1.3 Сравнение химических свойств ряда соединений
К этому типу относятся задачи на разделение смеси веществ либо разных классов, либо одного класса органических соединений, но обладающих специфическими свойствами, характерными для определенного представителя класса.
Для решения задач такого типа необходимо различать общие реакции, относящиеся по всем представителям данного класса соединений и специфические.
План решения таких задач:
1. Определяют принадлежность каждого вещества в смеси к классу органических соединений.
2. При принадлежности веществ к разным классам органических соединений разделение или распознание основано на реакциях, наиболее характерных для данных классов органических соединений.
ПРИМЕР 1.3.1. Предложите способ разделения (химическими методами) смеси изомерных алкинов бутина-1 и бутина-2.
Решение
Бутин-1 и бутин-2 относятся к одному классу углеводородов, но отличаются друг от друга положением кратной связи.
HC=C -CH2 -CH3 CH3-C =C -CH3
бутин-1 бутин-2
Анализируя свойства класса алкинов, устанавливают, что реакции замещения характерны только для алкинов с концевой тройной связью, в приведенном примере - это 1-бутин, а 2-бутин в реакции замещения не вступает.
Исходя из этого вытекает возможность их разделения
HC=C -CH2 -CH3 + [ Ag(NH3)2]OH Ag-C=C -CH2 -CH3
CH3-C =C -CH3 + [ Ag(NH3)2]OH / реакция не идет
Смесь алкинов смешивают с аммиачным раствором гидроксида серебра, бутин-1 образует ацетиленид и выпадает в осадок, а бутин-2 можно собирать в подходящем растворителе.
1.4 Определение структуры органических соединений
На основании ряда химических свойств продуктов реакции составляет схему всех перечисленных в условиях задачи реакций.
На основании предполагаемых структур продуктов реакции составляют конкретную структурную формулу исходного соединения, относящегося к определенному классу.
ПРИМЕР 1.4.1. Установите строение вещества состава С5H10, если известно, что оно обесцвечивает бромную воду, в результате взаимодействия с бромистым водородом образует третичное бромпроизводное, а при окислении концентрированным раствором перманганата калия образует уксусную кислоту и ацетон.
Решение.
Общая формула вещества и способность его обесцвечивать бромную воду указывает на то, что это этиленовый углеводород. Образование при гидробромировании третичного бромпроизводного указывает на первично-третичный или вторично-третичный характер ацетиленовой группировки.
При окислении концентрированным раствором КМпО4 уксусная кислота и ацетон могут образоваться из алкена, имеющего вторично-третичную структуру:
Следовательно, исследуемый алкен
I:
2-метилбутен-2
2 Углеводы
2.1. Напишите проекционные формулы оптических антиподов кетотетрозы, альдопентозы и альдогексозы. Обозначьте D-изомер и
L-изомер.
2.2. Что такое циклическая -форма и циклическая -форма моносахаридов? Напишите - и -пиронозные формы альдопентозы D-ряда.
2.3. Какие реакции глюкозы доказывают, что в ее молекуле имеется пять гидроксильных групп и одна альдегидная?
2.4. В чем различие строения между: а) глюкозой и фруктозой, б) глюкозой и арабинозой, в) глюкозой и маннозой.
2.5. Для глюкозы напишите уравнения реакций с реактивами: а) синильной кислотой, б) гидроксиламином, в) фенилгидразином, г) аммиачным раствором оксида серебра.
2.6. С помощью каких химических реакций можно различить сахарозу и мальтозу?
2.7. Напишите гидролиз дисахаридов: а) сахарозы, б) целлобиозы, в) мальтозы.
2.8. Напишите схемы строения крахмала и целлюлозы. Покажите полный гидролиз одного из этих полисахаридов.
2.9. Напишите схемы образования из целлюлозы метилцеллюлозы, пропилцеллюлозы, ацетилцеллюлозы, условно считая, что алкилированию и ацилированию подвергаются все гидроксильные группы.
2.10. Гемицеллюлозы. Покажите строение пентозанов на примере арабана. Гексазанов на примере галактана. Покажите гидролиз этих полимеров.
2.11. Напишите реакции получения арабинозы, галактозы, маннозы из гемицеллюлоз.
2.12. Для глюкозы и фруктозы напишите реакции: а) с гидроксидом меди (П), б) с хлористым ацетилом, в) окисления.