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
Вариант 6
1. Изобразите перспективные формулы Хеуорса следующих дисахаридов:
а) 4-(α-D-глюкопиранозил)-D-глюкозы; 2) 4-(β-D-глюкопиранозил)-D-глюкозы;
3) 2-(α-D-глюкопиранозил)-β-D-фруктофуранозида. Какие из перечисленных
дисахаридов относятся к восстанавливающим и какие — к невосстанавливающим? Как доказать принадлежность дисахаридов к этим группам?
2. Обнаруживает ли целлобиоза мутаротацию? Может ли она существовать
в виде двух аномеров (α и β)? Составьте проекционные и перспективные
формулы таутомерных форм мальтозы. Как доказать наличие в таутомерных
формах лактозы гликозидного гидроксила, карбонильной группы и функций
многоатомного спирта?
3. Представьте схему образования озазона мальтозы.
4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно выяснить:
1) какие гидроксильные группы участвуют в образовании кислородного мостика между остатками моноз; 2) в какой форме — пиранозной или фуранозной —
находится каждая из моноз.
5. Составьте перспективную (по Хеуорсу) формулу фрагмента молекулы гликогена. Какие типы связей между остатками моноз имеются в этом полисахариде?
Чем отличается гликоген от амилопектина? Какую роль играет он в организме?
6. Как можно получить из крахмала глюконат кальция? Составьте схему реакций.
61
Тема XI. АЛИФАТИЧЕСКИЕ НИТРОСОЕДИНЕНИЯ
Вариант 1
1. Напишите структурные формулы изомерных мононитросоединений,
производных 2-метилбутана. Назовите их по систематической номенклатуре
и укажите первичные, вторичные и третичные нитросоединения.
2. Какие нитропроизводные получаются при газофазном нитровании
изобутана? Приведите механизм реакции и определите, какой нитроалкан
образуется в большем количестве.
3. Какие из приведённых соединений будут реагировать с гидроксидом натрия:
а) нитроэтан; б) 2-нитропропан; в) 2-метил-2-нитропропан? Напишите
уравнения реакций и рассмотрите строение натриевых солей аци-форм нитросоединений. В качестве каких реагентов они выступают при взаимодействии
с карбонильными соединениями? Рассмотрите механизм реакций.
4. Как будут относиться к действию азотистой кислоты изомерные нитроалканы формулы C
4H9O2
N? Приведите уравнения соответствующих реакций.
5. Нитроаллил конденсируется с двумя молями формальдегида. В каких
условиях протекает этот процесс? Напишите схему реакции, рассмотрите её
механизм и назовите продукт реакции по систематической номенклатуре.
6. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующей
схеме:
Приведите механизм первой реакции. Объясните регионаправленность этого
процесса.
7. Вещество состава C
5H11O2
нагревании с концентрированной H
и гидроксиламин. Исследуемое вещество восстанавливается в продукт C
а при действии азотистой кислоты даёт вещество состава С
N оптически активно, растворяется в щелочах, при
образует карбоновую кислоту
2SO4
N,
5H13
5Н11O2N2
, растворя-
ющееся в щелочах с образованием соли. Определите строение вещества.
Вариант 2
1. Напишите структурные формулы изомерных мононитросоединений
с шестью углеродными атомами. Назовите их по систематической номенклатуре и укажите первичные, вторичные и третичные нитросоединения.
2. Нитрометан в лаборатории получают действием нитрата натрия на монохлоруксусную кислоту. Приведите уравнения протекающих при этом реакций
и механизм первой реакции.
62
3. Для каких нитросоединений характерно образование аци-формы? Чем
обусловлен этот процесс? Рассмотрите аци-нитро-таутомерию нитропропана.
В качестве каких реагентов они выступают в присутствии каталитических
количеств оснований? Рассмотрите механизмы подобных реакций на примере
2-нитробутана.
4. Напишите уравнение реакции дегидратации соединения, полученного
конденсацией 2-нитропропана с пропионовым альдегидом. В каких условиях
и по какому механизму протекает эта конденсация, какой катализатор требуется для её осуществления? Назовите продукты реакций по систематической
номенклатуре.
5. Осуществите следующие превращения:
H3C
H3C
CH
CH
2
CH
NO
2
3
HOCH
2
Какой из предложенных вами процессов протекал по механизму Ad
CH
CH
2
NH
NO
2
C
CH2CH
CH
3
2
CH
3
3
? Какой
N
катализатор использовался в этом превращении?
6. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующей
схеме:
По какому механизму протекает синтез продукта А? Чем обусловлена лёгкость
декарбоксилирования этого вещества при нагревании? Разберите механизм
последней реакции, объясните её регионаправленность. К какой группе алкенов
относится метилакрилат?
7. Вещество состава С
5H11O2
N не гидролизуется кислотами, не растворяется
в щелочах, не реагирует с бромом и азотистой кислотой, при восстановлении
образует вещество состава С
N. Установите строение исследуемого
5H13
вещества и напишите соответствующие уравнения реакций.
Вариант 3
1. Назовите по систематической номенклатуре следующие соединения:
(NO2)2; СH(NO2)3; (CH3)2CHCH2NO2; CH3–CH=CH–NO2; NO2–CH2–NO2.
СH
2
Какие из приведённых веществ являются СН-кислотами? Чем обусловлено это
свойство?
63
2. Нитросоединения могут быть получены из галогенпроизводных. Напишите
уравнения реакций получения 2-нитробутана и 2-нитро-2-метилбутана из соответствующих галогеналканов. По какому механизму протекает эта реакция?
3. Как отличить по свойствам следующие соединения: СH
3CH2
NO
2
и CH3CH2ONO? Какие вещества образуются при их гидролизе (в кислой среде)
и восстановлении?
4. На примере 1-нитропропана охарактеризуйте нитросоединения как
СН-кислоты. Приведите схему таутомерных превращений нитроформы
и ациформы. В качестве какого реагента нитропропан выступает в реакции
с ацетальдегидом? Рассмотрите механизм этой реакции.
5. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующей
схеме:
Назовите вещества.
6. Вещество состава С
5H11O2
N легко гидролизуется разбавленными кислотами,
восстанавливается в гидроксиламин и спирт. Гидратация приводит к алкену,
гидробромирование которого даёт 2-бром-3-метилбутан. Определите строение
вещества.
7. Заполните схему превращений:
Вариант 4
1. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) 1-нитро-2бутена; б) 1-нитро-1-бутена; в) 2-нитро-4,4-диметилпентана; г) 2-нитро-3,5диметилгексана; д) 4-нитро-2-пентена. Какие из данных соединений могут быть
получены по механизму S
1? Напишите схемы и механизмы этих реакций.
N
2. Составьте схему синтеза 2-нитропропана из 1,2-дихлорэтана. Обозначьте, по
какому механизму протекает каждая стадия.
3. Объясните с точки зрения электронной теории, почему атомы водорода при
α-углеродных атомах в нитросоединениях более подвижны, чем в альдегидах
и кетонах. В качестве каких реагентов они выступают в присутствии каталитических количеств оснований? Рассмотрите механизмы подобных реакций.
64
4. Какие из приведённых ниже нитросоединений будут реагировать с едким
натром и азотистой кислотой: а) 1-нитроапропан; б) 2-метил-2-нитробутан;
в) 2-нитробутан? Напишите схемы этих реакций. Какое значение имеет реакция
с азотистой кислотой?
5. Напишите реакции 1-нитропропана с реагентами: а) H
в) СН
СОСН3 (NaOH); г) NaNO2 (HCl, H2O). Рассмотрите механизмы реакции
3
(Ni); б) CH2O (NaOH);
2
б), в).
6. Предложите пути синтеза из нитрометана следующих соединений:
а) СН
=СН–NO2; б) НО–СН2–СН2–NH2. Определите механизмы предлагаемых
2
реакций.
7. При нагревании галогенпроизводного С
разовались два соединения состава С
4Н9
Вr с нитритом серебра в эфире об-
4Н9
NO2. Одно из них растворилось в щёлочи и при подкислении снова выделялось без изменения, другое в тех же
условиях превращалось в 2-бутанол. Напишите схемы всех реакций и назовите
соединения.
Вариант 5
1. Составьте структурные формулы: 2-нитробутана, 3-нитро-3-метилгексана,
1-нитро-2-изопропилгексана, 2,4-динитро-3,3-диметилгексана. Укажите
первичные, вторичные и третичные нитросоединения.
2. Напишите уравнения реакций нитрования 2-метилбутана: а) разб. HNO
нагревании; б) тетраоксидом азота (N
). Рассмотрите механизм (SR) этих
2O4
при
3
реакций. Почему наряду с нитроалканами в этих реакциях образуются эфиры
азотистой кислоты?
3. Приведите схему таутомерного превращения нитроэтана (в щелочной среде).
Как можно подтвердить образование аци-нитросоединения?
4. Напишите уравнения реакций 2-нитробутана: а) с Н
(кат.); б) с уксусным
2
альдегидом; в) с азотистой кислотой. Какая из данных реакций используется
в аналитических целях? Приведите механизм реакции б), поясните, в роли какого реагента выступает в ней нитроалкан.
5. Заполните схему превращений:
Назовите все продукты. Приведите механизм первой реакции и объясните её
регионаправленность. К каким типам алкенов относится метилакрилат?
6. Назовите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующей
схеме:
65
7. Соединение С
щёлочи с образованием веществ состава С
NO2 реагирует с уксусным альдегидом в присутствии
4Н9
NO3, которые при нагревании
6Н13
превращаются в 3-нитро-2-гексен. Определите строение исходного соединения.
Приведите схемы реакций.
Вариант 6
1. Напишите структурные формулы нитросоединений состава С
5Н11
NO2,
назовите их по систематической номенклатуре и укажите первичные,
вторичные и третичные нитросоединения. Укажите, какие из приведённых
нитроалканов могут быть получены по реакции Коновалова в качестве доминирующих продуктов. Напишите схемы и механизмы этих реакций.
2. Предложите схемы получения 2-нитробутана из указанных соединений:
а) бутана; б) 1-бутена; в) 1-бутанола. Укажите условия. Обозначьте, по какому
механизму протекает каждая реакция.
3. На примере 1-нитропропана и 2-нитро-2-метилпропана определите факторы,
необходимые для проявления СН-кислотных свойств нитросоединений.
В каких условиях они проявляются? Какой электронный эффект нитрогруппы
стабилизирует образующиеся карбанионы? Какой вид таутомерии является
следствием СН-кислотных свойств нитросоединений?
4. Напишите схемы реакций, используемых для идентификации следующих
соединений: а) нитрометана; б) 2-нитропропана; в) 2-метил-2-нитропропана.
5. На примере реакций с участием нитроэтана проиллюстрируйте основные
направления превращений нитроалканов. Охарактеризуйте кислотные
и нуклеофильные свойства этих соединений, их участие в восстановительных
процессах.
6. Приведите схему и механизм взаимодействия 2-нитропропана с пропаналем.
В каких условиях протекает этот процесс? Чем обусловлена возможность
элиминирования воды от продукта конденсации?
7. Каково строение третичного нитросоединения состава С
NO2, если
8Н17
углеводород, лежащий в его основе, может быть получен из первичного
галогеналкила по реакции Вюрца в качестве единственного продукта?
66
Тема XII. АМИНЫ И АМИНОСПИРТЫ
Вариант 1
1. Назовите следующие соединения, укажите первичные, вторичные
и третичные амины. Приведите схемы синтеза соединений в) и е).
2. Напишите уравнения реакций, происходящих при нагревании йодистого
этила в спиртовом растворе с избытком аммиака (реакция Гофмана). Каков
механизм этой реакции? Какой из получающихся продуктов не способен
к дальнейшему алкилированию?
3. Напишите формулы и названия промежуточных и конечных продуктов
в следующей схеме:
Приведите механизм синтеза продукта F.
4. Напишите уравнения реакций, характеризующих основные свойства аминов:
а) бутиламина; б) диэтиламина; в) триэтиламина. Какой из приведённых аминов
будет наиболее сильным основанием, как изменится его основность после
ацилирования?
5. Какие из следующих аминов — а) пропилбутиламин; б) 3-аминопентан;
в) трипропиламин — будут реагировать: а) с НСl; б) с CH
г) с НNO
? Напишите уравнения реакций и приведите механизм реакции
2
I; в) с СН3СОCl;
3
ацилирования.
6. Напишите уравнения реакций синтеза гексаметилендиамина (1,6-диаминогексана): а) из адипиновой кислоты; б) из 1,3-бутадиена.
7. Установите строение вещества состава С
с НNO
взаимодействует с выделением азота и вещества С5Н12О. Последнее
2
N, которое с НСl образует соль,
5Н13
вещество при окислении даёт кетон, а в более жёстких условиях образует
уксусную и пропионовую кислоту.
Вариант 2
1. Напишите структурные формулы всех изомерных соединений состава С
С
N. Назовите их. Приведите схемы синтеза первичного, вторичного
4Н11
и третичного амина.
67
3Н9
N,
2. Получите бутиламин перегруппировкой Гофмана. Разберите механизм
реакции.
3. Какие амины можно получить восстановлением следующих соединений:
а) нитрила пропионовой килоты; б) 2-нитро-2-метилпропана; в) динитрила
адипиновой кислоты? Назовите их. Какой из образующихся аминов будет более
сильным основанием?
4. Расположите соединения (а–д) в ряд по возрастанию основности в водном
растворе: а) метиламин, б) диметиламин, в) ацетамид, г) триметиламин,
д) тетраметиламмоний хлорид. Приведите необходимые объяснения, учитывая
электронные эффекты заместителей. В молекуле какого из приведённых
веществ реализуется эффект р,π-сопряжения, как он влияет на основность?
5. Для этиламина и диэтиламина напишите схемы реакций со следующими
соединениями: а) ацетилхлоридом; б) уксусным ангидридом; в) НСl; г) НNО
.
2
Приведите механизм N-ацилирования и объясните, почему не ацилируются
третичные амины.
6. Осуществите превращения:
По какому механизму протекает взаимодействие с HBr?
7. Три изомерных амина (А, В и С) имеют брутто-формулу С
и B с НNО
образуют соединения Е и F одинакового состава С4Н10О, дающие
2
N. Амины А
4Н11
при окислении: Е — масляную кислоту; F — смесь уксусной и пропионовой
кислот. Амин C с азотистой кислотой не реагирует. Напишите формулы всех
трёх аминов.
Вариант 3
1. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) втор-бутиламина; б) метилпропиламина; в) метилэтилизопропиламина; г) 2-метил-1,5пентадиамина; д) гидроксида тетраметиламмония. Укажите, какие из приведённых аминов могут вступать в реакцию алкилирования. Напишите схему данной
реакции.
2. Получите изобутиламин, используя в качестве исходных веществ:
а) изопропиловый спирт; б) изомасляную кислоту; в) изобутиловый спирт.
Приведите механизм реакции с изобутиловым спиртом.
3. Напишите схемы реакций, с помощью которых из этилена можно получить:
а) этиламин; б) пропиламин; в) хлористый тетраэтиламмоний; г) этиламид
уксусной кислоты.
68
4. Сравните основные свойства соединений (а–г), учитывая электронные эффекты заместителей. Приведите резонансные структуры веществ, в молекулах
которых реализуется эффект р,π-сопряжения; как он влияет на основность?
O
C
3
NH
CH
3
а) б)
CH
CH2CH
3
NH2;
2
(C2H5)2NH ;
O
C
CH
в) г)
3
NH
;
2
CH
5. Получите йодистый тетраэтиламмоний, подействуйте на него влажным
оксида серебра, полученное соединение подвергните нагреванию.
6. Какие из изомерных аминов общей формулы С
N могут ацилироваться ук-
3Н9
сусным ангидридом? Приведите примеры реакций и разберите механизм. Объясните, почему процесс ацилирования используется для защиты аминогруппы?
7. Этаноламин, взаимодействуя с избытком йодметана, образует йодид
триметилоксиэтиламмония, который с влажным оксида серебра образует
гидроксид холина. Ацилирование последнего уксусной кислотой приводит к
образованию ацетилхолина. Напишите соответствующие схемы реакций. Какой
биологической функцией обладает это вещество?
Вариант 4
1. Сколько третичных аминов соответствует молекулярной формуле С
5Н13
N?
Назовите их. Приведите схему синтеза одного из данных аминов из аммиака.
2. На примере этиламина покажите, какой химический процесс происходит при
растворении аминов в воде. Какие свойства при этом проявляет амин? Какую
окраску будет при этом давать индикатор? Дайте определение таким понятиям,
как основание, кислота, сопряжённое основание, сопряжённая кислота.
3. Всеми возможными способами получите бутиламин. Приведите механизм
реакции Гофмана и перегруппировки Гофмана. Напишите для амина реакции с
азотистой кислотой, уксусным ангидридом.
4. На 2,2-диметил-3-пентанон подействуйте гидроксиламином, полученное соединение восстановите. Для продукта восстановления напишите схемы реакций
с йодистым бутилом, соляной и азотистой кислотами. По каким механизмам
протекают указанные реакции?
5. Следующие соединения расположите в порядке возрастания их основных
свойств (в воде): а) СН
д) (СН
СН2)3N; е) СН3СОNH2. Ответ аргументируйте, учитывая электронные
3
ОН; б) СН3СН2NH2; в) (СН3)2NH2; г) NH3;
3СН2
эффекты заместителей. В молекуле какого из приведённых веществ реализуется
эффект р,π-сопряжения, как он влияет на основность?
6. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующих
схемах:
69
Приведите механизм реакции получения продукта D.
7. Установите строение соединения состава С
взаимодействуя с НСl, образует вещество С
с НNO
выделяет пузырьки газа. Исследуемое вещество обладает оптической
2
4Н12
N. Это жидкость, которая,
4Н11
NCl, а при взаимодействии
активностью.
Вариант 5
1. Напишите структурные формулы всех изомерных аминов состава С
4Н11
N.
Напишите их по рациональной и систематической номенклатуре. Укажите
первичные, вторичные и третичные амины. Приведите схему и механизм
синтеза третичного амина.
2. Используя ацетилен в качестве основного исходного продукта, получите
метиламин, этиламин, пропиламин.
3. Получите триметиламин, используя в качестве исходных веществ:
а) метиловый спирт; б) формальдегид. Какие из предполагаемых процессов
протекают по механизму S
и AdN?
N
4. Расположите следующие соединения в порядке возрастания их основных
свойств, обозначив электронные эффекты заместителей: диметиламин, аммиак,
метиламин, мочевина, амид уксусной кислоты.
5. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующих
схемах:
Приведите механизм взаимодействия продукта С с HNO
(схема б).
2
6. С помощью каких химических реакций можно различить следующие пары
соединений: а) пропиламин и диметиламин; б) втор-бутиламин и диэтиламин?
Приведите схемы соответствующих реакций.
7. При действии азотистой кислоты на амин состава С
и образуется третичный спирт С
О и алкен С6Н12. Озонолиз последнего
6Н14
N выделяется азот
6Н15
приводит к ацетальдегиду и метилэтилкетону. Установите строение амина.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]