Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности



Скачать 92.01 Kb.
Дата08.01.2013
Размер92.01 Kb.
ТипПрограмма
ПРОГРАММА

ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ

по специальности

02.00.03 – Органическая химия
Настоящая программа базируется на основополагающих разделах органической химии, включая теоретические проблемы строения и реакционной способности органических соединений, методы синтеза основных классов органических веществ, аналитические методы контроля и идентификации химических соединений, информационно-поисковые системы в органической химии, технику экспериментальных исследований и экологические аспекты органического синтеза.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Предмет органической химии. Классификация органических соединений. Номенклатура. Теория строения. Электронная структура молекул. Типы химических связей. Образование ковалентной связи у элементов 2 периода. Гибридизация. Характеристики ковалентной связи. Электронные смещенияв органических молекулах: понятие об индуктивном и мезомерномэффектах. Делокализация электронов, граничные структуры, резонанс.Теория кислот и оснований Бренстеда – Лоури и Льюиса. Понятие о механизмах химических реакций. Классификация реакций по типу разрывасвязей, характеру превращения и по типу реагента. Электрофилы,нуклеофилы, свободные радикалы. Термодинамические и кинетические условия реакций. Изомерия органических соединений. Классификация изомеров: структурные, пространственные. Конфигурационная изомерия, хиральность, понятие об оптической активности. Энантиомерия, диастереомерия. Проекционные формулы Фишера. Абсолютная конфигурация хирального центра, ее обозначение. Расщепление рацематов.
2. УГЛЕВОДОРОДЫ

2.1. Алканы. Строение, конформационная изомерия. Способы получения: промышленные – гидрогенизация угля, синтез Фишера – Тропша; лабораторные – каталитическое гидрирование алкенов и алкинов, из алкилгалогенидов восстановлением и через реактивы Гриньяра, реакцией Вюрца, из оксосоединений восстановлением по Кижнеру – Вольфу и по Клемменсену, из карбоновых кислот декарбоксилированием и электрохимическим синтезом Кольбе. Химические свойства алканов. Реакции свободно-радикального замещения (галогенирование, сульфохлорирование, нитрование, сульфоокисление, окисление). Механизми его особенности. Понятие о региослективности реакций. Дегидрирование, крекинг, изомеризация. Циклоалканы. Способы получения (внутримолекулярная реакция Вюрца, циклизация дикарбоновых кислот и их солей, реакции циклоприсоединения). Строение циклоалканов, основы конформационного анализа. Особенности химического поведения циклоалканов.
2.2. Алкены. Строение и изомерия. Номенклатура геометрических изомеров. Способы получения алкенов: крекинг и дегидрирование алканов, реакции элиминирования – дегидратация спиртов, дегидрогалогенирование галогенопроизводных, дегалогенирование вицинальных дигалогенидов; гидрирование алкинов, реакция Виттига. Химические свойства алкенов.
Реакции электрофильного присоединения: гидрогалогенирование, присоединение серной кислоты, гидратация, галогенирование, галогенирование в присутствии нуклеофилов. Механизм реакций, их регио- и стереоселективность. Радикальное присоединение к алкенам: галогенирование, гидробромирование, их механизм. Реакции восстановления: гидрирование, гидроборирования. Радикальное замещение/ Реакции циклоприсоединения к алкенам. Окисление алкенов: эпоксидирование, гидроксилирование, озонирование. Полимеризация

