Органическая химия Задачи и упражнения к текущему контролю



жүктеу/скачать 235.04 Kb.
Дата23.07.2016
өлшемі235.04 Kb.
#216169
түріСборник задач


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ



Кафедра органической химии


Органическая химия
Задачи и упражнения к текущему контролю
Часть II, вариант 3



  1. Модуль III. «Особенности строения и реакционной способности алкенов и циклоалкенов. Проблемы и методы синтеза»

  2. Модуль IV. «Особенности строения и реакционной способности алкинов и алкадиенов. Проблемы и методы синтеза»

  3. Модуль V. «Особенности строения и реакционной способности моно- и полиядерных ароматических углеводородов. Проблемы и методы синтеза».

Барнаул1999

Авторы: Галочкин А.И.

Базарнова Н.Г.

Касько Н.С.

Лагуткина Е.В.

Маркин В.И.

Царев Н.И.

Органическая химия: Задачи и упражнения к текущему контролю. Часть II. Под редакцией А.И. Галочкина

Сборник задач и упражнений предназначен для самостоятельной работы студентов 3 курса химического факультета АГУ, изучающих органическую химию по модульно-рейтинговой технологии. Часть II включает: Модуль III. «Особенности строения и реакционной способности алкенов и циклоалкенов. Проблемы и методы синтеза»; Модуль IV. «Особенности строения и реакционной способности алкинов и алкадиенов. Проблемы и методы синтеза»; Модуль V. «Особенности строения и реакционной способности моно- и полиядерных ароматических углеводородов. Проблемы и методы синтеза».


Утверждено на заседании кафедры органической химии.


Компьютерная верстка И.В. Ананьиной

Подписано в печать 10.09.99. Формат 60890/16.

Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1.0.

Уч.-изд. л. 1.0.Индивидуальный экземпляр. Бесплатно.

Алтайский государственный университет. РИО.

656099 Барнаул, ул. Димитрова, 66
© Алтайский государственный университет

Кафедра органической химии



Модуль III. «Особенности строения и реакционной способности алкенов и циклоалкенов. Проблемы и методы синтеза»

I.Программа модуля


Алкены

Номенклатура, изомерия. Способы образования двойной связи: дегидрирование алканов, частичное гидрирование алкинов, дегидрогалогенирование и правило Зайцева, дегалогенирование, дегидратация, термическое разложение четвертичных аммониевых оснований (реакция Гофмана), превращение карбонильной группы в группу в С=С (реакция Виттига). Электронное строение и геометрическая изомерия алкенов. Физические свойства и спектральные характеристики алкенов.

Понятие о механизмах химических превращений алкенов. Гидрирование в присутствии катализаторов (Сабатье-Сандеран), гомогенное гидрирование. Присоединение электрофильных реагентов по связи С=С: кислот, галогеноводородов, воды, галогенов. Правило Марковникова и его интерпретация. Стереохимия электрофильного присоединения. Обращение ориентации присоединения бромистого водорода как результат изменения механизма реакции (перекисный эффект Караша). Радикальные реакции алкенов.

Координация алкенов с переходными металлами. Представление о природе связи алкен металл. Основные стадии механизма реакции каталитического гидрирования. Проявление относительной стабильности структурных и геометрических изомеров алкенов. Оксосинтез. Гидроборирование (реакция Брауна) и его использование для получения продуктов гидрирования и гидратации двойной связи.

Окислительные превращения алкенов: эпоксидирование (реакция Прилежаева), цис- и транс-гидроксилирование (реакция Вагнера), расщепление связи С=С, озонолиз. Полимеризация: катионная, свободнорадикальная и координационная. Теломеризация.

Реакции алкенов по аллильному положению: галогенирование, окисление, окислительный аммонолиз. Аллильная -электронная система, p,-сопряжение, , сопряжение, качественное описание в терминах теории МО и характер распределения электронной плотности в аллильных катионе, радикале и анионе.


II.Основные термины, понятия


Дайте определения слбдующим понятиям и терминам:

  • алкен

  • система Кана-Ингольда-Прелога

  • E,Z-номенклатура

  • механизмы Е1, Е2

  • правило Зайцева

  • правило Марковникова

  • правило Гофмана

  • реакция Чугаева

  • реакция Кневенагеля

  • реакция Бородина

  • реакция Виттига

  • -связь

  • электрофильное транс-присоединение

  • протониевый ион

  • экзоциклический атом углерода

  • оксосинтез

  • реакция Принса

  • реакция Львова

  • алкилбораны

  • реакция Прилежаева

  • реакция Вагнера

  • алильный катион, радикал, анион

  • сверхсопряжение

  • -комплекс

  • -комплекс

  • ,-сопряжение

  • p,-сопряжение

  • ,-сопряжение


III.Отдельные пpедставители


  • этилен

  • изопрен

  • пропилен

  • 1-бутен

  • изобутилен

  • 2-бутен

IV.Электронное стpоение


  1. Укажите, какое соединение в каждой из приведенных ниже пар должно быть более сильным основанием. Аргументируйте свой выбор.

а) этилен и пропилен;

б) фенилэтилен и п-трихлорметилфенилэтилен.

  1. Предложите спектральные методы анализа для установления различий между транс-2-бутеном и цис-2-бутеном.

  2. Расположите следующие карбкатионы в порядке возрастания их стабильности:









Какие катионы стабилизированы сопряжением? Опишите их строение методом резонанса.

V.Номенклатура


  1. Дайте названия по рациональной и систематической номенклатурам. Обозначьте конфигурации геометрических изомеров по цис-, транс- и Е,Z номенклатурам:

а)

б)

в)

г)

VI.Способы получения


  1. Предложите схемы превращений:

а) 2-метилпентан  2-метил-2-пентен

б) пропилен  2,3-диметил-2-бутен

в) 1-бутен  2-бутен

г) 1-пентанол  2-пентен

д) 1-бром-3-метилбутан  2-метил-2-бутен

Предложите для 2-метил-2-бутена все известные Вам способы получения.

VII.Химические свойства


  1. Если 2-бром-2-метилпентен растворить в диметилформамиде (ДМФ), то происходит образование 2-метилпентена-1 (а) и 2-метилпентена-2 (б). Однако, отношение образовавшихся олефинов не остается постоянным в ходе реакции. Первоначально, отношение а:б примерно равно 1:1, затем оно понижается до 1:4 к моменту, когда реакция прошла на 25%, в дальнейшем оно остается примерно постоянным. В аналогичной реакции, но в присутствии избытка NaBr соотношение а:б примерно равно 1:5 и не меняется в течение реакции. Предложите объяснение этого явления.

  2. Какое соединение образуется при взаимодействии пропилена с HBr в присутствии пероксидов. Приведите механизм реакции. Способны ли HCl и HI к такому взаимодействию? Дайте объяснения.

  3. Предскажите основные продукты реакции транс-2-бутена с каждым из следующих реагентов:

а) H2O, H+;

е) CH3OH, HCl сухой;

б) ICl;

ж) Br2 + Cl;

в) H2SO4 (конц.), на холоду;

з) Cl2/H2O;

г) Pt/D2/CH3OH (как растворитель);

и) :CH2 (синглетная форма).

