Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сборник вариантов индивидуальных домашних заданий по органической химии. Функциональнозамещённые ациклические органические соединения. Учебно-методиче
.pdf
Приведите механизм реакции, которая реализуется при синтезе продукта В.
5. Напишите формулы строения кетонов по продуктам их окисления:
Почему альдегиды окисляются в более мягких условиях?
6. Напишите реакцию полимеризации пропионового альдегида (образование
тримера). Укажите условия реакции.
7. Соединение состава C
O образует фенилгидразон и оксим; при действии
9H18
фуксинсернистой кислоты окрашивания не даёт, при окислении образует
валериановую и масляную кислоты. Определите строение исследуемого
соединения. Напишите уравнения реакций.
Вариант 5
1. Для пропионового альдегида напишите уравнения реакций конденсации со
следующими соединениями: а) муравьиным альдегидом; б) пентан-2-оном;
в) нитроэтаном; г) пропином. Рассмотрите механизм конденсации на одном
примере. Сколько продуктов может образоваться в реакционной смеси в случае
б)?
2. Каким способом можно получить кротоновый альдегид из уксусного
альдегида? Напишите схему реакции и механизм. Какой катализ способствует
протеканию этих процессов? Подтвердите наличие двойной связи и карбонильной группы в кротоновом альдегиде.
3. Приведите схему и механизм реакции Канницаро: а) для триметилуксусного
альдегида; б) для муравьиного альдегида. Какие альдегиды вступают в реакцию
Канницаро?
4. А. М. Бутлеров впервые получил уротропин, действуя аммиаком на раствор
формальдегида. Напишите уравнение этой реакции и структурную формулу
уротропина.
5. Установите строение кетона, имеющего состав C
O, если он при окисле-
8H16
нии даёт смесь ацетона и изовалериановой и изомасляной кислот. В каких
условиях протекает окисление данного вещества? Почему изомерный альдегид
окисляется в более мягких условиях? Приведите схемы реакций.
6. Исследуемое вещество имеет формулу C
гидразином, оно даёт соединение состава C
O. Взаимодействуя с фенил-
4H8
10H14N2
, а с гидросульфитом
31
натрия — кристаллический осадок. При действии на вещество фуксинсернистой кислоты окрашивание не появляется. Установите строение вещества,
напишите уравнения соответствующих реакций.
7. Напишите структурные формулы: а) простейшего диальдегида;
б) простейших α-, β-, γ-дикетонов. Назовите эти карбонильные соединения
и напишите для них по одной реакции на карбонильную группу.
Вариант 6
1. Какие особенности строения карбонильного соединения обусловливают
возможность альдольной конденсации, а какие — кротоновой конденсации?
Разберите механизм альдольной и следующей за ней кротоновой конденсации:
а) муравьиного альдегида и ацетона; б) пентан-2-она. Сколько продуктов может
образоваться в реакционной смеси в случае б)?
2. Из каких карбонильных соединений и в каких условиях могут быть получены
следующие соединения: а) 3-гидрокси-2-пропилгептаналь; б) 2-пропил-3гептеналь. Какой катализ способствует образованию данных веществ?
3. Напишите реакцию альдольной конденсации продуктов озонолиза 2-метил-2гексена.
4. В каких условиях протекает окисление следующих веществ: а) 2-метил-3пентанона; б) 2,2-диметил-3-гексанона; в) хлораля? Напишите схемы этих реакций.
5. Определите строение вещества состава C
с NH
OH, с HCN, но не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра. При
2
O, если оно взаимодействует
5H10
окислении исследуемого вещества получаются уксусная и пропионовая
кислота. Напишите уравнения реакций.
6. Сравните действие пентахлорида фосфора и хлора на следующие карбонильные соединения: пропионовый альдегид, формальдегид, ацетон, 2-бутанон.
7. Заполните схему превращений:
Приведите механизм реакции синтеза продукта I.
32
Тема V. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОДНООСНОВНЫЕ КИСЛОТЫ
И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ
Вариант 1
1. Напишите структурные формулы изомерных кислот состава C
5H10O2
и назовите их по рациональной и систематической номенклатуре. Приведите
схемы синтеза данных кислот любыми методами.
2. Заполните схему превращений:
Назовите все образующиеся вещества и рассмотрите механизм последней реакции. Для продукта D приведите реакции, отражающие его кислотные свойства.
3. Расположите в порядке уменьшения кислотных свойств следующие соединения: а) вода; б) ацетилен; в) этанол; г) муравьиная кислота; д) пропионовая
кислота; е) уксусная кислота; ж) трифторуксусная кислота; з) угольная кислота.
Дайте необходимые пояснения.
4. Получите метиловый эфир пропионовой кислоты, используя ацилирование
спирта кислотой, ангидридом и хлорангидридом кислоты. Разберите механизм
реакций. Объясните различия в ацилирующей способности данных реагентов.
5. Сравните условия гидролиза следующих соединений: а) хлористого ацетила;
б) уксусного ангидрида; в) этилацетата. Объясните различия, наблюдаемые
в реакционной способности этих соединений.
6. Получите ацетамид: а) ацилированием аммиака; б) из аммониевой соли
карбоновой кислоты; в) из нитрила.
7. Соединение состава C
зованием вещества C
5H10O2
5H9O2
даёт углеводород нормального строения С
, взаимодействует с гидроксидом натрия с обра-
Na, которое при нагревании с натронной известью
. Исследуемое вещество является
4Н10
оптически активным. Установите строение этого соединения.
Вариант 2
1. Приведите структурные формулы кислот, изомерных капроновой кислоте,
и назовите их по рациональной и систематической номенклатуре. Приведите
схемы синтеза данных кислот любыми методами.
2. Какие кислоты состава C
5H10O2
можно получить, взяв за исходные вещества
1-хлорбутан и 1-хлор-2-метилпропан? Разберите схемы реакций (включая
механизм) получения кислот нитрильным способом.
33
3. Объясните, почему карбоновые кислоты имеют аномально высокие температуры кипения и плавления. Приведите соответствующие объяснения. Для
пропионовой кислоты приведите реакции, отражающие её кислотные свойства.
4. Расположите в ряд по уменьшению кислотных свойств следующие вещества:
уксусную кислоту, метиловый спирт, муравьиную кислоту, триметилуксусную
кислоту. Дайте объяснения, пользуясь представлениями об электронных
эффектах.
5. Расположите в ряд по уменьшению скорости взаимодействия с хлоруксусной
кислотой следующие спирты: диметилэтилкарбинол, изобутиловый,
изопропиловый, метиловый. На одном из примеров объясните механизм
реакции этерификации.
6. Рассмотрите механизм реакции кислотного гидролиза следующих соединений: а) этилацетата; б) ацетамида. Скорость гидролиза какого соединения выше
и почему?
7. Как получить этиловый эфир уксусной кислоты, используя в качестве
ацилирующего средства соответствующий хлорангидрид? Сравните
ацилирующую способность уксусной кислоты и ацетилхлорида.
Вариант 3
1. Напишите структурные формулы кислот и соответствующих им ацильных
радикалов: а) пропионовой; б) изомасляной; в) валериановой; г) капроновой;
д) стеариновой. Приведите схемы реакций получения пропионовой кислоты
известными вам методами.
2. Заполните следующую схему превращений и дайте названия всем веществам.
Для продукта D приведите реакции, отражающие его кислотные свойства.
бутан-2-ол
HBr
(KBr + H
2SO4
Mg
A
)
абс. эфир
B
CO
2
H2O
CD
+
H
3. Напишите структурные формулы веществ и расположите их в порядке
увеличения их кислотных свойств: а) хлоруксусная кислота; б) фторуксусная
кислота; в) уксусная кислота; г) изомасляная кислота; д) трихлоруксусная
кислота; е) муравьиная кислота. Дайте необходимые пояснения.
4. Из пропионовой кислоты получите: а) галогенангидрид; б) ангидрид; в) амид;
г) нитрил; д) сложный эфир. Приведите механизм кислотного и щелочного
гидролиза сложного эфира.
5. Сравните механизмы нуклеофильного замещения на примере гидролиза
хлористого бутила и хлористого бутирила. Отметьте общее в этих механизмах.
6. Какие соединения образуются при взаимодействии акриловой кислоты со
следующими веществами: а) Na
; б) Br2; в) HBr? Разберите механизм
2CO3
34
последней реакции. Какие соединения можно получить при окислении
акриловой кислоты в разных условиях?
7. Приведите примеры непредельных высших жирных кислот, входящих
в состав жиров. Как влияет степень непредельности на агрегатное состояние
жира? С помощью каких реакций можно обнаружить двойные связи в этих
кислотах? Приведите три примера таких реакций.
Вариант 4
1. Напишите структурные формулы изомерных кислот состава C
7H14O2
,
содержащих главные цепи из пяти и шести атомов углерода. Назовите кислоты
по систематической номенклатуре. Приведите схемы реакций получения на
примере одной из кислот.
2. Напишите и назовите соединения, получающиеся в результате следующих
превращений:
Приведите механизм последней реакции. Напишите альтернативную схему
получения соединения D реакцией Гриньяра.
3. Расположите следующие кислоты в порядке возрастания реакционной
способности в реакции этерификации этилового спирта: HCOOH, CH
(СН
СНСООН, (СН3)3ССООН. Разберите механизм этерификации. Каким
3)2
COOH,
3
образом можно усилить ацилирующую способность карбоновой кислоты?
4. Для 2-метилпропановой кислоты напишите реакции (включая механизмы)
образования ангидрида, хлорангидрида, амида и этилового эфира различными
способами.
5. Рассмотрите механизм гидролиза метилпропионата в условиях кислотного
и щелочного катализа. В чём преимущество щелочного катализа?
6. Напишите схему получения метакриловой кислоты. Какие производные
метакриловой кислоты находят техническое применение?
7. Вещество C
9H18O2
в углеводород C
при прокаливании с гидроксидом натрия превращается
, который идентичен соединению, образующемуся при
8H18
электролизе соли триметилуксусной кислоты. Каково строение исходного
соединения? Приведите схемы всех превращений.
Вариант 5
1. Напишите структурные формулы кислот и назовите их по систематической
номенклатуре: а) триметилуксусной; б) изовалериановой; в) изопропилуксусной; г) изокапроновой; д) α-хлорпропионовой. Приведите схемы реакций
получения изокапроновой кислоты известными вам методами.
35
2. Напишите уравнения реакций согласно схеме:
Рассмотрите механизм последней реакции.
3. Составьте схемы взаимодействия уксусной кислоты со следующими веществами: а) гидроксидом кальция; б) карбонатом магния; в) хлором; г) хлоридом
фосфора (V); д) аммиаком (с последующим нагреванием); е) метиловым спиртом. Рассмотрите механизм реакции д). В роли какого реагента выступает карбоновая кислота в реакциях с нуклеофилами? Укажите эти взаимодействия.
4. У какого соединения из каждой пары сильнее выражены кислотные свойства:
а) пропановая и 2-хлорпропановая кислоты; б) уксусная и хлоруксусная
кислоты; в) 3-нитропропановая и 2-нитропропановая кислоты? Напишите
структурные формулы веществ и приведите необходимые объяснения.
5. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующей
схеме:
6. Имея ацетилен и другие необходимые вещества, получите: а) акриловую
кислоту и её метиловый эфир; б) акрилонитрил.
7. Какие органические вещества относятся к жирам? Приведите примеры
твёрдого и жидкого жира. В чём заключается гидрогенизация жиров? С какой
целью осуществляется этот процесс?
Вариант 6
1. Написать структурные формулы веществ и расставить электронные эффекты
в молекулах: а) пропионовая кислота; б) α-хлорпропионовая кислота;
в) акриловая кислота, г) 2-нитропропановая кислота.
2. Напишите структурные формулы кислот: а) масляной; б) α-метилмасляной;
в) α,β-диметилвалериановой; г) капроновой. Назовите их по систематической
номенклатуре. Где возможно, дайте рациональные названия. Приведите схемы
реакций получения масляной кислоты известными вам методами.
3. Какая кислота в каждой паре более сильная и почему: а) муравьиная и уксусная; б) уксусная и триметилуксусная; в) α-хлормасляная и β-хлормасляная;
г) пропионовая и акриловая.
36
4. Получите пропионовую кислоту из следующих соединений: а) 1-пропанола;
б) пропена; в) бромистого этила; г) пентан-3-она. Какая из предложенных реакций протекает по механизму S
N
1?
5. Какие соединения образуются при обработке масляной кислоты следующими реагентами: а) пентахлорид фосфора; б) аммиак, 20°С; в) аммиак (изб.),
170°С; г) метанол, конц. Н
; д) Ba(OH)2 (0.5 экв.), 350 °С; е) NaOH (изб.) при
2SO4
нагревании; ж) NaOH (1 экв.), затем электролиз раствора полученной соли?
Приведите схемы и механизмы реакций.
6. Напишите реакцию переэтерификации этилбутирата бутиловым спиртом.
Рассмотрите механизм реакции.
7. Соединение С
C
NO, которое при восстановлении LiAIH4 превращается
6H13
ClO при нагревании с этиламином превращается в вещество
4Н7
в этилизобутиламин. Определите строение исходного и промежуточного
соединений (назовите их) и напишите схемы соответствующих реакций.
37
Тема VI. ДВУХОСНОВНЫЕ КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Вариант 1
1. Напишите структурные формулы двухосновных кислот и их производных: малоновой; диметилмалоновой; динитрила малоновой кислоты; диамида
малоновой кислоты; монометилового эфира щавелевой кислоты; диэтилового
эфира малоновой кислоты.
2. Расположите уксусную, щавелевую, малоновую, янтарную, адипиновую
и пропионовую кислоты в порядке увеличения кислотных свойств и приведите
необходимые пояснения.
3. Получите адипиновую кислоту из 1,3-бутадиена. Подтвердите её
строение соответствующими реакциями.
4. Объясните подвижность атомов водорода в метиленовой группе
малонового эфира. Какие вещества являются СН-кислотами? К какой группе
нуклеофилов они относятся? Напишите уравнения реакций малонового эфира
со следующими реагентами: а) этилатом натрия; б) формальдегидом;
в) бромом; г) азотистой кислотой.
5. Исходя из малонового эфира, получите изомасляную кислоту. Химическими реакциями подтвердите наличие в ней карбоксильной группы. Можно ли
на основе малонового эфира осуществить синтез диметилпропановой кислоты?
6. Сравните отношение к нагреванию щавелевой, малоновой, янтарной,
глутаровой и адипиновой кислот. Напишите схемы реакций и назовите
полученные соединения.
7. Вещество C
6H8O4
обесцвечивает бромную воду, при озонолизе в качестве
единственного продукта образует пировиноградную кислоту, а при нагревании
выделяет воду и превращается в ангидрид C
6H6O3
. Определите строение
исследуемого соединения.
Вариант 2
1. Напишите структурные формулы изомерных кислот состава C
5H8O4
и назовите их по систематической номенклатуре.
2. Сравните кислотность щавелевой и муравьиной кислот; малоновой
и уксусной кислот. Как вы объясните эти различия?
3. Имея масляную кислоту и другие необходимые вещества, получите
диэтилмалоновую кислоту. Напишите уравнения реакций.
4. Из натриймалонового эфира и необходимых веществ получите
α-метилвалериановую кислоту.
5. Напишите уравнения реакций янтарной кислоты со следующими реагентами: а) водн. NaOH; б) водн. NaHCO
; в) водн. NH3, затем нагревание;
3
38
г) сильное нагревание. В каких реакциях кислота выступает в роли
электрофила? Приведите механизмы этих процессов.
6. Осуществите следующие превращения:
COOC2H
5
+
Na
COOC
2H5
2C2H5ONa
B
соед.
A
NaOH
DCF
E
+
H
(C8H12O4)
этен
Br2aq.
A
2
HC
7. Водный раствор вещества, имеющего эмпирическую формулу C
4H6O4
,
даёт кислую реакцию на лакмус, а при взаимодействии с гидроксидом натрия
образует вещество состава C
4H4O4Na2
получается соединение состава C
. При нагревании исследуемого вещества
4H4O3
. Определите строение исходного соеди-
нения.
Вариант 3
1. Напишите структурные формулы всех изомерных дикарбоновых кислот
общей формулы C
(COOH)2 и приведите их тривиальные и систематические
3H6
названия. Что будет происходить при нагревании этих кислот? Приведите
схемы реакций.
2. Объясните, почему низшие дикарбоновые кислоты являются более
сильными, чем монокарбоновые. Расположите кислоты: щавелевую, уксусную,
малоновую по уменьшению их кислотности, соотнесите с каждой из них значения констант кислотности: 1.75ꞏ10
–5
; 6.5ꞏ10–2; 1.7ꞏ10–3.
3. Приведите схему синтеза диэтилового эфира малоновой кислоты из
уксусной кислоты и необходимых органических веществ. Какие из предложенных реакций протекают по механизму S
? Приведите эти механизмы.
N
4. С помощью малонового эфира получите изовалериановую кислоту, а из
неё — хлорангидрид, ангидрид и сложный эфир.
5. В реакцию с малоновым эфиром введите: а) метиловый эфир акриловой
кислоты; б) нитроэтилен. Какие продукты образуются при гидролизе полученных соединений? Какие алкены называются активированными? Какой механизм присоединения для них характерен? Приведите механизм реакции б).
6. С помощью малонового эфира получите: а) глутаровую кислоту;
б) адипиновую кислоту; в) пропеновую кислоту.
7. Установите строение вещества состава С
4H6O4
, обладающего кислотными
свойствами. При взаимодействии его с этиловым спиртом в присутствии
серной кислоты образуется вещество состава C
6H14O4
при нагревании выделяет оксид углерода (IV) и соединение состава C
. Исследуемое вещество
3H6O2
,
обладающее также кислотными свойствами.
39
Вариант 4
1. Приведите исторические (тривиальные) названия неразветвлённых
насыщенных дикарбоновых кислот, содержащих от двух до шести атомов
углерода. Какие из представленных кислот при нагревании будут
самопроизвольно декарбоксилировать, а какие отщеплять воду? Приведите
схемы реакций и назовите конечные продукты.
2. Расположите метилянтарную, щавелевую, метилмалоновую,
3-метилглутаровую и 2-метилглутаровую кислоты в порядке возрастания
кислотности. Как вы объясните этот ряд?
3. Имея натриймалоновый эфир и необходимые вещества, получите
капроновую кислоту и её структурные изомеры: 3-метилпентановую,
2-этилбутановую и 2,3-диметилбутановую кислоты.
4. Какое соединение получится в результате следующих превращений:
Какие механизмы реализуются при синтезе продуктов А и С?
5. Напишите структурные формулы следующих соединений:
6. Как получают щавелевую кислоту в промышленности? Напишите
уравнения реакций и укажите условия.
7. Вещество состава C
4H4O4
обладает кислым характером, при гидрировании образует янтарную кислоту, а при нагревании выделяет воду с образованием C
4H2O3
калия. Напишите формулу строения вещества C
, обесцвечивающего бромную воду и водный раствор перманганата
4H4O4
и схемы соответствующих реакций. Предложите схему синтеза исходного вещества на основе
малонового эфира.
Вариант 5
1. Напишите структурные формулы непредельных дикарбоновых кислот
общей формулы C
5H6O4
(включая геометрические) и назовите их по исторической номенклатуре. Что будет происходить при нагревании этих кислот?
Приведите схемы реакций.
2. Как изменяется сила дикарбоновых кислот в гомологическом ряду?
Отметьте, какое значение констант кислотности принадлежит соответственно
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]