1.3. Планирование органического синтеза. Ретросинтетический подход к планированию синтеза органических молекул. Понятие синтона, дерева синтеза, ретросинтетического анализа.

Строение соединений этиленового ряда. Геометрическая цис-, транс- (E, Z-) изомерия.

Электронная плотность на атоме. Представление о смещении электронной плотности в органических соединениях, полярность, поляризуемость химической связи. Индуктивный эффект. Мезомерия и мезомерные структуры. Мезомерный эффект.

1.6. Активные промежуточные частицы (интермедиаты). Карбокатионы, карбоанионы, свободные радикалы, карбены.

1.7. Кислоты и основания. Теория Брёнстеда. Кислоты и основания Льюиса. Влияние строения на силу кислот и оснований. С-Н кислотность органических соединений.

1.8. Взаимосвязь структуры и физических свойств органических соединений. Температура кипения, температура плавления, плотность, дипольный момент, показатель преломления. Критерии чистоты органических соединений. Методы выделения, очистки и идентификации органических соединений. Хроматография, масс-, УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопия.

2.1. Алканы. Гомологический ряд метана. Изомерия. Номенклатура. Физические свойства алканов. Природные источники алканов. Алканы в нефтях. Основные фракции очистки сырой нефти. Методы синтеза алканов - гидрирование алкенов, синтез Вюрца и др.

Радикальное замещение в ряду алканов. Свободные радикалы, получение, стабильность. Радикальное галогенирование, нитрование, сульфохлорирование, сульфоокисление алканов, ПАВ. Контролируемое и неконтролируемое окисление алканов. Термический крекинг алканов. Моторное топливо, октановое и цетановое числа, компаундирование бензинов и связанные с этим экологические проблемы.

Ионные реакции алканов. Карбокатионы, генерирование, стабильность. Взаимодействие алканов с протонами, карбокатионами и другими электрофилами. Каталитический крекинг алканов, риформинг.

2.2. Алкены. Гомологический ряд этилена. Изомерия. Номенклатура. Нахождение в природе. Способы получения алкенов: частичное гидрирование алкинов, реакции элиминирования - дегидрирование алканов, дегидратация спиртов, дегалогенирование и дегидрогалогенирование алкилгалогенидов. Селективность реакций элиминирования и возможность изомеризации. Основные химические свойства алкенов: электрофильное присоединение, радикальное замещение при аллильном атоме углерода, димеризация, алкилирование, полимеризация. Ориентация в реакциях присоединения. Реакции окисления и окислительного расщепления алкенов.

2.3. Диены. Классификация, номенклатура и изомеризация диенов. Сопряженные диены. Получение бутадиена-1,3 и изопрена. Химические свойства диенов. Ориентация присоединения электрофильных реагентов к 1,3-диенам. Диеновый синтез (реакция Дильса-Альдера).

Изопреноидные углеводороды в природе. Полиены, каротин, витамин А.

2.4. Алкины. Номенклатура. Способы получения. Химические свойства алкинов: кислотность, получение ацетиленидов металлов и их реакции с алкилгалогенидами, альдегидами и кетонами. Реакции присоединения электрофильных и нулеофильных реагентов к алкинам. Реакция Кучерова.

2.5. Циклоалканы. Номенклатура. Природные источники - моно-, полициклические нафтены и стераны в нефтях и синтетические методы получения. Химические свойства циклоалканов, их зависимость от размера цикла. Изомеризация циклоалканов. Стереохимия циклоалканов: конформационные переходы, геометрическая и оптическая изомерия.

2.6. Ароматические углеводороды (арены). Классификация, номенклатура. Критерии ароматичности. Описание бензола в терминах предельных структур. Природные источники ароматических углеводородов.

Химические свойства аренов. Реакции электрофильного замещения: галоидирование, нитрование, сульфирование, алкилирование и ацилирование. Механизм, влияние заместителей на ориентацию. Алкилароматические соединения. Конденсированные (полициклические) ароматические соединения. Нафталин, антрацен. Бензопирен и его канцерогенные свойства.

3.1. Галогенпроизводные алканов. Классификация. Способы получения: радикальное галогенирование алканов, присоединение по кратным связям алкенов (алкинов), замещение гидроксильной груп-пы в спиртах.

Химические свойства моногалогенпроизводных алканов. Реакции нуклеофильного замещения и элиминирования. Механизмы S_N1 и S_N2 , Е1 и Е2. Стереохимия. Подвижность галогена в ряду алкил, бензил-, аллил-, винил- и арилгалогенидов. Взаимодействие с металлами. Реактивы Гриньяра и синтезы на их основе.

