Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1261 вуз, 4609 предмет.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Липецкий государственный технический университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

Учебное пособие по ароматике

.pdf
Скачиваний:
101
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
649.93 Кб
Скачать
☆

м) бензол + втор. бутиловый спирт (катализатор – протонная кислота) н) бензол + циклогексилбромид (катализатор – кислота Льюиса)

о) бензол + циклогексанол (катализатор – протонная кислота) п) бензол + циклогексен (катализатор – протонная кислота) р) бензол + бензилхлорид (катализатор – хлорид алюминия)

с) бензол + бензиловый спирт (катализатор – протонная кислота) т) бензол + трет. бутилбромид (катализатор – бромид алюминия) у) бензол + бромистый аллил (катализатор – бромид алюминия) ф) толуол + изопропилхлорид (катализатор – хлорид алюминия)

х) толуол + изпропиловый спирт (катализатор – протонная кислота) ц) толуол + пропилен (катализатор – протонная кислота)

ч) кумол + этилбромид (катализатор – бромид алюминия)

ш) кумол + изопропиловый спирт (катализатор – протонная кислота) щ) кумол + пропилен (катализатор – протонная кислота)

5.7 Напишите реакции гидрирования и окисления следующих ароматических соединений. Укажите условия реакции и названия полученных соединений:

а) бензола б) о-ксилола в) п-ксилола

г) п-диэтилбензола д) о-этилтолуола е) этилбензола

ж) симм. триметилбензола з) м-диэтилбензола и) п-изопропилтолуола к) фенилацетилена л) м-диэтилбензола м) гексаметилбензола

н) бензилового спирта

о) винилбензола п) м-ксилола р) нафталина

с) пропилбензола т) изопропилбензола у) изобутилбензола

ф) трет. бутилбензола х) 1,2,3-триэтилбензола ц) аллилбензола ч) метилфенилкетона

ш) 1,2,4-триметилбензола щ) 1,2,4,6-тетраметилбензола

5.8 Известно, что реакция озонирования и озонидного расщепления была использована для доказательства строения бензола и его гомологов. Напишите реакцию озонирования и озонидного расщепления для перечисленных ниже аренов с учетом, что в молекуле бензола нет фиксированного расположения кратных связей:

а) м-этилтолуола

о) этилбензола

б) пропилбензола

п) изопропилбензола

в) 1,2,3-триметилбензола

р) бензола

г) толуола

с) о-ксилола

д) м-ксилола

т) п-ксилола

е) о-дипропилбензола

у) 1,3,5-триметилбензола

ж) о-этилтолуола

ф) 1,2,4-триметилбензола

з) 1,2,4-триэтилбензола

х) п-метилизопропилбензола

и) 1,2,4,5-тетраметилбензола

ц) гексаметилбензола

к) 1,3,5-триэтилбензола

ч) 1,2,3-триэтилбензола

41

л) о-диэтилбензола

ш) п-этилтолуола

м) м-этилтолуола

щ) 1,2-диметил-4-этилбензола

н) 1,2-диэтил-4-метилбензола

 

5.9 Напишите следующие реакции электрофильного замещения в ароматическом ядре, отразите в своих ответах условия реакций, роль катализатора в образовании электрофила и механизм реакции:

а) нитрование толуола

о) нитрование этилбензола

б) хлорирование бензола

п) бромирование бензола

в) ацетилирование бензола по

р) бромирование толуола

Фриделю-Крафтсу

с) сульфирование толуола

г) сульфирование бензола

т) ацетилирование толуола по

д) бензоилирование бензола по

Фриделю-Крафтсу

Фриделю-Крафтсу

у) сульфирование кумола

е) нитрование кумола

ф) йодирование толуола по

ж) йодирование бензола по

Тронову-Новикову

Тронову-Новикову

х) бромирование п-ксилола

з) нитрование п-ксилола

ц) нитрование бензола

и) хлорирование п-ксилола

ч) нитрование трет. бутил-

к) сульфирование трет. бутил-

бензола

бензола

ш) бромирование п-диэтил-

л) нитрование п-диэтилбензола

бензола

м) сульфирование п-ксилола

щ) нитрование симм. триметил-

н) бромирование симм. триме

бензола

тилбензола

 

5.10 Гомологи бензола имеют два реакционных центра – ядро и боковую цепь. В зависимости от условий проведения процессов галогенирования и нитрования замещение происходит в одном из них. Напишите реакции замещения в ядро и в боковую цепь, укажите условия этих реакций. Для реакций замещения в боковую цепь приведите механизмы:

