Учебные материалы/ Зык Н.В., Белоглазкина Е.К., Подругина Т.А., Середа Г.А. Cборник задач и упражнений по биоорганической химии

План семинарских занятий (ФФМ, 2 курс, I семестр)

1 Семинар. Повторение материала прошлого семестра (можно - в форме контрольной работы по материалу прошлого семестра).

2 Семинар. Карбонильные соединения. Реакции присоединения по С=О-группе.

Общая схема нуклеофильного присоединения. Сходнство и различие с присоединением по С=С связи (A_dE-реакцией). Кислотный катализ реакции нуклеофильного присоединения. Реакции с сильными нуклеофилами (бисульфитом натрия, аминами, гидразинами, гидроксиламином, металлоорганическими соединениями, циангидринный синтез). Зависимость скорости реакции с азотсодержащими нуклеофилами от рН. Реакции со слабыми нуклеофилами (галогеноводородами, водой, спиртами). Положение равновесия в реакции просоединения нуклеофилов по С=О группе; его зависимость от строения карбонильного соединения.

Сравнение карбонильной активность альдегидов и кетонов.

3 Семинар. Карбонильные соединения. Енолизация, реакции енольных форм. Галоформная реакция, альдольно-кротоновая конденсация (разобрать механизм конденсации в кислой и щелочной среде; написать возможные продукты для случая совместной конденсации карбонильных соединений различной природы (например: формальдегид-ацетальдегид, ацетон-формальдегид, бензальдегид-пропионовый альдегид и т.п.).

4 Семинар. ,-непредельные альдегиды и кетоны. 1,2- и 1,4-присоединение.

5 Семинар. Контрольная работа по альдегидам и кетонам.

6 Семинар. Карбоновые кислоты и их производные. Взаимные переходы производных карбоновых кислот.

Сложноэфирная конденсация. Непредельные кислоты и дикарбоновые кислоты. Оксокислоты.

7 Семинар. Карбоновые кислоты и их производные.

Ацетоуксусный и малоновый эфир. Кислотное и кетонное расщепление ацетоуксусного и малонового эфира. Натрийацетоуксусный и натриймалоновый эфир. Получение, использование в синтезе (реакции с алкил- и ацилгалогенидами, дигалогеналканами, иодом).

8 Семинар. Контрольная работа по кислотам и их производным.

9 Семинар. Оксикислоты. Стереохимия соединений с двумя асимметрическими атомами углерода. Диастереомеры, мезоформы, эритро- и трео-номенклатура. Стереохимия молочных и винных кислот. Стереохимические задачи.

10 Семинар. Углеводы. Классификация углеводов (моно-, ди- и полисахариды). Альдопентозы (рибоза, дезоксирибоза, арабиноза, ксилоза), альдогексозы (глюкоза, манноза, галактоза), их строение, открытая и циклическая форма глюкозы (пиранозная, фуранозная), таутомерия и мутаротация сахаров.

Гликозидный гидроксил. Окисление, восстановление, ацилирование альдоз. Озазоны. Эпимеры. Конформация глюкопиранозы (форма "кресло", аксиальное и экваториальное расположение гидроксильных групп).

Фруктоза как пример кетопентозы. Ее строение, свойства, образование из глюкозы.

Связь конфигурации сахаров с D- и L-глицериновым альдегидом.

Задачи на удлинение и укорачивание углеродной цепи углеводов, на стереохимически корректное изображение альдопентоз и альдогексоз при переходе от открытой к циклической форме и наоборот.

Дисахариды восстанавливающие и невосстанавливающие.

11 Семинар. Контрольная работа по углеводам и стереохимии.

12 Семинар. Нитросоединения. Способы получения, сравнение с карбонильными соединениями, использование в реакциях конденсации.

Алифатические амины. Способы получения аминов: из галогенпроизводных (реакция Гофмана), восстановительным аминированием карбонильных соединений, восстановлением азотистых производных, при перегруппировке Гофмана, реакции Габриэля.
Синтетические задачи.

Сравнение основных свойств аммиака, первичных, вторичных и третичных аминов, а также амидов. Алкилирование, ацилирование аминов. Действие азотистой кислоты на первичные, вторичные и третичные амины.

Аминокислоты. Биологически важные реакции -аминокислот: дезаминирование (окислительное и восстановительное), декарбоксилирование.

13 Семинар. Ароматические амины. Получение при восстановлении соответствующих нитросоединений. Взаимное влияние амино-группы и бензольного кольца. Реакции электрофильного замещения, защита амино-группы. Сравнение основных свойств алифатических и ароматических аминов. Влияние заместителя в кольце на основные свойства амино-группы.

Диазотирование первичных ароматических аминов азотистой кислотой. Соли диазония, их реакции, протекающие без выделения и с выделением азота. Азосочетание.

Синтетические задачи.

14 Семинар. Контрольная работа по аминам и аминокислотам.

15 Семинар. Гетероциклы. Классификация гетероциклов. Методы получения 5- и 6-членных гетероциклов.

Пятичленные гетероароматические соединения с одним гетероатомом: фуран, тиофен, пиррол. Строение (участие р-пары электронов гетероатома в создании ароматического секстета). Номенклатура монозамещенных гетероциклов. Сравнение с реакционной способностью бензола.

Шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Пиридин, строение, изомерия монозамещенных. Сравнение с реакционной способностью пиррола и бензола. Ориентация при электрофильном замещении. Алкилирование по атому азота, входящему в гетероароматическое кольцо. Нуклеофильное замещение атома водорода, связанного с пиридиновым ядром, на окси- и аминогруппу (реакция Чичибабина). Хинолин.

Гетероциклы с несколькими гетероатомами. Пиразол, имидазол, тиазол, пиримидин, пурин. Таутомерия имидазола. Кето-енольная и лактим-лактамная таутомерия на примере урацила, тимина, цитозина, гуанина.

Нуклеотиды (кратко).

Дать домашнее задание по гетероциклам и нуклеотидам. В начале следующего семинара подробно разобрать задачи, вызвавшие затруднение.

16 Семинар. Итоговая контрольная работа (на 2 пары).

Всего: 4 семинарских контрольных работы (по 40 баллов)

1 итоговая контрольная работа (70 баллов)

реферат - 70 баллов

S за второй семестр = 300 баллов

Зачет (допуск к экзамену) получают студенты, набравшие к концу семестра не менее 51% баллов, отведенных на семестр (153 балла) и сдавшие реферат.

В сумме за два семестра: максимальное число баллов - 500.

Экзамен-автомат. По итогам двух семестров студенту может быть предложена итоговая оценка-автомат без сдачи экзамена. Число набранных баллов переводится в пятибалльную шкалу по следующему принципу:

"отлично" - более 81% от максимального количества баллов

за два семестра (і 405 баллов)

"хорошо" - более 67% (і 335 баллов)