Программа биоорганическая химия

 

Общие указания

На экзамене по биоорганической химии поступающий в вуз должен:

показать знание основных теоретических положений биоорганической химии как одной из важнейших естественных наук, лежащих в основе научного понимания природы;

уметь применять теоретические положения химии при рассмотрении биоорганических соединений;

уметь раскрывать зависимость свойств веществ от их состава и строения;

решать типовые и комбинированные задачи по биоорганической химии.

На экзамене можно пользоваться следующими таблицами:

«Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева»,

«Растворимость оснований, кислот и солей в воде»,

«Электрохимический ряд стандартных электродных потенциалов».

При решении задач разрешается пользоваться калькулятором.

 

Теоретические основы биоорганической химии.

Классификация органических реакций по результату (замещение, присоединение, элиминирование, окислительно-восстановительные) и по механизму − радикальные и ионные (электрофильные и нуклеофильные). Субстрат. Реагент. Реакционный центр. Промежуточные частицы − свободные радикалы, карбокатионы и карбоанионы, их электронное строение и факторы стабильности. Реакции радикального замещения в насыщенных углеводородах на примере образования гидропероксидов. Реакции электрофильного присоединения в алкенах, механизм реакции на примере гидратации, кислотный катализ. Присоединение галогеноводородов, галогенов, серной кислоты. Региоселективность реакций электрофильного присоединения. Правило Марковникова. Реакции электрофильного замещения с участием ароматических субстратов на примере алкилирования. Влияние заместителей на реакционную способность производных бензола. Ориентирующее влияние заместителей.

 

Реакционная способность спиртов, эфиров, фенолов и их тиоаналогов.

Реакционные центры в молекулах спиртов, эфиров, фенолов и их тиоаналогов. Реакции нуклеофильного замещения у sp³- гибридизованного атома углерода, общее описание механизма. Нуклеофильность, уходящие группы. Спирты как субстраты и как реагенты в реакциях нуклеофильного замещения. Реакции алкилирования спиртов, фенолов, тиолов. Роль кислотного катализа в нуклеофильном замещении гидроксильной группы. Реакции отщепления (элиминирования): дегидратация спиртов. Окисление спиртов и их тиоаналогов.

 

Биологически важные реакции карбонильных соединений.

Реакционные центры альдегидов и кетонов. Реакции нуклеофильного присоединения, механизм реакций. Присоединение спиртов, воды, аминов, гидразинов и их производных. Роль кислотного катализа. Обратимость реакций нуклеофильного присоединения. Гидролиз ацеталей. Реакции конденсации, общий механизм альдольного присоединения. Кротоновая конденсация. Окисление альдегидов гидроксидом диамминсеребра и гидроксидом меди (II). Восстановление альдегидов и кетонов гидридами металлов.

 

Карбоновые кислоты и их функциональные производные.

Реакционные центры карбоновых кислот и их функциональных производных. Нуклеофильное замещение у sp²-гибидизованного атома углерода карбоксильной группы. Реакции ацилирования − образование ангидридов, сложных эфиров, амидов и обратные им реакции гидролиза. Роль кислотного и щелочного катализа. Сравнительная оценка ацилирующей активности функциональных производных карбоновых кислот. Реакционная способность и специфические свойства дикарбоновых кислот.

 

Гетерофункциональные соединения.

Основные классы гетерофункциональных соединений (аминокислоты, аминоспирты, оксокислоты, гидроксикислоты). Химические свойства гетерофункциональных соединений, обусловленные наличием различных функциональных групп. Специфические реакции гетерофункциональных соединений. Кето-енольная таутомерия на примере ацетоуксусной кислоты и ацетоуксусного эфира (двойственная реакционная способность). п-Аминобензойная кислота и ее производные (анестезин, новокаин). Салициловая кислота и ее применение (ацетилсалициловая кислота, фенилсалициат). Сульфаниловая кислота и ее амид (стрептоцид). Общая структура сульфаниламидов. Функциональные производные угольной кислоты (уретаны, уреиды, мочевина). Гуанидин.

 

α-Аминокислоты. Пептиды. Белки.

α-Аминокислоты, входящие в состав белков. Строение. Номенклатура. Стереоизомерия. Кислотно-основные свойства, диполярная структура. Классификация по химической природе радикала и содержащихся в нем заместителей; по кислотно-основным свойствам. Аналитически важные реакции для количественного определения (этерификация, взаимодействие с формальдегидом, нингидриновая реакция, дезаминирование) и для качественного обнаружения α-аминокислот (образование внутрикомплексных солей, ксантопротеиновая реакция). Реакции трансаминирования и восстановительного аминирования. Реакции дезаминирования, декарбоксилирования, окисления тиольных групп. Пептиды и белки. Строение пептидной группы. Первичная структура. Гидролиз пептидов. Состав и аминокислотная последовательность.

 

Биологически важные гетероциклические системы.

Общий обзор структур гетероциклов: пятичленные гетероциклы с одним (пиррол, тиофен, фуран) и с двумя (имидазол, пиразол) гетероатомами; шестичленные гетероциклы с одним и двумя гетероатомами (пиридин, пиримидин); конденсированные гетероциклы (индол, хинолин, пурин). Ароматические свойства гетероциклов (пиридин, пиррол, имидазол, пиримидин, пурин). Основные свойства гетероциклов, содержащих пиридиновый атом азота (пиридин, хинолин, имидазол, пиразол). Кислотные свойства гетероциклов, содержащих пиррольный атом азота (пиррол, индол, имидазол, пиразол). Амфотерные свойства гетероциклов, содержащих пиридиновый и пиррольный атомы азота. Алкилпиридиниевый ион и его взаимодействие с гидрид-ионом как химическая основа действия кофермента НАД⁺.

 

Нуклеиновые кислоты. Нуклеотидные коферменты.

Пиримидиновые (урацил, тимин, цитозин) и пуриновые (гуанин, аденин) основания, их лактамные формы. Комплементарность нуклеиновых оснований, обусловленная водородными связями. Нуклеозиды. Нуклеотиды. Строение мононуклеотидов, образующих нуклеиновые кислоты. Гидролиз нуклеотидов.

 

Углеводы (моно-, ди- и полисахариды).

Классификация, строение, названия важнейших представителей моносахаридов. Стереоизомерия моносахаридов, D- и L-стереохимические ряды. Формулы Фишера, формулы Хеуорса, конформационные формулы пиранозных циклов. Неклассические моносахариды: дезокси- и аминосахара, альдиты, альдоновые и уроновые кислоты. Цикло-оксо-таутомерные превращения моносахаридов. Гликозиды, сложные эфиры, восстанавливающие свойства моносахаридов. Состав, строение и стереоизомерия важнейших дисахаридов (мальтоза, лактоза, целлобиоза, сахароза). Типы гликозидных связей между остатками моносахаридов. Таутомерные превращения дисахаридов. Реакции сложных эфиров. Гидролиз. Принципиальные структуры полисахаридных цепей важнейших гомо- и гетерополисахаридов.

 

Омыляемые и неомыляемые липиды.

Структурные компоненты липидов: высшие жирные кислоты, спирты. Природные высшие жирные кислоты: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая. Простые липиды: воски, триацилглицерины (жиры и масла), церамиды. Сложные липиды. Фосфолипиды: глицерофосфолипиды – фосфатиды (фосфатидилсерины, фосфатидилколамины, фосфатидилхолины). Сфинголипиды: сфингомиелины, гликолипиды (цереброзиды, ганглиозиды). Терпены. Стероиды

Если у тебя возникли вопросы о поступлении в БГМУ, свяжись с нами любым удобным для тебя способом.