- •Тема 1: Предмет органической химии. Классификация,номенклатура, изомерия органических соединений
- •Предметорганическойхимии.Характеристика органических соединений
- •Изомерии;
- •Органическая химия имеет исключительно важное познавательное инароднохозяйственное значение.
- •2. Теорияхимическогостроенияорганических
- •Зная свойства вещества, можно установить его строение, и, наоборот, химическое строение вещества определяет его свойства.
- •Формулы(способыизображенияорганическихсоединений)
- •Классификацияорганическихсоединений
- •Изомерияорганическихсоединений
- •Структурнаяизомерия
- •Пространственнаяизомерия
- •Геометрическаяизомерия
- •Оптическаяизомерия
- •Конформации(поворотнаяизомерия)
- •Тема 2: Электронное строение и реакционная способностьорганических соединений
- •Типысвязейвмолекулахорганическихсоединений
- •Тема3:Алканы
- •1.Общая характеристика: строение, номенклатура, изомерия Предельныеуглеводороды(алканы,парафины,насыщенные
- •Тема3:Алканы
- •1.Общая характеристика: строение, номенклатура, изомерия Предельныеуглеводороды(алканы,парафины,насыщенные
- •Строение.
- •Номенклатураалканов
- •ПорядокпостроенияназванияразветвленногоалканапоИюпак
- •Изомерия
- •Структурнаяизомерия
- •Оптическаяизомерия
- •Радикалыилизаместители.
- •2.Химическиесвойства.Общиепредставленияомеханизмецепныхрадикальных реакций замещения в алканах (на примере реакциигалогенирования).
- •Сульфированиеисульфокисление:
- •Дегидрирования
- •В.Изомеризация
- •3.Способыполученияипрактическоеиспользование
- •2Гидpиpованиенепpедельныхуглеводоpодов:
- •Изсолейкарбоновыхкислот:
- •Разложениекарбидовметаллов(метанидов)водой:
- •Тема4:Циклоалканы
- •Общаяхарактеристика
- •Номенклатура
- •Изомерияциклоалканов
- •Структурнаяизомеpия
- •Пространственнаяизомерия
- •Химическиесвойства
- •Получениециклоалканов
- •Применение
- •Тема5:Алкены
- •1.Общаяхарактеристика:строение,номенклатура,изомерия
- •Строение
- •Номенклатура
- •Физическиесвойства
- •2.Химическиесвойства
- •Механизмыреакции присоединения калкенам:
- •Креакциямэлектрофильногоприсоединения аЕотносятся:
- •ОбъяснениеправилаМарковникова
- •Современная формулировка правила Марковникова:электрофильное присоединение к двойной связи идет черезобразование наиболее устойчивого карбокатиона.
- •Реакциягидратации
- •Реакцииокисленияалкенов:
- •Эпоксидирование (реакция н.А. Прилежаева, 1909г)эпоксидирование (по Прилежаеву)
- •Окислениевприсутствиисолейпалладия:
- •Реакцииозонирования.
- •Гидроборированиеалкеновииспользованиевсинтезеспиртов.
- •Реакцииполимеризации
- •Аллильноехлорированиеалкенов,механизм
- •Реакцииизомеризацииалкенов
- •Способыполученияипрактическоеиспользование
- •Отщепление атома водорода в реакциях дегидрогалогенирования и дегидратации происходитпреимущественно от наименее гидрогенизированного атома углерода.
- •Применениеалкенов
- •Тема6:Алкадиены
- •Общаяхарактеристика:строение,номенклатура,изомерия
- •Общаяформулаалкадиенов:СnН2n-2.Классификация диенов:
- •Кумулированные:
- •Номенклатура
- •Международная
- •Электронноестроение Делокализованныеπ-связи.Сопряжение
- •Химическиесвойства
- •Химические свойства диенов с сопряженными двойнымисвязями
- •Гидрирование
- •Галогенирование
- •Гидрогалогенирование,гидратации
- •Полимеризациясопряженныхдиенов
- •3.Получениеалкадиенов
- •4.Каучуки.Синтетическиекаучуки
- •Тема7:Алкины
- •Общаяхарактеристика:строение,номенклатура,изомерия
- •Номенклатураалкинов
- •Изомерияалкинов
- •Физическиесвойства
- •Химическиесвойства
- •Гидрирование
- •Б)Гомогенноегидрирование
- •Галогенирование
- •Гидрогалогенирование
- •Гидратация(реакцияКучерова)
- •Присоединениекарбоновыхкислот:
- •Реакциинуклеофильногоприсоединения
- •РеакцияФаворского
- •Реакцииполимеризации
- •Образованиеалкинидов
- •Этот метод дает возможность переходить от простых ацетиленовых углеводородов к более сложным.
- •Б)Реакцииокислительногорасщепления
- •Получениеалкинов
- •Применение
- •Тема8:Ароматическиеуглеводороды(арены)
- •Критерииароматичности.ПравилоХюккеля.
- •Теплотагидрированиябензола
- •Ароматическойявляется:
- •Небензоидные ароматические системы: циклопропенилий- и тропилий-катионы, циклопентадиенильный анион, азулен.
- •Арены. Общая характеристика: строение, номенклатура,изомерия
- •Одноядерныеарены:
- •Многоядерныеарены:
- •Гомологическийряд:
- •4.Химическиесвойствааренов
- •Электрофильноезамещениевбензольномкольце.
- •Наиболеетипичнаясхемареакцииароматическогоэлектрофильного замещения:
- •Свободнорадикальноегалогенированиебензола иалкилбензолов
- •АцилированиепоФриделю–Крафтсу
- •Реакция сульфированияпроисходит при нагревании под действием «дымящей» серной кислоты (олеум) с образованием ароматических сульфокислот:
- •Ориентацияприсоединениявмонозамещенныхбензолах
- •6.Конденсированныеароматическиеуглеводороды
- •В общем и целом, полиядерные конденсированные соединенияболее реакционноспособны (и менее ароматичны), чем бензолы.
- •Ориентация замещения в монозамещенных нафталине иантрацене
- •Антрацен
- •Антрахинон
- •Фенантрен
- •Конденсированные полиядерные соединения (нафталин, антрацен, фенантрен) получают, главным образом, при коксованииуглей.
- •Тема9: Галогенпроизводныеуглеводородов
- •1.Общаяхарактеристика
- •Наполярностьсвязивлияют:
- •Химическиесвойства
- •Реакциинуклеофильногозамещения,механизмыSn1 иSn2
- •Протеканиюреакциипомономолекулярномумеханизму(sn1)спо-собствуют:
- •Таким образом, протеканию замещения по бимолекулярномумеханизму (sn2) благоприятствуют:
- •Соединениясповышеннойипониженнойподвижностьюатома галогена
- •Реакционнаяспособностьвинил-иарилгалогенидов
- •Которое гласит, что придегидрогалогенировании алкилгалогенидовводород отщепляется от соседнего наименее гидрогенизированного атома углерода:
- •Получение литий- и магнийорганических соединений и ихиспользование в органическом синтезе
- •3.Способыполучениягалогенпроизводныхуглеводородов
- •4.Биологическое действие галогенпроизводных, их применение в народном хозяйстве
- •Тема 10:Спирты (одноатомные, многоатомные), тиолы, простыеэфиры
- •1 Общая характеристика одноатомных спиртов: строение, номенклатура, изомерия. Физические свойства спиртов, роль водородной связи
- •В зависимости от того, с каким атомом углерода(первичным,вторичным или третичным)связана гидроксогруппа, различаютспирты:
- •Номенклатураспиртов
- •2.Химическиесвойстваодноатомныхспиртов
- •Реакциизамещенияатомаводороданаметалл(кислотныесвойства)
- •Алкоголяты металлов обладают сильными основными инуклеофильными свойствами в отличие от спиртов (см. Ниже).
- •Реакция этерификации - образование сложных эфиров.(нуклеофильные свойства спиртов)
- •Реакциисгалогенидами фосфораисеры
- •Отдельныепредставители.
- •3.Многоатомныеспирты:особенностихимическихсвойств
- •4.Промышленныеилабораторныеметодыполученияспиртов
- •Щелочнойгидролизгалогеноуглеводородов:
- •Гликоли получают окислением алкенов щелочным или нейтральным раствором kMnO4(реакция Вагнера):
- •В технике глицерин получают гидролизом (омылением) природных жиров и масел:
- •Химическиесвойства
- •Простыеэфиры
- •Номенклатураиизомерия
- •Способыполучения
- •Тема11: Фенолы
- •1 Общая характеристика фенолов: классификация, строение, номенклатура, изомерия, физические свойства
- •2.Химическиесвойствафенолов
- •Образованиепростыхалкилариловыхэфиров
- •Образованиепростыхдиариловыхэфиров
- •Образованиесложныхэфиров-реакцияацилирования
- •Галогенирование
- •Нитрование
- •Сульфирование
- •Ацилирование
- •Реакциясформальдегидом
- •Карбоксилирование.РеакцияКольбе
- •Восстановление
- •Окисление
- •Качественнаяреакциянафенолы
- •3Промышленныеилабораторныеметодыполученияфенолов.
- •Гидролизводных растворовароматическихдиазосоединений
- •Тема12: Карбонильныесоединения
- •Общая характеристика карбонильных соединений: строение, классификация, номенклатура, изомерия, электронное строение
- •Изомерияальдегидов:
- •Енолизация,кето-енольнаятаутомерия.
- •Физическиесвойства
- •Электронноестроениекарбонильнойгруппы
- •Химическиесвойствакарбонильныхсоединений
- •Присоединениециановодородной (синильной)кислотыHcn:
- •Присоединениегидросульфитанатрия
- •Присоединениеаммиакаи егопроизводных
- •Первичныхспиртов:
- •Окислительно-восстановительныереакции
- •Альдольнаяикротоноваяконденсации.
- •3 Способыполученияипрактическоеиспользование карбонильных соединений
- •Окислениеспиртов
- •Гидратацияалкинов(реакцияКучерова)
- •Восстановлениехлорангидридовкарбоновыхкислот–реакцияРозенмунда
- •Почислукарбоксильных группкислотыподразделяютсяна:
- •Номенклатура
- •Изомерия
- •Спирта(сложныйэфир), аммиака (амид),
- •Химические свойства одноосновных карбоновых кислот и ихпроизводных
- •Способы получения и практическое использование одноосновных карбоновых кислот
- •5Сложныеэфирыкарбоновыхкислот.Жиры
- •Тема 14: Непредельные,ароматическиеидикарбоновыекарбоновыекислоты
- •Непредельныекарбоновыекислоты
- •Отдельныепредставителинепредельныходноосновныхкислот
- •Высшиенепредельныекислоты
- •A.Двухосновныекарбоновыекислоты
- •Свойствадвухосновныхкислот
- •Способыполучениядвухосновныхкислот
- •Ненасыщенныедикарбоновыекислоты
- •3Ароматическиекарбоновыекислоты
- •Химическиесвойства
- •Важнейшиепредставители
- •Ароматическиедикарбоновыекислоты
- •Важнейшиепредставители
- •Тема15: Амины.Азо-идиазосоединения
- •Амины.Общаяхарактеристика
- •2Химическиесвойстваалифатическихаминов
- •Особенностихимическихсвойствароматическихаминов
- •4Способыполученияаминов
- •Отдельныепредставителиалифатическихаминов
- •Диазосоединения
- •Реакции,идущиесвыделениемазота
- •Образованиегалогенопроизводных(реакцияЗандмейера).
- •Замещение диазогруппы, катализируемое солями одновалентноймеди (реакция Зандмейера)
- •Реакции,идущиебезвыделенияазота
- •В основе всех азокрасителей лежитядроазобензола,ипоэтому все азокрасители можно рассматривать как производныеазобензола.
- •Тема16:Гидрокси-,оксо-иаминокислоты.Пептидыибелки
- •Гидроксикислоты
- •Основныепредставители:
- •Оптическаяизомерияоксикислот
- •Еслигидроксилрасположенсправа–этоD-конфигурацияилиD-ряд. Если гидроксил расположен слева – этоL- конфигурация илиL-ряд.
- •Молочнаякислота
- •Яблочнаякислота
- •2(R),3(s)бутандиол-2,3
- •Винныекислоты
- •Особенностихимическихсвойств
- •Поведениеоксикислотпринагревании
- •2Оксокислоты(альдегидо-икетокислоты)
- •Общаяформула:
- •Особенностихимическихсвойств
- •Специфическиесвойства
- •Глиоксиловаякислота
- •Ацетоуксуснаякислота
- •Аминокислоты.Пептидыибелки
- •Оптическаяизомерияаминокислот
- •Методыполученияаминокислот
- •Особенностихимическихсвойств
- •Реакциясформальдегидом
- •Нингидриннаяреакция(качественная)
- •Этерификация
- •Термическоеповедениеаминокислот
- •Номенклатура
- •Примеры:
- •Тема17: Углеводы:моносахариды,дисахариды,полисахариды
- •Углеводы:общаяхарактеристика,классификация
- •Моносахариды(монозы)
- •2.1.Изомериямоносахаридов
- •МетоOдHыпHолучениямоносахаридов
- •Химическиесвойствамоносахаридов
- •Окислениемоносахаридов
- •Восстановлениемоносахаридов
- •Действиещелочейнамоносахариды
- •Реакциициклическихформмоносахаридов
- •Отдельныепредставителимоносахаридов
- •Дисахариды
- •Отдельныепредставителидисахаридов
- •Высшиеполисахариды
- •Тема18:Гетероциклическиесоединения
- •Пятичленныегетероциклы:фуран,тиофен,пиррол,ихстроениеНоменклатура
- •Реакционнаяспособность
- •Методыполучения
- •Гидрированиепиррола
- •Сульфирование
- •Галоидирование
- •Синтезпиридина
- •Строениепиридина.
- •IiРеакцииэлектрофильногоамещения
- •Реакциинуклеофильногозамещения
- •Восстановление(гидрирование)
- •Реакциинуклеофильногозамещения,snAr Биологическиактивныепроизводныехинолина
Глиоксиловаякислота
O
Cl-CH-C
Cl OH
2H2O
tC
2HCl
O O
CC
H OH
к.HNO3
CH2-CH2OHOH
-H2O
3H2O -3HCl
-H2O
3
OC-CClHПировинограднаякислота
H2O2CH3-CH-COOH
O
CH3-C-COOH
2H2O
Cl
CH3-C-COOH
OH
2-оксипропановая кислота,молочнаякислота
Fe3+
к.KHSO4,t°C -H2O,CO2
2HCl
H2O
Cl
2,2-дихлорпропановаякислота
винныекислоты
O NaCNCH3-C-Cl
-NaCl
OCH3-C-CN
2H2OH
-NH3
O
CH3-C-COOH
нитрил2-оксопропановойкислоты, нитрилпировинограднойкислоты
Ацетоуксуснаякислота
Для синтеза этилового эфира ацетоуксусной кислоты или ацетоуксусного эфира (тривиальное название) используют реакцию сложноэфирной конденсации по Кляйзену (аналог альдольной конденсации), далее после гидролиза сложного эфира получают кислоту.
O
CH3-C
C2H5ONa O O
CH3-C-CH2-COC2H5
H3O+ O
CH3-C-CH2-COOH
OC2H5
-C2H5OH
этил3-оксобутаноат,ацетоуксусныйэфир
-C2H5OH
Аминокислоты.Пептидыибелки
Аминокислоты- карбоновые кислоты, у которых в радикале атом водорода замещен на аминогруппу. Известно несколько сотен аминокислот. Важнейшими являются 20 аминокислот, входящих в состав белков, их называют протеиногенными. Аминокислоты, из которых построены белки, имеют аминогруппу в α-положении по отношению к карбоксильной группе.
-
Общаяформула:
Общеестроениепротеиногенной
аминокислоты
O
RC
OH
NH n
2 m
Нумерация в молекулах аминокислот идет от старшей карбоксильной группы. Младшая указывается в префиксе как амино-группа:
CH3-CH-COOH NH2
2-аминопропановаякислота,-аланин
CH2-CH2-COOHNH2
3-аминопропановаякислота,-аланин
CH2-CH2-CH2-COOHNH2
4-аминобутановаякислота,-аминомасляная кислота (ГАМК)
CH2-CH2-CH2-CH2-COOHNH2
5-аминопентановая
кислота,-аминокапроновая кислота
Существуютразличныеспособыклассификацииаминокислот.
Например,почислуаминныхикарбоксильныхгрупп.
Моноаминомонокарбоновыекислоты содержат одну аминогруппу и одну карбоксильную (основное количество аминокислот).
Моноаминодикарбоновыекислоты: аспарагиновая и глутаминовая содержат по две карбоксильные группы на одну аминогруппу.
Диаминомонокарбоновыеаминокислоты: лизин, аргинин, гистидин, наоборот, при одной карбоксильной группе имеют две амино - (или имино-) группы.
Извсехаминокислотвыделяют:
Серосодержащие аминокислоты: цистеин и метионин.Гидроксиаминокислоты:серин, треонин, тирозин в радикале имеют гидроксигруппу.Циклическиеаминокислоты: фенилаланин, тирозин, триптофан, пролин, гистидин имеют в радикале кольцо.Ароматическиеаминокислотысодержатароматическоекольцо:тирозин,фенилаланин,
триптофан.Иминокислотавместо амино- содержит иминогруппу:пролин.
В таблицеприведена общая классификация аминокислот, встречающихся в природе. Моноаминокарбоновые кислоты по взаимному расположению амино- и карбоксильной групп делятся на,β,γ,δ,…- аминокислоты. Методы получения и реакционная способность приведены для-аминокислот.
Тривиальное название (однобуквенное обозначение) |
НазваниеIUPAC |
Формула |
Обозначениевбиохимии |
[M]D24-26* |
pI** |
Моноаминокарбоновыекислоты |
|||||
Глицин(G)(гликокол) |
Аминоэтановаякислота |
H-CH-COOH NH2 |
Gly |
Оптически неактивна |
5,97 |
Аланин(А) |
2()-аминопропановаякислота |
CH3-CH-COOHNH2 |
Ala |
+13,0 |
6,00 |
Аминомаслянаякислота (нет) |
2()-аминобутановаякислота |
CH3-CH2-CH-COOH NH2 |
Abu |
+21,2 |
5,98 |
Валин(V) |
2()-амино-3-метилбутановая кислота |
CH3 CH-CH-COOH CH3 NH 2 |
Val |
+33,1 |
5,96 |
Лейцин(L) |
2()-амино-4-метилпентановая кислота |
CH3 CH-CH2-CH-COOH CH3 NH 2 |
Leu |
+21,0 |
5,98 |
Изолейцин(I) |
2()-амино-3-метилпентановая кислота |
C2H5 CH-CH-COOH CH3 NH2 |
Ile |
+51,8 |
5,94 |
Фенилаланин(F) |
2()-амино-3-фенилпропановая кислота |
CH2-CH-COOH NH2 |
Phe |
-7,4 |
5,48 |
Моноаминодикарбоновыекислоты |
|||||
Аспарагиноваякислота (D) |
аминобутандиоваякислота |
HOOC-CH2-CH-COOH NH2 |
Asp |
+33,8 |
2,77 |
Аспарагин(N) |
амидаминобутандиовойкислоты |
H2NOC-CH2-CH-COOH NH2 |
Asn |
+37,8 |
5,41 |
Глутаминоваякислота (E) |
2-аминопентандиоваякислота(-аминоглутаровая) |
HOOC-CH2-CH2-CH-COOH NH2 |
Glu |
+46,8 |
3,22 |
Глутамин(Q) |
амид2-аминопентандиовойкислоты |
NH2OC-CH2-CH2-CH-COOH NH2 |
Gln |
+46,5 |
5,65 |
Диаминомонокарбоновыекислоты |
|||||
Орнитин(нет) |
2-амино-5-аминопентановая кислота (-амино--аминовалериановая) |
NH2(CH2)3-CH-COOHH2N |
Orn |
+37,5 |
9,70 |
Лизин(K) |
2-амино-6-аминогексановаякислота |
CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOHNH2 NH2 |
Lys |
+37,8 |
9,59 |
Аргинин(R) |
2-амино-5- аминогуанидинопентановая кислота (-амино-- гуанидиновалериановая) |
NH-CH2-CH2-CH2-CH-COOHHN=C NH2 NH2 |
Arg |
+48,1 |
11,15 |
Оксиаминокислоты |
|||||
Серин(S) |
2-амино-3-оксипропионовая кислота |
CH2-CH-COOH OHNH2 |
Ser |
+15,9 |
5,68 |
Треонин(T) |
2-амино-3-оксибутановаякислота |
CH3-CH-CH-COOHOHNH2 |
Thr |
-17,9 |
5,64 |
Тирозин(Y) |
2-амино-3-(п-оксифенил)пропановая кислота |
CH2-CH-COOH NH2 HO |
Tyr |
-21,5 |
5,66 |
Тиоаминокислоты |
|||||
Цистеин(C) |
2-амино-3-тиопропановаякислота |
CH2-CH-COOHSHNH2 |
Cys |
+7,9 |
5,02 |
Метионин(M) |
2-амино-4-тиометилбутановая кислота |
CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH NH2 |
Met |
+34,6 |
5,74 |
Гетероциклическиеаминокислоты |
|||||
Пролин(P) |
2-пирролидинкарбоноваякислота |
N COOHH |
Pro |
-69,5 |
6,30 |
Гидроксипролин (нет) |
4-окси-2-пирролидинкарбоновая кислота |
HO
N COOHH |
Hyp |
-66,2 |
5,74 |
Триптофан(W) |
2-амино-3-(3’-индолил)пропановая кислота |
CH2-CH-COOHNH2 N
H |
Trp |
+13,0 |
5,89 |
Гистидин(H) |
2-амино-3-(4’-имидазолил)пропановая кислота |
N CH2-CH(NH2)-COOH
N H |
His |
+18,3 |
7,47 |
*Удельноевращениерастворааминокислотыв5нНСl[]при24 -260С–
называетсямолярнымиобозначается[M]D24-26
** Изоэлектрическая точка (понятие pI приведено в свойствах аминокислот)