Органическая химия: Практическое руководство для самостоятельной подготовки по специальности 020100 - ''Химия''

М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я И Н А У К И РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т

О РГ АН И Ч Е С К АЯ Х И М И Я П ра ктическоеруковод ство д ляса мостоятельной под готовки по специа льности 020100 «Х имия » (О ПД . Ф . 03)

В оронеж 2004

2

У твержд ено на у чно – метод ическ им советом химическ ого ф а к у льтета В ГУ , проток ол№ 1 от01 сентяб ря 2004 г.

Соста вители: д оц. Н . И . К оптева , д оц. Л . В . М оисеева , д оц. А . С. Соловьев, проф . Х . С. Ш иха лиев.

М етод ическ ие у к а з а ния под готовлены на к а ф ед ре орга ническ ой химии химическ ого ф а к у льтета В оронежск ого госу д а рственного у ниверситета . Рек оменд у ется д ля сту д ентов 3 к у рса д невного отд еления химическ ого ф а к у льтета .

3

ВО П РО С Ы С Е М И Н АРС К И Х ЗАН Я ТИ Й 1 з а няти е Соста в и строение орга ническ их соед инений. Э мпирическ ие, стру к ту рны е и молек у лярны е ф орму лы . М ногооб раз ие стру к ту рорга ническ их соед инений. О сновны е положения теории химическ ого строения орга ническ их молек у л. В ид ы из омерии (струк ту рна я, геометрическ а я, оптическ а я), причины воз ник новения, основны е ха рак теристик и. 2 з а няти е Т ипы химическ их связ ей в молек у ла х орга ническ их соед инений: к ова лентны е, ионны е, д онорно-а к цепторны е, вод ород ны е. Х а рак теристик и связ ей: энергия об раз ова ния, д лина , полярность и поляриз у емость, д ипольны й момент, ва лентны й у гол. О писа ние д ву хцентровы х лок а лиз ова нны х связ ей в рамк а х метод а М О Л К А О . Э лек тронны е эф ф ек ты в орга ническ их молек у ла х: инд у к тивны й, мез омерны й, сверхсопряжение. Пространственны е эф ф ек ты . Пред ста вления о меха низ ма х орга ническ их реа к ций. К инетическ ий и термод ина мическ ий к онтроль реа к ций. Х а рак терреа гентов и типы интермед иа тов. Гомолитическ ие и гетеролитическ ие реа к ции. М олек у лярность орга ническ их реа к ций. К а та лиз . 3 з а няти е А лк а ны . Гомологическ ий ряд , из омерия, номенк ла ту ра. К онф орма ции, их относительна я энергия. Э на нтиомерия. О сновны е метод ы синтез а . Э лек тронное строение и реа к ционна я способ ность. Гомолитическ ий раз ры в к ова лентной связ и. Реа к ции га логенирова ния, нитрова ния, су льф оок исления, су льф охлорирова ния, а втоок исления. Гетеролитическ ие реа к ции а лк а нов. К рек инг а лк а нов. 4 з а няти е А лк ены . Гомологическ ий ряд , из омерия, номенк ла ту ра. О сновны е метод ы синтез а . Э лек тронное строение д войной связ и. Реа к ции элек троф ильного присоед инения, их меха низ м. О к исление а лк енов. Гомолитическ ие реа к ции. Реа к ции по а ллильному положению молек у л а лк енов. Полимериз а ция, сополимериз а ция, теломериз а ция.

4

5 з а няти е А лк а д иены . К ла ссиф ик а ция, из омерия, номенк ла ту ра. В а жнейш ие 1,3-д иены , способ ы их синтез а , элек тронное строение. О соб енности реа к ционной способ ности сопряженны х д иеновы х у глевод ород ов. М еха низ м реа к ций элек троф ильного присоед инения к 1,3-д иена м. Д иеновы й синтез , меха низ м реа к ции. Ц ик лоолигомериз а ция. Полимериз а ция. К у му леновы е у глевод ород ы . О соб енности строение, стереоиз омерия. А лк ины . Гомологическ ий ряд , из омерия, номенк ла ту ра. О сновны е способ ы введ ения тройной связ и в молек у лу . Э лек тронное строение тройной связ и. Х имическ ие свойства а лк инов: реа к ции элек троф ильного и ну к леоф ильногоприсоед инения, к ислотны е свойства . Ц ик лоолигомериз а ция. 6 з а няти е Са мостоятельна я раб ота : а лк а ны , а лк ены , а лк а д иены , а лк ины . 7 з а няти е А рома тическ ие у глевод ород ы (а рены ). Бенз ол и его гомологи. А рома тичность, к ритерий Х ю к к еля. Э лек троф ильное з а мещ ение в ряд у а ренов: га логенирова ние, нитрова ние, су льф ирова ние, а лк илирова ние, а цилирова ние. М еха низ м реа к ции. В лияние з а местителей в б енз ольном к ольце на из омерны й соста в прод у к тов и ск орость превращ ения. Гомолитическ ие з а мещ ения в б енз ольном к ольце. Реа к ции ок исления б енз ольного к ольца . Реа к ции присоед инения. Реа к ции с у ча стием б ок овы х цепей а ренов. 8 з а няти е Полияд ерны е а рома тическ ие соед инения: д иф енил, на ф та лин, а нтрацен, ф ена нтрен. О соб енности их строения и реа к ционной способ ности. Стереохимия з а мещ енны х д иф енилов. Н еб енз оид ны е а рома тическ ие соед инения: а нион цик лопента д иенилия, к а тионтропилия, а з у лены . Са мостоятельна я раб ота : а рены .

5

ЗАДАН И Я ДЛЯ С АМ О С ТО Я ТЕ ЛЬ Н О Й П О ДГ О ТО ВК И 1. И ЗО М Е РИ Я О РГА Н И Ч Е СК И Х СО Е Д И Н Е Н И Й 1.1.

1.2. 1.3. 1.4.

Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы всех из вестны х у глевод ород ов С6Н 14, к оторы е можно вы вести из 2-метилпента на . Н а з ва ть иx по рациона льной и система тическ ой номенк ла ту рам. Н а писа ть ф орму лы геометрическ их из омеров 1,4-д иф енил-1,3-б у та д иена . Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы соед инений соста ва C5H11Cl. О пред елить на их примере вид ы из омерии. Д ля к а к их из у к а з а нны х ниже соед инений воз можна оптическ а я из омерия: CH3 CH3CHCH(CH3)2 , CH3CH2C CH2Cl , CH3CHC2H5 Cl

OH

CH3

Пред ложить R,S-к онф игу рации д ля оптическ и а к тивны х соед инений. И з об раз ить проек ционны е ф орму лы Н ью мена всех воз можны х к онф ормеров д ля а ) 1,2-эта нд иола ; б ) 1,4-д иб ромб у та на ; в) 2-хлорб у та на . Сравнить их у стойчивость. 1.6. И з об раз ить R,S-к онф игу рации д ля след у ю щ их соед инений: а ) 3-метилгек са на ; б ) 3-метил-3-нитрогепта на ; в) 2-хлорб у та на . 1.7. Н а писа ть ф орму лы Е - и Z-из омеров д ля 3-метил-3-ок тена ; 1,3-гек са д иена и 2,3-д ихлор-2-б у тена . 1.8. Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы соед инений соста ва С6Н 13О Н . О пред елить вид ы из омерии д ля этих соед инений. 1.9. Н а писа ть проек ционны е ф орму лы Н ью мена д ля на иб олее у стойчивы х к онф орма ций этиленхлоргид рина и д а ть необ ход имы е об ъ яснения. 1.10. Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы Е , Z - из омеров д ля метилэтилпропилэтилена . Н а з ва ть их по система тическ ой номенк ла ту ре. 1.5.

2. 2.1. 2.2. 2.3.

А Л К АН Ы

Полу чить 4,5-д иметилок та н, вз яв в к а честве исход ного реа гента н-а миловы й спиртСН 3СН 2СН 2СН 2СН 2О Н . В семи воз можны ми способ а ми синтез ирова ть 3,4-д иметилгек са н, 2,5-д иметилгек са ни тетраметилб у та н. Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу 2,4-д иметил-3,3-д иэтилпента на и привести ф орму лу его из омера, имею щ его в к а честве з а местителя в у глевод ород ной цепи тольк оод инметильны й рад ик а л.

6

При хлорирова нии смеси д ву х из омерны х пента нов полу чено тольк о четы ре монога логенпроиз вод ны х. К а к ие из омеры пента на б ы ли вз яты в реа к цию ? 2.5. Н а писа ть у равнение реа к ции нитрова ния из oпeнта на (реа к ция К онова лова ) и об ъ яснить её меха низ м. Н а з ва ть полу ченны е прод у к ты . 2.6. У ста новить строение а лк а на , при cгорании од ного об ъ ема к оторого об раз у ется ш есть об ъ емов у глек ислого га з а , а при хлорирова нии на свету - тольк о д ва га логенпроиз вод ны х. Н а писа ть у равнения у к а з а нны х реа к ций. 2.7. К а к ово строение у глевод ород а С8Н 18, если: а ) онможет б ы ть полу ченпо метод у В ю рца из первичного га логена лк ила в к а честве ед инственного прод у к та реа к ции и б ) при нитрова нии его по метод у К онова лова полу ча ется третичное нитропроиз вод ное? 2.8. К а к ие у глевод ород ы об раз у ю тся при элек тролиз е вод ны х растворов к а лиевы х солей у к су сной, пропионовой и ма сляной к ислот? Н а писа ть у равнения реа к ций. 2.9. Ф отохимическ ое су льф охлорирова ние н-д од ек а на смесью хлора и сернистого га з а (в у словиях введ ения од ной гру ппы SO2Cl) пок а з а ло, что об раз у ется смесь первичного и всех воз можны х вторичны х моносу льф охлорид ов. Н а писа ть схему реа к ции и стру к ту рны е ф орму лы всех об раз у ю щ ихся моносу льф охлорид ов. 2.10. О су щ ествить след у ю щ ие превращ ения:

2.4.

CH3CH2CHCH3

Cl2, hυ

...

2Na

...

Cl2, hυ

...

CH3

2.11.

2.12. 2.13.

2.14.

2.15.

О б ъ яснить меха низ м провод имы х превращ ений. Полу чить всеми способ а ми 2-метилб у та н. Н а писа ть д ля него у равнения реа к ций б ромирова ния (об ъ яснить меха низ м), к а та литическ ого ок исления и термолиз а . Пред ложить метод синтез а и описа ть химическ ие свойства 2,2,4триметилпента на . Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу 2,5-д иметил-3,4-д иэтилгек са на и привести ф орму лу его из омера, сод ержа щ его три третичны х а тома у глерод а . При нитрова нии од ного из из омеров гек са на полу чены первичное и вторичное нитросоед инения. И з вестно, что исход ны й у глевод ород об ла д а ет раз ветвленной у глерод ной цепью (од на к о третичного нитросоед инения не об на ру жено). Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу у глевод ород а и об ъ яснить меха низ м реа к ции его нитрова ния. Полу чить раз личны ми способ а ми метилэтилпропилмета н. О б ъ яснить меха низ м реа к ции его су льф оок исления при ф отохимическ ом инициирова нии.

7

2.16. И мею тся след у ю щ ие га логена лк илы : б ромисты й этил, йод исты й метил, б ромисты й из опропил, третичны й йод исты й б у тил, б ромисты й н-б у тил. И спольз у я у к а з а нны е реа генты , синтез ирорать: н-ок та н, нгек са н, 2-метилб у та н, 2,3-д иметилб у та н, 2,2,3,3-тетраметилб у та н, тетраметилмета н, 2-метилгек са н. 2.17. Н а писа ть у равнения реа к ций полу чения 2-метилб у та на с помощ ью ма гнийорга ническ ого соед инения (реа к тив Гриньяра). К а к ой га логена лк ил след у етвз ять д ля этого? 2.18. К а к ие из омерны е га логенпроиз вод ны е об раз у ю тся при ф отохимическ ом хлорирова нии 3-метилгек са на ? Н а писа ть у равнения реа к ций, на з ва ть полу ченны е соед инения. К а к ие вид ы из омерии ха рак терны д ля полу ченны х соед инений? 2.19. У к а з а ть все га логена лк а ны , к оторы е при вз а имод ействии с мета ллическ им на трием могу т об раз ова ть след у ю щ ие у глевод ород ы : 3метилпента н, 2,3-д иметилпента н, 2-метилгек са н. 2.20. Н а метилб у та н д ейству ю т эк вива лентны м к оличеством хлора и на полу ченное соед инение - мета ллическ им на трием. Н а писа ть у равнения соответству ю щ их реа к ций и на з ва ть к онечны й прод у к т. 2.21. Н а писа ть, к а к ие химическ ие превращ ения могу т происход ить с рад ик а ла ми пентилом и из опентилом в процессе к рек инга : .

.

CH3CH2CH2CH2CH2 , CH3 CH CH2CH2 CH3

2.22.

2.23.

2.24.

2.25.

Н а з ва ть полу ченны е соед инения. Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу орга ническ ого вещ ества соста ва С5Н 12, если из вестно, что при его хлорирова нии полу ча ется преиму щ ественно третичное хлорпроиз вод ное, а при нитрова нии – третичное нитропроиз вод ное. О б ъ яснить на правление реа к ций и пред ложить их меха низ м. Полу чить неск ольк ими способ а ми 3-этилпента н, на писа ть реа к ции его д егид рирова ния, хлорирова ния и су льф охлорирова ния. О б ъ яснить меха низ м провод имы х превращ ений. Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу на иб олее б ога того метильны ми гру ппа ми у глевод ород а соста ва С8Н 18 и на з ва ть его по на у чной номенк ла ту ре. Превратить б ромисты й из об у тил в пред ельны й у глевод ород : а ) с тем же числом у глерод ны х а томов в молек у ле, б ) с у д военны м числом у глерод ны х а томов.

8

3. 3.1. 3.2. 3.3.

3.4.

3.5.

3.6.

3.7.

3.8.

3.9. 3.10. 3.11. 3.12. 3.13.

3.14.

А Л КЕ Н Ы

Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы всех из омерны х а лк енов соста ва C6Н 12. Н а з ва ть полу ченны е соед инения пона у чной номенк ла ту ре. Полу чить б у тен-1 и б у тен-2 всеми воз можны ми способ а ми и осу щ ествить превращ ение б у тена -1 в б у тен-2. К а к ое строение имею т а лк ены , об раз у ю щ иеся при д егид рата ции: а ) ок та нола -2, б ) 2-метил-2-б у та нола , в) 2-метил-3-гек са нола ? В к а к их у словиях протек а етреа к ция д егид рата ции спиртов? Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу а лк ена , при вз а имод ействии к оторого с б ромисты м вод ород ом нез а висимо оту словий об раз у ется од ини тот же б ромид , а при оз онирова нии и послед у ю щ ем раз ложении вод ой оз онид а - од ини тотже несимметричны й к етон. У к а з а ть, из к а к ого йод истого а лк ила при на грева нии со спиртовы м раствором щ елочи могу т б ы ть полу чены : а )из об у тилен, б )пентен-2, в)тетраметилэтилен, г) гек сен-3. К а к им об раз ом можно из 2-метил-1-б ромб у та на полу чить 2-метил-2б у та нол? Н а писа ть соответству ю щ ие реа к ции и об ъ яснить их меха низ м. Полу чить 2-метил-1-пентен всеми воз можны ми способ а ми и на писа ть д ля него реа к ции ок исления перма нга на том к а лия в нейтральной и к ислой сред а х, а та к же оз онирова ния и полимериз а ции. К а к ие га лоид ны е а лк илы или од ноа томны е спирты на д о вз ять в к а честве исход ны х вещ еств д ля полу чения след у ю щ их а лк енов: 2,3-д иметил-1-пентена , 2-б у тена , 3-метил-1-гек сена ? Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы всех а лк енов, об раз у ю щ их при гид рирова нии 3,4-д иметилгек са н. Н а писа ть реа к цию их оз онирова ния. Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы и номенк ла ту рны е на з ва ния соед инений С5Н 10. У к а з а ть вид ы из омерии. И з из опропилэтилена полу чить триметилэтилен. К а к ие прод у к ты полу ча тся при оз онолиз е раз личны х а лк енов, имею щ их ф орму лу C4Н 8? При д егид рата ции д ву х из омерны х спиртов молек у лярной ф орму лы С8Н 18О об раз у ется од ини тот же а лк ен. Э нергичное ок исление послед него привод итк об раз ова нию смеси а цетона и ва лериа новой к ислоты СН 3СН 2СН 2СН 2СО О Н . К а к овы стру к ту рны е ф орму лы об раз у ю щ егося а лк ена и из омерны х спиртов? С помощ ью к а к их реа к ций можно раз личить д ва из омерны х а лк ена : CH3CH2CH CCH3 и CH3

CH3CH CHCHCH3 CH3

Н а з ва ть у к а з а нны е у глевод ород ы по на у чной номенк ла ту ре. Д ля к а к огоиз них ха рак терна геометрическ а я из омерия?

9

3.15. Н а пиш ите стру к ту рну ю ф орму лу 3,6-д иметил-4-ок тена и оха рак териз у йте егоотнош ение к раз личны м ок ислителям. 3.16. К а к ими превращ ениями можно раз личить д ва из омерны х а лк ена : 3метил-3-гептен и 2-метил-3-гептен? Н а писа ть реа к ции и об ъ яснить их меха низ м. 3.17. А лк ен при оз онолиз е д а ет метилэтилк етон. Т о же соед инение при присоед инении б рома об раз у ет лиш ь од ин оптическ и неа к тивны й прод у к треа к ции. К а к ова стру к ту ра исход ного а лк ена , если из вестно, что вторая реа к ция протек а етк а к транс-присоед инение. 3.18. Полу чить 2,2,3-триметилб у та н(трипта н), использ у я в к а честве од ного из исход ны х соед инений из об у тилен. 3.19. Полу чить лю б ы м способ ом 2-метил-1-б у тен, на писа ть д ля него реа к ции с б ромисты м вод ород ом и HOCl. О б ъ яснить меха низ м провод имы х превращ ений. 3.20. К а к ой у глевод ород полу чится при д ействии спиртового раствора щ елочи на 2-б ром-2-метилб у та н? Н а з ва ть полу ченны й у глевод ород , на писа ть д ля него реа к ции с хлористы м вод ород ом и серной к ислотой. О б ъ яснить их меха низ м. 3.21. И з соответству ю щ его га логенпроиз вод ного полу чить 3-метил-2-пентен. Привести реа к ции, под твержд а ю щ ие строение этого а лк ена . 3.22. К а к ие полу ча тся соед инения, если на из омерны е а лк ены -триметилэтилени симм.метилэтилэтилен- под ействова ть оз оном и полу ченны е оз онид ы раз ложить вод ой? 3.23. Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы этиленовы х у глевод ород ов, оз онид ы к оторы х при раз ложении вод ой об раз у ю т: а ) ф орма льд егид и метилэтилу к су сньй а льд егид ; б ) а цетон и пропионовы й а льд егид ; в) метилиз опропилк етони ф орма льд егид . 3.24. Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу соед инения соста ва C6H12, если из вестно, что оно об есцвечива ет б ромну ю вод у , при гид рата ции д а ет третичны й спирт, а при ок ислении хромовой смесью - а цетони пропионову ю к ислоту . Н а писа ть необ ход имы е реа к ции и об ъ яснить их меха низ м. 3.25. К а к ой у глевод ород можно полу чить при д егид рата ции спирта след у ю щ его строения: CH3CHOHCH CH3 ? CH3

Д ля полу ченного у глевод ород а на писа ть реа к ции ок исления.

10

А ЛКА Д И Е Н Ы

4. 4.1.

4.2.

4.3.

4.4.

4.5.

4.6.

4.7.

4.8.

Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы из омерны х а лк а д иенов соста ва С7Н 12. Д ля к а к их из них ха рак терна геометрическ а я из омерия? К а к ие реа к ции можно использ ова ть д ля у ста новления стру к ту ры этих из омеров ? В оз можна ли д ля них реа к ция д иеновогосинтез а ? И з 1-б ромпропа на , не использ у я д ру гих у глерод сод ержа щ их соед инений, полу чить 2,3-д иметил-1,3-б у та д иен. Н а писа ть у равнения реа к ций и у к а з а ть у словия их осу щ ествления. Пред ложить ф орму лу метилгек са д иена , су щ еству ю щ его в вид е четы рех пространственны х из омеров. Н а писа ть реа к цию од ного из них с этиленом и об ъ яснить её меха низ м. И сход я из неорга ническ их вещ еств, осу щ ествить синтез 1,3-пента д иена . С помощ ью к а к их реа к ций можно под тверд ить его строение? И спольз у я реа к цию Д ильса -А льд ера, полу чить из 1,3-пента д иена 3,5-д иметилцик логек сен. О б ъ яснить меха низ м этой реа к ции. Пред ложить рациона льны й пу ть синтез а цик лопента д иена из неорга ническ их реа гентов. О б ъ яснить особ енности его реа к ционной способ ности на к онк ретны х примерах. К а к ой у глевод ород об раз у ется при д ействии цинк овой пы ли на 1,2,3,4-тетрахлорпента н? Привести реа к ции, под твержд а ю щ ие его строение. К а к ой у глевод ород об раз у ется, если к триметилэтилену присоед инить б ром и полу ченное соед инение об раб ота ть спиртовы м раствором ед к ого к а ли? К а к ое строение имеетд иеновы й у глевод ород соста ва С6Н 10, если при раз ложении вод ой его оз онид а б ы л вы д еленянта рны й д иа льд егид ? O (

O C

)

CH2CH2 C

H

H

Н а писа ть реа к ции его с б ромом, хлористы м вод ород ом и об ъ яснить их меха низ м. 4.9. Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу у глевод ород а С6Н 10, если из вестно, что при оз онолиз е его полу ча ется д иа цетили ф орма льд егид . 4.10. Н а писа ть реа к ции д иенового синтез а д ля д ивинила и из опрена , применяя в к а честве д иеноф илов к ротоновы й а льд егид CH3CН =CHCН O и цитрак оновы й а нгид рид : CH3 C CO O HC CO

11

4.11. Н а писа ть реа к ции, необ ход имы е д ля об раз ова ния из опрена из из оа милового спирта , и реа к цию гид рохлорирова ния из опрена . О б ъ яснить меха низ м послед ней реа к ции. 4.12. У ста новить строение д иенового у глевод ород а соста ва С6Н 10, если из вестно, что, присоед иняя од ну молек у лу б рома , он об раз у ет прод у к т соста ва С6Н 10Br2 (привести меха низ м реа к ции), в рез у льта те оз онолиз а к оторого об раз у ется б рома цетон. 5.

А Л К И Н Ы

К а к ое соед инение об раз у ется при послед ова тельной об раб отк е 1б у тина а мид ом на трия и йод исты м этилом? Н а писа ть реа к цию его с вод ой и об ъ яснить её меха низ м. 5.2. Н а писа ть схему превращ ения метилэтила цетилена под д ействием хлора с послед у ю щ ей об раб отк ой полу ченного соед инения спиртовы м раствором ед к ого к а ли. 5.3. При помощ и к а к ой реа к ции можно отлича ть пропила цетиленот метилэтила цетилена ? К а к раз д елить эти соед инения? 5.4. Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу у глевод ород а C4H6, если онприсоед иняет четы ре а тома б рома , не реа гиру ет с а ммиа чны м раствором ок иси сереб ра, при к ипячении с вод ой в прису тствии серной к ислоты и су льф а та рту ти об раз у етметилэтилк етон. 5.5. У глевод ород , отвеча ю щ ий ф орму ле С6Н 10, д а етпри гид рирова нии 2метилпента н, в у словиях реа к ции К у черова присоед иняет од ну молек у лу вод ы с об раз ова нием к етона , не реа гиру ет с а ммиа чны м раствором ок иси сереб ра. К а к овостроение этого у глевод ород а ? 5.6. Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу а лк ина , об раз у ю щ его при вз а имод ействии с б ромисты м вод ород ом 2-б ром-1-гек сен. К а к осу щ ествляется реа к ция Д ильса -А льд ера этого а лк ина с 1,3-б у та д иеном? Пред ложить её меха низ м. 5.7. Н а писа ть схемы реа к ций пропина с ф орма льд егид ом, а цета льд егид ом, а цетоном. Д а ть необ ход имы е об ъ яснения, пред ложить меха низ м. 5.8. О пред елить строение соед инения соста ва С5Н 8, если оно реа гиру етс а ммиа чны м раствором хлористой мед и с об раз ова нием оса д к а к расного цвета , при на грева нии со спиртовой щ елочью из омериз у ется в у глевод ород , к оторы й при ок ислении на ряд у с д ру гими прод у к та ми д а ета цетон. 5.9. Н а писа ть стру к ту рну ю ф орму лу у глевод ород а соста ва C5H8, об раз у ю щ его в у словиях реа к ции К у черова метилиз опропилк етон. 5.10. Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы и на з ва ть по на у чной номенк ла ту ре а лк ины С7Н 12, гла вна я цепь к оторы х состоит из пяти а томов у глерод а . К а к ие из них могу т реа гирова ть с а мид ом на трия? Д а ть необ ход имы е об ъ яснения. 5.1.

12

5.11. С помощ ью к а к их реа к ций можно раз д елить смесь пента на , 1-пентена и 1-пентина ? 5.12. И мея в к а честве исход ного соед инения а цетилен, осу щ ествить синтез из опрена . О б ъ яснить меха низ мы провод имы х превращ ений. 5.13. И з метила цетилена и неорга ническ их реа гентов полу ча ть 2-метилпентин-3-ол-2. 5.14. И з а цетилена через од но и то же соед инение полу чить метилэтилк етони б у та на ль. 5.15. И з из опропа нола полу чить в д ве ста д ии пропин. Н а писа ть его реа к ции со спирта ми, га логенвод ород а ми. Полу чить из него мез итилен (1,3,5-триметилб енз ол). О б ъ яснить меха низ м пред ла га емы х превращ ений. 5.16. И спольз ова ть пропиловы й спиртд ля полу чения метила цетилена , д ля к оторого пред ложить меха низ м реа к ции его с га логенвод ород а ми, вод ой и д ивинилом. 6. 6.1. 6.2.

6.3.

6.4. 6.5. 6.6.

6.7.

6.8.

А РО М А Т И Ч Е СК И Е У ГЛ Е В О Д О РО Д Ы

С помощ ью к а к их реа к ций можно раз личить этилб енз ол, из опропилб ензол и стирол? Пред ложите их меха низ м. Полу чить всеми воз можны ми способ а ми этилб енз ол. Н а писа ть у равнения реа к ций его б ромирова ния, ок исления и нитрова ния в раз ны х у словиях. О б ъ яснить их меха низ м. К а к ой у глевод ород и в к а к их у словиях б ы л ок ислен, если в рез у льта те реа к ции полу чены б ензоа т к а лия, к а рб она т к а лия, а та к же д ру гие неорга ническ ие прод у к ты ? Н а писа ть реа к цию метилирова ния этого у глевод ород а в прису тствии к ислоты Л ью иса и об ъ яснить её меха низ м. Пред ложите способ полу чения стирола , имея в к а честве исход ны х вещ еств тольк онеорга ническ ие реа генты . Пред ложить рациона льны й пу ть синтез а 1-этилна ф та лина , исход я из а цетилена . О б ъ яснить меха низ м пред ла га емы х реа к ций. Н а писа ть у равнения реа к ций б ромирова ния, cyльф ирова ния и ок исления в раз личны х у словиях 1-метила нтрацена . О б ъ яснить их меха низ м. К а к ово строениe а рена , при ок ислении к оторого перма нга на том к а лия в к ислой сред е об раз у ется тереф та лева я к ислота и СО 2 в соотнош ении 1:2? У ста новить стру к ту ру гомолога б енз ола соста ва С8Н 10, при б ромирова нии к оторого в прису тствии б ромид а а лю миния об раз у ю тся д ва из омера, а при ок ислении перма нга на том к а лия - б енз ойна я к ислота . О б ъ яснить меха низ м реа к ции б ромирова ния.

13

6.9.

6.10.

6.11.

6.12.

6.13.

6.14. 6.15. 6.16.

6.17. 6.18. 6.19.

6.20. 6.21.

6.22.

У глевод ород соста ва С8Н 6, об есцвечива ет б ромну ю вод у и раствор перма нга на та к а лия, об раз у етоса д ок с а ммиа чны м раствором ок сид а сереб ра. У ста новить его строение и пред ложить способ полу чения. Н а писа ть ф орму лы из омеров соста ва С9Н 12 и вы б рать сред и них соед инение, при мононитрова нии к оторого об раз у ется тольк о од но соед инение. Пред ложить воз можну ю стру к ту ру соед инения, если из вестно, что оно: а ) реа гиру ет с хромовой смесью с об раз ова нием б ензойной к ислоты ; б ) при д ействии хлора на свету д а ет д ига логенпроиз вод ное; в) б ромирова ние в прису тствии к а та лиз а тора привод ит к об раз ова нию д ву х из омеров. Н а писа ть у к а з а нны е реа к ции и об ъ яснить их меха низ м. С помощ ью к а к их реа к ций из мета на можно осу щ ествить синтез этилб енз ола , использ у я в к а честве исход ны х тольк о неорга ническ ие вещ ества ? О б ъ яснить меха низ м провод имы х превращ ений. С помощ ью к а к их реа к ций из толу ола можно полу ча ть на ф та лин? Пред ложите реа к ции, под твержд а ю щ ие строение послед него, и их меха низ м. И з толу ола полу чить м-д итолил (3,3’-д иметилд иф енил). Сравнить легк ость егонитрова ния и п-д итолила (4,4’-д иметилд иф енила ). И з толу ола , б енз ола и неорга ническ их реа гентов полу чить 1,1,1,2-тетраф енилэта н. К а к отличить его отсимметричного тетраф енилэта на ? Н а з ва ть соед инения, об раз у ю щ иеся при а лк илирова нии б енз ола а ллилхлорид ом в прису тствии А lCl3 и серной к ислоты . К а к ой из прод у к тов а лк илирова ния можно использ ова ть д ля синтез а 2,3-б ензо-4метилцик лопента на ? И з толу ола полу чить цис- и транс-стильб ены . К а к их можно отличить д ру г отд ру га ? Н а писа ть у равнения реа к ций, с помощ ью к оторы х можно синтез ирова ть толу ол из мета на . О б ъ яснить их меха низ м. К а к ие а рены об раз у ю тся при д ействии мета ллическ ого на трия на след у ю щ ие смеси вещ еств: а ) б ромб енз ол + б ромисты й пропил; б ) 2йoд -1-мeтил-4-из oпpoпилб енз ол + б ромисты й этил? Н а писа ть реа к цию их нитрова ния по метод у К онова лова и в прису тствии серной к ислоты . О б ъ яснить меха низ м. Полу чить из б енз ола м-б poмнитpoб eнз oл. К а к ова д олжна б ы ть послед ова тельность реа к ций? О б ъ яснить их меха низ м. В к а к ой послед ова тельности на д о провод ить реа к ции полу чения из б ензола 1-хлор-2,4-д инитроб ензола ? Н а писа ть у равнения реа к ций, у к а з а ть воз можны е промежу точны е соед инения. Полу чить из б енз ола д ицик логек сил. Н а писа ть у равнения реа к ций, на з ва ть промежу точны е соед инения.

14

6.23. К а к ие а рома тическ ие у глевод ород ы об раз у ю тся при д егид роцик лиз а ции ок та на ? Н а писа ть реа к ции их хлорирова ния в раз личны х у словиях и об ъ яснить их меха низ м. 6.24. Пред ложите способ полу чения из б енз ола стирола и α-метилстирола . 6.25. К а к ие соед инения об раз у ю тся при оз онолиз е м-к силола , егo а лк илирова нии этилб ромид ом в у словиях peа к ции Ф рид еля-К раф тса и су льф ирова нии? 6.26. Н а писа ть воз можны е стру к ту рны е ф орму лы а ренов, при оз онолиз е к оторы х полу ча ется смесь глиок са ля, метилглиок са ля и д иметилглиок са ля. 6.27. И з б енз ола полу чить 4-нитрод иф ениловы й эф ир. В к а к ое положение пойд етнитрогру ппа при д ействии на него нитру ю щ ей смеси? 6.28. О пред елить строение а рома тическ ого у глевод ород а соста ва С10Н 14, к оторы й сод ержит а симметрическ ий а том у глерод а и об раз у ет при ок ислении б енз ойну ю к ислоту . Полу чить этоту глевод ород из б енз ола . 6.29. Сравнить реа к ционну ю способ ность 1-метилна ф та лина и толу ола в реа к ции б ромирова ния в прису тствии к а та лиз а тора. О б ъ яснить меха низ м этой реа к ции. 6.30. Полу чить мез итилен(1,3,5-триметилб енз ол) тремя раз личны ми способ а ми и сравнить его реа к ционну ю способ ность в peaк цияx элек троф ильного з а мещ ения с толу олом. 6.31. С помощ ью к а к их реа к ций можно осу щ ествить след у ю щ ие превращ ения: CH3 a)

CH CH

...

...

[O]

HNO3

...

H2SO4

CH3

CH2CH2CH3

б)

Cl2, hυ

...

Br2

...

Fe

AlX3

[O]

в)

...

О б ъ яснить меха низ м реа к ций з а мещ ения в а рома тическ ом цик ле. 6.32. О су щ ествить след у ю щ ие превращ ения и об ъ яснить их меха низ м: CH4

H2C C

CH

CH3

CH2

CH3

O3

...

H2O

...

15

6.33. Н а писа ть ф орму лы строения прод у к тов в след у ю щ их схема х: a)

...

HCl

CH CH2

CH2 CH2 [O]

промежу точны х и к онечны х CH3Cl

...

Na H2SO4

... CH3

б)

...

CH2 CH CH CH3

в)

CH2 Cl2, hυ

CH3X

...

HNO3

...

H2SO4

AlCl3

[O]

...

...

О б ъ яснить меха низ м реа к ций нитрова ния а рома тическ их у глевод ород ов. 7. 7.1.

ЗА Д А Ч И И У ПРА Ж Н Е Н И Я Д Л Я О БЗО РН О ГО ПО В Т О РЕ Н И Я С помощ ью к а к их реа к ций можно осу щ ествить след у ю щ ие превращ ения: эта н

пропилен

C6H6

...

Cl2, hυ

...

CH3Cl 2Na

AlX3

7.2.

Br2

....

О б ъ яснить меха низ м реа к ций. Н а писа ть стру к ту рны е ф орму лы промежу точны х и к онечны х прод у к тов реа к ций в след у ю щ их схема х превращ ений: C2H5Br

a) б)

C6H6

AlBr3 CH3COCl

CH3

[O]

...

HNO3

...

...

H2SO4

...

H2SO4 ...

AlCl3 HNO3

в)

Br2

...

C2H5Br

...

Cl2, hυ

H2SO4

...

2Na

Fe

...

CH3I

....

2Na

SO2, O2 hυ

NO2

7.3.

...

Fe

Н а писа ть у равнения реа к ций и об ъ яснить их меха низ м: CH4

HC CH

C6H5CH3

CH3I AlX3

...

[O]

...

...

16

7.4.

Н а писа ть у равнения реа к ций след у ю щ их превращ ений: CH2CH3

2H2O

A, Б

2Br2, hυ

...

2NaOH

2Br2 AlBr3

CH2CH3

7.5.

2RX

В ,Г

...

2Na

О ха рак териз ова ть меха низ м этих реа к ций. Н а писа ть реа к ции у к а з а нны х в схеме превращ ений и об ъ яснить их меха низ м: CH3

элек тролиз

A

CH3CCH2COONa

Cl2, hυ

Na

Б

Br2

В

Г

CH3

7.6.

С помощ ью к а к их реа к ций можно осу щ ествить след у ю щ ие превращ ения: a) б)

CH3CH2Cl

(CH3)3CCl C 3 H6

...

Cl2, hυ

...

Na

Br2

A

2KOH cn .

NaOH cn .

[Ag(NH3)2]OH

Б

NO2 в)

...

C2H5Br

В

KMnO4 CH2=CHCH3

...

... -H2

AlX3

... Г

H 2O Hg2+

...

H2O KMnO4 H2SO4

7.7.

CrO3

...

К а к ово строение соед инений А -Д в пред ложенной схеме превращ ений: C5H12

AlCl3, to

A

Cl2, hυ

Б

NaOH cn .

В

O3 H2 O

Г, Д

Пред ложить меха низ м об раз ова ния соед инений Б и В .

17

7.8.

С помощ ью к а к их превращ ений можно осу щ ествить синтез соед инения Д в схеме: HBr

A

NaOH cn .

В

Б

NaOH cn .

Г

CH2 C CH CH2 HBr

CH3

Д

О б ъ яснить меха низ м об раз ова ния соед инений А и Б. 7.9. У ста новить строение а рома тическ ого у глевод ород а соста ва С8Н 10, при ок ислении к оторого об раз у ется б енз олд ик а рб онова я к ислота , а при нитрова нии - тольк оод но мононитропроиз вод ное. 7.10. У глевод ород , отвеча ю щ ий соста ву С9Н 10, об есцвечива ет б ромну ю вод у , при ок ислении хромовой смесью об раз у етб енз ойну ю к ислоту , а при ок ислении по В а гнеру - 3-ф енил-1,2-пропа нд иол. Н а писа ть необ ход имы е реа к ции и опред елить стру к ту ру этого у глевод ород а . 7.11. У глевод ород соста ва С6Н 10 присоед иняет д ве молек у лы б рома , с а ммиа чны м раствором полу хлористой мед и д а етоса д ок , при ок ислении об раз у етиз опропилу к су сну ю и у гольну ю к ислоты . Н а писа ть ф орму лу у глевод ород а , у равнения у к а з а нны х реа к ций и об ъ яснить их меха низ м. 7.12. Н а писа ть ф орму лы строения промежу точны х и к онечны х прод у к тов в след у ю щ их схема х:

a) CH3I б)

C 2 H5

C2H5C CH Na CH4 [O]

...

Cl2, hυ

H2SO4

...

Fe

... C3H7

C3H7CH=CH2 ...

Br2

-H2

...

...

CrO3 в)

CH3COCl

...

[O]

...

AlCl3

О б ъ яснить меха низ мы реа к ций В ю рца и Ф рид еля-К раф тса .

18

Л И Т Е РА Т У РА 1. Петров А .А . О рга ническ а я химия / А .А . Петров, Х .В . Ба льян, А .Т . Т рощ енк о ; под ред . М .Д . Ста д ничу к а . – 5-е из д . – СПб . : И ва нФ ед оров, 2002. – 624 с. 2. Н ейла нд О .Я . О рга ническ а я химия. / О .Я . Н ейла нд . - М . : В ы сш а я ш к ола , 1990. - 751 с. 3. Т ерней А . Современна я орга ническ а я химия. / А .Т ерней - М . : М ир, – 1982. –К н. 1. – 676 с. - К н2. – 651 с. 4. Берез ин Б.Д К у рс современной орга ническ ой химии / Б.Д . Берез ин, Д .Б. Берез ин- М .: В ы сш а я ш к ола , 2001. - 768 с.

19

Соста вители: К оптева Н а та лия И ва новна , д оцент, к а нд . хим. на у к ; М оисеева Л ю д мила В ик торовна , д оцент, к а нд . хим. на у к ; Соловьев А лек са нд рСергеевич, д оцент, к а нд . хим. на у к ; Ш иха лиев Х ид метСа ф а рович, проф ессор, д ок т. хим. на у к . Ред а к тор

Бу нина Т .Д .