20.33.Із 1-нітро-3-метилбутана добути ізовалеріанову кислоту. Для наведеної нітросполуки навести також реакції, обумовлені присутністю активного атому водню. Вказати причину цієї активності.

21. АЛІФАТИЧНІ НІТРОСПОЛУКИ

Питання для самопідготовки

Класифікація та номенклатура. Способи добування. Фізичні властивості. Молекулярна структура. Хімічні властивості. Таутомерія первинних та вторинних нітросполук. Причини рухливості атома гідрогену біля -вуглецевого атому. С-Н кислотність первинних та вторинних нітроалканів. Будова солей, мезомерний аніон. Взаємодія з HNO2 та аліфатичних альдегідами. Відновлення нітросполук. Токсичністьтавибухонебезпечність нітросполук.

Контрольні завдання

21.1.Здійснити перетворення та назвати всі процеси і сполуки:

ізобутилен HBr[H2O2] A NaNO2 Б CH3CH O В нагрів. Г (H2O) - HOH

Пояснити причину перетворення Б в В.

21.2.Заповнити схему перетворень та назвати всі сполуки:

Пояснити схему і причину перетворення Б в В.

21.3.Заповнити схему перетворень та назвати всі сполуки:

Для чого використовується реакція В Г? Пояснити схему перетворення Б в В.

21.4.Заповнити схему перетворень та назвати всі продукти:

Навести механізм утворення сполуки А. Пояснити схему і причину перетворення А в В.

21.5.Порівняти хімічні властивості ізомерних нітросполук:

114

а) CH3 CH2 CH2 CH2 NO2 б) CH3 CH CH2 CH3 NO2

в) NO2 CH3 C CH3

NO2

Навести рівняння характерних реакцій, за якими можна розрізнити сполуки а-в.

21.6.Навести відомі способи добування 2-нітробутану та написати для нього схеми реакцій: а) відновлення; б) з водним розчином лугу; в) з оцтовим альдегідом у лужному середовищі; г) з нітратною кислотою.Пояснити реакції б) та в).

21.7.Здійснити перетворення, назвати продукти:

Пояснити схему і причину перетворення Г в Д.

21.8.Навести схему реакції нітрометану з формальдегідом та пояснити механізм цієї реакції. Для одержаної сполуки написати реакцію естерифікації з нітратною кислотою. Назвати продукти, вказати галузі їх застосування.

21.9.Навести структурну формулу та назвати сполуку C4H9NО2, що не розчиняється в водних лугах. Пояснити будову нітрогрупи та властивості сполуки, які зумовлені впливом нітрогрупи. Навести схеми добування С4H9NO2 та процесу її відновлення.

21.10.Визначити, із якої сполуки і за допомогою яких реакцій можна одержати продукти (а – в ):

Назвати вихідну нітросполуку, пояснити, чи можна віднести її до псевдокислот?

21.11.Визначити, за допомогою яких реакцій можна розрізнити ізомерні сполуки:

Навести способи добуваня кожної з них, назвати всі сполуки.

21.12.Здійснити перетворення за такими схемами:

115

Дати назви всім сполукам. Навести механізми реакцій: 1) утворення сполуки А;

2) перетворення А Б.

21.13.Здійснити перетворення, назвати процеси і продукти:

Навести механізм перетворення А Б.

21.14.Заповнити схему перетворень та назвати всі продукти, що утворилися:

1-бутен HBr А NaNO2 Б HNO2 В

Пояснити будову сполуки Б та взаємодію її з HNO2.

21.15.Встановити будову третинної нітросполуки C8H17NO2, добутої із алкану. Цей алкан добувають із первинного галогеналкілу за реакціею Вюрца як єдиний продукт. Навести схеми реакції Вюрца та нітрування симетричного алкану за Коноваловим. Пояснити механізм нітрування та будову нітрогрупи.

21.16.Одержати із втор-бутилйодиду 2-нітробутан, пояснити механізм цієї реакції. Чому одночасно з нітросполукою утворюється втор-бутилнітрит? Пояснити будову нітрогрупи. Навести схему взаємодії 2-нітробутану з водним розчином лугу.

21.17.У виробництві миючих засобів, емульгаторів та газопоглинаючих речовин використовується сполука

CH2OH

HO CH2 C NH2 CH2OH

Запропонувати синтез цієї сполуки із метану через нітропохідне.

21.18.Визначити, які із сполук а)–г) є псевдокислотами:

Довести це відповідними реакціями.

116

21.19.Пояснити, за допомогою яких реакцій можливі перетворення: а) 1-нітропропану в пропаналь; б) 1-нітробутану в бутанову кислоту; в) нітроетану в етиловий спирт. Навести та пояснити схеми відповідних реакцій.

21.20.Визначити будову сполуки C3H7NO2, яка при взаємодії з водним розчином лугу і подальшою дією надлишку H2SO4 утворює пропаналь. Навести реакції, назвати всі сполуки.

21.21.Навести та пояснити схему добування із ізобутилового спирту 1-нітро-2-метилпропану. За допомогою яких реакцій можна розрізнити 1-нітро-2-метилпропан та 2-нітро-2- метилпропан. Навести та пояснити схеми цих реакцій.

21.22.Сполука C4H9NO2 при взаємодії з оцтовим альдегідом утворює сполуку C6H13NO3, при дегідратації якої утворюється 3-нітро-4-метил-2-пентен. Встановити структурні формули сполук, назвати їх. Навести схеми відповідних реакцій.

21.23.Сполука С3H7NO2 при взаємодії з альдегідом дає продукт C7H15NO3, при дегідратації якого утворюється 3-нітро-5-метил-3-гексен. Навести структурні формули вихідної сполуки та альдегіду. Навести схеми реакцій.

21.24.Написати структурну формулу та назвати сполуку C5H11NO2, яка не реагує з водним розчином лугу. Навести схему і механізм реакції добування цієї сполуки за реакцією Коновалова. Пояснити будову нітрогрупи.

21.25.Написати структурну формулу сполуки С4Н8NO2Na, яка при дії надлишку мінеральної кислоти утворює метилетилкетон. Назвати цю сполуку, навести схему зазначеної реакції, а також схему і механізм реакції її добування із відповідного вуглеводню.

21.26.Написати структурну формулу та назвати третинне нітропохідне С6H13NO2, якщо відомо, що вихідний вуглеводень добувають із галогенопохідного за реакцією Вюрца без побічних продуктів. Навести реакцію Вюрца, схему та механізм реакції нітрування вуглеводню за Коноваловим.

21.27.Написати структурну формулу та назвати сполуку C5H11NO2, яка при взаємодії з оцтовим

альдегідом утворює продукт C7H5NO3, при дегідратації якого утворюється 3-нітро-4,4- диметил-2-пентен. Навести схеми відповідних реакцій, механізм і схему добування C5H11NO2 за Коноваловим.

21.28.Сполука C3H7NO2 розчиняється у водному розчині лугу, взаємодіє з нітритною кислотою, утворюючи продукт інтенсивно - синього кольору. Встановити будову сполуки C3H7NO2, навести схеми відповідних реакцій та способів добування цієї сполуки.

21.29.Написати структурну формулу сполуки C3H6NO2Na, яка при дії розведеної мінеральної кислоти при охолодженні утворює ацетон. Добути C3H6NO2Na із пропану.

21.30.Пояснити, які з нітросполук (а–г) і чому можуть вступати у таутомерні перетворення: а) 2- нітро-3-метилбутан, б) 2-нітро-2-метилбутан, в) 1-нітро-2-метилбутан г) 2,3-диметил-2-

117