(радикальная, катионная, анионная, координационная).
2.3. Алкадиены. Классификация. Особенности строения сопряженныхдиенов, способы их получения: хлоропрен (из винилацетилена), дивинил (дегидрирование бутана, методы Лебедева и Реппе), изопрен (дегидрирование изопентан-изопентеновой фракции, методы Фаворского и Принса). Химические свойства сопряженных диенов. Электрофильное присоединение: галогенирование, гидрогалогенирование. Реакция Дильса – Альдера, ее регио- и стереонаправленность. Полимеризация. Каучуки, резина.
2.4. Алкины. Особенности строения. Способы получения: карбидный метод, пиролиз углеводородов, дегидрогалогенирование, дегалогенирование, алкилирование ацетилена. Химические свойства. Реакции присоединения: галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация, присоединение спиртов и меркаптанов, карбоновых кислот, синильной кислоты. Восстановление: цис- и транс-гидрирование, гидроборирование. Окисление. Образование ацетиленидов. Реакции с альдегидами и кетонами.
2.5. Арены. Ароматичность, правило Хюккеля. Бензоидные и небензоидные ароматические системы. Бензол и его гомологи. Способы получения: коксование угля, пиролиз нефтепродуктов, алкилирование бензола, циклотримеризация алкинов, реакция Вюрца – Фиттига. Химические свойства бензола и его гомологов. Реакции электрофильного замещения: механизм, примеры реакций – нитрование, галогенирование,

сульфирование, алкилирование, ацилирование. Активирующие и дезактивирующие заместители, ориентация. Реакции присоединения: галогенирование, озонирование, гидрирование. Окисление бензола до малеинового ангидрида. Радикальные реакции в боковой цепи: галогенирование, окисление. Понятие о многоядерных ароматических углеводородах. Нафталин, особенности строения и основные химические свойства: реакции электрофильного замещения, окисление, восстановление.
3. ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ

Классификация. Способы получения алкилгалогенидов из спиртов, из альдегидов и кетонов, из карбоновых кислот реакцией Хунсдиккера, из других галогенопроизводных,

получение арилгалогенидов из солей арилдиазония. Химические свойства алкилгалогенидов. Реакции нуклеофильного замещения: механизмы моно- и бимолекулярного замещения; факторы, влияющие на ход замещения (строение углеводородного остатка, строение уходящей группы, растворитель). Реакции с амбидентными нуклеофилами, правило Корнблюма. Перегруппировки при нуклеофильном замещении: аллильные и сигматропные. Реакции элиминирования: механизмы Е1 и Е2 и их связь с механизмами нуклеофильного замещения; факторы, благоприятствующие элиминированию. Реакции восстановления. Металлорганические

соединения. Химические свойства арилгалогенидов: реакции нуклеофильного замещения, их механизмы; реакции электрофильного замещения в ядро; реакции с металлами.
4. ГИДРОКСИПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ

4.1. Спирты. Способы получения одноатомных спиртов: на основереактивов Гриньяра, восстановлением карбонильных соединений и эпоксидов, гидролизом алкилгалогенидов, гидратацией алкенов, окислением продуктов гидроборирования алкенов. Химические свойства одноатомных спиртов: кислотность, основность, нуклеофильные свойства – алкилирование, ацилирование, реакции с альдегидами и кетонами, окисление и дегидрирование, дегидратация. Нуклеофильное замещение гидроксильной группы в кислой среде: образование галогенидов, простых эфиров; замещение через эфиры сульфокислот; замещение на галогены под действием галогенангидридов кислот фосфора и серы, механизм внутримолекулярного нуклеофильного замещения (SNi). Способы получения многоатомных спиртов, их химические свойства. Особенности вицинальных диолов: окислительное расщепление, пинаколиновая перегруппировка, реакции циклизации. Простые эфиры, их способы получения и свойства. Циклические эфиры. Особенности химического поведения оксиранов. Краунэфиры.

4.2. Фенолы. Способы получения: гидролизом арилгалогенидов, щелочным плавлением аренсульфонатов, гидролизом солей арилдиазония, кумольным методом. Химические свойства фенолов: кислотность, основность, нуклеофильные свойства – реакции по атому кислорода, реакции по ароматическому ядру (алкилирование, ацилирование, гидроксиалкилирование, реакция Кольбе, реакция Реймера – Тимана), окисление и восстановление фенолов.
5. КАРБОНИЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ

Альдегиды и кетоны. Классификация. Насыщенные альдегиды икетоны. Способы получения: из алкенов – окислением, гидроформилированием; из алкинов – гидратацией, окислением продуктов гидроборирования; гидролизом геминальных дигалогенидов; окислением и дегидрированием спиртов; окислительным расщеплением вицинальных диолов; из карбоновых кислот и их производных – пиролизом солей, восстановлением галогенангидридов, реакцией Гриньяра из нитрилов. Химические свойства: кислотность, основность, енолизация, кето-енольная таутомерия. Реакции нуклеофильного присоединения: механизм, кислотный и основный катализ; примеры реакций (гидратация, ацетализация, реакция с меркаптанами, тримеризация и полимеризация, присоединение бисульфита; присоединение азотистых нуклеофилов, синильной кислоты, ацетиленидов, реактивов Гриньяра, СН-кислот; альдольно- кротоновая конденсация, реакция Манниха). Реакции с электрофилами: галогенирование, галоформное расщепление. Окисление. Восстановление; до алканов, до спиртов, до виц-диолов, восстановительное аминирование. Ароматические альдегиды и кетоны. Специфические способы получения: окисление алкиларенов, формилирование и ацилирование аренов, реакция Геша. Химические свойства: реакции Перкина, Канниццаро, бензоиновая конденсация, электрофильное замещение в ядро. Ненасыщенные альдегиды и кетоны. Основные подходы к синтезу на примерах акролеина и метилвинилкетона. Химические свойства: сопряженное присоединение, реакции с галогеноводородами, различными нуклеофилами, диеновый синтез.
6. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Классификация. Способы получения предельных монокарбоновых кислот: гидролизом производных, окислением алкенов, алкинов, спиртов, альдегидов, кетонов, синтезом Гриньяра. Химические свойства: кислотность, основность, декарбоксилирование. Способы получения и химические свойства производных: галогенангидридов, ангидридов, сложных эфиров, амидов, нитрилов. Основность, кислотность, реакции нуклеофильного замещения у карбонильного атома углерода: механизм, кислотный и основный катализ, примеры реакций (гидролиз, алкоголиз, аминолиз). Замещение в α-положение к карбонильной группе. Ненасыщенные карбоновые кислоты. Способы получения на примере акриловой, метакриловой и коричной кислот. Особенности химического поведения: нуклеофильное присоединение по двойной связи, диеновый синтез, полимеризация. Дикарбоновые кислоты: насыщенные, ненасыщенные, ароматические. Способы получения, химические свойства: образование циклических ангидридов и имидов. Малоновый эфир, синтезы на его основе карбоновых кислот. Замещенные карбоновые кислоты. Гидроксикарбоновые кислоты: способы получения, химические свойства, лактоны. Оксокарбоновые кислоты: способы получения, сложноэфирная конденсация Клайзена, реакция Дикмана. Ацетоуксусный эфир, синтезы на его основе кетонов и карбоновых кислот. Аминокислоты: классификация, способы получения – гидролиз белков, из галогенозамещенных карбоновых кислот, из альдегидов по Штреккеру, из альдегидов и малоновой кислоты по Родионову. Химические свойства: реакции по карбоксильной и аминогруппе, отношение к нагреванию. Лактамы.

7. АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ

7.1. Нитросоединения. Обзор способов получения (свободнорадикальное и электрофильное нитрование, алкилирование нитрит-аниона), химические свойства: восстановление (в том числе ароматических нитросоединений в зависимости от рН среды), СН-кислотные свойства, таутомерия, конденсация с альдегидами, алкилирование.

7.2. Амины. Строение, классификация, номенклатура. Получение аминов: из галогенопроизводных (алкилированием аммиака и аминов, а также по Габриэлю), из амидов (восстановлением и перегруппировкой Гофмана), восстановлением азотсодержащих соединений (нитрилов, оксимов, гидразонов), восстановительным аминированием карбонильных соединений. Химические свойства: основность, солеобразование, алкилирование, ацилирование, взаимодействие с азотистой кислотой. Ароматические амины: реакции электрофильного замещения, их особенности; защита аминогруппы.

7.3. Диазо- и азосоединения. Ароматические диазосоединения. Механизм реакции диазотирования. Свойства солей арилдиазония: реакции с выделением азота (восстановление до аренов, замещение диазогруппы на гидроксил, иод, реакции Зандмейера и Шимана); реакции без выделения азота (восстановление до арилгидразинов, азосочетание с ароматическими аминами и фенолами как способ получения ароматических азосоединений). Ароматические азосоединения, амино- и гидроксиазокрасители. Метилоранж.
8. ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Классификации по размеру цикла, по числу и природе гетероатомов. Пятичленные ароматические гетероциклические соединения: фуран, тиофен, пиррол. Строение, ароматичность. Способы получения, взаимные превращения. Электрофильное замещение: галогенирование, ацилирование, сульфирование, нитрование. Реакционная способность, региоселективность. Гидрирование и окисление. Ацидофобность. Индол: получение и свойства. Понятие о гетероциклах с двумя гетероатомами: пиразол, имидазол, тиазол. Пиридин как представитель шестичленных ароматических гетероциклических соединений. Строение, общая химическая характеристика (основность, реакции электрофильного и нуклеофильного замещения, алкилирование по атому азота, восстановление). Производные пиридина: никотиновая кислота, никотин.
9. УГЛЕВОДЫ

Классификация. Моносахариды: строение, стереохимия, D- и L-ряды. Циклическая структура, таутомерия в растворах, мутаротация. Получение: гидролиз ди- и полисахаридов, циангидринный синтез по Килиани – Фишеру, укорочение цепи по Руффу и Волю. Химические свойства: окисление до гликоновых, гликаровых, гликуроновых кислот, восстановление до глицитов, реакции нуклеофильного присоединения по карбонильной группе, действие щелочей (эпимеризация), алкилирование, ацилирование, реакция с ацетоном как метод защиты вицинальной цис-диольной группировки. Получение и свойства гликозидов. Дисахариды: строение восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов на примере природных соединений (мальтоза, целлобиоза, лактоза, сахароза, трегалоза). Полисахариды: крахмал, клетчатка, гликоген; их строение и свойства.

ЛИТЕРАТУРА
1. Реутов, О. А. Органическая химия : учеб. для вузов: В 4 ч. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010.

2. Шабаров Ю.С. Органическая химия. Части 1, 2. - М.: Химия, 2002.

3. Физер, Л. Органическая химия: углубленный курс: В 2 т. М. : Химия, 1969-1970.

4. Марч Дж. Органическая химия. М.: Мир, 1987, т. 1-4.

5. Терней А. Современная органическая химия. Части 1,2. – М.: Мир, 1981.

6. Травень В.Ф., Органическая химия, в 2-х томах, Москва, «Академкнига», 2005.

7. Нейланд О.Я. Органическая химия. - М.: Высшая школа, 1990

8. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. Вводный курс. М.: Химия, 2000.

9. Марч Дж. Органическая химия, Т. 1-4. М.: Мир, 1987.

10. Джилкрист Т.Л. Химия гетероциклических соединений. М.: Мир, 1996.

Похожие:

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности iconПрограмма вступительного экзамена по специальности 02. 00. 02 Самара 2011
Контроль качества знаний по аналитической химии при приеме вступительного экзамена в аспирантуру предполагает формулирование требований...
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по отрасли Юридические науки, по специальности 12. 00. 03
Программа вступительного экзамена составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования...
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 05. 09. 05 «Теоретическая электротехника» вступительного экзамена в аспирантуру по специальности
«Теоретическая электротехника» вступительного экзамена в аспирантуру по специальности
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 10. 02. 02 Языки народов РФ (чувашский язык)
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 10. 02. 02 Языки народов РФ
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру " Иностранный язык" Москва, 2012
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по иностранному языку разработана в соответствии с государственными образовательными...
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру Научная специальность 25. 00. 25 Геоморфология и эволюционная география
Вопросы программы вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 25. 00. 25 Геоморфология и эволюционная география
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности «10. 02. 19 теория языка». Согласовано: Директор Института филологии и языковой коммуникации Л. В. Куликова
Программа предназначена для выпускников лингвистических специальностей и направлений, желающих поступить в аспирантуру по специальности...
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 07. 00. 02 «Отечественная история»
Программа предназначена для подготовки соискателей к вступительному экзамену в аспирантуру кафедры «Экономическая история» по специальности...
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 10. 01. 09 "Фольклористика"

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 01. 01. 03 «Математическая физика»

Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org