2 Вопросы к коллоквиуму и контрольным опросам по дисциплине

«Стереохимия органических реакций»

1. Основные понятия стереохимии.

2. Конфигурационные и конформационные изомеры. Виды стереоизомеров.

3. Методы получения и выделения стереоизомеров.

4. Природные оптически активные соединения.

5. Энергетические и кинетические параметры, обусловливающие стереохимию веществ и реакций.

6. Асимметрический синтез (понятие и виды). История асимметрического синтеза.

7. Использование конформационного анализа при изучении механизмов органических реакций.

8. Стереохимия переходного состояния и продуктов реакций.

9. Методы асимметрического синтеза и его основные закономерности.

10. Металлокомплексный катализ, область его применения и перспективы развития.

11. Принципы кинетического расщепления.

12. Стереохимия реакции нуклеофильного замещения.

13. Стереохимия реакции нуклеофильного отщепления.

14. Стереохимия реакций электрофильного замещения в ароматическом ряду.

15. Стереохимия реакций нуклеофильного замещения в ароматическом ряду.

16. Стереохимия реакций присоединения по кратным связям (АЕ).

17. Стереохимия реакций присоединения по кратным связям (АR).

18. Стереохимия синхронных реакций. Метод валентных связей.

19. Принципы орбитальной симметрии. Методы ВС и МО.

20. Построение энергетических диаграмм сопряженных молекул, катионов, радикалов.

21. Электроциклические процессы. Метод граничных орбиталей Фукуи.

22. Стереохимия реакций циклоприсоединения и циклораспада.

23. Стереохимия хелетропных реакций.

24. Стереохимия сигматропных перегруппировок.

25. Стереохимия природных соединений.

3 Тест промежуточного контроля знаний по дисциплине

«Стереохимия органических реакций»

Внимание! Верными могут быть один или несколько из предложенных вариантов ответов.

1. Природные углеводы относятся к:

а) D-ряду;

б) L-ряду;

в) являются оптически неактивной мезо-формой;

г) не содержат асимметрических атомов углерода.

2. Природные аминокислоты относятся к:

а) D-ряду;

б) L-ряду;

в) являются оптически неактивной мезо-формой;

г) не содержат асимметрических атомов углерода.

3. Для циклогексана характерны конформации:

а) “кресла”;

б) “ванны”;

в) “твист”-конформация;

г) плоская шестиугольная конформация.

4. Гибридные состояния атома углерода:

а) sp³; б) sp²; в) sp⁴; г) sp.

5. Диастереомерами глюкозы являются:

а) манноза;

б) арабиноза;

в) галактоза;

г) мальтоза.

6. Природным структурным изомером глюкозы является:

а) рибоза;

б) 2-дезоксирибоза;

в) фруктоза;

г) сахароза.

7. Единственной природной аминокислотой, не имеющей асимметрического центра и не обладающей оптической активностью, является:

а) аланин;

б) серин;

в) цистеин;

г) глицин.

8. Асимметрическим атомом углерода называется:

а) тетраэдрический атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями;

б) любой четвертичный атом углерода;

в) атом углерода, находящийся в состоянии sp³-гибридизации;

г) атом углерода, находящийся в состоянии sp-гибридизации и имеющий валентный угол, равный 180 градусам.

9. Конформациями этана являются:

а) заторможенная;

б) заслоненная;

в) скошенная;

г) “гош”-конформация.

9. Энантиомеры отличаются друг от друга по следующим физическим свойствам:

а) температурой кипения;

б) температурой плавления;

в) абсолютным значением удельного угла вращения плоскополяризованного света;

г) знаком удельного угла вращения плоскополяризованного света;

д) растворимостью;

е) хроматографической подвижностью.

9. Диастереомеры отличаются друг от друга по следующим физическим свойствам:

а) температурой кипения;

б) температурой плавления;

в) абсолютным значением удельного угла вращения плоскополяризованного света;

г) знаком удельного угла вращения плоскополяризованного света;

д) растворимостью;

е) хроматографической подвижностью.

9. Оптической активностью не обладают:

а) рацематы;

б) мезо-формы;

в) трео-формы;

г) эритро-формы.

9. Оптической активностью обладают природные кислоты:

а) винная;

б) молочная (α-гидроксипропановая) ;

в) миндальная (α-гидроксифенилэтановая);

г) уксусная (этановая);

д) яблочная (2-гидроксибутандиовая)

е) акриловая (пропен-2-овая).

9. “Ключом” к определению относительной конфигурации моносахаридов, то есть к отнесению углеводов к D или L-ряду, является:

а) глицерин;

б) глюкоза;

в) глицериновый альдегид;

г) диоксиацетон.

9. К оптически активным спиртам относятся:

а) ментол;

б) холестерин;

в) этанол;

г) втор-бутанол (бутанол-2).

9. Оптически активными растворителями являются:

а) диэтиловый эфир;

б) 2,3-диметоксибутан;

в) этанол;

г) втор-бутанол (бутанол-2).

9. Установление таутомерного равновесия между ациклическими формами альдоз и кетоз и их пиранозными и фуранозными формами, которое заключается в изменении угла оптического вращения свежеприготовленных растворов моносахаридов до их равновесного значения, называется:

а) инверсией;

б) эпимеризацией;

в) мутаротацией;

г) рацемизацией.

9. Образование эквимольной смеси антиподов, не обладающей оптической активностью, из одного из энантиомеров называется:

а) инверсией;

б) эпимеризацией;

в) мутаротацией;

г) рацемизацией.

9. Кислотный или ферментативный гидролиз олигосахаридов до моносахаридов, приводящий к изменению угла оптического вращения раствора, называется:

а) инверсией;

б) эпимеризацией;

в) мутаротацией;

г) рацемизацией.

9. Так как в глюкозе содержится 4 асимметрических центра, альдогексоза может существовать в виде:

а) 16 стереоизомеров;

б) 8 пар диастереомеров;

в) L и D-глюкозы;

г) бесконечного количества пространственных изомеров.

21.При наличии в молекуле n асимметрических атомов, она может существовать в виде стереоизомеров, максимально возможное количество которых равно:

а) 2ⁿ ; б) 2n; в) n² ; г) 2.

22. Физическим асимметризующим фактором может служить:

а) температура;

б) циркулярнополяризованный свет;

в) поверхность энантиоморфного кристалла, например хиральные кристаллы кварца;

г) ультрафиолетовый свет.

23. Пространственное расположение заместителей вокруг стерических центров (двойных связей, циклов, элементов хиральности) называется:

а) конформацией молекулы;

б) конфигурацией молекулы;

в) хиральностью;

г) химической структурой.

24.Различные пространственные формы молекулы, возникающие при изменении относительной ориентации отдельных её частей в результате внутреннего вращения атомов или групп атомов вокруг одинарных связей, изгиба связей, называется:

а) конформацией молекулы;

б) конфигурацией молекулы;

в) хиральностью;

г) химической структурой.

25.Свойство молекул или прочих объектов быть несовместимыми со своим отображением в идеальном плоском зеркале называется:

а) зеркальностью;

б) симметричностью;

в) хиральностью;

г) ахиральностью.

26.Пространственные изомеры, отличающиеся конфигурацией части имеющихся в них элементов хиральности и не являющиеся зеркальными отображениями друг друга, называются:

а) энантиомерами;

б) оптическими антиподами;

в) диастереомерами;

г) мономерами.

27. Пары диастереомеров, различающиеся друг от друга конфигурацией одного из нескольких асимметрических атомов, называются:

а) энантиомерами;

б) оптическими антиподами;

в) эпимерами;

г) мономерами.

28. Пространственные изомеры, являющиеся зеркальными отображениями друг друга и отличающиеся знаком удельного угла вращения плоскополяризованного света, называются:

а) энантиомерами;

б) оптическими антиподами;

в) диастереомерами;

г) мономерами;

д) эпимерами.

29. Оптическая активность:

а) способность соединений вращать плоскость поляризации света;

б) способность соединений поглощать свет в видимой области спектра;

в) способность коллоидных растворов соединений рассеивать световой луч;

г) способность соединений отражать свет в видимой области спектра.

30.Асиметрический синтез, происходящий под действием физического асимметризующего фактора, называется:

а) абсолютным;

б) частичным;

в) физическим;

г) относительным.

31. Если с асимметрическим атомом углерода связаны 4 различных атома, то старшинство замещающих групп зависит от:

а) электроотрицательности атомов;

б) порядкового номера атома;

в) расположения атомов и групп в пространстве;

г) химических свойств функциональных групп.

32. Какой заместитель при асимметрическом атоме углерода считается старшим при определении конфигурации стереоизомеров:

а) гидроксильная группа;

б) аминогруппа;

в) сульфогруппа;

г) карбоксильная группа.

33. Какой заместитель при асимметрическом атоме углерода считается старшим при определении конфигурации стереоизомеров:

а) метильный радикал;

б) этильный радикал;

в) изопропильный радикал;

г) трет-бутильный радикал.

34. Какой заместитель при асимметрическом атоме углерода считается старшим при определении конфигурации стереоизомеров:

а) винильный радикал;

б) этинильный радикал;

в) фенильный радикал;

г) этильный радикал.

35.Выберите правила старшинства групп, применяемые при определении конфигурации стереоизомеров:

а) Если с асимметрическим атомом углерода связаны 4 различных атома, то старшинство зависит от атомного номера, причем более старшим будет атом с большим атомным номером.

б) Если с асимметрическим атомом углерода связаны 4 различных атома, то старшинство зависит от электроотрицательности ближайших атомов, причем более старшим будет атом с большей электроотрицательностью.

в) Если относительное старшинство нельзя определить, сравнивая атомы, ближайшие к рассматриваемому, то необходимо провести аналогичное сравнение для атомов следующего слоя.

г) Атом, связанный двойной или тройной связью, считается соответственно за два или три атома.

36. Если старшинство групп при асимметрическом атоме углерода уменьшается по часовой стрелке, то конфигурацию этого центра обозначают

а) R; б) S; в) (+); г) (-); д) D; е)L.

37.Обнаружить и измерить оптическую активность соединений можно при помощи прибора, называемого:

а) поляроидом;

б) поляриметром;

в) рефрактометром;

г) фотоколориметром.

38.Если вещество вращает плоскость поляризации света вправо, то есть по часовой стрелке, то для обозначения используют символы:

а) R; б) S; в) (+); г) (-); д) D; е)L.

39. Если вещество вращает плоскость поляризации света влево, то есть против часовой стрелки, то для обозначения используют символы:

а) R; б) S; в) (+); г) (-); д) D; е)L.

40. Величина угла вращения плоскости поляризованного света, наблюдаемая в трубке длиной 1 дм для раствора, содержащего 1 г исследуемого вещества в 1 мл, называется

а) оптической чистотой;

б) удельным углом вращения;

в) энантиомерным избытком.

41.Систему обозначений конфигурации заместителей при асимметрических центрах R (“правый”) и S (“левый”) предложили ученые:

а) Р. Кан; б) К. Ингольд; в) В. Прелог; г) Луи Пастер.

42. Впервые разделение рацемической смеси кристаллов солей винной кислоты осуществил:

а) Жан Батист Био; б) Вант-Гофф; в) Луи Пастер.

43.Типы частичного асимметрического синтеза:

а) диастереоселективный;

б) энантиоселективный;

в) абсолютный.

44. Какие примеры являются видами частичного асимметрического синтеза?

а) Синтезы с участием вспомогательного оптически активного вещества, при которых оптически активная группа находится в субстрате.

б) Синтезы с участием вспомогательного оптически активного вещества, при которых оптически активная группа находится в реагенте.

в) Синтезы с участием вспомогательного оптически активного вещества, при которых оптически активная группа находится в растворителе.

г) Фотохимический, под влиянием циркулярнополяризованного света.

45. Методы получения стереоизомеров:

а) расщепление рацематов;

б) природные органические соединения;

в) асимметрический синтез;

г) фотохимические процессы, происходящие по свободнорадикальному механизму.

46. Методы расщепления рацемических смесей:

а) фракционная перегонка;

б) дробная перекристаллизация;

в) кристаллизация из оптически активных растворителей;

г) отбор кристаллов при самопроизвольной кристаллизации или кристаллизации с “затравкой” одного из антиподов;

д) расщепление через диастереомеры;

е) адсорбционное расщепление на оптически активном адсорбенте;

ж) биохимические методы.

47. Для расщепления рацемических карбоновых кислот используют следующие асимметрические реактивы:

а) асимметрические реагенты кислотного характера: винную кислоту и её эфиры;

б) реагенты основного характера: алкалоиды – хинин, стрихнин, бруцин;

в) оптически активные спирты, например, ментол;

г) оптически активные амины – α-фенилэтиламин, α-бензилэтиламин, α-нафтилэтиламин.

48.Для расщепления рацемических аминов используют следующие асимметрические реактивы:

а) асимметрические реагенты кислотного характера: винную кислоту и её эфиры, пироглутаминовую кислоту;

б) реагенты основного характера: алкалоиды – хинин, стрихнин, бруцин;

в) оптически активные спирты, например, ментол;

г) оптически активные амины – α-фенилэтиламин, α-бензилэтиламин, α-нафтилэтиламин.

49. В качестве асимметрических адсорбентов для расщепления рацематов на хроматографических колонках можно использовать:

а) лактозу;

б) крахмал;

в) аморфный оксид алюминия;

г) аморфный оксид кремния;

д) бруцин.

50. Методы определения оптической (энантиомерной) чистоты:

а) метод двойного расщепления;

б) газожидкостная хроматография на оптически активных адсорбентах;

в) спектроскопия ядерного магнитного резонанса;

г) масс-спектрометрия;

д) ферментативный метод.

51. Правило Крама предсказывает преимущественную конфигурацию нового асимметрического центра в диастереомерных спиртах, получающихся при реакциях:

а) щелочного гидролиза галогенпроизводных;

б) прямой гидратации алкенов, протекающей по правилу Марковникова;

в) нуклеофильного присоединения к кетонам, содержащим в молекуле хиральный центр в α-положении к карбонильной группе.

г) гидроборирования при помощи одно- и двухзамещенных пинанил-3-боранов.

52.Конфигурацию оптически активного спирта, использованного для получения сложного эфира α-кетокислоты, с преимущественной конфигурацией оксикислоты, образующейся при действии металлооганических соединений или восстановителей, связывает правило:

а) Крама;

б) Прелога;

в) Марковникова.

53.Малеиновую (цис-бутендиовую) и фумаровую (транс-бутендиовую) кислоты, а также цис- и транс-циклопропандикарбоновые кислоты можно различить:

а) по их физическим свойствам;

б) по способности образовывать внутренний циклический ангидрид;

в) по способности образовывать полные сложные эфиры по реакции этерификации.

54. Катализатор Уилкинсона, применяемый для гомогенного гидрирования олефинов и ацетиленов, олигомеризации диенов:

а) родийтрифенилфосфинхлорид;

б) хиральные комплексы катиона меди (+2) с основаниями Шиффа в качестве лигандов;

в) триэтилалюминий и тетрахлорид титана в смеси с мелкодисперсным металлическим литием;

г) тетраэтилсвинец.

55. Элементами хиральности могут быть:

а) хиральный центр;

б) хиральная ось;

в) хиральная плоскость;

г) хиральный объем;

д) хиральное пространство;

е) хиральная точка.

56. Молекулярные орбитали могут быть:

а) связывающими;

б) несвязывающими;

в) разрыхляющими;

г) разрешенными;

д) запрещенными;

е) атомными.

57. Выберите характеристики реакции Дильса-Альдера:

а) Диеновый синтез с участием сопряженных диенов.

б) В образующемся аддукте сохраняются стереохимические особенности диена и диенофила.

в) Диен реагирует по типу 1,4-присоединения.

г) Диен реагирует по типу 1,2-присоединения.

58. Выберите правильные утверждения:

а) По мере увеличения температуры селективность процесса уменьшается.

б) По мере увеличения температуры селективность процесса увеличивается.

в) Чем выше реакционная способность агента, тем меньше селективность процесса с его участием.

г) При атаке высокоактивным реагентом переходное состояние ближе по строению к исходным соединениям, при атаке малоактивным реагентом – к продуктам реакции.

59. Выберите правильные характеристики свободнорадикальных процессов:

а) Реакции, протекающие через стадию образования свободных радикалов, приводят к образованию рацемических смесей.

б) Отсутствие стереоспецифичности свободнорадикальных реакций свидетельствует о высокой скорости инверсии радикалов или об их плоскостном строении.

в) Устойчивость свободных радикалов увеличивается в ряду:

метильный > первичный > вторичный > третичный > аллильный.

г) Стадии цепного свободнорадикального механизма: зарождение цепи, продолжение цепи, обрыв цепи или гибель свободных радикалов.

60. Какие показатели применяются для характеристики образцов оптически активных соединений? Сопоставьте их формулы и названия характеристик:

а) энантиомерная чистота;

б) оптическая чистота;

в) хроматографическая чистота;

г) стереоизомерная чистота.

А) [α 1]

ρ = ------ 100%, где

[α ]

[α 1 ] – удельное вращение образца, определяемое экспериментально;

[α ] - удельное вращение чистого энантиомера.

Б) R - S

р = --------- 100%, где R и S – доли энантиомеров в образце.

R + S