д) :CHCH3 (триплетная форма);




  1. Напишите полные уравнения гидрирования 2,2-диметилгексена-3 в указанных условиях:

а) H2 (Pt) б) H2 (Ni Ренея) в) NH2 NH2 (H2O2, CuCl2)

г) B2H6, затем CH3COOH д) H2 (RhCl3 + (C6H5)3P, бензол)



  1. Приведите полные уравнения реакций окисления 3-метилбутена-1 в следующих условиях:

а) C6H5CO3H (CH2Cl2, 25°C)

б) KMnO4 (H2O, 20°C)

в) OsO4, затем NaHSO3 (H2O)

г) O3, затем Zn (H2O)

д) KMnO4 (H2SO4, t°)

е) K2Cr2O7 (H2SO4)

VIII.Комплексные задачи


  1. Бромирование винилциклопропана идет, по крайней мере, в 300 раз быстрее, чем бромирование гексена-1. Напротив, скорости реакций этих двух алкенов с арилсульфенилгалогенидом близки (винилциклопропан реагирует в 2 раза быстрее). Как Вы можете объяснить эти результаты? Что можно сказать о структуре продуктов, исходя из скоростей реакций.

  2. Осуществите следующий ряд превращений:



где А — циклопентен.

  1. Гидратация 3,3-диметилбутена-1 в присутствии кислоты приводит к продуктам 1,2-диметилбутанолу-2 и 3,3-диметилбутанолу-2, но
    не к 3,3-диметилбутанолу-1. Объясните почему это происходит?

Модуль IV. «Особенности строения и реакционной способности алкинов
и алкадиенов. Проблемы и методы синтеза»

IX.Программа модуля


Алкадиены

Номенклатура, классификация, изомерия. Важнейшие 1,3-диены и способы их получения по реакции дегидрирования, дегидрохлорирования, дегидротации. Электронное строение: сопряжение кратных связей (, сопряжение), представление о делокализованных -МО сопряженных диенов. Химические свойства 1,3-диенов: каталитическое гидрирование, электрофильное присоединение галогенов и галогеноводородов; ориентация в этих реакциях в условиях кинетического и термодинамического контроля. Диеновый синтез. Понятие о правилах Вудворда-Хоффмана; представление о разрешенных и запрещенных по симметрии реакциях циклоприсоединения с позиций рассмотрения граничных МО реагентов. Полимеризация и циклоолигомеризация 1,3-диенов. Разновидности линейной полимеризации и ее техническое значение. Природный и синтетический каучук. Гуттаперча. Получение 1,3-бутадиена из этилового спирта (Лебедев), изопрена из ацетона и ацетилена (Фаворский). Вулканизация каучука. Понятие об изопреноидах. Полиены. Каротиноиды. Полиацетилен.

Кумулены: электронное и пространственное строение. Стереохимия кумуленов.

Алкины

Номенклатура и изомерия алкинов. Способы образования тройной связи. Карбидный и пиролитический методы получения ацетилена. Описание тройной связи на основе представления об sp-гибридизации. Физические свойства и основные спектральные характеристики алкинов. Химические свойства алкинов: каталитическое гидрирование, восстановление натрием в жидком аммиаке, реакция Кучерова, присоединение спиртов, карбоновых кислот, галогеноводородов, цианистого водорода, реакции Фаворского и Реппе на основе ацетилена. Оксосинтез с использованием алкинов. Hуклеофильное присоединение по тройной связи. Превращение ацетилена в винилацетилен, промышленное значение этой реакции. Циклоолигомеризация алкинов, алкины как диенофилы.



Окислительные превращения алкинов. Кислотные свойства терминальных ацетиленов, ацетилениды металлов, реактивы Иоцича. Использование алкинов и ацетиленидов металлов в органическом синтезе. Карбин.

X.Основные термины, понятия


Дайте определения следующим понятиям и терминам:

  • энергия сопряжения

  • порядок связи

  • 1,2 и 1,4-присоединение

  • барьер вращения связи C2 C3 в бутадиене-1,3

  • термодинамически контролируемый продукт реакции

  • карбанион аллильного типа

  • карбокатион аллильного типа

  • кинетически контролируемый продукт реакции

  • катализатор Циглера-Hатта

  • реакция Дильса-Альдера

  • натуральный каучук

  • синтетический каучук

  • ацетилен

  • тройная связь

  • реакция Кадыо-Ходкевича

  • реакция Глазера

  • реактив Иоцича

  • молекулярная рефракция

  • винилборан

  • ацетиленид

  • енол

  • винилкатион

  • реакция Реппе

  • CH-кислота

  • карбин

  • карбен




  • реакции: димеризациии, циклоолигомеризации, полимеризации ацетиленовых углеводородов

XI.Отдельные пpедставители


  • бутадиен-1,3

  • ацетилен

  • изопрен (2-метилбутадиен-1,3)

  • винилацетилен

  • циклопентадиен-1,3


XII.Электронное стpоение


  1. Расположите в ряд по возрастанию кислотных свойств соединения: вода, аммиак, ацетилен, этилен, цианистый водород.

  2. Укажите области ИК-спектра, в которых проявляются валентные колебания сопряженных и кумулированных двойных связей. Сравните с валентными колебаниями этиленовой связи. Для изопрена и этина приведите характеристичные полосы поглощения в УФ- и ИК-области, а также вид ПМР-спектров.

  3. Объясните почему теплоты гидрирования аллена (297 кДж/моль) и 1,3 бутадиена (239 кДж/моль) различаются между собой и не равны удвоенной теплоте гидрирования этилена (127.3 кДж/моль)? Приведите молекулярные диаграммы ацетилена и 1,3-бутадиена, сравните их.

  4. В нижеприведенных парах этинильных анионов укажите тот, который будет проявлять большую нуклеофильную активность (реакционную способность):

а) CN CC– CN CH2 CC–

б) CH3 CH(CH3) CH2 CC– CH2=C(CH3) CH2 CC–

в) CH2=C(CF3) CC– CH2=C(CH3) CC–

г)

  1. Какой газ выделяется при взаимодействии метилмагнийбромида с ацетиленом? Какой нелетучий продукт выделяется в этой реакции? Предложите метод введения дейтерия в ацетилен.

XIII.Номенклатура


  1. Напишите структурные формулы и дайте другие названия для следующих соединений:

  • 2-метил-3-этилбутандиен-1,3;

  • изопропилвтор-бутилацетилен;

  • фенилацетилен;

  • несимм-винилтрет-бутилэтилен;

  • симм-винилаллилэтилен.



XIV.Способы получения


  1. Заполните блок-схему:



  1. Напишите полные уравнения всех последовательных реакций. Назовите полученные соединения.



Соединение В получите всеми известными Вам способами.

  1. В каких условиях и какими способами можно осуществить следующие превращения:

Приведите все известные Вам способы получения метилацетилена.


XV.Химические свойства


  1. Напишите реакции 1,3-пентадиена с указанными реагентами. Для случаев, отмеченных звездочками, приведите механизм:

а)* Br2 (CCl4, 20°C)

д) H2 (изб.) / Pt

б)* HBr (20°C)

е) O3 [изб., затем H2O (Zn)]

в)* HBr (ROOR, t°)

ж) KMnO4, H2O, t°

г) Na + C2H5OH




  1. Сравните отношение пропилена и метилацетилена к следующим реагентам. Напишите схемы реакций. Для случаев, отмеченных звездочками, приведите механизмы.

а)* Br2 (CCl4);

б)* HBr (CCl4);

в)* H2O (H+);

г)* H2O (H+, Hg2+);

д) HOCl (H+);

е) HBr, (ROOR);

ж) H2 (Pt);

з) KMnO4 (H2SO4);

и) NaNH2, NH3 (ж);




  1. Напишите реакции 1-метилциклопентадиена со следующими реагентами:

а) Li в NH3 (ж);

б) CH3MgI в абс. эфире;

в) Br2 (1 моль) (CCl4);

г) CH3COCH3 (NaOH);

д) CH2=CH CHO, t°;

е) малеиновый ангидрид, t°.

  1. Объясните закономерности и механизм реакции Дильса-Альдера (симметрия в реакциях циклоприсоединения, правило Вудворда, Хофмана). Напишите и назовите конечные продукты реакции: 1,3 циклогексадиен + трихлорметилэтилен 

  2. Осуществите следующие превращения. Укажите какие реагенты для этого нужны. Все вещества назовите.

а) ацетилен  тетрахлорэтилен;

б) ацетилен  аллилацетилен.



  1. Напишите конечные продукты, назовите и объясните механизм винилирования на любой из реакций 2-бутина с указанными реагентами:

  • диметиламин;

  • диметилуксусная кислота;

  • амид изомасляной кислоты;

  • синильная кислота.

XVI.Комплексные задачи


  1. Почему реакция 1-хлор-5-фторпентана с ацетиленидом лития в среде ДМСО приводит к 7-фторгептину-1, а не к 7-хлоргептину-1?

  2. Предложите механизм гидратации пропина, включающий образование оксимеркурзамещенного пропена. Можно ли ожидать, что структура конечного продукта гидратации будет соответствовать правилу Марковникова? Почему?

  3. Предположим, что Вы имеете четыре сосуда (без этикеток). Причем каждый из сосудов содержит одно из следующих соединений: н-пентан, пентен 1, пентин-2 и пентин-1. Объясните, какие качественные пробы (желательно пробирочные реакции) Вы используете для идентификации содержимого каждого сосуда (имейте в виду, что все четыре соединения — низкокипящие жидкости).

Модуль V. «Особенности строения и реакционной способности моно- и полиядерных ароматических углеводородов. Проблемы и методы синтеза»

XVII.Программа модуля


Ароматические углеводороды (арены)

Бензол и его гомологи, номенклатура, изомерия. Источники ароматических углеводородов. Электронное строение бензольного кольца и химические свойства бензола: относительная устойчивость к окислению, склонность к реакциям замещения, термохимия гидрирования и сгорания бензола, его образование в реакции диспропорционирования циклогексена и циклогексадиена ("необратимый катализ" Зелинского), изомеризация дьюаровского бензола. Понятие об ароматичности, правило Хюккеля. Hебензоидные ароматические системы: циклопропенилий и тропилийкатионы, циклопентадиенийанион, азулен, аннулены.

Физические свойства и основные спектральные характеристики бензола и его гомологов. Гидрирование бензола, восстановление натрием в жидком аммиаке до дигидробензола (Берч). Реакции ароматического электрофильного замещения: сульфированиие, нитрование, галогенирование, ацилирование. Значение этих реакций для переработки ароматических углеводородов, представление об их механизме и его экспериментальном обосновании.

- и -комплексы, пентадиенильная -электронная система, ее несвязывающая МО и характер распределения электронной плотности. Влияние заместителей в бензольном кольце на изомерный состав продуктов и скорость реакции. Реакции радикального замещения и присоединения. -комплексообразование аренов с переходными металлами.

Алкилбензолы. Способы получения с использованием реакции алкилирования и ацилирования бензола, реакция Вюрца-Виттига. Химические свойства. Реакции электрофильного замещения в бензольном кольце и особенности ориентации в этих реакциях. Протонирование полиалкилбензолов, образование стабильных аренониевых катионов. Дезалкилирование, диспропорционирование, изомеризация алкилбензолов. Реакции радикального замещения в боковой цепи, бензильная -электронная система. Стирол, фенилацетилен.

Дифенил, способы его получения, строение. Представление о влиянии заместителей на легкость взаимного вращения и степень компланарности бензольных колец. Зависимость сопряжения -электронных систем от степени компланарности бензольных колец и ее проявление в электронных спектрах производных дифенила. Ароматичность дифенила, реакции электрофильного замещения, ориентация в этих реакциях и влияние на нее заместителей. Антропоизомерия в ряду дифенила.

