Программа подготовки к вступительным испытаниям в аспирантуру по направлению 04. 06. 01 Химические науки, направленность: Органическая химия по специальной дисциплине «Органическая химия»



Скачать 147.67 Kb.
Дата20.01.2018
Размер147.67 Kb.
#8948
ТипПрограмма

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Оренбургский государственный университет»



(ОГУ)




УТВЕРЖДАЮ

Декан химико-биологического факультета

А.М. Русанов





"____"______________20__ г





ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ В АСПИРАНТУРУ

по направлению 04.06.01 Химические науки

направленность: Органическая химия

по специальной дисциплине



«Органическая химия»

Оренбург 2016

Программа вступительного испытания составлена в соответствии с Порядком приема на обучение по программам подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре и предназначена для поступающих в аспирантуру по направлению 04.06.01 – Химические науки направленность «Органическая химия» по специальной дисциплине «Органическая химия»

Составитель ____________________ Е.В. Сальникова

Согласовано:

Заведующий отделом докторантуры и аспирантуры ________________________ Е.М. Крипак



1 Общие положения
Целью программы вступительного испытания является определение уровня знаний лиц, поступающих в очное отделение аспирантуры Оренбургского государственного университета по направлению 04.06.01 – Химические науки направленность «Органическая химия» по специальной дисциплине «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.


1.1 Программа вступительного испытания по специальной дисциплине «Органическая химия» (04.06.01 Химические науки, направленность «Органическая химия») проводится в форме устного экзамена.
2 Перечень тем вступительного испытания
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 смещения в органических молекулах: понятие об индуктивном и мезомерном эффектах. Делокализация электронов, граничные структуры, резонанс. Теория кислот и оснований Бренстеда – Лоури и Льюиса. Понятие о механизмах химических реакций. Классификация реакций по типу разрыва связей, 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). Механизм и 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 сопряженных диенов, 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 основе реактивов 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 (SN). 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.



Вопросы

вступительных испытаний в аспирантуру

по направлению 04.06.01 Химические науки

направленность: Органическая химия

по специальной дисциплине



«Органическая химия»
1. Теоретические основы органической химии. Предмет органической химии. Классификация органических соединений. Номенклатура. Теория строения. Электронная структура молекул. Типы химических связей. Гибридизация. Характеристики ковалентной связи. Электронные смещения в органических молекулах: понятие об индуктивном и мезомерном эффектах. Понятие о механизмах химических реакций. Изомерия органических соединений.

2. 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. Способы получения.

3. 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. Способы получения.

4. Алкадиены. Классификация. Особенности строения сопряженных диенов, 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. Полимеризация. Каучуки, резина.

5. 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.

6. 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.

7. Гидроксипроизводные углеводородов. Спирты. Способы получения одноатомных спиртов. Химические свойства одноатомных спиртов: кислотность, основность, нуклеофильные свойства – алкилирование, ацилирование, реакции с альдегидами и кетонами, окисление и дегидрирование, дегидратация. Способы получения многоатомных спиртов, их химические свойства. Простые эфиры, их способы получения и свойства.

8. Фенолы. Способы получения. 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.

9. 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.

10. Карбоновые кислоты. Классификация. Способы получения предельных монокарбоновых кислот. Химические свойства: кислотность, основность, декарбоксилирование.

11. Азотсодержащие производные углеводородов. Нитросоединения. Способы получения.

12. Амины. Строение, классификация, номенклатура. Диазо- и азосоединения. Ароматические диазосоединения. Механизм реакции диазотирования.

13. Гетероциклические соединения. Классификации. Строение, ароматичность. Способы получения, взаимные превращения.

14. Углеводороды. Классификация. Моносахариды: строение, стереохимия, D- и L-ряды. Циклическая структура, таутомерия в растворах, мутаротация. Получение. 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.

11. Степанов Н.Ф, Квантовая механика и квантовая химия М.: Мир, изд. МГУ 2003. 519 с.

12. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. - М.: Высшая школа, 2006.





Каталог: docs -> official -> abit -> aspirantura
aspirantura -> Вопросы для проведения вступительных испытаний по направлению 04. 06. 01 Химические науки, направленность: Органическая химия, по специальной дисциплине «Органическая химия»
official -> Утверждено решением ученого совета
official -> Инструкция по разработке, согласованию и утверждению должностных инструкций работников огу
aspirantura -> Программа подготовки к вступительным испытаниям в аспирантуру по специальной дисциплине "Порошковая металлургия и композиционные материалы"
aspirantura -> Программа подготовки к вступительным испытаниям в аспирантуру по специальной дисциплине "Строительные конструкции, здания и сооружения"
aspirantura -> Программа подготовки к вступительным испытаниям в аспирантуру по специальной дисциплине "Отечественная история"
abit -> Программа для поступающих на направление подготовки магистратуры 23. 04. 03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»

Скачать 147.67 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница