Пояснити тип орієнтації в сполуці Б та механізм орієнтуючої дії замісників при перетворенні Б В.

10.29.Нітробензол не вступає в реакцію ацилювання за Фріделем-Крафтсом. Пояснити цей факт, базуючись на статичній та динамічній дії групи –NO2 на перебіг реакцій електрофільного заміщення в ароматичному ядрі.

10.30.Що таке статичний та динамічний ефект дії замісника на перебіг реакцій електрофільного заміщення в ароматичному ядрі? Пояснити на прикладі групи –С N, використовуючи енергетичну діаграму електрофільного заміщення.

10.31.Пояснити, в якій із сполук (а-в) існує узгоджена орієнтація замісників: а) п- бромбензолсульфокислота; б) м-хлорбензойна кислота; в) п-ксилол. Для кажної із сполук навести схеми реакції нітрування, пояснити механізм орієнтуючої дії замісника.

10.32. Пояснити, яка із сполук (а-г) буде бромуватися Br2 (FeBr3, t ) в м-положення: а) хлорбензол; б) бензотрихлорид; в) етилбензол; г) ацетанілід. Пояснити механізм орієнтуючої дії м-орієнтантів.

10.33.Пояснити, в якій із сполук (а-в) існує узгоджена орієнтація замісників в реакціях електрофільного заміщення: а) п-нітрополуол; б) п-бромбензойна кислота; в) м- бромбензолсульфокислота. Навести схеми відповідних реакцій. Відповідь обгрунтувати.

10.34.Розташувати сполуки в порядку зменшення їх реакційної здатності в реакції сульфування: а) толуол, нітробензол, фенол; б) толуол, бензотрифторид, бензотрихлорид. Відповідь обгрунтувати. Навести схеми відповідних реакцій, дати назви продуктам. Пояснити механізм сульфування нітробензолу.

10.35.Пояснити вплив –ОН, –NO2, –CH3 та –CCl3 груп на: а) розподіл електронної густини у бензольному ядрі та б) стабілізацію -комплексу в реакції нітрування. Відповідь обгрунтувати.

11.БАГАТОЯДЕРНІ АРОМАТИЧНІ СПОЛУКИ

Питання для самопідготовки

Ароматичні сполуки з неконденсованими бензольними ядрами: группа дифенілу; дита поліфенілметани; дита поліфенілметани; дита поліфенілетилени. Методи добування, хіміні властивості багатоядерних неконденсованних атоматичних сполук. Ароматичні сполуки з конденсованими бензольними ядрами та їх похідні: нафталін, антрацен, фенантрен. Застасування багатоядерних конденсованних ароматичних сполук.

Контрольні завдання

11.1.Визначити формули проміжного та кінцевого продуктів у схемі:

78

Від чого залежить забарвлення сполуки Б, де вона використовується?

11.2.На основі сучасних уявлень про будову органічних речовин, порівняти умови і напрямок реакцій монобромування: 1) бензолу; 2) нафталіну; 3) антрацену; 4) фенантрену. Навести схеми та пояснити механізми реакцій у кожному випадку.

11.3.Розташувати в порядку зростання стійкості карбонієві іони, назвати їх:

а) СН3СН2+; б) С6Н5-СН+-СН3; в) С6Н5СН2СН2+; г) (СН3)3С+; д) (С6Н5)3С+ Відповідь обгрунтувати.

11.4.Які особливості будови похідних дифенілу пов'язані з наявністю оптичної ізомерії (атро-

пізомерії)?

11.5.Порівняти будову і ненасичений характер бензолу і нафталіну, їх відношення до дії окисників. Навести схеми реакцій окиснення нафталіну, -нітронафталіну, -нафтіламіну.

11.6.Навести способи добування трифенілкарбінолу. Порівняти хімічні властивості трифенілкарбінолу та метанолу. Відповідь обгрунтувати.

11.7.З нафталіну через 1,5-динітронафталін добути 5-нітро-1-гідроксинафталін. Пояснити кожну стадію.

11.8.Порівняти стійкість карбаніонів: а) (С6Н5)3С ; б) (п-О2NС6Н4)3С ; в) (С6Н5СН2)3С ; г) (п- НОС6Н4)3С . Відповідь обгрунтувати.

11.9.З нафталіну і бензолу (через стадію утворення бензоїлбензойної кислоти), одержати антрахінон та використати його для добування алізарину. До якого типу барвників відно-

ситься алізарин?

11.10. Порівняти швидкості реакцій монохлорування на світлі для сполук: а) толуол; б) дифенілметан; в) трифенілметан. Навести рівняння та механізми реакцій. Відповідь обгрунтувати.

11.11.Навести схеми реакцій, необхідних для перетворення нафталіну в -нитронафталін. Однією з проміжних сполук повинен бути -нафтол. Пояснити кожну стадію.

11.12.Порівняти стійкість карбкатіонів:

а) (п-О2NС6Н4)3С+; б (п-О2NС6Н4)3С+; в) (С6Н5)3С+; г) (С6Н5СН2)3С+. Відповідь обгунтувати.

79

11.13.Які продукти утворюються при окисненні нафталіну, антрацену, фенантрену в різних умовах? Написати схеми реакцій та назвати продукти. Пояснити напрямок реакції окиснення.

11.14.Пояснити, чому безбарвний розчин трифенілметану стає червоним при додаванні до нього аміду натрію? Навести схему реакції, назвати продукт.

11.15.Порівняти будову та властивості дифенілу та бензолу. Навести рівняння відповідних реа-

кцій.

11.16. Навести для 1-метилнафталіну реакції: а) бромування; б) нітрування; в) ацилювання; г) сульфування. Розглянути механізм реакції а) і в).

11.17.Добути трифенілхлорметан та порівняти його хімічні властивості з хімічними властивостями трет-бутилхлориду. Пояснити реакції.

11.18.Пояснити особливості реакції сульфування нафталіну в порівнянні з іншими реакціями електрофільного заміщення. Показати значення цієї реакції для добування похідних нафталіну.

11.19.Порівняти та пояснити ненасичений характер бензолу, нафталіну, антрацену і фенантрену, базуючись на будові цих сполук. Навести та пояснити схеми відповідних реакцій.

11.20. Енергія супряження бензолу – 150 кДж/моль, нафталіну – 255 кДж/моль, антрацену – 360 кДж/моль, фенантрену – 390 кДж/моль. На основі сучасних уявлень про будови цих сполук, пояснити відміність в їх стійкості. Порівняти умови та напрямок реакцій гідрування кожної з вказаних сполук.

11.21.Що таки атропізомерія? Які із сполук (а-в) можна розділити на енантіомери?

Відповідь обгрунтувати.

11.22.Заповнити схему перетворень, дати назви продуктам:

11.23.Добути трифенілкарбінол: а) з ССl4 та бензолу; б) з бензофенону; в) з дифенілметану. Навести для трифенілкарбінолу схеми відновлення та взаємодії з HCl. Пояснити умови перебігу цих реакцій.

11.24.Добути 1-нафталінкарбонову кислоту з: а) 1-нафталінсульфокислоти; б) 1-нітронафталіну; в) 1-бромнафталіну. Синтезувати етиловий естер і хлорангідрид цієї кислоти. Навести схеми відповідних реакцій.

80

11.25.Добути трифенілхлорметан всіма відомими способами. Пояснити, чому розчин трифенілхлорметану в рідкому SO2 має яскраво-жовтие забарвлення і проводить електричний струм.

11.26.Заповнити схему перетворень та назвати всі сполуки, що утворилися:

11.27.Пояснити причини наявності оптичних ізомерів похідних дифенілу а)–б):

11.28.Навести схему добування -антрахінонсульфокислоти з антрацену. Пояснити напрямок кожної стадії на основі будови відповідних сполук.

11.29. Розташувати радикали за зростанням стійкості: а) (С6H5)2С CH3; б) (С6Н5)3С ; в) С6Н5С НCH2С2Н5; г) (С6H5)2С H. Відповідь обгрунтувати.

11.30.Одержати з нафталіну: а) нафтіонову кислоту; б) 2-гідрокси-6-нафталінсульфокислоту. Навести рівняння реакцій і пояснити їх напрямок.

11.31.Пояснити будову молекули фенантрену та активність положень 9,10 у фенантрені. Навести схеми відповідних реакцій.

11.32.Запропонувати схему добування 4,4'-динітродифенілу з бензолу. Навести та пояснити механізм реакції нітрування дифенілу.

11.33.Навести схеми добування: а) 1-нафолу; б) 1-йоднафталіну; в) 1-нафталінкарбонової кислоти із 1-нітронафталіну. Охарактеризувати будову нафталіну.

11.34.Добути 2-сульфоантрахінон із антрацену. Навести схеми відповідних реакцій.

11.35.Пояснити, які продукти утворюються при оксненні фенантрену. Навести схеми відповідних реакцій.

11.36.Навести реакцію утворення 9-бромфенантрену з фенанатрену. Охарактеризувати хімічні властивості фенантрену.

12. ГАЛОГЕНОПОХІДНІ ВУГЛЕВОДНІВ

Питання для самопідготовки

81

Назвати продукти, навести механізм реакції А В.

12.8.Пояснити реакції добування бензилхлориду та п-хлортолуолу з толуолу. Пояснити умови та механізми цих реакций. Порівняти реакційну здатність бензилхлориду та п- хлортолуолу в реакціях нуклеофільного заміщення.

12.9.Здійснити перетворення:

Назвати продукти, навести механізми утворення сполук Г, Д.

12.10. Навести схеми реакції хлорування бензолу: а) в присутності каталізатора (FeCl3); б) етилбензолу при освітленні. Пояснити механізми цих реакції.

12.11.Порівняти та пояснити швидкість реакцій гідролізу за механизмом SN1 для 2-метил-2- хлорбутану та 3-метил-3-хлор-1-бутену. Навести схеми та механізми реакцій добування цих галогенопохідних. Навести схему реакцій добування вінілхлориду та алілхлориду. Пояснити та порівняти їх будову і реакційну здатність в реакціях нуклеофільного заміщення. Для алілхлориду навести схеми реакції з водним розчином лугу, цианідом калію, етилатом натрію, аміаком, пояснити механізм реакції гідролізу.

12.12.Навести схеми реакцій добування бензилхлориду та п-хлортолуолу з толуолу. Пояснити умови та механізми реакцій. Для бензилхлориду навести схеми реакцій з водним розчином лугу, ціанідом калію, етилатом натрію, аміаком. Пояснити механізм реакції гідролізу.

12.13.Навести схему реакції добування 1-хлор-2-бутену. Навести механізм та умови реакції гідролізу цього галогенопохідного. Назвати кінцевий продукт.

12.14.Встановити структурну формулу сполуки С6H13Br, якщо внаслідок її гідролізу утворюється третинний спирт, а при дегідробромуванні – алкен, озонолізом якого добуто ацетон (СН3–СО–СН3) і пропаналь (СН3СН2СОН). Навести схеми відповідних реакцій та механізми гідролізу і дегідробромування вихідної сполуки.

12.15.Встановити структурну формулу сполуки С3H5Br, якщо вона легко реагує з водним розчином лугу та з аміаком. Навести схеми відповідних реакцій та їх механізми. Запропонувати спосіб добування С3H5Br.

83

12.16.Встановити структурну формулу сполуки С4H9Br, яка при гідролізі утворює первинний спирт, а при дегідробромуванні та подальшому гідробромуванні - третинне галогенопохідне. Дати назву сполуці С4H9Br. Навести схеми відповідних реакцій та пояснити механізм гідролізу С4H9Br.

12.17.Встановити структурну формулу сполуки С6Н13Cl, якщо при гідролізі вона утворює третинний спирт, а при дегідрохлоруванні - алкен, який при озонолізі утворює ацетон (СН3- СО-СН3) та пропаналь (СН3-СН2-СОН). Навести схеми відповідних реакцій. Запропонувати спосіб добування С6Н13Cl.

12.18.Сполука C8H9Cl гідролізується водним розчином лугу в звичайних умовах, утворюючи сполуку С8Н10О, при окисненні якої утворюється фтальова кислота (1,2- бензолдикарбонова кислота). Визначити будову сполуки C8H9Cl.

12.19.Пояснити, яка із сполук (а-в) найлегше гідролізується:

Для цієї сполуки навести схему та механізм реакції гідролізу.

12.20.Пояснити, яка із сполук (а-в) найлегше реагує з аміаком, водним розчином лугу та етилатом натрію:

Для цієї сполуки написати схему та механізм реакції гідролізу.

12.21.Пояснити будову молекул бензилхлориду, алілхлориду, вінілхлориду і хлорбензолу. Обґрунтувати, які з наведених сполук виявляють підвищену реакційну здатність в реакціях нуклеофільного заміщення. Навести для них схеми відповідних реакцій з водним розчином лугу, пояснити механізми.

12.22.Порівняти будову хлорбензолу і бензилхлориду. Яка із сполук виявляє знижену реакційну здатність в реакціях нуклеофільного заміщення? Для цієї сполуки навести реакцію гідролізу, пояснити умови і механізм.

12.23.Здійснити перетворення:

Навести механізм стадії А Б. Назвати вихідну сполуку А.

84

12.24.Здійснити перетворення:

Пояснити схеми всіх реакцій, механізм стадії А Г. Дати назви всім сполукам.

12.25.Здійснити перетворення, дати назви продуктам:

Навести та пояснити механізм стадії А Г.

12.26.Здійснити перетворення:

Пояснити умови та механізми реакцій утворення сполук Б і В. Дати назви сполукам продуктам.

12.27.Навести всі можливі способи добування трет-бутилхлориду та навести для нього реакції з водним та спиртовим розчинами лугу. Пояснити механізми цих реакцій.

12.28.Назвати галогенопохідні, що утворюються внаслідок реакцій приєднання бромоводню до таких сполук: а) 1-пентену в присутності пероксиду водню; б) 1-пентину в умовах електрофільного приєднання (у співвідношенні 1:1). Порівняти реакційну здатність цих галогенопохідних продуктів в реакціях з нуклеофільними реагентами. Навести механізми реакцій гідролізу утворених галогенопохідних.

12.29.Встановити будову сполуки С6H13Br, яка при гідролізі утворює третинний спирт, а при дегідробромуванні – алкен, який при озонолізі дає суміш метилетилкетону та етаналю.

Навести схеми відповідних реакцій і механізм реакції гідролізу сполуки С6Н13Br.

12.30.Встановити будову сполуки загальної формули С7Н6Сl2, якщо вона: а) легко гідролізується водним розчином лугу, утворюючи сполуку С7Н7ОCl; б) окиснюється до п- хлорбунзойної кислоти. Навести схеми відповідних реакцій, пояснити механізм гідролізу вихідної сполуки.

85

12.31.Пояснити, з допопогою яких реакцій можна розрізнити бензилхлорид та п-хлортолуол. Навести схеми та механізм цих реакцій, дати назви продуктам.

12.32.Пояснити, яка із сполук (а-в) найлегше гідролізується: а) п-хлоретилбензол; б) хлорбезол; в) п-нітрохлорбензол. Навести схему та механізм гідролізу цієї сполуки.

12.33.пояснити вплив атома хлору на швидкість та напрямок реакцій електрофільного заміщення в ароматичному ядрі, враховуючи індукційний та мезомерний ефекти. Які продукти утворюються при нітруванні хлорбензолу? Навести механізм реакції нітрування.

12.34.Пояснити, яка із сполук (а-в) найлегше реагує з аміаком: а) бензилбромід; б) бромбензол; в) п-бромтолуол. Навести схему та механізм цієї реакції. Відповідь обгрунтувати.

12.35.Порівняти будову бензилхлориду та алілхлориду. Чим зумовлена легкість нуклеофільного заміщення атома хлору у цих сполуках? Навести схеми та механізми відповідних реакцій.

12.36.Здійснити перетворення, вказати умови пербігу реакцій:

бензол (а) етилбензол (б) п-брометилбензол (в)Х (г) п-бромвінілбензол Навести механізм реакції (б).

12.37.Здійснити перетворення, дати назви сполукам:

етилбензол Cl2, h А Cl2, (Fe), t0 Б H2O В

пояснити механізм кожної стадії.

12.38.Добути із бензолу о-, м-, п-нітохлорбензоли. Порівняти реакційну здатність атома хлору в кожному із продуктів у реакціях нуклеофільного заміщення. Навести схеми відповідних реакцій та їх механізми.

12.39.Встановити будову сполуки загальной формули С7Н7Cl, яка при хлоруванні надлишком хлору при освітленні перетворюється на С7Н7Cl4, а принагріванні з концентрованим лгом утворює суміш о- і п-крезолів. Навести схеми відповідних реакцій, та механізм мужного гідролізу.

12.40.Розташувати сполуки кожної групи в порядку збільшення реакційної здатності: а) в SN2 реакціях – 2-бромо-2-метилбутан, 1-бромпентан, 2-бромпентан; б) в SN1 реакціях – бензилбромід, -фенілетилбромід, -фенілетилбромід. Відповідь обгрунтувати.

12.41.Пояснити, який механізм нуклеофільного заміщення галогену найбільш характерний для кожної із сполук: а) 2-метил-2-хлорбутан; б) 3-метил-1-хлорбутан; в) п-хлортолуол; г) п- нітрохлорбензол. Навести схеми відповідних реакцій гідролізу та їх механізм.

12.42.Пояснити, чому галогеналкіли застосовують як ефективні алкілуючі засоби. Як змінюється їх реакційна здатність в ряду: R-F, R-Cl, R-Br, R-I. Відповідь обгрунтувати.

86