Экзаменационные вопросы. Современные проблемы органической химии

1. Введение. Современное состояние теории органического строения. Классификация реакций и реагентов. Основность, нуклеофильность, электрофильность, кислотность.

2.Электронные эффекты в молекулах органических соединений. Факторы, определяющие реакционную способность молекул. Полярность, поляризуемость молекул.

3.Гибридизация и форма многоатомных органических молекул. Спаривание атомных орбиталей. Многоструктурное описание электронного строения молекул.

4.Внутри- и межмолекулярные взаимодействия. Электрические свойства молекул и межмолекулярные силы. Теория смещения электронных пар. Индуктивный эффект и эффект поля. Мезомерный эффект. Мезомерный эффект фенильной группы, галогенов. Гиперконъюгация или сверхсопряжение, как внутримолекулярное π-, -возмущение. Мезомерия в органических красителях и пигментах. Статические и динамические электронные эффекты.

5.Возмущение молекулярных орбиталей. Равновесие молекула-димер. Водородная связь. Донорно-акцепторные комплексы. Теория возмущений молекулярных орбиталей.

6.Молекулярные π-орбитали. Графическое построение π- -орбиталей. π--Системы: π--системы, содержащие гетероатом. Альтернативные углеводороды и их особенности. Циклические π-системы.

7.Молекулярные -орбитали. Орбитали фрагментов молекул и их использование. Плоский метан.

8.Свободные радикалы. Алкильные радикалы, строение и основные способы генерирования. Обнаружение и установление строения свободных радикалов. Основные радикальные реакции, рекомбинация, диспропорционирование. Окисление и восстановление свободных радикалов. Цепной механизм и его ключевые стадии. Стабильные радикалы

9.Карбокатионы. Карбониевые и карбениевые ионы. Карбокатионы в газовой фазе и в растворах. Факторы, влияющие на стабильность карбокатионов. Неклассические карбокатионы.

10.Карбанионы. Получение карбанионов в растворах в суперосновных средах. Факторы, влияющие на стабильность карбанионов.

11.Кислоты и основания Льюиса. Жесткие и мягкие кислоты и основания. Применение принципа ЖМКО. Теоретическое обоснование принципа ЖМКО.

12.Кислоты и основания Бренстеда. Сравнение кислотности и основности в разных растворителях. Общий кислотный и общий основной катализ с медленным переносом протона. Общий кислотный и общий основной катализ с быстрым переносом протона.

13.Алифатическое нуклеофильное замещение. Механизмы SN1 и SN2. экспериментальные доказательства. Ионные пары. Стереохимия SN1 и SN2. Пограничная область. Сольволиз алкильных субстратов. Влияние структуры и растворителя на механизм: структура субстрата, уходящая группа, нуклеофил. Амбидентные нуклеофилы. Механизм SN.

14. Реакции элиминирования. Характеристики Е1 и Е2 механизмов. Стереохимия. Правила Зайцева и Гофмана. Геометрическая ориентация. Баланс между элиминированием и замещением.

15.Алифатическое электрофильное замещение. Реакции SЕ1 и SЕ2. Уходящая группа. Стереохимия реакций. Нуклеофильное содействие в электрофильном замещении.

16.Присоединение по двойным С=С связям. Электрофильное присоединение. Свободнорадикальное присоединение. Нуклеофильное присоединение.

17.Присоединение по карбонильной группе и родственные реакции. Простое присоединение, кислотно-основной катализ. Присоединение с замещением, присоединение с элиминированием. Альдольные конденсации. Гидролиз эфиров карбоновых кислот.

18.Ароматическое электрофильное замещение. Природа электрофила. Ориентация, реакционная способность, π-, -Комплексы.

19.Реакции электрофильного замещения: нитрование, галогенирование, сульфирование, азосочетание, реакции Фриделя-Крафтса. Характер действующего реагента при нитровании и галогенировании ароматических соединений.

20. Результаты кинетического и химического исследований нитрования и галогенирования. Влияние заместителей на относительное количество образующихся изомеров.

21.Ароматическое нуклеофильное замещение. Механизм SN2(ар). Комплекс Мейзенгеймера. Эффекты уходящей группы. Активирующие группы.

22.Нуклеофильность. Механизм SN 1(ар). Разложение солей. Ариновый механизм.

23.Ароматическое гомолитическое замещение. Реакции алкилирования, арилирования и гидроксилирования. Ориентация в реакциях арилирования.

24.Сигматропные перегруппировки. Определение и классификация.
Перегруппировки Вагнера-Мейервейна, пинаколиновая и

ретропинаколиновая перегруппировки.

25.Миграция водорода и алкильных групп. Стереохимия. Фенониевые ионы.

26.Перегруппировки к электронодефицитному азоту (Бекмана, Гофмана, Курциуса) как [1.2]-сигматропные сдвиги. Стереохимия перегруппировки Бекмана. Перегруппировка Кляйзена.

27.Неперициклические перегруппировки. 1,2-перегруппировки к электроноизбыточному центру. Перегруппировки Виттига, Стивенса. Стереохимия и механизм. Перегруппировки в свободных радикалах.

28.Хиральные молекулы. Типы хиральности. Конфигурация и конформация. Абсолютная и относительная конфигурация. Проекции Фишера. Система Канна - Ингольда - Прелога.

29. Энантиомерные и диастереомерные конформации. Энантиотопные и диастереотопные отношения атомов и групп.

30. Конформация ациклических молекул. Конфигурации и конформации циклических молекул. Устойчивость циклических молекул. Конформационное равновесие.