Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сборник задач по органической химии для одногодичного химико-биологического потока СУНЦ НГУ. В 2 частях. Ч.1. Углеводороды. Учебно-методическое пособи
.pdf
H2/Pt
Br
2
-80oC
40oC
2
4
7
6
ROOR
1
1. O
3
2. Zn, H2O
3
8
(CH3)3COH
(CH3)3COK
HBr
???
KOH
5
H2O
1. O
3
2. Zn, H2O
9
t
o
H2/Pt
Br
2
-80oC
40oC
2
4
7
6
ROOR
1
1. O
3
2. Zn, H2O
3
8
(CH3)3COH
(CH3)3COK
HBr
???
KOH
5
H2O
1. O
3
2. Zn, H2O
9
t
o
5.11. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
5.12. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
31
6. Ароматические углеводороды
6.1. Приведите структурные формулы следующих соединений:
а) метилпропил-втор-бутилметан;
б) втор-бутилацетилен;
в) трет-бутилбензол;
г) 3-метилпентан;
д) кумол;
е) симм-триэтилбензол;
ж) 3,5-диметилоктен-4;
з) п-ксилол;
и) п-крезол;
к) 1-изопропил-2,4-диметилбензол.
Какие из перечисленных углеводородов будут окисляться раствором перманганата калия, подкисленным серной кислотой (при необходимости, при
нагревании)? Приведите структурные формулы органических продуктов, образующихся при этом. Напишите уравнение (со всеми продуктами и стехиометрическими коэффициентами) упомянутой реакции окисления углеводорода в п. д.
6.2. Изобразите структурную формулу ароматического углеводорода
состава C9H12, при моногалогенировании которого в присутствии катализатора получается лишь одно галогенпроизводное.
6.3. Сравните отношение бензола, циклогексана, циклогексена, циклогексадиена-1,4 к действию бромной воды и водного раствора перманганата
калия, подкисленного серной кислотой. Напишите уравнения реакций.
6.4. Каково строение ароматического углеводорода, если при его озонолизе получается смесь глиоксаля, метилглиоксаля и диметилглиоксаля в
соотношении 3 : 2 : 1?
6.5. Каково строение углеводорода C8H8, обесцвечивающего бромную
воду, легко полимеризующегося, а при окислении дающего бензойную
кислоту? Напишите уравнения всех реакций.
6.6. Напишите уравнения реакций окисления перманганатом калия в
сернокислой среде следующих соединений:
а) изопропилбензол;
б) о-диметилбензол;
в) толуол;
г) фенилэтен (стирол);
д) 1,3,5-триметилбензол;
е) 3-этилтолуол.
6.7. При сжигании 3,9 г органического вещества с плотностью паров по
воздуху 2,69 в избытке кислорода образовалось 6,72 л углекислого газа и
2,7 г воды (объемы измерены при н.у.). Установите молекулярную формулу сжигаемого вещества. Изобразите его структурную формулу.
32
Напишите уравнения реакций взаимодействия этого вещества:
а) с нитрующей смесью при небольшом нагревании;
б) с олеумом;
в) с избытком водорода в определенных условиях (каких?);
г) с кислородом при нагревании в присутствии оксида ванадия(V) в ка-
честве катализатора.
К какому типу реакций относятся реакции, упомянутые в пп. а и б? Рас-
кройте механизм любой из этих реакций.
6.8. Какие продукты образуются при взаимодействии толуола с хлором:
1) при нагревании или облучении ярким светом;
2) в присутствии катализатора (какого)?
Раскройте механизм этих реакций. Какой органический продукт пре-
имущественно образуются в реакции п. 1, если толуол заменить кумолом?
Дайте необходимые пояснения.
Что образуется в реакции п. 1, если толуол заменить бензолом?
6.9. Приведите структурные формулы продуктов, образующихся при
нитровании:
а) трет-бутилбензола;
б) бензойной кислоты;
в) бромбензола.
Для одной из этих реакций раскройте механизм. Какие из этих соеди-
нений а)–в) будут легче вступать в реакцию нитрования?
6.10. В трех пробирках находятся углеводороды: толуол, стирол (винилбензол) и фенилацетилен. В каждую из пробирок добавили
бромную воду, при этом в пробирке № 1 никаких видимых изменений не
произошло, а во второй и третьей – бромная вода обесцветилась. Определите, что находилось в каждой пробирке, если известно, что при добавлении раствора гидроксида диамминсеребра(I) в пробирке № 3 выпал осадок
(какого он цвета). Напишите уравнения всех реакций. Раскройте механизм
реакции бромной воды с содержимым пробирки № 2.
6.11. Расположите следующие соединения в ряд по возрастанию скорости нитрования: изопропилбензол, анилин, бензол, бромбензол, симм-
триметилбензол, мета-нитробензойная кислота. Дайте необходимые пояснения. Приведите структурные формулы продуктов реакций.
6.12. Расположите следующие соединения в ряд по возрастанию скорости сульфирования: бензол, 2,6-диметилфенол, толуол, бромбензол,
м-динитробензол, нитробензол. Подтвердите ответ, изобразив электронные эффекты заместителей. Напишите схемы реакций для всех соединений, изобразив все продукты монозамещения.
6.14. Расположите следующие соединения в ряд по возрастанию скорости мононитрования: бензол, м-диэтилбензол, трифторметилбензол, хлорбензол, м-сульфобензойная кислота, фенол. Подтвердите ответ, изобразив
33
а)
CH
3
SO3H
F3C
б)
NO
2
O
в)
CH
3
OH
SO3H
г)
COOH
OH
электронные эффекты заместителей. Укажите положения, по которым будет происходить реакция. Напишите схемы реакций для всех соединений,
изобразив все продукты монозамещения.
6.15. Расположите следующие соединения в ряд по возрастанию скорости монохлорирования в темноте и присутствии хлорида алюминия: бензол, метоксибензол, бромид триметилфениламмония, бромбензол, м-
нитробензолсульфоновая кислота, этилбензол. Подтвердите ответ, изобразив электронные эффекты заместителей. Укажите положения, по которым
будет происходить реакция. Напишите схемы реакций для всех соединений, изобразив все продукты монозамещения.
6.16. Расположите следующие соединения в ряд по возрастанию скорости мононитрования: бензол, м-диизопропилбензол, нитрил бензойной
кислоты, хлорбензол, м-динитробензол, фенол. Подтвердите ответ, изобразив электронные эффекты заместителей. Укажите положения, по которым
будет происходить реакция. Напишите схемы реакций для всех соединений, изобразив все продукты монозамещения.
6.17. Изобразите структурные формулы основных продуктов мононит-
рования приведенных ниже соединений:
34
кумол
KMnO
4
CH3Cl
Br
2
свет
1
5
9
HNO
3
H2SO
4
2
H2SO
4
3 4
NaOH
6
KMnO
4
HNO
3
H2SO47
8
NaOH
NaOH
спирт
10
HBr
ROOR
11
NaOH
H2O
12
SO
3
? H2SO
4
H2O
H2O
H2SO
4
кумол
Br
2
свет
14
KOH
H2O
2
Br
2
Fe
KMnO
4
HNO
3
H2SO
4
H2SO
4
6
5 3
NaNH
2
1
2 3
4
5
6
7
8
9
10
H2SO
4
Fe
Br
2
H3O
+
hv
Br
2
EtOH
KOH
H2O
KMnO
4
HCl
Zn/Hg
H2SO
4
KMnO
4
AlCl
3
CH3COCl
H2SO
4
SO
3
t
o
6.18. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
6.19. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
6.20. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
35
1
2 3
4
5
6
8
9
10
7
AlBr
3
CH3Br
(1 экв.)
H2SO
4
HNO
3
H3O
+
Fe
Cl
2
hv
3 Br
2
H2O
KOH
2. KOH,
1. N2H
4
H2SO
4
KMnO
4
AlCl
3
CH3CH2COCl
C(CH3)
3
H2SO
4
SO
3
(изб.)
t
o
t
o
1 2 3 4 5
6
910
8 7
AlCl
3
CH3COCl
HCl
Zn/Hg
H2SO
4
Fe
Br
2
H3O
+
hv
Br
2
ROOR
H2SO
4
SO
3
EtOH
KOH
H2SO
4
KMnO
4
HBr
t
o
1 2 3 4 5 6
109
7
AlCl
3
2. KOH
1. N2H
4
H2SO
4
hv
Br
2
Fe
Cl
2
H3O
+
H2SO
4
EtOH
KOH
H2SO4KMnO
4
O
Cl
8
H
+
SO
3
H2O
HNO
3
t, C
t
o
6.21. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
6.22. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
6.23. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
36
C2H
2
23456
11+19
12
13
14
15
16
CH3CH2CH2Br
Br
2
h
H2SO
4
170oC
H2O
CH3CH2COCl
AlCl
3
KMnO
4
H2SO
4
Br
2
kt=1
7 8
kt=18
KOH
HBr
ROOR
Na
17
Zn(Hg)
HCl
Na
9 10
CCl
4
(CH3)3COK
(CH3)3COH
Br
2
Br2(изб.)
NaNH
2
(изб.)
t
o
t
o
C2H
2
23456
7
13 14 15
CH3CH2CH2OH Br
2
h
NaNH
2
HBr
ROOR
KOH
H2O
CH3COCl
AlCl
3
1. N2H
4
2. KOH
KMnO
4
H2SO
4
Br
2
KOH
EtOH
HBr
ROOR
Br
2
CCl
4
NaNH
2
(изб.)
9
kt=1
8
12
11
10
11 H2O
H+, Hg
2+
kt=18
16
17
t
o
6.24. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
6.25. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
37
CaC
2
H2O
1
C
акт.
3
AlCl
3
9
HNO
3
11
10
76
5
Zn/Hg
4
2 8
NaNH
2
Cl
H2SO
4
Cl
2
Cl
2
H
2
HNO
3
H2SO
4
p, атм
Fe
CH3COCl
AlCl
3
HCl
Ptt
o
t
o
t
o
CaC
2
H2O
1
C
акт.
3
AlCl
3
9
KMnO
4
11
10
76
5
1. N2H
4
4
2 8
Na
Cl
Cl
2
Br
2
Cl
2
H2SO
4
C2H5COCl
AlCl
3
2. KOH,
hv
H2SO
4
Fe
t
o
t
o
t
o
t
o
6.26. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
6.27. Приведите схему реакций, заменив номера неизвестных соедине-
ний структурными формулами продуктов. Укажите все условия и реагенты
для проведения реакций.
6.28. Приведите механизм реакции для указанных ниже пар «реагент,
условия» / «субстрат» (например, В/6). Если реакция не идет, поясните,
почему вы так считаете. Напишите схему реакции, указав структурную
формулу продукта.
38
Реагент
Субстрат
А
Хлор в присутствии металлического железа
1
Бензол
Б
Бром в присутствии металлического железа
2
Толуол
В
Бром на свету
3
Кумол
Г
Бром при нагревании
4
Винилбензол
Д
Бром в присутствии органических
пероксидов
5
Этилбензол
Е
Бромоводород в присутствии органических пероксидов
6
1-Фенилпропан
Ж
Нитрующая смесь
7
Хлорбензол
З
Олеум
8
Бромбензол
И
трет-Бутилбромид в присутствии
хлорида алюминия
9
Нитробензол
К
Ацетилхлорид в присутствии хлорида алюминия
10
Бензойная кислота
Л
Нитрат калия в серной кислоте
11
Бензолсульфокислота
М
трет-Бутанол с добавкой серной
кислоты
12
N-ацетиланилин
Н
1-Гидроксипропан с добавкой сер-
ной кислоты
13
Метоксибензол
6.29. Получите из неорганических веществ 4-дейтеробензойную кисло-
ту. Источником дейтерия является D2O.
6.30. Используя только неорганические соединения, синтезируйте
1,2-дифенилэтанол.
6.31. Приведите схему синтеза (с указанием условий проведения всех
реакций) указанных соединений из неорганических соединений (в качестве
источника углерода используйте карбиды кальция и алюминия), используя
любые катализаторы и растворители:
1) 1,4-дициклогексилбутан;
2) этилбензол;
3) стирол;
4) м-динитробензол;
5) 1,1,2,2,2-пентабром-1-фенилэтан;
6) 3-фенилпропен-1;
7) 3-фенил-1,1,2,2-тетрабромпропан;
8) циклогекса-1,3-диен;
9) 1,2-дигидроксициклогексан;
10) 1-дейтеро-1-фенилэтан.
39
2 1
8 9
11
10
4
5
6 + 7
12
AlCl
3
CH3CH2CH2Br
Br
2
Fe
KMnO
4
H2SO
4
Br
2
свет
KOH
C2H5OH
COCl
AlCl
3
HNO
3
H2SO
4
Zn(Hg)
HCl
H2SO4(конц.)
K2CO
3
3
HNO
3
H2SO
4
H2O
t
o
ПРИМЕРЫ ПОТОКОВЫХ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Вариант 1
Задание № 1
Навеску неизвестного органического соединения X массой 10,0 г сожгли в избытке кислорода, при этом образовалась эквимолярная смесь
воды и углекислого газа массой 37,2 г. Плотность паров X по воздуху составляет 3,45. Определите молекулярную формулу X, предложите возможные структурные формулы трёх изомеров A, B и C, если дополнительно
известно: изомеры A и C не реагируют с бромной водой, в отличие от изомера B; изомер A реагирует с металлическим натрием с выделением водорода, в отличие от изомера C.
Задание № 2
Приведите структурные формулы веществ 1–12, представленных на
схеме превращений.
Задание № 3
В четырех пронумерованных пробирках находятся следующие органические вещества:
торой можно определить содержимое каждой пробирки. Напишите уравнения реакций и укажите наблюдаемые при этом эффекты, которые позволят Вам провести распознавание. Отметьте, если какое-то вещество Вы
распознаете методом исключения.
Раскройте механизм реакции превращения бензола в соединение 5.
3-метилпентен-2, 2,3-диметилпентан, фенилацетилен,
о-ксилол (1,2-диметилбензол).
1. Приведите структурные формулы всех перечисленных соединений.
2. Опишите последовательность прибавления реагентов, с помощью ко-
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]