а) бромирование изобутил-

м) бромирование амилбензола

бензола

н) нитрование изоамилбензола

б) нитрование пропилбензола

о) хлорирование изобутилбензола

в) бромирование изопропил-

п) нитрование этилбензола

бензола

р) нитрование толуола

г) хлорирование кумола

с) нитрование изобутилбензола

д) бромирование толуола

т) нитрование бутилбензола

е) хлорирование бутил-

у) бромирование этилбензола

бензола

ф) нитрование кумола

ж) нитрование втор. бутил-

х) нитрование метилизопропил-

бензола

фенилметана

з) хлорирование толуола

ц) хлорирование втор.бутил-

и) нитрование трет. амил-

бензола

бензола

ч) нитрование амилбензола

42

к) бромирование изопропил-

ш) хлорирование амилбензола

бензола

щ) бромирование метилизопро-

л) бромирование втор. бутил-

пилфенилметана

бензола

 

5.11 Охарактеризуйте влияние следующих заместителей на реакционную способность бензольного кольца и на направление электрофильного замещения в ядре. Объясните теоретически различное влияние заместителей, используя знания об электронных эффектах в органических молекулах. Электрон-

ные эффекты покажите графически:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) – ОН,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) – NH2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) – N(CH3)2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) – СН3,

– ОСН3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д) – С2Н5,

– ОС2Н5,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е) – SH,

– C3H7,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

O

ж)

– Сl,

 

– CH3,

 

 

 

 

 

 

 

з)

– Br,

 

– NH2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

OH ;

 

 

 

 

 

 

 

H ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и)

– F,

 

– CF3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к)

– CCl3,

 

– OH,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л)

– I,

 

– C ≡ N,

–S–С2Н5;

м) –NHCH3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о) трет. С4Н9, –O – CH3,

– CCl3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п)

– C ≡ N,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– ОН;

р) – NH2, – С2Н5,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c)

– SH,

 

– CH(CH3)2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т)

– ОСН3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф)

– Сl,

 

– CCl3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

х) – N(CH3)2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ц) – CH3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

ч)

– Br,

– ОС2Н5,

 

 

 

С

ш) – C ≡ N, – NH2,

 

 

 

H ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щ)

– ОН,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С OH .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.12 Получите, исходя из бензола, в соответствии с правилами ориентации следующие соединения:

а) все изомерные сульфобензойные кислоты б) все изомерные хлорбензосульфокислоты в) все изомерные нитробензойные кислоты г) все изомерные бромбензойные кислоты д) все изомерные нитробромбензолы е) все изомерные нитрохлорбензолы

ж) все изомерные бромбензолсульфокислоты з) все изомерные трихлорметилнитробензолы и) 3-бром-4-метилбензойную кислоту к) 2-метил-5-бромбензолсульфокислоту л) 3-нитро-4-хлорбензойную кислоту м) 2-хлор-4-нитробензойную кислоту

н) м-нитроацетофенон, о- и п-толилацетофеноны о) 3-нитро-4-бромбензойную кислоту п) 3-бром-4-метилбензолсульфокислоту р) 2-сульфо-4-нитробензойную кислоту с) 3,4-дихлорбензойную кислоту

т) все изомерные хлорбензолтрихлориды у) все изомерные бромбензолтрихлориды ф) 3,4-дибромбензойную кислоту х) 3,4-дихлорбензолтрихлорид ц) 3,4-дибромбензолтрихлорид ч) 2,5-дихлорнитробензол

ш) 3-нитро-5-бромбензолсульфокислоту щ) 3,4-дийодбензойную кислоту

5.13 Расположите приведенные ниже ароматические соединения в ряд по ослаблению реакционной способности их в реакциях электрофильного замещения. Дайте объяснения на основании электронодонорного или электроноакцепторного влияния заместителей:

а) ацетанилид, анилин, нитробензол, хлорбензол б) фенол, бензойная кислота, бензонитрил, фенилацетат в) бензальдегид, толуол, м-диоксибензол, фенол

44

г) м-ксилол, хлорбензол, м-диоксибензол, толуол д) нитробензол, м-динитробензол, п-нитроанилин, анилин

е) бензотрихлорид, толуол, метоксибензол, бромбензол ж) йодбензол, фенол, толуол, бензойная кислота

з) диметилфениламмоний, диметиланилин, кумол, нитрозобензол и) бензотрифторид, фторбензол, толуол, метоксибензол к) м-диоксибензол, м-диметилбензол, м-дихлорбензол, м-динитробензол

л) йодбензол, м-йодтолуол, толуол, м-диметилбензол, бензальдегид м) бензосульфокислота, м-бензолдисульфокислота, тиофенол, п-фенолсульфокислота

н) симм. триметилбензол, симм. триоксибензол, фенол, толуол, бензойная кислота

о) 2,4-динитрофенол, 2,4-динитротолуол, 2,4-динитрохлорбензол, 2,4- динитрокумол

п) м-бензолдикарбоновая кислота, м-нитробензойная кислота, бензойная кислота, п-оксибензойная кислота

р) бензальдегид, п-метоксибензальдегид, метоксибензол, м- нитробензальдегид

с) этоксибензол, п-этоксинитробензол, м-диэтоксибензол, нитробензол т) бензолсульфокислота, нитробензол, хлорбензол, анилин у) бензонитрил, бензальдегид, фенол, фенилацетат ф) фениламмоний, анилин, ацетальдегид, бромбензол х) толуол, метоксибензол, ацетофенон, йодбензол ц) метилфенилкетон, фенилацетат, толуол, фенол ч) тиофенол, бензосульфокислота, м-дитиофенол,

м-нитробензолсульфокислота ш) ацетофенон, толуол, резорцин, фенол

щ) м-динитробензол, нитробензол, п-нитрофенол, фенол

5.14 Для следующих замещенных бензолов найдите соединения, имеющие согласованную и несогласованную ориентацию заместителей. Напишите одну из следующих реакций электрофильного замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование) для приведенных соединений:

а) все изомерные триметилбензолы;

б)

NO2

O2N

в)

45

г)

д) все изомерные динитробензолы; е)

ж)

з)

и) все изомерные дибромбензолы;

к)

л)

м)

NO2

 

H3C

н)

все изомерные нитрофенолы;

о)

NO2

 

H3C

п)

 

I

Cl ;

O2N

OCH3 ;

O2N

46

ON

Cl;

р) все изомерные метилтолилкетоны; с)

т) все изомерные ксилолы; у)

ф)

х)

все изомерные дихлорбензолы;

ц)

NO2

 

F ;

ч)

все изомерные диоксибензолы;

ш)

 

щ) все изомерные триоксибензолы.

5.15 Установите строение ароматических углеводородов и их функциональных производных по свойствам этих соединений:

а) определите возможные структурные формулы исследуемого вещества, имеющего молекулярную массу 134. Если подвергнуть его окислению бихроматом калия, то получается п-бензол-дикарбоновая кислота (терефталевая). Если же окислить его более слабым окислителем, то получается п-метилбензойная кислота. Приведите реакции;

б) определите, какое строение имеет углеводород состава С9Н12, если при его бромировании в присутствии железа получается только одно монобромпроизводное;

47

в) вещество А с молекулярной массой 120 реагирует с водородом при 80 оС в присутствии платины, образуя вещество Б с молекулярной массой, равной 126. Озонирование и озонидное расщепление вещества А приводит к метилглиоксалю H3C—CO—COH. Определите строение веществ А и Б;

г) определите, какое строение имеет вещество состава С8Н10, которое дает при окислении двухосновную ароматическую кислоту, а при мононитровании только один изомер;

д) определите строение вещества состава С8Н9Cl, которое было подвергнуто хлорированию на свету при нагревании. При этом получилось вещество состава С8Н8Cl2, а при окислении исходного вещества С8Н9Cl получилась п-хлорбензойная кислота. Напишите все реакции;

е) определите, каково строение углеводорода состава С9Н8, если известно, что он не дает осадка с аммиачным раствором оксида серебра, обесцвечивает раствор брома, при гидратации по Кучерову образует кетон, а при окислении – бензойную кислоту;

ж) определите строение углеводорода состава С8Н6, если он при окислении образует бензойную кислоту, обесцвечивает раствор брома, дает осадок с аммиачным раствором хлорида одновалентной меди, при гидратации в присутствии сульфата ртути переходит в кетон. Дайте название всем веществам и напишите все реакции;

з) определите структурную формулу вещества состава С10Н14, которое было подвергнуто окислению с образованием одного из изомеров двухосновной ароматической кислоты. При нитровании С10Н14 нитрующей смесью получился один изомер мононитропроизводного. Напишите все реакции и определите структурные формулы двухосновной кислоты и мононитропроизводного;

и) определите структурную формулу соединения состава С9Н10, обесцвечивающего раствор брома, при окислении хромовой смесью образующего бензойную кислоту, а при окислении по Вагнеру (разбавленным раствором перманганата калия) образующего 3-фенил-1,2-пропандиол. Все реакции приведите;

к) определите, какова структурная формула соединения состава С14Н12, если оно обесцвечивает раствор брома и разбавленный раствор перманганата калия, легко поглощает один моль водорода, переходя в соединение С14Н14, а при окислении образует бензойную кислоту в качестве единственного углеродсодержащего продукта. Все реакции приведите;

л) определите, какова структурная формула углеводорода состава С9Н8, если известно, что он обесцвечивает раствор брома, образует белый осадок с аммиачным раствором оксида серебра, при окислении образует бензойную кислоту. Все реакции приведите;

м) определите структурную формулу углеводорода состава С8Н8, который обесцвечивает бромную воду, легко полимеризуется, при окислении дает бензойную кислоту. Получите этот углеводород, исходя из бензола;

н) четыре изомерных ароматических углеводорода с молекулярной массой 106 имеют близкие температуры кипения (от 136 до 1440С). Близость температур кипения не дает возможности различить их по этой физической константе. Какой химический метод может помочь идентифицировать эти изомеры? Определите, каковы их структурные формулы и названия;

48

о) п-хлортолуол, о-этилтолуол, симм. триметилбензол имеют одинаковые температуры кипения (162, 163, 1650С соответственно). Предложите химические реакции, с помощью которых можно их различить;

п) бромбензол, м-этилтолуол, н-пропилбензол имеют температуры кипения 156, 158, 159 оС соответственно. Предложите химические реакции, с помощью которых можно их различить;

р) определите структурную формулу одного из гомологов бензола состава С8Н10, который при озонировании и озонидном расщеплении образует три продукта: глиоксаль, метилглиоксаль и диметилглиоксаль;

с) углеводород состава С9Н12 при окислении дает один из изомеров бензолтрикарбоновой кислоты. Определите структурную формулу С9Н12, учитывая, что при электрофильном замещении он образует только один изомер;

т) определите, какова структурная формула соединения состава С8Н10, если оно нитруется с образованием двух изомерных соединений С8Н9NО2 и окисляется перманганатом калия до соединения С7Н6О2, легко растворимого в щелочах;

у) мезитилен и 2-фенилпропен имеют одинаковую температуру кипения +165 оС. Предложите химические реакции, с помощью которых можно их различить;

ф) определите структурную формулу углеводорода с молекулярной массой 134, который образует при окислении двухосновную ароматическую кислоту с совпадающей ориентацией заместителей. Сам углеводород С10Н12 при электрофильном замещении образует два изомерных вещества;

х) многоядерный углеводород с общей формулой С14Н10 согласно правилу Хюккеля ароматичен (число Хюккеля равно 3). При взаимодействии с одним моль озона и дальнейшем озонидном расщеплении он образует дифеновый альдегид

. Определите структурную формулу и название углеводорода

С14Н10;

ц) углеводород состава С10Н8 соответствует правилу Хюккеля (число Хюккеля равно 2). При его окислении получается фталевая кислота, при нитровании и дальнейшем окислении – нитрофталевая кислота, при восстановлении нитропроизводного углеводорода и дальнейшем окислении – аминофталевая кислота. Определите, какова структура углеводорода;

ч) проводят реакцию неопентилового спирта в кислой среде с бензолом. Хроматографический метод анализа свидетельствует об образовании двух новых веществ одинакового состава, но разного строения. Объясните этот результат, назовите полученные вещества;

ш) углеводород состава С10Н14 при окислении образует бензойную кислоту, при ацилировании по Фриделю-Крафтсу два изомера в соотношении 50:1. Определите структурную формулу С10Н14, если известно, что он содержит асимметрический атом углерода;

щ) углеводород состава С10Н14 при окислении образует бензойную кислоту, при хлорировании на свету и при нагревании только первичное монохлорпроиз-

49

водное, при хлорировании в присутствии кислот Льюиса два изомера в соотношении 10:1. Определите структурную формулу углеводорода, напишите все реакции.

50

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности