Сборник задач по органической химии, ч

2KOH

спирт,t

б) 1-фенил-1-хлорэтан

61.Объясните, почему нитрование толуола протекает с большей скоростью, чем нитрование бензола.

62.Напишите структурные формулы углеводородов состава С7Н8, С8Н10, которые при окислении образуют бензойную кислоту.

63.Синтезируйте двумя методами следующие углеводороды:

а) п-ксилол; б) 1,1-дифенилэтан; в) аллилбензол; г) дибензил.

64. Действием каких реагентов и в каких условиях можно осуществить следующие превращения:

бензол этилбензол 1-бром-4-этилбензол 1-бром- 1-(4-бромфенил)этан 1-бром-4-этенилбензол.

65.Напишите структурную формулу углеводорода состава С9Н12, при окислении которого хромовой смесью образуется фталевая кислота.

66.Назовите углеводороды, которые получаются в результате следующих реакций:

Pd

t,p

а) метилциклогексан

H3PO4

t,p

б) бензол + пропилен

2KOH

спирт,t

в) С6Н5СНBrСH2Br

67. В каких условиях из толуола получаются следующие соеди-

нения:

а) п-бромтолуол; б) бромистый бензил; в) бромистый бензили-

ден.

68. Напишите уравнения реакций нафталина:

а) с бромом (1моль); б) с концентрированной серной кислотой (при нагревании).

Назовите получающиеся соединения.

69. На толуол подействовать Н2SO4 (конц.). Полученное соединение окислить перманганатом калия в кислой среде. Напишите уравнения реакций и назовите получающиеся продукты.

61

70.На толуол подействуйте окислителем, а на образовавшееся соединение концентрированной серной кислотой. Напишите уравнения реакций и назовите получающиеся соединения.

71.Какой углеводород получится при алкилировании бензола:

а) пропиленом;

б) изобутиленом.

Напишите уравнения реакций и укажите условия их протекания.

72. Напишите формулы строения промежуточных и конечных продуктов в следующих схемах:

73.Из бензола получите о-, м-, п-нитрохлорбензолы.

74.Из бензола получите 3,4-дихлорбензойную кислоту.

75.Из бензола получите 1-нитро-2,5-дихлорбензол.

76.С помощью каких реактивов и в каких условиях можно осуществить следующие превращения :

бензол толуол п-бромтолуол п- бромбензилбромид. 77. Используя неорганические реагенты, получите стирол (винилбензол) и напишите схему его полимеризации.

78. Напишите схемы получения бензола из следующих исходных соединений:

а) ацетилена; б) циклогексана; в) циклогексена.

79. Напишите уравнения реакций нитрования:

а) толуола; б) хлорбензола; в) нитробензола.

Назовите получающиеся соединения.

*********************************************************

Дополнительные задачи, рекомендуемые студентам специализации «Технология химических волокон»

1. Какими электронными эффектами, и каким характером (электронодонорным или электроноакцепторным) обладают приведенные ниже заместители, если они связаны с бензольным кольцом: а) –CH2CH3; б) –SO3H;

62

в) –CCl3; г) –CN; д) –COOH; е) –NH2; ж) –OH; з) –NHCOCH3; и) –CHO;

к) –N+(CH3)3? К какому типу каждый из них относится? Покажите на примерах, как они ориентирует вхождение в ароматическую систему следующих заместителей (электрофильных и нуклеофильных) и влияют на скорость реакции замещения.

2.Ароматический углеводород при озонолизе образует смесь глиоксаля, метилглиоксаля и диацетила в эквимолярных количествах. Каково его строение? Ответ подтвердите соответствующими уравнениями реакций и назовите углеводород по номенклатуре IUPAC.

3.Напишите уравнения реакций толуола с указанными реагентами:

а) 3Н2 (Ni, 200 C, 9806 кПа); б) KMnO4 в Н2О; в*) Cl2, свет; г*) Cl2, (Fe); д*) CH3Cl (AlCl3); е*) CH3COCl (AlCl3); ж) HNO3 (H2SO4). Назовите все со-

единения по номенклатуре IUPAC. Для реакций, отмеченных звездочкой, приведите механизмы.

4.Предложите схемы синтеза этилбензола из указанных соединений: а) этилциклогексана; б) бензола; в) бромбензола; г) ацетофенона; д) стирола. Объясните, почему этилбензол нельзя получить действием бромбензола на этан в присутствии AlCl3.

5.Назовите главные соединения, образующиеся в следующих реакциях:

6. Напишите структурные формулы главных продуктов, образующихся при взаимодействии стирола со следующими реагентами: а) Br2 (CCl4);

б) Br2 (Fe); в) HBr; г) KMnO4 в Н2О; д) KMnO4 в Н2О, t ; е) H2 (Ni), 20 С; ж) H2 (Ni), 200 C, 9806 кПа.

7. На примере взаимодействия бензола с бромистым пропилом в присутствии AlBr3 рассмотрите особенности алкилирования ароматических углеводородов по Фриделю-Крафтсу. Какова роль катализатора? Почему реакционная способность алкилгалогенидов с одним и тем же радикалом изменяется в следующем порядке: RF RCl RBr RI?

63

8. Действием каких реагентов, и в каких условиях можно осуществить следующие превращения:

10. Приведите механизмы реакций толуола с хлористым этилом и хлористым ацетилом в присутствии хлорида алюминия. Объясните, почему в первом случае в продукте реакции содержится значительное количество ди- и триэтилзамещенных, а во втором – реакция заканчивается на стадии образования моноацетилтолуола.

64

7.ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ.

1.Получите 2,2-дихлорпентан двумя способами и напишите уравнение реакции его гидролиза. Назовите исходные, промежуточные и конечные продукты.

2.Получите п-хлортолуол и хлористый бензил из толуола (укажите условия и механизмы приведенных реакций) и объясните причину различной подвижности галогена.

3.Из 1-бромбутана получите 2-бромбутан и напишите реакцию взаимодействия последнего с цианистым калием.

4.Из 1-бромпентана получите пентанол-2 и напишите реакцию взаимодействия последнего с РС15.

5.Напишите формулы строения промежуточных и конечного продуктов в следующей схеме:

Все соединения назовите.

6.Предложите несколько методов синтеза 1-бромбутана из различных органических соединений.

7.Расположите изомеры состава С4Н9Вr в порядке увеличения их реакционной способности:

а) в S N 2 реакциях; б) в S N 1- реакциях.

Дайте объяснения.

8.Из соответствующего этиленового углеводорода получите 2- иод-2-метил пентан и напишите реакции его с йодистым водородом, магнием

всреде абсолютного эфира.

9.Напишите схемы следующих превращений:

2-метил-1,2-дихлорбутан Zn А HBr В AgNO2 С

Все соединения назовите.

10. Исходя из ацетилена, получите бромистый этил, напишите для последнего реакции:

а) с нитритом серебра; б) с магнием в среде абсолютного эфира.

11. Из соответствующего непредельного углеводорода получите 2-бром-4-метилгексан. Напишите для него реакции с аммиаком и ацетатом натрия.

65

12.Получите любым способом хлористый изопропил и напишите для него реакции: с цианистым калием, этилатом натрия, спиртовым и водным растворами щелочи. Полученные продукты назовите.

13.Напишите и назовите соединения, получающиеся в результате следующих превращений:

14.Напишите уравнения реакций хлорирования (1 моль хлора) изобутана, циклопропана, циклогексана, этилбензола (на свету и в присутствии катализатора).

15.Напишите уравнения реакций хлористого бензила со следующими веществами:

а) с водой; б) аммиаком; в) магнием (в абсолютном эфире); г) уксуснокислым серебром.

16.Напишите структурную формулу соединения С3Н5Br, не реагирующего ни с КСN, ни с АgОН. При действии НBr на исследуемое соединение получается 2,2-дибромпропан. Объясните инертность галогена в исследуемом соединении С3Н5Br.

17.Как из пропилена получить хлористый аллил? Сравните способность галогена к замещению в хлористом аллиле и хлористом виниле. Ответ обоснуйте.

18.Из пропилового спирта получите 2-бромпропан и напишите для последнего реакции:

а) с КСN; б) с нитритом серебра. 19. Заполните схему превращений:

66

22. Заполните схему превращений:

23. Заполните схему превращений:

25. Напишите реакцию полимеризации:

а) хлористого винила; б) хлоропрена (типа 1,4-присоединения); в) тетрафторэтилена.

26. Определите структурную формулу вещества состава С6Н13Вr, которое при гидролизе дает третичный спирт, а при дегидробромировании олефин, образующий при озонолизе ацетон (СН3СОСН3) и пропаналь (СН3СН2СНО).

27.Установите строение соединения, которое после обработки цинковой пылью превращено в вещество, обесцвечивающее бромную воду и образующее при окислении в жестких условиях ацетон.

28.Напишите формулы промежуточных и конечных веществ в следующих схемах:

33. Осуществите следующие превращения:

а) 1,1-дибромпропан 2-бромпропан б) 1,1-дибромпропан 2,2-дибромпропан в) 1,2-дибромбутан 2,2-дибромбутан.

34. Из изобутилового спирта получите бромистый втор-бутил и напишите для последнего реакции:

а) с Mg в среде абсолютного эфира;

б) с металлическим натрием. 35. Заполните схему превращений:

HBr NaOH

Изобутилен H2O2 А водн. В SOCl2 С NH3 D

Все соединения назовите.

36.Из соответствующего непредельного углеводорода получите 2,2-дибромпентан и проведите его гидролиз.

37.Напишите уравнения реакций хлорирования (1 моль хлора) изобутана, циклопропана, циклогексана, этилбензола (на свету и в присутствии катализатора).

38.Напишите уравнения реакций хлористого бензила со следующими веществами: а) с водой; б) аммиаком; в) металлическим натрием; г) уксуснокислым серебром.

39.Из соответствующего олефина получите 3-метил-2- хлорпентан и напишите реакции взаимодействия его:

а) с водным раствором NaОН;

б) с нитритом серебра;

в) с этилатом натрия.

68

40.Получите первичный бромистый пропил всеми известными Вам способами. Напишите реакции его с КОН в водной среде, с аммиаком, с азотистокислым серебром; с КОН в спиртовой среде.

41.Из пропилена получите хлористый аллил и напишите реакции взаимодействия его: а) с КСN; б) с магнием в среде абсолютного эфира.

42.Получите любым способом 2,2-дихлорпентан и подействуйте на него избытком спиртового раствора щелочи. Полученное соединение назовите по рациональной и IUPAC номенклатурам.

43.Из соответствующего непредельного углеводорода получите 3-метил-2-хлорбутан и напишите реакции взаимодействия его:

а) с металлическим натрием;

б) с магнием в среде абсолютного эфира;

в) с аммиаком.

44. Получите 3-метил-2,2-дихлорпентан и подействуйте на него:

а) водным раствором КОН;

б) спиртовым раствором КОН.

45. Какие соединения образуются в результате в ходе указанных превращений:

|

СН3

47.Как будут протекать реакции циклопропана, циклобутана и циклогексана с бромом и бромистым водородом. Полученные соединения назовите.

48.Используя в качестве основного исходного соединения бутен- 1, предложите схемы синтезов: 1-бромбутана; 2-бромбутана; 3-бром-бутена- 1; 1,2-дибромбутана; 2,2-дибромбутана.

49.Расположите галогеналкилы в порядке изменения реакционной способности в реакциях, протекающих по SN2 механизму:

а) 1-бромпентан, 2-бромпентан, 2-бром-2-метилбутан;

69

б)1-бром-3-метилпентан, 2-бром-3-метилпентан, 3-бром-3- метилпентан.

50. Напишите реакцию гидролиза для следующих галогенпроиз-

водных:

а) 1-хлорбутана; б) 1,1-дихлорбутана; в) 3-метил-2,2- дихлорпентана; г) 40метил-1,2-дихлорпентана; д) 1,1,1-трихлорбутана.

Полученные соединения назовите.

51. Присоедините НСI (1 моль): а) к пентадиену-1,3; б) к 2.3- диметилбутадиену-1,3; в) к пентадиену-1,4.

Продукты реакций назовите.

52.Напишите реакции 2-метилпетадиена-1,3 с бромом и бромистым водородом. Назовите полученные продукты.

53.Напишите формулы строения промежуточных и конечного продуктов в следующей схеме:

KOH NaOH

1,1-дибромбутан (спирт. р-р) А HBr В (водн. р-р)

Все соединения назовите.

54. Заполните схему превращений:

Mg

пропилен HBr А (абсол. эфир) В H2O С Cl2 D KCN Е

55. Напишите реакции полимеризации:

а) хлористого винила;

б) хлорпрена (1,4-присоединение);

в) тетрафторэтилена.

56.Получите 1-хлорпропан, 3-хлорпропен-1 и 2-хлорпропен-1. Сравните реакционную способность галогена в этих хлорпроизводных. Дайте объяснения.

57.Заполните схему последовательных превращений и назовите все соединения по номенклатуре IUPAC:

58. Напишите и назовите соединения, получающиеся в результате следующих превращений:

70