3.35.Пояснити, які вуглеводні утворюються при взаємодії металічного натрію із сумушшю етилброміду та ізопропілброміду. Для кожного з цих вуглеводнів навести схеми реакцій бромування та їх механізм.

4. АЛКЕНИ

Питання для самопідготовки.

Способи добування алкенів. Фізичні характеристики подвійного зв’язку. Реакції алкенів: гідрування, електрофільне приєднання мінеральних кислот та галогенів. Механізм електрофільного приєднання (AE). Правило Марковнікова та його сучасна інтерпретація. Приєднання бромоводню проти правила Марковнікова (пероксидний ефект Караша). Гідратація алкенів. Реакції окиснення і полімеризації.

Контрольні завдання

4.1.Пояснити, скільки ізомерних алкенів відповідають емпіричній формулі С5Н10? Навести структурні формули та назви цих ізомерів. Для одного з ізомерів, який містить третинний атом карбону, навести реакції гідрохлорування і гідратації, пояснити механізм.

4.2.Для яких з алкенів (а-д) характерна геометрична (цис - , транс - ) ізомерія:

CH3

Навести відповідні формули та назви сполук. Для алкену д) навести схему та механізм реакції гідробромування в присутності та відсутності пероксиду водню.

4.3.Здійснити перетворення:

Дати назви процесам та сполукам. Навести та пояснити механізм утворення сполуки (Б). Для сполуки (А) навести механізм радикальної полімеризації. Вказати галузі застосування поліетилену.

4.4.За допомогою яких реакцій можна розрізнити два ізомерних вуглеводні: 2-метил-2-пентен і 3-метил-2-пентен. Навести рівняння відповідних реакцій. Які реакції є якісними на алкени?

4.5.На основі будови алканів та алкенів навести та пояснити реакції, характерні для ізобутану та ізобутилену.

50

4.6.Пояснити, які з алкенів (а–г) можуть існувати у вигляді цис– і транс–ізомерів: а) 2-пентен, б) 2-метил-2-пентен, в) 3-гексен, г) 3,4-диметил-3-гексен? Із яких галогеналканів і за допомогою яких реакцій можна одержати алкени б) і г)?

4.7. Написати реакції озонолізу та окиснення в жорстких умовах алкенів (а–г): а) (СН3)2С=СН–СН3, б) СН3–СН=СН–СН3, в) СН3–СН2–СН=СН2, г) (СН3)2С=С(СН3)2. Дати назви алкенам та продуктам реакції. Яке значення мають дані реакції для органічного синтезу?

4.8.Одержати пропілен крекінгом гептану. Пояснити умови і механізм крекінгу. Для пропілену написати реакції хлорування: а) при кімнатній температурі, б) при температурі 500 С. Пояснити механізми реакцій.

4.9.Добути алкени з відповідних галогеналканів: а) 2,3–дихлорбутан, б) 1–бром–3– метилбутан, в) 2,3–дихлор–3–метилпентан. Для синтезованих алкенів навести схеми реакцій гідратації і гідрогалогенування та пояснити механізм реакції гідрогалагенування для б). Вказати умови реакцій.

схеми відповідних реакцій, вказати їх умови, для продуктів навести реакції озонолізу. Яке значення має реакція озонування алкенів?

4.11.Визначити структурну формулу вуглеводню складу С6Н12, який знебарвлює бромну воду і розведений розчин КMnO4, а при озонолізі утворює суміш формальдегіду і метилбутанону (СН3)2СН–СО–СН3. Навести схеми відповідних реакцій. Пояснити механізм реакції бромування.

4.12.Здійснити перетворення:

Дати назви процесам та сполукам. Для продукту А навести механізм аніонної полімеризації.

4.13.Визначити структурну формулу вуглеводню складу С7Н14, який знебарвлює бромну воду, розчиняється в концентрованій сульфатній кислоті, при окисненні концентрованим розчином перманганату калію утворює суміш оцтової і ізовалеріанової (СН3)2СНСН2СООН кислот. Навести схеми відповідних реакцій. Синтезувати алкен С7Н14 двома способами: а) із спирту; б) із моногалогенопохідного.

4.14.При нагріванні н-бутилйодиду із спиртовим розчином гідроксиду натрію добуто відповідний алкен. Пояснити механізми його реакцій з: а) хлороводнем, б) гіпохлоритною кисло-

тою.

51

4.15.Навести реакції добування 2-бутену та ізобутену із відповідного: а) монохлоралкану, б) дихлоралкану, в) спирту. Вказати умови реакцій. Навести для ізобутену схему та механізм катіонної полімеризації в присутності Н2SO4.

4.16.За допомогою реакцій гідратації і дегідратації здійснити такі перетворення: а) 1-бутен 2-бутен, б) 4-метил-1-пентен 4-метил-2-пентен, в) 2-метил-1-пентен 2-метил-2- пентен. Для 2-метил-1-пентену пояснити механізми електрофільного та радикального (у присутності пероксиду водню) приєднання бромоводню.

4.17.Визначити структурну формулу вуглеводню складу С4Н8, який знебарвлює бромну воду, при гідратації утворює третинний спирт, при окисненні – суміш ацетону і мурашиної кислоти, а при озонолізі – мурашиний альдегід та ацетон. Навести схеми відповідних реакцій, пояснити механізм реакції бромування. Синтезувати вуглеводень складу С4Н8: а) із спирту; б) моногалогеналкану.

4.18.Алкен нормальної будови містить подвійний зв’язок біля першого атома карбону, при бромуванні 0,7 г приєднує 1,6 г брому. Встановити формулу алкену, навести схеми і механізм реакцій гідратації та гідробромування.

4.19.Вуглеводень складу С6Н12 добутий з первинного спирту, при гідруванні утворює 2- метилпентан, при гідратації – третинний спирт, а при озонолізі – суміш метаналю і 2- пентанону. Встановити формулу цього вуглеводню. Синтезувати його із: а) відповідного спирту; б) галогенопохідного. Навести схеми відповідних реакцій. Пояснити механізм реакції гідратації.

4.20.Пояснити, з допомогою яких реакцій можна розрізнити такі ізомери: 1-бутен, 2-бутен, метилпропен. Навести для метилпропену механізми катіонної та аніонної полімеризації. Вказати галузі застосування полімерів на основі алкенів.

4.21.Здійснити такі перетворення в кілька стадій:

Написати схеми всіх реакцій, вказати їх умови. Для першої стадії кожного перетворення навести механізм.

4.22.Вуглеводень складу С8Н16 знебарвлює бромну воду, при гідруванні утворює 2,3- диметилгексан, при окисненні або озонолізі – 3-метил-2-бутанон (один з продуктів окиснення). Визначити структуру цього вуглеводню, навести рівняння всіх реакцій і механізм реакції бромування. Синтезувати його із: а) спирту; б) дигалогенопохідного алкану.

52

4.23.Визначити структуру вуглеводню складу С5Н10, який добувають дегідратацією відповідного спирту. При взаємодії його з НBr та Н2О утворюється третинне галогенопохідне і третинний спирт відповідно, а при окисненні – ацетон і оцтова кислота. Навести схеми відповідних реакцій та вказати умови їх перебігу. Пояснити механізм реакції гідратації.

4.24.Здійснити такі перетворення в кілька стадій: а) 1–бутен 3,4–диметилгексан; б) 3,4– диметил–2–пентен 2,3–диметил–2–пентен; в) 1–бром–2–метилбутан 2–метил–2– бутанол. Навести схеми відповідних реакцій, вказати їх умови. Для першої стадії перетворення (а) навести механізм.

4.25.Ізомерні етиленові вуглеводні складу С4Н8 можна добути реакцією дегідрування відповідного алкану. При взаємодії з НBr обидва ізомери дають один і той же галогеналкан

С4Н9Br, який за реакцією Вюрца утворює 3,4–диметилгексан. Визначити структуру ізомерних алкенів складу С4Н8. Навести схеми всіх реакцій, вказати умови їх перебігу. Пояснити механізм реакції гідробромування.

4.26.Здійснити перетворення:

Навести схеми відповідних реакцій, дати назви сполукам. Для реакції гіпохлорування пояснити механізм.

4.27.Крекінгом гептану добути етилетилен. Пояснити умови та механізм крекінгу. Для етиле-

тилену написати реакції з: а) бромоводнем в присутності і відсутності пероксиду; б) хлором при кімнатній температурі і температурі 500 С. Пояснити механізми реакцій б).

4.28.Визначити структурну формулу алкену, який при гідруванні утворює 3-метилпентан, при гідратації – 3-метил-3-пентанол, при окисненні – мурашину кислоту і 3-пентанон. Навести схеми відповідних реакцій. Пояснити механізм реакції гідратації. Синтезувати визначенний алкен із: а) спирту; б) галогенопохідного.

4.29.Обгрунтувати, які сполуки утворюються при окисненні пропілену: а) розведеним розчином KMnO4 при кімнатній температурі, б) концентрованим розчином KMnO4 при нагріванні в кислому середовищі, в) киснем повітря в присутності каталізатора (срібло). Скільки грамів 10 % -вого розчину ( =1,1) KMnO4 потрібно для окиснення 10 г пропілену до пропіленгліколю?

4.30.Етиленовий вуглеводень одержують дегідратацією 2-метил-3-гексанолу. При його гідробромуванні в присутності Н2О2 утворюється бромалкан, який в реакції Вюрца утворює

53

14Н30. Визначити структурну формулу алкену, навести схеми відповідних реакцій. Пояснити механізм гідрогалогенування в присутності пероксиду водню.

4.31.Здійснити перетворення: а) 3-метил-1-бутен → 2,3,4,5-тетраметилгексан, б) 3-метил-1- бутен → 2,7–диметилоктан. Навести схеми відповідних реакцій, вказати умови їх перебігу. Для першої стадії кожногоперетворення навести механізми.

4.32.Здійснити перетворення: а) 4-метил-1-пентен → 4-метил-2-пентен, б) 1-бром-2- метилбутан → 2-метил-2-бутанол. Для продукту реакції а) навести схему озонування.

4.33.Навести схеми реакцій, необхідних для пертворення ізобутилового спирту в третбутиловий спирт. Пояснити умови їх перебігу. Для проміжної сполуки навести реакцію озонування.

4.34.Встановити структуру вуглеводню С6Н12, якщо він знебарвлює розведенний розчин КМnО4, при гідратації утворює третинний спирт загальної формули С6Н13ОН, а при окисненні хромовою сумішшю утворює ацетон та пропіонову кислоту. Навести схеми відповідних реакцій, назвати вуглеводень за систематичною та раціональною номенклатурами.

4.35.Навести схему перетворення 3-метил-1-пентену в 3-метил-2-пентен. Для продукту пеакції навести рівняння взаємодії з HCl, HClO та їх механізми.

5. АЛКІНИ

Питання для самопідготовки

Способи добування ацетилену та його гомологів. Промислові способи добування ацетилену. Характеристики потрійного зв’язку. Реакції алкінів: кислотні властивості, утворення ацетиленідів, електрофільне приєднання галогенів та галогеноводневих кислот. Реакції нуклеофільного приєднання: води (Кучеров), спиртів, оцтової кислоти, ціанідної кислоти. Реакції полімеризації.

Контрольні завдання

5.1.Здійснити перетворення, дати назви процесам і сполукам:

HC CH Cu2Cl2 А HCl Б полімерізація В

Вказати галузі застосування продукту В.

5.2.Здійснити в декілька стадій перетворення: СН3-СН=СН2 СН3-С С-СН2-СН3.

Для одержаного алкіну навести реакцію гідратації за Кучеровим. Назвати всі сполуки.

5.3.З ацетилену синтезувати пропін, з якого добути такі алкіни: а) 2-пентин; б) 5,5-диметил-2- гексин. З алкінів а) і б) добути відповідні кетони та бромпохідні алканів. Навести механізм реакції електрофільного приєднання бромоводню до алкінів.

54

5.4.З карбіду кальцію синтезувати 1-бутин, з якого добути такі алкіни: а) 6,6-диметил-3-гептин; б) 2-метил-3-гексин; в) 5,6-диметил-3-гептин. Навести реакції синтезованих алкінів з водою, бромоводнем і бромом. Назвати продукти, пояснити механізм гідратації алкінів.

5.5.Добути із ацетилену: а) метилацетилен; б) 4-метил-пентин-1; в) діетилацетилен; г) 5-метил- гексин-1. Для сполук (а-г) навести реакцію гідратації, пояснити, які з цих сполук реагують з амідом натрію.

5.6. Здійснити перетворення в кілька стадій: а) бутан 2-бутин; б) 1-бутен 2-бутин; в) пропен пропін; г) ацетилен полівінілацетат; д) ацетилен 1,4-бутандіол.

5.7.Здійснити перетворення в кілька стадій: а) ацетилен оцтова кислота; б) ацетилен бутан; в) 1,2-диброметан 1,1-диброметан; г) метан пропін; д) метан поліакрилонітрил. Навести схеми відповідних реакцій, вказати умови їх перебігу.

5.8.Добути метилацетилен із пропілену. Навести схеми реакцій метилацетилену з: а) етиловим спиртом; б) оцтовою кислотою; в) оцтовим альдегідом; г) водою. Навести механізм реакцій а) та г).

5.9.Навести схеми добування пропілацетилену та диметилетилацетилену з ацетилену. За допомогою яких реакцій можна розрізнити ці ізомери? Як хімічним шляхом розділити ці сполуки? Навести схеми відповідних реакцій.

5.10.Зобразити структурну формулу вуглеводню С5Н8, якщо відомо, що він реагує з бромом, аміачним розчином оксиду срібла; а при гідратації утворює метилізопропілкетон. Навести схеми вказаних реакцій, назвати встановлений С5Н8 за раціональною та систематичною номенклатурами.

5.11.Запропонувати схему добування втор-бутилацетилену з метану. Назвати його за систематичною номенклатурою. Навести для нього схеми реакцій: а) із синільною кислотою; б) із формальдегідом; в) з ацетоном; г) з оцтовою кислотою. Вказати умови перебігу реакцій, для реакції а) навести механізм.

5.12.Визначити будову двох ізомерних вуглеводнів загальної формули С5Н8, якщо відомо, що вони приєднують по дві молекули брому; при окисненні хромовою сумішшю один утворює вугільну та масляну кислоти, а інший – вугільну та малонову (НООС-СН2-СООН) кислоти. Назвати вуглеводні за систематичною номенклатурою. Навести для обох вуглеводнів схеми відповідних реакцій.

5.13.Розрізнити за допомогою хімічних реакцій такі пари сполук: а) 1-бутин і 2-бутин; б) 2- пентин і 1,3-пентадієн; в) 1-бутін і 1-бутен. Навести схеми відповідних реакцій та пояснити різницю у хімічних властивостях цих сполук. Добути 2-пентин трьома способами.

5.14.Здійснити перетворення, дати назви процесам і сполукам:

55

5.21.Визначити структурну формулу вуглеводню, який взаємодіє з двома молекулами брому, при гідруванні утворює алкан, який можна синтезувати за реакцією Вюрца із ізобутилхлориду. При окисненні вуглеводню в жорстких умовах утворюється метилпропанова кислота. Навести схеми відповідних реакцій. Синтезувати вуглеводень двома способами і навести схеми реакції гідратації і гідрогалогенування.

5.22.Визначити структурну формулу вуглеводню, який знебарвлює бромну воду, при взаємодії з бромоводнем (2 моля) утворює 2-метил-4,4-дибромгексан, а при окисненні – суміш пропанової і метилпропанової кислот. Навести схеми відповідних реакцій. Синтезувати цей вуглеводень із таких сполук: а) метилацетиленіду натрію; б) відповідного гемінального дигалогенопохідного алкану. На основі синтезованого вуглеводню добути відповідний кетон.

5.23.Здійснити перетворення в кілька стадій:

Дати назви процесам і сполукам.

5.24.Алкін невідомого складу при гідруванні утворює 2,2-диметил-3-гексан, при окисненні в жорстких умовах – пропанову і 2,2-диметилпропанову кислоти. Визначити структурну формулу алкіну, синтезувати його з ацетилену. Навести схему реакції гідратації алкіну та її механізм.

5.25.Здійснити перетворення в кілька стадій, дати назви процесам і сполукам: а) СН3-СН=СН2

СН3-С С-СН2; б) 1-хлор-3-метилбутан діізопропілацетилен. Для обох алкінів навести реакції гідратації та їх механізм.

5.26.Алкін невідомої структури при гідруванні утворює алкан, який добувають за реакцією Вюрца з пропілброміду і ізобутилброміду. Алкін при окисненні утворює суміш оцтової і 3- метилбутанової кислот. Визначити структурну формулу алкіну, синтезувати його з карбіду кальцію, води і галогеналканів. Навести схеми реакцій гідратації, галогенування і гідрогалогенування даного алкіну та механізм реакції гідрогалогенування.

5.27.Здійснити перетворення:

Назвати всі сполуки. Пояснити, які властивості виявляє сполука Б в реакції з амідом натрію

і чому? Навести механізм Г → Д.

5.28.Визначити структурну формулу вуглеводню С7Н12, який добувають із віцинального дигалогенопохідного алкану. При гідратації вуглеводню утворюється кетон, а при окисненні – суміш оцтової і 2-метилбутанової кислоти. Синтезувати вуглеводень двома способами і наве-

57