Теоретические основы органической химии
.pdfСПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Тема №6.
Контрольная работа №1. «Теоретические основы органической химии»
1. Проведите классификацию следующих реакций по типу разрыва химических связей, типу реагента и типу превращения:
а) CH3CH2Br + CH3CH2ONa → CH3CH2OCH2CH3 + NaBr
б) СН2=СН-С(О)ОСН3 + HBr → Br-CH2-CH2-C(O)OCH3
Для каждого соединения укажите: а) направления электронных смещений и распределение электронной плотности; б) нуклеофильные и электрофильные центры (соответственно буквами N и E); в) гибридизацию каждого атома углерода.
2. Сравните 1) по кислотности: а) ацетон и 2,4-пентандион; б) метан и хлороформ; 2) по основности: а) метанол и метиламин; б) СН3СН2Li и C2H5OLi.
Ответы поясните.
3. Изобразите три наиболее устойчивые конформации для молекулы 2-хлор-
бутана относительно связи С(2)-С(3). Расположите эти конформации в ряд по увеличению стабильности. Ответ поясните.
4. Для а) 3-метил-2-бутанола и б) 3-метил-2-пентанола изобразите все конфигурационные изомеры и в каждом из них определите конфигурации хиральных центров.
Алканы и циклоалканы
1. Какой продукт образуется при реакции:
а) 2-бромпропана с металлическим натрием;
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
б) 2-метилпропена с водородом над Рt;
в) метилциклопропана с водородом над никелем;
г) 1,3-дибромпропана с цинком.
2. Напишите уравнение реакции:
а) бромирования 2-метилпропана при 20 оС и облучении;
б) дегидрирования бутана;
в) жидкофазного нитрования 2-метилпропана;
г) циклопропана с НBr при нагревании;
д) пиролиза натриевой соли пентановой кислоты;
е) восстановления 2-бутанона амальгамой цинка в соляной кислоте.
Ответы
1. Какой продукт образуется при реакции:
а) 2-бромпропана с металлическим натрием
б) 2-метилпропена с водородом над Рt
в) метилциклопропана с водородом над никелем
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
г) 1,3-дибромпропана с цинком
2. Напишите уравнения реакции:
а) бромирования 2-метилпропана при 20 оС и облучении
б) дегидрирования бутана
в) жидкофазного нитрования 2-метилпропана
г) циклопропана с НBr при нагревании
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
д) пиролиза натриевой соли пентановой кислоты
е) восстановления 2-бутанона амальгамой цинка в соляной кислоте
3. Изобразите механизм и обоснуйте высокую региоселективность реакции метилциклопентана с бромом на свету.
Данное взаимодействие протекает по механизму свободнорадикального замещения (SR) как цепная реакция. Инициирование цепного механизма происходит при гомолизе молекулы брома под действием кванта света. Затем атом брома как свободный радикал производит гомолитическое расщепление связи углерод-водород с образованием углеводородного радикала и молекулы бромоводорода. На второй стадии роста цепи углеводородный радикал вызывает гомолиз связи в молекуле брома. При этом образуется продукт реакции – 1-бром- 1-метилциклопентан – и радикал брома.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Кроме реакций, образующих цепь, следует привести еще реакции, приводящие к обрыву цепи, в которых происходит рекомбинация всех фигурирующих в механизме свободных радикалов.
Из всех возможных углеводородных радикалов наиболее вероятно образование самого устойчивого третичного радикала, стабилизированного +I-эффектами трех углеводородных заместителей: метильной группой и двух углеводородных остатков, входящих в цикл. Поскольку реакционная способность брома невелика, реакция протекает с высокой региоселективностью.
4. а) Для получения 2-метилпентана был использован диэтиллитийкупрат
LiCu(C2H5)2 и иодистый алкил. Какой алкилйодид применялся в синтезе?
Напишите реакцию.
б) Углеводород С7Н16 был синтезирован из йодистого алкила C3H7I и
дибутиллитийкупрата. При его бромировании бромом в условиях
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
фотохимической реакции образуется третичное бромпроизводное состава
C7H15Br. Установите структуру алкана С7Н16 и напишите все реакции.
в) Установите строение углеводорода С6Н14, при монобромировании которого образуется третичное бромпроизводное состава С6Н13Br; этот углеводород может быть получен по способу Вюрца без побочных продуктов.
г) Каково строение углеводорода С8Н18, если: 1) он может быть получен по методу Вюрца из первичного алкилгалогенида в качестве единственного продукта реакции; 2) при нитровании его по Коновалову получается третичное нитросоединение.
д) Какое строение имеет карбоновая кислота, обладающая следующими свойствами: 1) при электролизе водного раствора ее натриевой соли получается углеводород С10Н22; 2) при декарбоксилировании этой кислоты получается тетраметилметан.
е) Какие углеводороды получаются из трет-бутилуксусной кислоты при электролизе ее натриевой соли и при нагревании ее с твердой щелочью.
ж) Алкан состава С6Н14 был получен по реакции Вюрца-Шорыгина. При этом образовалось еще два побочных продукта. Этот же алкан удалось синтезировать без побочных продуктов действием дипропиллитийкупрата на иодистый изопропил. Напишите все реакции и структурные формулы всех продуктов.
з) При действии на иодистый бутил диалкиллитийкупратом был получен
н-гексан. Какой алкильный радикал (R) входил в состав LiCu(R)2.
Напишите реакцию.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
и) Какова формула кислоты, из натриевой соли которой может быть получен изопентан? Сколько монохлоралканов получится при хлорировании изопентана? Напишите уравнение реакций и назовите продукты.
к) Какое строение имеет углеводород состава С5Н12, если: 1) он может быть получен по методу Кижнера из соответствующего кетона и 2) при нитровании его по способу Коновалова получается третичное нитросоединение?
л) Какова формула кислоты, из натриевой соли которой может быть получен изобутан? Какой алкан получится, если эту соль подвергнуть электролизу? Напишите уравнения реакций и приведите механизм электролиза.
м) Какие алкилгалогениды целесообразно применить для получения
2,9-диметилдекана реакцией Вюрца с наибольшим выходом (без образования побочных продуктов)?
н) Какие углеводороды получатся при взаимодействии с водой: 1)
бромистого этилмагния; 2) бромистого изобутилмагния?
Ответы
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts