7. Галогенпроизводные углеводородов

1. Термическое хлорирование изопентана приводит к обра­зованию смеси изомерных монохлоридов следующего состава: 30% 1-хлор-2-метилбутана, 15% 1-хлор-З-метилбутана, 33% 2-хлор-З-метилбутана и 22% 2-хлор-2-метилбутана. Напи­шите схему механизма реакции, сравните реакционную способ­ность атомов водорода в изопентане у первичного, вторичного и третичного атомов углерода.

2. Определите состав (в %) монохлорпроизводных при тер­мическом хлорировании изобутана, если соотношение между скоростями замещения атомов водорода у первичного, вторич­ного и третичного атомов углерода составляет 1 : 3,9 : 5,1. Напи­шите схему механизма реакции. Назовите соединения по систе­матической номенклатуре.

3. Определите состав (в %) монохлорпроизводных при тер­мическом хлорировании 2,5-диметилгексана, если соотношение между скоростями замещения атомов водорода у первичного, вторичного и третичного атомов углерода составляет 1 : 3,9 : 5,1. Напишите схему механизма реакции. Назовите соединения по систематической номенклатуре.

4. Определите состав (в %) монохлорпроизводных при тер­мическом хлорировании 2,2,4-триметилпентана, если соотноше­ние между скоростями замещения атомов водорода у первично­го, вторичного и третичного атомов углерода составляет 1 :3,9: : 5,1. Напишите схему механизма реакции. Назовите соединения по систематической номенклатуре.

5. Определите состав (в %) монобромзамещенных в смеси, полученной бромированием изобутана, если соотношение реак­ционной способности С-Н связей первичного, вторичного и тре­тичного атомов углерода составляет 1 : 82 : 1600. Напишите схе­му механизма реакции. Назовите соединения по систематической номенклатуре.

6. Какой из галогенов химически инертен к метану, в то вре­мя как другой дает с ним продукты, полностью замещенные? Какими приемами в технике регулируют состав продуктов галогенирования, чтобы получать преимущественно моногалогенпроизводные? Приведите метод синтеза хлористого метила путем гидрохлорирования метанола. Сравните эти методы. Все соеди­нения назовите по систематической номенклатуре.

7. Приведите механизмы реакции сульфохлорирования н-додекана. Как влияет реакционная способность различных атомов водорода на состав продуктов реакции? Какие соединения образуются побочно? Приведите их структуры. Укажите практическое применение продуктов реакции сульфохлорирования.

8. Приведите механизм реакции жидкофазного нитрования 2,5-диметилгексана. Какая реакция не позволяет развиться цеп­ному процессу? Как влияет реакционная способность атомов во­дорода в углеводороде на выход продуктов реакции нитрования? Какие соединения образуются побочно в этом процессе? Все соединения назовите по систематической номенклатуре.

9. Какие химические реакции протекают при термическом крекинге углеводорода состава С₅Н₁₂? Приведите механизм про­цесса. Как в технике разделяют н- и изо-парафины?

10. Образование каких монохлорпроизводных возможно при хлорировании 2,2,3-триметилпентана и 2,2,4-триметилпентана? Рассмотрите механизм реакции. Назовите соединения по систе­матической номенклатуре.

11. Сравните гомолитическое хлорирование и бромирование этана исходя из энергии диссоциации связей:

Связь	Сl—Сl	Н—Сl	Вr—Вr	Н—Вr	С2Н5—Сl	С2Н5—Вr	С2Н5 –Н
Энергия диссоциации, кДж/моль	+242,8	+ 192,6	+431,2	+366,4	+347,5	+272,2	+409,3

Составьте энергетический баланс для каждой реакции. Какая из реакций будет протекать с большей скоростью? Почему в техни­ке не используют прямое фторирование органических веществ?

12. Приведите структурные формулы изомеров состава С₇Н₁₆, имеющих разветвление углеродного скелета только при третич­ном атоме углерода. Приведите структурные формулы продуктов монохлорирования этих соединений. Назовите их по систематической номенклатуре. Рассмотрите механизм реакции. При хлорирова­нии какого изомера образуется наибольшее число монохлорпро­изводных, содержащих атом хлора при первичном и вторичном атомах углерода?

13. Напишите уравнения реакций хлорирования 2,5-диметил­гексана и 2,2,4-триметилпентана. Приведите структуры продук­тов монохлорирования этих углеводородов, рассмотрите меха­низм реакции. Назовите все продукты по систематической номен­клатуре. При хлорировании какого соединения образуется наибольшее число первичных и вторичных монохлорпроизвод­ных?

14. Расположите соединения в ряд по лёгкости протекания реакции замещения галогена на ОН- группу: п-дихлорбензол, п-нитробензол, 2,4-динитрохлорбензол , м-нитрохлорбензол, хлорбензол. Электронные эффекты укажите стрелками. Приведите механизмы реакций на примере хлорбензола и п-нитрохлорбензола. Объясните, почему в п-нитрохлорбензоле в этих условиях замещается только один из атомов хлора.

15. Для п-бромтолуола и бромистого бензила напишите уравнения реакций со следующими веществами: а) водным раствором NaOH; б) СН₃ОNa; в) KCN; г) NH₃; д) Mg. Приведите условия реакций.

16. Расположите следующие соединения в порядке увеличения реакционной способности в реакции с водным раствором гидроксида натрия: а) бензилхлорид; б) п-нитробензилхлорид; в) 1-хлорметилнафталин; г) хлорбензол.

17. При замещении хлора в 2-хлорнафталине действием раствора щелочи с массовой долей NaOH 15% при 380⁰С образуется смесь 1- и 2-нафтолов. Предложите механизм их образования.

18. Напишите уравнения реакций получения гексахлорциклогексана и полихлоридов бензола. Объясните механизм реак­ций.

19. Какой галоген в следующих соединениях будет преимущест­венно замещаться при щелочном гидролизе:

20. Как меняется реакционная способность хлора в ряду п-дихлорбензол, гексахлорбензол? Рассмотрите механизм реакции на примере п-дихлорбензола. Почему в полихлорпроизводных бензола обменивается один атом хлора?

21. С помощью каких реакций можно различить следующие соединения: 1) п-хлортолуол и хлористый бензил; 2) 2,4-дихлортолуол и хлористый бензилиден? Напишите уравнения реак­ций и условия хлорирования толуола. Какое из указанных сое­динений при термическом хлорировании превращается в соеди­нение С₇Н₄Cl₄, образующее в результате щелочного гидролиза п-хлорбензойную кислоту? Напишите уравнения реакций.

22. Напишите структурные формулы всех возможных галогеналкилов состава С₄Н₉Br. Назовите их по систематической и рациональной номенклатурам.

23. Напишите формулы следующих соединений: а) изопропилбромид; б) йодистый аллил; в) хлористый винил; г) 1,1,1-трифтор-2-бром-2-хлорэтан; д) 1-хлор-3-йод-3-метилпентан.

24. Напишите схемы получения 2,2-дихлопропана: а) из соответствующего непредель­ного углеводорода; б) из ацетона.

25. Перечислите реакции, с помощью которых можно превратить спирт в галогенпроизводное.

26. Расположите в порядке убывающей активности галогена галогенпроизводные: хлористый винил, хлористый аллил, хлористый пропил. Объясните различную подвиж­ность галогена. Укажите стрелками смещение электронных плотностей в молекулах этих соединений.

27. Напишите схемы реакций хлористого изопропила: а) с металлическим натрием (реакция Вюрца); б) с аммиаком; в) с водным раствором щелочи; г) со спиртовым раствором щелочи; д) с ацетатом натрия; е) с этилатом натрия; ж) с металлическим магнием.

28. Написать уравнения реакций гидролиза следующих со­единений: а) 2-бромпропан; б) 2-бром-2-метилпропан; в)3-бром-2-метилбутен-1.

7-29. Написать уравнения реакций взаимодействия 2-бром-2-метилбутана: а) с водным раствором едкого кали; б) со спир­товым раствором едкого кали.

30. Как взаимодействует 2-бромпропан с: а) аммиаком; б) цианистым калием; в) металлическим натрием; г) магнием в абсолютном эфире; д) гидроокисью серебра; е) метилатом натрия; ж) уксуснокислым серебром; з) метилмагнийхлоридом? Написать уравнения реакцией. Назвать полученные соединения.