Теоретические основы биоорганической химии

1. Номенклатура органических соединений. Основные принципы номенклатуры ИЮПАК. Заместительная и радикально-функциональная номенклатура. Принципы построения систематических названий.

2. Пространственное строение органических соединений. Конфигурация и конформация – важнейшие понятия стереохимии. Способы изображения пространствен­ного строения молекул, молекулярные модели и формулы.

3. Конфигурационные стереоизомеры. Хиральные и ахиральные молекулы. Асимметрический атом углерода как центр хиральности. Энантиомерия. Оптическая активность энантиомеров. Рацематы. Диастереомерия. s- и p-Диастереомеры.

4. Конформации. Возникновение конформаций в результате вращения вокруг s-связей; факторы, затрудняющие вращение. Энергетическая характеристика заслоненных и заторможенных кон­формаций открытых цепей.

5. Связь пространственного строения с биологической активностью.

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. АДСОРБЦИЯ

1. Природа поверхностной энергии как причина поверхностных явлений. Поверхностное натяжение. Энергетическое и силовое выражение поверхностного натяжения. Методы определения поверхностного натяжения.

2. Адсорбция, основные термины (адсорбент, адсорбтив, адсорбат, десорбция).

3. Деление адсорбции в зависимости от природы действующих сил на химическую и физическую.

4. Уравнение адсорбции Гиббса, его анализ. Поверхностно-активные, поверхностно-инактивные и поверхностно-неактивные вещества. Изотерма адсорбции, предельная адсорбция Г.

5. Поверхностная активность (g) как характеристика поведения вещества при адсорбции.

6. Правило Дюкло-Траубе.

7. Ориентация молекул ПАВ в поверхностном слое (принцип независимости поверхностного действия Ленгмюра).

8. Адсорбция на твёрдых поверхностях. Удельная адсорбция. Факторы определяющие количество поглощённого газа или пара на твёрдом адсорбенте: свободная поверхностная энергия адсорбента, сродство адсорбтива к адсорбенту, концентрация адсорбата и взаимосвязь межмолекулярного взаимодействия в адсорбтиве и величиной адсорбции этого вещества.

9. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Уравнение Ленгмюра, его анализ.

10. Адсорбция на границе твердое тело – жидкость, её особенности. Факторы её определяющие: величина удельной поверхности и сродство адсорбента к адсорбтиву, природа растворителя, природа поглощаемого вещества («подобное взаимодействует с подобным», правило Шилова, правило Ребиндера), влияние концентрации растворённого вещества на процесс адсорбции, влияние температуры. Использование адсорбции из растворов в медицинской практике.

11. Уравнение Фрейндлиха как уравнение для аналитического выражения изотермы адсорбции.

12. Адсорбция растворённого в жидкости вещества на твёрдом адсорбенте, молекулярная адсорбция и ионная адсорбция.

13. Молекулярная адсорбция на твёрдом адсорбенте, факторы, влияющие на неё.

14. Ионная адсорбция на твёрдом адсорбенте, её особенности.

15. Факторы, влияющие на ионную адсорбцию: химическая природа адсорбента, химическая природа ионов (лиотропные ряды Гофмейстера, влияние заряда иона на адсорбцию, правило Панетта – Фаянса).

16. Ионообменная адсорбция, её особенности. Вещества иониты. Их деление на катиониты, аниониты и амфолиты. Деление ионитов по химической природе каркаса (неорганические, минерально-органические). Использование ионитов.

17. Хроматография. Понятия о адсорбционной, распределительной, ионообменной хроматографии. Хемосорбционная хроматография. Молекулярно-ситовая хроматография (или гельфильтрация). Деление хроматографии по технике эксперимента: колоночная, бумажная и тонкослойная хроматография.

КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ

1. Дисперсные системы, дисперсионная среда, диспергированное вещество.

2. Классификация дисперсных систем по размерам частиц диспергированного вещества: взвеси, коллоидные системы, истинные растворы.

3. Золи как высокодисперсные системы с жидкой диперсионной средой.

4. Гидрофобные и гидрофильные коллоидные системы.

5. Методы получения коллоидных систем: диспергационные и конденсационные методы (физическая конденсация, конденсация из паров и химическая конденсация).

6. Пептизация как физико-химическое дробление осадков до частиц коллоидного размера. Адсорбционная пептизация. Пептизация путём поверхностной диссоциации. Пептизация путём промывания осадка.

7. Методы очистки коллоидных систем: диализ, электродиализ и ультрафильтрация. Принцип работы аппарата «искусственная почка».

8. Строение мицеллы. Изоэлектрическое состояние мицеллы.

9. Строение мицеллы: двойной электрический слой (ДЭС), современные представления о строении ДЭС.

10. Электрокинетический потенциал (или дзета-потенциал) как важнейшая характеристика ДЭС. Факторы, определяющие величину дзета-потенциала. Влияние общего содержвния электролитов в растворе на величину дзета-потенциала. Влияние понижения дзета-потенциала на устойчивость коллоидных систем. Электрокинетические явления в живых организмах.

11. Седиментационная и агрегативная устиойчивость коллоидных систем.

12. Явление коагуляции коллоидных систем. Две стадии коагуляции: скрытая и явная коагуляции. Факторы, вызывающие коагуляцию.

13. Коагуляция коллоидных систем электролитами, порог коагуляции. Правило Шульце-Гарди. Определение порога коагуляции в рамках теории Б.В. Дерягина и Л.Д. Ландау. Сенсибилизация. Коагуляция смесями электролитов.

14. Теория устойчивости лиофобных золей – теория Дерягина, Ландау и Фервея и Овербека.

15. Кинетика коагуляции.

16. Мембранное равновесие Донана.