3.2. Галогенпроизводные аренов. Получение арилгалогенидов. Реакции нуклеофильного замещения в ряду арилгалогенидов. Механизмы нуклеофильного замещения галогена в ряду арилгалогенидов. Диоксины и связанные с ними экологические проблемы.

3.3. Спирты. Классификация, номенклатура. Промышленные источники: гидратация алкенов, ферментативный гидролиз углеводов, гидролиз алкилгалогенидов. Физические свойства. Водородные свя-зи, растворимость в воде.

Химические свойства. Кислые и основные свойства спиртов. Образование солей, протонирование, этерификация. Образование простых эфиров как результат нуклеофильного замещения. Дегидратация спиртов. Окисление.

3.4. Фенолы. Способы введения гидроксильной группы в ароматическое кольцо: гидролиз арилгалогенидов, щелочной плав сульфокислот, кумольный синтез.

Химические свойства. Реакции электрофильного замещения. Кислотность фенолов. Образование простых эфиров фенолов (синтез Вильямсона). Фенолформальдегидные смолы. Фенолы в растениях. Лигнин.

3.5. Простые эфиры. Физические свойства. Способы получения из спиртов, алкенов. Устойчивость к действию химических реагентов. Расщепление концентрированными кислотами. Циклические проcтые эфиры. Образование перекисей.

3.6. Карбонильные соединения. Классификация, номенклатура. Способы образования карбонильной группы: окисление алканов и алкилароматических соединений, озонолиз олефинов, гидратация алкинов, гидролиз гемдигалогенидов, окисление спиртов, электрофильное ацилирование ароматических соединений.

Химические свойства. Электронное строение карбонильной группы. Взаимодействие с нуклеофильными реагентами: водой, спиртами, аминами, магний- и литийорганическими соединениями. Кето-енольная таутомерия. Альдольно-кротоновая конденсация. Окислительно-восстановительные превращения альдегидов и кетонов.

3.7. Карбоновые кислоты и их производные. Классификация, номенклатура. Методы получения: окисление алкиларенов, металлоорганический синтез, гидролиз нитрилов, сложных эфиров, гемтригалогенидов. Электронное строение карбоксильной группы. Физические свойства, водородные связи, ассоциаты.

Химические свойства. Кислотность, её зависимость от строения углеводородной части, наличия заместителей. Образование солей, сложных эфиров, ангидридов, галогенангидридов, амидов. Взаимопревращения производных карбоновых кислот. Природные сложные эфиры: эфирные масла, воска, липиды.

3.8. Аминокислоты и белки. Нахождение в природе, значение, свойства.

3.9. Углеводы. Моно- и дисахариды: рибоза, глюкоза, фруктоза, сахароза - строение, свойства, значение. Строение гликозидов. Крахмал. Целлюлоза, производство из нее вискозы, взрывчатых веществ и бездымного пороха.

3.10. Нитросоединения. Классификация. Способы введения нитрогруппы в алканы и арены. Химические свойства. Ациформа нитросоединений. Восстановление нитрогруппы.

3.11. Амины. Классификация. Способы получения. Основность аминов. Нуклеофильные свойства.

3.12. Сероорганические соединения. Нахождение в природе. Содержание в нефтях. Тиоспирты, тиофенолы, сульфиды, сульфокислоты и их производные.

3.13. Гетероциклические соединения. Ароматические пяти- и шестичленные гетероциклы с одним гетероатомом. Фуран, пиррол, тиофен, пиридин. Методы получения. Реакции с электрофильными и нуклеофильными реагентами.

Природные производные пиррола: порфирины, индольные алкалоиды.

Гетероциклы с двумя гетероатомами. Природные соединения ряда имидазола и пиримидина. Гетероциклические основания в молекулах ДНК и РНК - урацил, тимин, цитозин, гуанин.

Коллоквиум № 1. Проводится в середине семестра (конец марта).

Кроме того, на первом коллоквиуме сдается первая половина семестрового контрольного задания. Задание принимается при условии умения студентом решать аналогичные задачи (на примере одной-двух задач, предложенных преподавателем).

Коллоквиум № 2. Проводится в конце семестра совместно со сдачей второй половины семестрового задания.

Сумма оценок, полученных студентом при сдаче коллоквиумов и семестрового задания, будет являться основанием для допуска к “экзамену-автомату” в конце семестра и будет учитываться при выставлении итоговой оценки на экзамене.