Дифенил- и трифенилметан, их получение и свойства. Кислотные свойства углеводородов, шкала C H-кислотности, карбанионы, их электронное строение и факторы, определяющие относительную стабильность. Ди- и трифенилметановые красители. Стильбен, толан.

Нафталин. Источники нафталина и других многоядерных углеводородов. Номенклатура и изомерия производных нафталина, его электронное строение и ароматичность. Химические свойства нафталина: каталитическое гидрирование и восстановление натрием в жидком аммиаке, окисление и влияние заместителей на направление этой реакции. Реакции электрофильного замещения; факторы влияющие на ориентацию в этих реакциях.

Антрацен. Номенклатура и изомерия производных. Синтез антрацена из соединений бензольного ряда. Электронное строение и ароматичность. Реакции гидрирования, окисления, электрофильного присоединения и замещения. Фотоокисление и фотодимеризация. Антрацен в диеновом синтезе. Триптицен.

Фенантрен. Изомерия и номенклатура производных. Электронное строение и ароматичность. Синтез Пшорра. Реакции гидрирования, окисления, электрофильного присоединения и замещения. Понятие о природных соединениях с ядром фенантрена.



Полибензолы: пирен, перилен, коронен, гелицены. Бензапирен: понятие о канцерогенных соединениях. Оптическая активность гелиценов.

XVIII.Основные термины, понятия


Дайте определения следующим понятиям и терминам:

  • строение бензола по Клаусу, Дьюару, Ладенбургу, Амстронгу, Тиле, Кекуле

  • восстановление по Кижнеру-Вольфу, Клемменсену

  • реакция Фриделя-Крафтса

  • реакция Вюрца-Гриньяра

  • энергия резонанса

  • правило Хюккеля

  • небензоидные ароматические системы

  • антиароматические системы

  • ароматичность

  • хромофоры, ауксохромы

  • диамагнитное экранирование

  • парамагнитное экранирование

  • реакция электрофильного замещения

  • - и -комплексы

  • красители трифенилметанового ряда

  • изотопный эффект

  • электронодонорный заместитель

  • электроноакцепторный заместитель

  • электрофильный реагент

  • электрофильность

  • кислота Льюиса

  • катион нитрония

  • алкилирование по Фриделю-Крафтсу

  • орто-эффект

  • реакция Вильсмейера-Хаака

  • активирующие и дезактивирующие заместители

  • согласованная и несогласованная ориентация заместителей

  • ацилирование по Фриделю-Крафтсу

  • бензпирен

  • гиперконьюгация

  • -константа Гаммета

  • фактор парциальной скорости

  • уравнение Брауна

  • константы Брауна и Гаммета

  • фактор селективности

  • селективность замещающего агента

  • реакция Ульмана

  • ангулярно конденсированные циклы

  • аренониевый ион

XIX.Отдельные пpедставители


Нахождение в природе. Промышленные способы получения. Физические и химические свойства. Применение.

  • бензол

  • ксилолы

  • цимол

  • бифенил

  • трифенилметан

  • нафталин

  • фенантрен

  • толуол

  • кумол

  • бензпирен

  • дифенилметан

  • флуорен

  • антрацен



XX.Электронное стpоение


  1. Анион бензола ароматичен, хотя в нем восемь "свободных" электронов. Как это объяснить?

  2. Дипольный момент бензола равен 0 D, бромида алюминия — 0.1 D, а эквимолекулярной смеси этих веществ — 5 D. Как можно объяснить высокое значение дипольного момента смеси этих веществ?

  3. С помощью индуктивных и мезомерных эффектов опишите взаимодействие заместителей с бензольным кольцом в указанных соединениях:

а) п-PhC6H4CH3; б) п-(CH3)2NC6H4OCH3; в) (CH3)2CHC6H5

XXI.Спектральные свойства


  1. Объясните, каким образом, исследуя спектральные характеристики можно различить м-дипропилбензол и хлорбензол.

