к экзамену

Перечень теоретических вопросов

1. Предмет и задачи биоорганической химии. Органическая химия – фундаментальная основа биоорганической химии.

2. Биологически важные классы органических соединений: спирты, фенолы, тиолы, эфиры, сульфиды, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и их производные, сульфокислоты.

3. Физико-химические методы выделения и исследования органических соединений, имеющих значение для биомедицинского анализа (экстракция, хроматография, поляриметрия, инфракрасная и ультрафиолетовая спектроскопия, масс- спектрометрия, ядерный магнитный резонанс).

4. Важнейшие понятия стереохимии – конформация и конфигурация. Конформации открытых цепей. Проекционные формулы Ньюмена. Конформации циклических соединений (циклогексан, тетрагидропиран).

5. Конфигурация. Стереоизомерия молекул с одним центром хиральности. Проекционные формулы Фишера. D- и L- система стереохимической номенклатуры. Стереоизомерия молекул с двумя и более центрами хиральности. Энантиомеры, σ- и π-диастереомеры, мезоформы, рацематы. Представление о R, S номенклатуре.

6. Взаимное влияние атомов и способы его передачи в молекулах органических соединений. Сопряженные системы с открытой цепью. Сопряженные системы с замкнутой цепью. Ароматичность.

7. Поляризация связей и электронные эффкты (индуктивный и мезомерный), как причина неравномерного распределения электронной плотности и возникновения реакционных центров в молекуле. Электронодонорные и электроноакцепторные заместители.

8. Кислотность и основность органических соединений. Теории Бренстеда и Льюиса. Сопряженные кислоты и основания. Кислотные свойтва спиртов, простых эфиров, карбонильных соединений, аминов, гидроксид-, алкоксид-, енолят- ионов, ацилат- ионов. Кислотно-основные свойства пиррола, имидазола, пиридина. Общие закономерности в изменении кислотных и основных свойств.

9. Реакции свободнорадикального замещения. Гомолитические реакции с участим sp³-гибридизированного атома углерода. Галогенирование, окисление кислородом. Региоселективность свободнорадикального замещения в аллильных и бензильных системах. Пероксидное окисление фрагментов жирных кислот в клеточных мембранах.

10. Реакции электрофильного присоединения. Механизм реакций гидрогалогенирования и гидратации. Кислотный катализ. Влияние статических и динамических факторов на региоселективность реакций. Особенности электрофильного присоединения к сопряженным системам. Гидратация α, β-непредельных кислот в организме.

11. Реакции электрофильного замещения в ароматических системах. Механизм реакций галогенирования и алкилирования (алкенами, спиртами) ароматических соединений. Роль катализатора в образовании электрофильной частицы. Влияние заместителей в ароматическом ядре и гетероатомов в гетероциклических соединениях на реакционную способность и ориентацию электрофильного замещения.

12. Реакции нуклеофильного замещения у sp³- гибридизованного атома углерода. Гетеролитические реакции, обусловленные поляризацией σ-связи углерод-гетероатом (галогенпроизводные, спирты). Реакции гидролиза галогенпроизводных. Реакции алкилирования спиртов, фенолов, тиолов, сульфидов, аммиака и аминов. Дезаминирование соединений с первичной аминогруппой. Биологическая роль реакций алкилирования.

13. Реакции элиминирования (дегидрогалогенирование, дегидратация). Повышенная СН-кислотность как причина реакций элиминирования, сопровождающих нуклеофильное замещение у sp³-гибридизированного атома углерода.

14. Реакции нуклеофильного присоединения. Гетеролитические реакции с участием π-связи углерод-кислород. (альдегиды, кетоны). Реакции карбонильных соединений с водой, спиртами, тиолами, первичными аминами. Роль кислотного катализа. Гидролиз ацеталей и иминов. Реакции альдольного присоединения, расщепления. Биологическое значение этих процессов.

15. Реакции нуклеофильного замещения у sp²- гибридизированного атома углерода (карбоновые кислоты и их функциональные производные). Реакции ацилирования (образование ангидридов, сложных эфиров, сложных тиоэфиров, амидов) и обратные им реакции гидролиза. Сравнительная активность ацилирующих реагентов (ангидридов, карбоновых кислот, сложных эфиров, сложных тиоэфиров). Ацилфосфаты и ацилкофермент А. Биологическая роль реакций ацилирования.

16. Реакции окисления и восстановления органичесих соединений. Реакции окисления спиртов, тиолов, сульфидов, карбонильных соединений, аминов. Окисление π-связи и ароматических фрагментов (эпоксидирование, гидроксилирование). Реакции восстановления карбонильных соединений, дисульфидов, иминов. Понятие о переносе гидрид-иона и действии системы НАД⁺ - НАД ·Н. Понятие об электронном переносе и действии системы ФАД-ФАД· Н₂.

17. Многоатомные спирты (этиленгликоль, глицерин, инозит). Образование хелатных комплексов как качественная реакция на диольный фрагмент. Двухатомные фенолы. Система гидрохинон-хинон. Фенолы как антиоксиданты (ловушки свободных радикалов). Полиамины (этилендиамин, путресцин, кадаверин).

18. Двухосновные карбоновые кислоты (щавелевая, малоновая, янтарная, глутаровая, фумаровая). Превращение янтарной кислоты в фумаровую как пример биологической реакции дегидрирования.

19. Угольная кислота и ее производные (уретаны, уреиды кислот, мочевина). Гуанидин. Карбамоилфосфат.

20. Аминоспирты (коламин, холин, ацетилхолин). Аминофенолы (дофамин, норадреналин, адреналин). Понятие о биологической роли этих соединений и их производных.

21. Гидрокси- и аминокислоты. Реакции циклизации. Лактоны. Лактамы. Гидролиз лактонов, лактамов. Реакции элиминирования β-гидрокси и β-аминокислот. Представление о строении β-лактамных антибиотиков.

22. Альдегидо- и кетонокислоты (глиоксиловая, пировиноградная, фосфоенилпируват, ацетоуксусная, щавелевоуксусная, α-оксоглутаровая. Реакции декарбоксилирования β-кетонокислот и окислительного декарбоксилирования α-кетонокислот. Кетоенольная таутомерия.

23. Гетерофункциональные производные бензольного ряда как лекарственные средства. Салициловая кислота и ее производные (ацетилсалициловая кислота, фенилсалицилат). п-Аминобензойная кислота и ее производные (анестезин, новокаин). Биологическая роль п-аминобензойной кислоты. Сульфаниловая кислота и ее амид (стрептоцид). Сульфаниламидные препараты (сульфадиметоксин, норсульфазол, др.).

24. Биологически важные гетероциклические системы с одним гетероатомом. Пиррол, индол, пиридин, хинолин, никотинамид, пиридоксаль, производные изоникотиновой кислоты (тубазид, фтивазид) и 8-гидроксихинолина (энтеросептол). Структура порфина и гема.

25. Биологически важные гетероциклические системы с несколькими гетероатомами. Пиразол, имидазол, тиазол, пиразин, пиримидин, пурин, др. Таутомерия на примере имидазола.

26. Пиразолон-3 – основа ненаркотических анальгетиков (антипирин, амидопирин, анальгин). Барбитуровая кислота и ее производные (барбитураты). Гидроксипурины (гипоксантин, ксантин, мочевая кислота). Понятие о строении биотина, тиамина и их биологической роли.

27. Алкалоиды. Метилированные ксантины (теобромин, теофиллин, кофеин). Представление о строении никотина, морфина, хинина, атропина.

28. Аминокислоты, входящие в состав белков. Строение, номенклатура, стереоизомерия, кислотно-основные свойства, биполярная структура.

29. Биосинтетические пути образования α-аминокислот из кетонокислот: реакции восстановительного аминирования и реакции транс-аминирования. Пиридоксалевый катализ.

30. Химические свойства α-аминокислот (образование внутрикомплексных солей, реакции этерификации, ацилирования, образования иминов, гидроксилирования). Биологически важные реакции дезаминирования (неокислительного и окислительного).

31. Декарбоксилирование α-аминокислот – путь к образованию биогенных аминов и биорегуляторов (коламин, гистамин, триптамин, серотонин, кадаверин, β-аланин, γ-аминомасляная кислота).

32. Пептиды. Строение пептидной группы. Гидролиз пептидов. Понятие об установлении аминокислотного состава и аминокислотной последовательности пептидов. Частичный и полный гидролиз белков. Понятие о сложных белках. Гликопротеины, липопротеины, нуклеопротеины, фосфопротеины.

33. Моносахариды. Классификация, стереоизомерия, D- и L- стереохимические ряды. Открытые и циклические формы. Формулы Фишера и формулы Хеуорса. Фуранозы и пиранозы, α- и β-аномеры. Цикло- и оксо-таутомерия. Конформация пиранозных форм моносахаридов. Строение рибозы, ксилозы, глюкозы, маннозы, галактозы, фруктозы, 2-дезоксирибозы, глюкозамина, маннозамина, галактозамина.

34. О- и N-гликозиды. Гидролиз гликозодов. Фосфаты моносахаридов. Ацилирование моносахаридов. Окисление моносахаридов. Восстановительные свойства альдоз. Гликоновые, гликаровые, гликуроновые кислоты. Аскорбиновая кислота. Восстановление моносахаридов (ксилит, сорбит, маннит).

35. Взаимопревращение альдоз и кетоз. Реакции альдольного типа в ряду моносахаридов. Альдольное присоединение дигидроксиацетона к глицериновому альдегиду. Альдольное расщепление фруктозы. Образование нейраминовой кислоты.

36. Олигосахариды. Дисахариды: мальтоза, целлобиоза, лактоза, сахароза. Строение, цикло-оксо-таутомерия. Восстановительные свойства. Гидролиз. Конформационное строение мальтозы и целлобиозы.

37. Полисахариды. Крахмал (амилоза и амилопектин), гликоген, декстран, целлюлоза, полигалактуроновая кислота, хондроитинсульфаты. Представление о строении гепарина. Понятие о смешанных биополимерах (пептидогликаны, протеогликаны, гликопротеины, гликолипиды).

38. Нуклеиновые кислоты. Пиримидиновые и пуриовые основания. Лактим-лактамная таутомерия. Реакции дезаминирования. Водородные связи в комплементарных парах нуклеиновых оснований (тимин-аденин, цитозин-гуанин).

39. Нуклеозиды. Гидролиз нуклеозидов. Нуклеотиды. Строение мононуклеотидов, образующих нуклеиновые кислоты. Гидролиз нуклеотидов. Рибонуклеиновые и дезоксинуклеиновые кислоты (РНК, ДНК). Роль водородных связей в формировании вторичной структуры ДНК.

40. Лекарственные средства на основе модифицированных нуклеиновых оснований (фторурацил, меркаптопурин). Нуклеозиды-антибиотики. Принцип химического подобия. Изменение структуры нуклеиновых кислот под действием химических веществ. Мутагенное действие азотистой кислоты.

41. Нуклеозидмоно- и полифосфаты. АМФ, АДФ, АТФ. Нуклеотиды. Никотин-амиднуклеотидные коферменты. Строение НАД⁺ и его фосфата НАДФ⁺. Система НАД⁺ - НАД Н.

42. Омыляемые липиды: простые (воски, жиры и масла) и сложные (фосфолипиды, сфинголипиды, гликолипиды). Природные высшие жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая).

43. Фосфолипиды. Фосфатидовые (фосфатидные) кислоты. Фосфатидилколамины и фосфатидилсерины (кефалины), фосфатидилхолины (лецитины) – структурные компоненты клеточных мембран.

44. Понятие о структурных компонентах сфинголипидов (сфингозин, церамиды, сфингомиелины) и гликопротеидов(цереброзиды, ганглиозиды).

45. Неомыляемые липиды. Изопреноиды. Моно- и бициклические терпены (лимонен, ментол, камфора). Сопряженные полиены (каротиноиды, витамин А). Низкомолекулярные биорегуляторы.

46. Стероиды. Представление об их биологической роли. Гонан (стеран). Конформационное строение 5α- и 5β-стеранового скелета. Углеводороды – родоначальники групп стероидов: эстран, андростан, прегнан, холан, холестан.

47. Стероидные гормоны. Эстрогены (эстрон, эстрадиол), андрогены (андростерон, тестостерон), гестагены (прогестерон), кортикостероиды (кортикостерон, преднизолон).

48. Жёлчные кислоты. Холевая кислота. Гликохолевая и таурохолевая кислоты.

49. Стерины. Холестерин. Эргостерин, превращение его в витамины группы Д.

50. Агликоны сердечных гликозидов. Дигитоксигенин. Строфантидин.

Поиск по сайту: