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
7. Установите строение соединения C
5H8O3
, которое устойчиво к нагреванию,
даёт оксим, не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, а при
восстановлении амальгамированным цинком в соляной кислоте превращается
в валериановую кислоту.
Вариант 5
1. Напишите структурные формулы соединений: а) метилового эфира
глиоксиловой кислоты; б) нитрила пировиноградной кислоты; в) амида
γ-кетовалериановой кислоты; г) фенилгидразона ацетоуксусного эфира.
Укажите, какие из приведённых веществ являются СН-кислотами.
2. Приведите уравнения реакций получения α-кетомасляной кислоты:
а) из пропионового альдегида; б) из пропионовой кислоты.
3. Опишите с помощью индуктивного и мезомерного эффектов взаимное
влияние функциональных групп в следующих соединениях: а) 2-оксоэтановая
кислота; б) формилуксусная кислота; в) β-оксомасляная кислота;
г) 4-оксопентановая кислота; д) δ-оксокапроновая кислота. Сравните
качественно кислотность этих соединений и соответствующих предельных
монокарбоновых кислот. Расположите приведённые соединения в порядке
убывания их кислотных свойств. Отметьте соединения, в которых имеется
активная метиленовая группа. Какие свойства она определяет? Приведите
схему реакции, подтверждающей её наличие.
4. Дайте определение явлению таутомерии. Какие из приведённых веществ
способны к кето-енольной таутомерии:
Составьте для них схемы таутомерных превращений. Какие интермедиаты обусловливают возможность образования таутомерных форм? Почему в неполярных средах доля енольной формы увеличивается? Какими превращениями
можно доказать наличие кетонной и енольной форм в растворе?
5. Напишите уравнения реакций ацетоуксусного эфира со следующими
веществами: а) Br
, FeCl3; б) ацетон; в) йодистый метил; г) акрилонитрил.
2
6. С помощью ацетоуксусного эфира получите метилизопропилкетон
и изомасляную кислоту. Объясните роль конц. щёлочи при кислотном
расщеплении АУЭ.
7. Заполните схему превращений:
этилен → этанол → ацетоуксусный эфир → адипиновая кислота.
Напишите уравнения соответствующих реакций.
51
Вариант 6
1. Назовите соединения:
Укажите, какие из приведённых веществ являются СН-кислотами. Приведите
схемы, подтверждающие СН-кислотные свойства выбранных соединений.
2. Дайте определение явлению таутомерии. Какой интермедиат обусловливает
возможность образования таутомерных форм АУЭ? Почему в неполярных средах доля енольной формы увеличивается? Какими превращениями можно доказать наличие кетонной и енольной форм в растворе? Изобразите цис- и трансконфигурации енольной формы ацетоуксусного эфира. Какая из них энергетически более выгодна и почему? Объясните также, почему этот енол, являясь
спиртом, имеет более низкую температуру кипения (33°C / 2 мм рт. ст.), чем
соответствующая ему кето-форма (40–41° / 2 мм рт. ст.).
3. Напишите схему получения ацетоуксусного эфира из этилацетата.
Рассмотрите механизм реакции. Объясните, почему этилацетат проявляет
СН-кислотные свойства? Возможно ли аналогичное поведение для уксусной
кислоты?
4. Напишите уравнение реакции ацетоуксусного эфира с этилатом натрия.
Рассмотрите строение натрийацетоуксусного эфира. Как эта соль будет реагировать в спирте со следующими соединениями: а) CH
в) ClCH
OCH3? Что понимается под двойственной реакционной способностью
2
Br; б) CH3COCl;
3CH2
натрийацетоуксусного эфира?
5. Напишите схемы реакций кетонного и кислотного расщепления следующих
β-кетоэфиров: а) диэтилацетоуксусного; б) метилизопропилацетоуксусного.
Назовите продукты. В каких условиях и по каким механизмам протекают эти
процессы? Объясните роль конц. щёлочи при кислотном расщеплении АУЭ.
6. Заполните следующую схему:
Приведите механизм синтеза продукта D.
7. Напишите структурную формулу алкилацетоуксусного эфира, при кислотном
расщеплении которого образуется 3-метилпентановая кислота. Напишите
реакции этого эфира со следующими реагентами: а) NaHSO
; б) NH2OH; в) Br2;
3
г) нитроэтилен.
52
Тема IX. УГЛЕВОДЫ. МОНОСАХАРИДЫ
Вариант 1
1. Сколько стереоизомерных форм возможно для альдотетроз? Напишите
проекционные формулы этих стереоизомеров и назовите их.
2. Какие моносахариды называют эпимерами? Напишите проекционные
формулы галактозы и её эпимера. В каких условиях происходит эпимеризация?
Приведите механизм этого процесса.
3. Составьте схему таутомерных превращений D-фруктозы, пользуясь перспективными формулами Хеуорса и учитывая, что в растворах существуют как
пиранозные, так и фуранозные формы. Взаимодействие каких функциональных
групп приводит к указанным превращениям? Как этот процесс проявляется
физически?
4. Какие стереоизомерные альдогексозы образуются при удлинении цепи (через
оксинитрил) из D-арабинозы? Напишите уравнения реакций и назовите все
промежуточные и конечные соединения.
5. Напишите уравнения реакций D-маннозы со следующими веществами:
а) бромной водой; б) HNO
; в) HCN; г) H2(Ni); д) NH2OH; е) NH2NHC6H5 (изб.).
3
Какие реакции необходимо провести, чтобы доказать наличие в таутомерных
формах маннозы гликозидного гидроксила, карбонильной группы и функций
многоатомного спирта?
6. Составьте уравнения реакций согласно схеме:
7. При нагревании с кислотами (H
, HCl) пентозы дают фурфурол. Напиши-
2SO4
те уравнение реакции превращения D-арабинозы в фурфурол. С помощью
каких реакций можно доказать наличие в фурфуроле карбонильной группы?
Вариант 2
1. Напишите проекционные формулы а) α- и β-D-маннозы;
б) α- и β-D-фруктозы.
2. На примере D-фруктозы определите, сколько оптических изомеров
соответствует её полуацетальным формам. Какие химические превращения
приводят к полуацетальным формам? Как этот процесс проявляется физически?
3. Напишите проекционные формулы моноз, эпимерных D-глюкозе,
D-галактозе, D-арабинозе. Приведите механизм процесса эпимеризации.
4. Из каких моноз и с помощью каких реакций можно получить следующие
соединения: галактаровую (слизевую), глюконовую кислоты, маннит, сорбит?
53
5. Напишите уравнения реакций D-глюкозы со следующими реагентами:
а) CH
г) CH
OH (в присутствии сухого HCl); б) CH3I (изб.); в) CH3C(CO)Cl (изб.);
3
NH2. Какие реакции необходимо провести, чтобы доказать наличие
3
в таутомерных формах глюкозы гликозидного гидроксила, карбонильной группы и функций многоатомного спирта?
6. Какие монозы образуют озазон строения:
HC NNHC6H
C
H
H
CH2OH
NNHC6H
OH
OH
5
5
Ответ обоснуйте схемами соответствующих реакций.
7. Допишите следующие реакции:
Назовите продукты A-C.
Вариант 3
1. Сколько стереоизомерных форм возможно для альдопентоз? Напишите
проекционные формулы D- и L-рибозы; D- и L-ксилозы. Какой из углеродных
атомов определяет отнесение этих моносахаридов к D- или L-ряду?
2. При действии щёлочи на глюкозу происходит её изомеризация с образованием равновесной смеси глюкозы, маннозы и фруктозы. Напишите уравнение
этой реакции и объясните её причины.
3. Какое явление называют мутаротацией? Объясните мутаротацию на примерах D-маннозы и D-арабинозы, учитывая, что α- и β-аномеры в равновесной системе находятся в пиранозной форме. Взаимодействие каких функциональных
групп приводит к указанным превращениям?
4. С помощью нитрильного синтеза можно получить высшие сахара из низших.
Какие моносахариды получаются при удлинении цепи (через оксинитрил) из
D-ксилозы?
5. Напишите уравнения реакций превращения глюкозы: а) в глюконовую
кислоту; б) в сахарную кислоту; в) в D-сорбит; г) в D-арабинозу; д) в озазон.
Какие реакции необходимо провести, чтобы доказать наличие в таутомерных
54
формах глюкозы гликозидного гидроксила, карбонильной группы и функций
многоатомного спирта?
6. На α-D-галактопиранозу подействовали С
а затем избытком диметилсульфата (CH
3O)2SO2
OH в присутствии сухого HCl,
2H5
. Способно ли образовавшееся
вещество к мутаротации? Напишите уравнения соответствующих реакций.
7. Напишите формулы: а) α-D-рибозо-5-фосфата; б) α-D-глюкозо-6-фосфата;
в) α-D-фруктозо-1,6-дифосфата. Какова биологическая роль фосфорных эфиров
моносахаридов?
Вариант 4
1. Сколько стереоизомеров возможно для альдогексоз; кетогексоз? Приведите
проекционные формулы D- и L-глюкозы, D- и L-маннозы, D- и L-фруктозы.
2. Моносахариды D-ряда генетически связаны с D-глицериновым альдегидом
и могут быть из него получены. Приведите схему синтеза из D-глицеринового
альдегида альдотетроз (D-эритрозы и D-треозы).
3. Напишите уравнения реакций фенилгидразина с D-рибозой и с 2-дезокси-Dрибозой. В чём различие этих реакций? Какая альдопентоза является эпимером
D-рибозы?
4. Приведите схему таутомерных превращений D-галактозы, учитывая, что
в растворе присутствуют пиранозные и фуранозные формы (содержание
аномерных галактофураноз составляет всего 1–2 %).
5. Напишите уравнения реакций окисления D-глюкозы и D-маннозы до соответствующих альдоновых кислот: а) аммиачным раствором оксида серебра;
б) реактивом Фелинга. Для полученных кислот приведите структурные
формулы γ- и δ-лактонов.
6. Составьте уравнения реакций по следующей схеме:
D-манноза метилгликозид -D-маннопиранозы пентаметил- -D-маннопираноза
тетраметил-
-D-маннопираноза
тетраметил- -D-манноза
(открытая форма)
тетраметил- -D-маннопираноза
Какие реакции необходимо провести, чтобы доказать наличие в таутомерных
формах маннозы гликозидного гидроксила, карбонильной группы и функций
многоатомного спирта?
7. Как можно различить следующие вещества: 1) D-фруктоза и D-глюкоза;
2) D-глюкоза и α-D-метилглюкозид; 3) D-глюкоза и сорбит?
Вариант 5
1. Напишите проекционные формулы следующих моносахаридов:
а) D- и L-фруктозы; б) D- и L-галактозы; в) D- и L-рибозы.
55
2. Напишите реакции окисления и восстановления следующих моноз:
L-глюкозы, D-маннозы, D-галактозы.
3. Составьте схему таутомерных превращений D-маннозы, пользуясь проекционными и перспективными формулами, и объясните, по какому признаку её
относят к D-ряду.
4. Напишите уравнения реакций D-фруктозы со следующими реагентами:
а) HCN; б) NH
OH; в) NH2NHC6H5; г) H2(Ni); д) (СH3CO)2O. Какие реакции
2
необходимо провести, чтобы доказать наличие в таутомерных формах фруктозы гликозидного гидроксила, кетонной группы и функций многоатомного
спирта?
5. Напишите уравнения реакций согласно схеме:
NH2OH
L-глюкоза
A
L-арабиноза
6. Составьте уравнения реакций согласно схеме:
7. Какая из моноз — метил-2,3,4,6-тетраметил-α-D-галактопиранозид или
2,3,4,6-тетраметил-α-D-галактопираноза — будет подвергаться мутаротации
в водном растворе? Приведите схему процесса, а также схемы получения соединений из D-галактозы.
Вариант 6
1. Приведите проекционные формулы тетроз и объясните, почему среди моносахаридов, содержащих несколько асимметрических атомов углерода, нет изомеров, недеятельных вследствие внутримолекулярной компенсации.
2. При действии на D-глюкозу гидроксида кальция при обычной температуре
через пять дней образуется равновесная смесь эпимеров: D-глюкозы — 63.5 %,
D-маннозы — 2.5 %, D-фруктозы — 31 %. Составьте схему и механизм этих
превращений. Какова в них роль енольной формы?
3. Изобразите перспективные (по Хеуорсу) формулы аномеров: 1) α- и β-Dрибофуранозы; 2) α- и β-L-фруктопиранозы; 3) α- и β-D-маннопиранозы;
4) α- и β-2-дезоксирибофуранозы.
4. Как можно уменьшить углеродную цепь в молекуле моносахарида?
Составьте схемы реакций, протекающих при превращении D-рибозы в Dэритрозу.
5. Напишите уравнения реакций D-маннозы со следующими реагентами:
а) СH
OH (в присутствии сухого HCl); б) избытком диметилсульфата;
3
в) уксусным ангидридом; г) гидроксиламином. Какие реакции необходимо провести, чтобы доказать наличие в таутомерных формах маннозы гликозидного
гидроксила, карбонильной группы и функций многоатомного спирта?
56
6. Напишите уравнения реакций получения из D-галактозы и других
необходимых веществ тетраметил-α-D-метилгалактозида. Мутаротирует
ли продукт реакции в водной среде?
7. Для доказательства наличия шестичленного цикла в молекуле глюкозы
Хеуорс применил метод метилирования. D-глюкоза была превращена в
α-метил-D-глюкозид, а затем в 2,3,4,6-тетраметил-α-D-метилглюкопиранозид,
из которого кислотным гидролизом была получена 2,3,4,6-тетраметил-Dглюкоза. Последнюю окислили перманганатом калия, причём образовалась
триметоксиглутаровая кислота. Напишите уравнения перечисленных реакций.
57
Тема X. ДИСАХАРИДЫ И ПОЛИСАХАРИДЫ
Вариант 1
1. Изобразите перспективные формулы мальтозы (4-(α-D-глюкопиранозил)-Dглюкозы) и целлобиозы (4-(β-D-глюкопиранозил)-D-глюкозы). В чём заключается сходство и различие в их строении и свойствах? Какие реакции необходимо провести, чтобы доказать наличие в таутомерных формах мальтозы гликозидного гидроксила, карбонильной группы и функций многоатомного спирта?
2. Составьте уравнения реакций согласно схеме:
Назовите продукты гидролиза. Какие из перечисленных веществ способны
к мутаротации? Напишите схему таутомерных превращений.
3. Сахарозу подвергли гидролизу, а затем смесь продуктов обработали
избытком фенилгидразина. Составьте уравнение реакции и назовите конечный
продукт.
4. На мальтозу подействовали этанолом в присутствии сухого HCl, затем
обработали избытком хлористого ацетила. Полученное соединение подвергли
гидролизу. Напишите уравнение происходящих реакций и опишите свойства
продуктов, образовавшихся в результате гидролиза.
5. Чем отличаются гомополисахариды от гетерополисахаридов? Приведите
примеры.
6. Для получения вискозного шёлка используют ксантогенат целлюлозы,
который гидролизуют к кислой среде. Приведите уравнения реакций получения
ксантогената и его гидролиза. Что такое целлофан?
Вариант 2
1. Трегалоза (грибной сахар) не обладает восстанавливающими свойствами,
а при гидролизе образует две молекулы глюкозы (в форме α-Dглюкопиранозы). Напишите перспективную формулу трегалозы и дайте название этому дисахариду, исходя из названий остатков глюкозы.
2. Может ли мальтоза существовать в виде двух аномеров? Составьте схему
таутомерных превращений мальтозы. Какие реакции необходимо провести,
чтобы доказать наличие в таутомерных формах мальтозы гликозидного
гидроксила, карбонильной группы и функций многоатомного спирта?
58
3. Напишите уравнения реакций для лактозы: 1) взаимодействие с гидроксидом
меди (II); 2) образование озазона; 3) взаимодействие с этанолом (в присутствии
сухого HCl); 4) взаимодействие с избытком уксусного ангидрида.
4. С помощью каких реакций можно отличить сахарозу от мальтозы? С какими
реагентами эти дисахариды взаимодействуют одинаково? Напишите уравнения
соответствующих реакций и назовите образующиеся продукты.
5. Сравните строение и свойства амилозы и амилопектина. Какие промежуточные и конечный продукты образуются при гидролизе крахмала? Приведите
схему его гидролиза.
6. Составьте схемы получения моно-, ди- и тринитратов целлюлозы, используя
формулы Хеуорса. Какое применение они находят?
Вариант 3
1. Приведите перспективную формулу сахарозы и назовите её. Объясните, почему сахароза не вступает в реакции по карбонильной группе. Способна ли она
к мутаротации? Какие реакции необходимо провести, чтобы доказать отсутствие в молекуле сахарозы гликозидного гидроксила и карбонильной группы?
2. В молекуле лактозы восстанавливающая группа находится в остатке
глюкозы. Это было доказано превращением лактозы в лактозазон, который при
гидролизе давал галактозу и глюкозазон. Напишите уравнения перечисленных
реакций.
3. Гидролиз сахарозы называют инверсией. Объясните этот термин и напишите
уравнение реакции.
4. Приведите уравнения реакций согласно схеме:
Назовите промежуточные и конечный продукты реакций. Как доказать наличие
в таутомерных формах мальтозы гликозидного гидроксила, карбонильной
группы и функций многоатомного спирта?
5. Приведите перспективные формулы фрагментов крахмала (амилозы)
и целлюлозы. В чём сходство и различие в строении этих полисахаридов?
6. С помощью каких качественных реакций можно получить глюкозу, сахарозу
и крахмал? Приведите необходимые пояснения и напишите уравнения реакций.
Вариант 4
1. Почему дисахариды легко гидролизуются? Приведите схему гидролиза
сахарозы. Почему продукт гидролиза называется инвертным сахаром? Как
доказать, что сахароза относится к невосстанавливающим сахарам?
59
2. Напишите реакции лактозы со следующими веществами: а) уксусным
ангидридом; б) гидроксиламином; в) фенилгидразином. Какие реакции необходимо провести, чтобы доказать наличие в таутомерных формах лактозы гликозидного гидроксила, карбонильной группы и функций многоатомного спирта?
3. Напишите реакцию окисления целлобиозы. Назовите конечный продукт.
4. Напишите уравнения реакций согласно схеме, пользуясь перспективными
формулами:
5. Какой полисахарид называют крахмалом? Какими свойствами он обладает?
Какой дисахарид и моносахарид являются продуктами его гидролиза? Какое
строение имеют полимерные цепи крахмала?
6. Приведите строение участка молекулы целлюлозы. Чем обусловлено
существенное отличие в свойствах этого полисахарида от крахмала? В каких
веществах растворяется целлюлоза?
Вариант 5
1. Напишите формулы Хеуорса следующих биоз: а) 4-(α-D-глюкопиранозил)-Dглюкопиранозы; б) α-D-глюкопиранозил-α-D-глюкопиранозида; в) 4-(β-Dгалактопиранозил)-D-глюкопиранозы.
2. Сахарозу подвергните гидролизу. Для полученных соединений напишите
реакцию с избытком фенилгидразина. Какие из соединений будут обладать
свойствами мутаротации? Как доказать, что сахароза относится к невосстанавливающим сахарам?
3. Покажите кольчато-цепную (цикло-оксо) таутомерию мальтозы, целлобиозы.
Как доказать наличие в таутомерных формах целлобиозы гликозидного
гидроксила, карбонильной группы и функций многоатомного спирта?
4. Составьте уравнение реакций соответственно схеме:
Назовите продукты гидролиза. Изменяется ли значение угла вращения
плоскости поляризации при хранении их водных растворов? Приведите
необходимые пояснения.
5. Представьте схему образования озазона целлобиозы.
6. Какие эфиры клетчатки находят техническое применение? Назовите их
и напишите их формулы.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]