  2. Какое влияние окажет соляная кислота на УФ-спектр анилина в водном растворе? Объясните, почему раствор фенолята натрия поглощает при больших длинах волн, чем раствор фенола?

  3. Мезитилен при -80°С реагирует с этилфторидом и трифторидом бора с образованием соли. При нагревании до -15°С эта соль превращается в углеводород, ЯМР-спектр которого показывает наличие трех различных сигналов метильных групп с интенсивностями, относящимися как 2:1:1. Исходя из этих фактов, предположите какова структура образующейся соли. Каков должен быть ее ЯМР-спектр?

XXII.Номенклатура


  1. Напишите структурные формулы и дайте другие названия для следующих соединений:

  • п-цимол;

  • м-дивинилбензол;

  • пентилбензол;

  • пропилбензол;

  • кумол;

  • м-ксилол;

  • фенантрен;

  • 2-аминонафталин;

  • 1,4,7,9-тетраметилфенантрен;

  • 1,3,4,5-тетраметилантрацен.

  1. Напишите структурные формулы всех углеводородов состоящих из двух, трех, четырех бензольных колец. Назовите их. Какие углеводороды имеют линейное сочленение колец, а какие угловое? В каком порядке нумеруют атомы этих углеводородов? Сколько изомерных монозамещенных соединений можно образовать из каждого углеводорода?

  1. Приведите структурные формулы изомерных алкилбензолов состава С11H14: а) однозамещенных; б) двузамещенных.

Назовите их. Какие виды структурной изомерии характерны для алкилбензолов?

  1. Назовите радикалы:

а)

б)

в)

  1. Напишите структурные формулы радикалов:

а) бензил

е) бензидрил

л) бензилиден

б) бензаль

ж) 2,7-фенантрилен

м) бензилидин

в) бензо

з) п-кумил

н) дифенилметил

г) 2-нафтил

и) стирил

о) тритил

д) 2-фенантрил

к) м-толуил

п) пиренил

  1. Сколько существует дизамещенных (X,X и Y,Y) соединений для нафталина, фенантрена и бифенила? Назовите все возможные диметилпроизводные.

XXIII.Способы получения


  1. Назовите соединения, которые являются продуктами следующих реакций:

а)

б)

в)

г)

д)

  1. Получите о-дипропилбензол, используя реакции:

а) алкилирования;

б) Вюрца-Виттига и Вюрца-Гриньяра;

в) восстановлением по Кижнеру-Вольфу соответствующего кислородсодержащего соединения. Рассмотрите механизмы всех реакций.

  1. Основными процессами при каталитическом реформинге нефти являются:

  • дегидрирование шестичленных нафтенов;

  • измеризация пятичленных нафтенов в шестичленные с последующей дегидрогенизацией;

  • дегидроциклизация алканов и алкенов.

Составьте схемы образования этими способами м-трет-бутилметилбензола. Опишите условия протекания описанных процессов.

XXIV.Химические свойства


  1. Приведите экспериментальные данные, которые позволяют считать, что механизм электрофильного замещения анилина включает стадии образования промежуточных ,-комплексов и что стадией, определяющей скорость реакции, является образование -комплекса.

  1. Какое положение будет предпочтительно замещаться при мононитровании п-нитроиодбензола. Укажите, больше или меньше будет скорость нитрования данного соединения по сравнению с бензолом. Постройте энергетическую диаграмму для этой реакции. Как изменится приведенная Вами диаграмма, если реакцию электрофильного замещения проводить следующими реагентами:

а) азотная кислота/серная кислота;

б) катион нитрония/трифторид бора;

в) нитрит калия/фосфорная кислота;

г) азотная кислота (конц.).

По всем поставленным вопросам приведите свои соображения, с точки зрения механизма протекающего процесса.


  1. Определите положение, по которому преимущественно будет проходить хлорирование следующих дизамещенных бензолов:

а) п-IC6H4OCH3; б) м-CH3C6H4COOH; в) п-C6H4INO2.

  1. В каком порядке следует вводить заместители при получении из бензола следующих соединений:

а) фталевая кислота; б) п-толуолсульфокислота; в) м-хлориодбензол.

  1. Напишите все возможные продукты при алкилировании бензола бромистым трет-бутилом. Рассмотрите случаи, когда:

а) бензол в избытке, б) бензол в недостатке, в) избыток катализатора.

Рассмотрите механизм на примере одной реакции.



  1. Расположите замещенные бензолы в ряд по возрастанию скорости алкилирования (в присутствии катализатора):

  • п-ксилол;

  • иодбензол;

  • м-ксилол;

  • бромбензол;

  • м-пропилэтилбензол.




Объясните ориентацию в реакции бромирования. Расположите приведенные галогеналканы в порядке возрастания их реакционной способности:

  • 1-иод-2,2-диметилпропан;

  • хлористый метил;

  • пропаргилбромид;

  • трет-бутилиодид.

  1. Hитрование трет-бутилбензола смесью HNO3 в CH3NO2 при 25°C идет в 15 раз быстрее, чем бензола. Относительное содержание продуктов составляет: 12,2% — о-изомер, 8,2% — м-изомер, 79,6% — п-изомер. Рассчитайте и обсудите факторы парциальной скорости для каждой стадии.

  2. Исходя из бензола в качестве единственного ароматического соединения и применяя любые реагенты, предложите экономичные пути синтеза перечисленных ниже соединений:

  • п-толуолсульфокислота;

  • о-нитроиодбензол;

  • псевдокумол.

  1. Назовите и нарисуйте структурные формулы основных продуктов, образующихся при реакциях п-дипропилбензола с каждым из следующих реагентов. Укажите, в каких случаях реакция не пойдет. Объясните механизмы протекающих процессов.

а) Cl2;

б) Cl2/h;

в) Cl2/Fe;

г) Cl2/200°C;

д) н-пропилхлорид/AlCl3;

е) уксусный ангидрид/AlCl3;

ж) H2SO4 (конц.);

з) NO2+BF4-;

и) трет-бутанол/H3PO4;

к) KMnO4/OH-/нагревание;

л) O3;

м) H2/Pt/25°C/1 атм.;

н) H2/Ni/200°C/75 атм.;

о) C6H5Br/AlBr3;

п) (CH3)2C=CH2/H3PO4;

р) B2H6, H2O2;

с) ацетилнитрат/кислота.




  1. Приведите схемы реакций п-толуолсульфохлорида с указанными веществами. Назовите образующиеся соединения.

а) NH3 (H2O);

б) C6H1NH2;

в) C2H5OH;

г) NaOH (H2O);

д) D-втор-бутиловый спирт.



XXV.Комплексные задачи


  1. Напишите структурные формулы соединений (одну или несколько), удовлетворяющих следующим условиям: C7H7Br, если при бромировании его на свету получается вещество состава C7H4Br4. В результате гидролиза последнего образуется п-бромбензойная кислота.

  2. В кинетическом выражении для бромирования нафталина в ледяной уксусной кислоте концентрация нафталина входит в первой степени, а концентрация брома — во второй. Рассмотрите вопрос о том, каким образом при бромировании в стадии, определяющей скорость, могут принимать участие две молекулы брома и одна молекула нафталина.

Какова возможная причина того, что кинетическое выражение переходит в уравнение первого порядка по брому при проведении реакции в 50%-ной водной уксусной кислоте?

  1. Более или менее реакционноспособным по отношению к метилат-ионам будет п-хлоранизол, чем хлорбензол? Объясните.

  2. Объясните причину уменьшения величины константы  с увеличением n в следующих реакционных сериях:

n=0; =1 n=1; =0.489



n=0; =2.77 n=1; =1.06





жүктеу/скачать 235.04 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:



©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет