза, галактоза).

Некоторые вопросы стереохимии углеводов: принадлежность к D- и L-рядам, энантиомеры, эпимеры.

Особенности строения углеводов, наличие карбонильной и гидроксильной групп в молекуле. Подвижность водородного атома в a-положении к карбонильной группе, явление кето-енольной таутомерии. О-Н-кислотность. Анализ реакционной способности.

Кольчато-цепная таутомерия. Открытые и циклические формы. Фуранозные и пиранозные циклы. Гликозидный (полуацетальный) гидроксил. Мутаротация. a- и b-аномеры. Принципы построения названий циклических форм моносахаридов.

Реакции открытой формы. Реакции по карбонильной группе. Оксинитрильный синтез, восстановление литийалюминийгидридом, реакции с азотистыми основаниями. Способы удлинения и укорочения цепи углеводов.

Реакции окисления. Образование альдоновых и сахарных кислот. Периодатное окисление.

Реакции енольной формы. Взаимные превращения глюкозы, фруктозы и маннозы, механизм (эпимеризация).

Реакции по гидроксильной группе. Кислотные свойства углеводов как многоатомных спиртов, глюкозат кальция.

Особенности реакций циклической формы. Алкилирование различными агентами (СН₃ОН, СH₃J +КОН). Ацилирование. Особые свойства гликозидного гидроксила.

Фруктоза как пример кетозы. Строение. Образование из глюкозы, особенности свойств.

Дисахариды. Отдельные представители: сахароза, мальтоза, целлобиоза. Номенклатура дисахаридов. Восстанавливающие дисахариды. Инверсия сахарозы. Сравнение свойств моно- и дисахаридов.

Полисахариды: крахмал, клетчатка. Представление о строении полисахаридов. Сравнение свойств поли- и моносахаридов. Пироксилин, целлулоид, искусственные волокна на основе клетчатки.

ОКСИ-, КЕТО- И АМИНОКИСЛОТЫ

Оксикислоты.

Изомерия. Номенклатура.

Строение, сравнительный анализ реакционной способности спиртов, карбоновых кислот и оксикислот. Физические свойства.

Химические свойства: дегидратация a-, b-, g-оксикислот. Лактиды. Лактоны.

Отдельные представители: гликолевая, молочная, лимонная, яблочная, винная кислоты. Нахождение и роль в природе.

Кетокислоты.

Номенклатура. Изомерия. Классификация. Пировиноградная кислота как представитель кетокислот.

Аминокислоты.

Номенклатура. Изомерия. Классификация.

Природные аминокислоты и их стереохимия. Важнейшие представители природных аминокислот: глицин, аланин, треонин, пролин, триптофан, фенилаланин, валин, лейцин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, серин, лизин, цистеин.

Строение аминокислот. Амфотерные свойства, бетаинообразное строение, образование солей по каждой из функциональных групп. Анализ реакционной способности. Физические свойства.

Химические свойства. Отношение a-, b-, g-аминокислот к нагреванию. Лактоны. Дикетопиперазин. Пептидная связь.

Белковые вещества. Представления о составе и строении белков. Пептидные спирали, роль водородных связей.