Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебники / орган дз

.pdf
Скачиваний:
173
Добавлен:
18.03.2019
Размер:
11.09 Mб
Скачать

Пример решения задания 3

В данном примере представлены три карбокатиона. Карбокатион – это положительно заряженная электронно-дефицитная частица. Её устойчивость зависит от величины положительного заряда на атоме углерода: чем меньше заряд, тем более стабилен карбокатион.

Нитрогруппа и ацетильная группа являются элекроноакцепторами, т. е. обе группы увеличивают величину положительного заряда на атоме углерода, но нитрогруппа, являясь более мощным акцептором, дестабилизирует частицу в большей степени.

Таким образом, ряд стабильности рассматриваемых карбокатионов имеет вид:

КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ В ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Задание 1. Завершите уравнения реакций, укажите неподелённые электронные пары и формальные заряды на атомах в донорно-акцепторных комплексах. Укажите кислоты и основания по Льюису.

Задание 2. Завершите следующие кислотно-основные равновесия. Укажите кислоты и основания и сопряжённые им основания и кислоты по Брёнстеду. Определите, в какую сторону смещено равновесие, дайте объяснения. Назовите все соединения.

11

Примеры решения задания 2

Кислотно-основное равновесие смещено в сторону образования более слабого основания. Кислоте соответствует сопряжённое основание, причём, если кислота слабая, то сопряжённое ей основание является малостабильным анионом; если кислота сильная, то сопряжённое основание будет стабильным.

Сравним устойчивость сопряжённых оснований:

Бензоат-ион более устойчив, так как отрицательный заряд делокализован между двумя атомами кислорода карбоксильной группы:

12

Стабильному бензоат-иону соответствует более сильная бензойная кислота; равновесие смещено в сторону образования более слабой кислоты

– бензилового спирта.

Кислотно-основное равновесие всегда смещено в сторону более слабого основания.

Анилин – более слабое основание, так как неподелённая электронная пара атома азота делокализована в нём в соответствии с набором резонансных структур:

Следовательно, равновесие будет смещено в сторону образования анилина (влево).

ОПТИЧЕСКАЯ ИЗОМЕРИЯ

Задание 1. В каких из приведённых ниже соединений имеются хиральные центры? Укажите их. Сколько оптически активных изомеров и оптически неактивных форм соответствует каждому из этих соединений? С помощью проекционных формул Фишера изобразите эти изомеры.

1)2-Метилпентан-3-ол

2)1-Бром-3-хлорпропан

3)Этиловый эфир 2-аминопропановой кислоты

4)2-Гидроксибутановая кислота

5)2-Бромбутан

13

6)2-Хлорпропан

7)3-Хлорбутан-2-ол

8)3-Бром-2-хлорпентан

9)Гексан-3,4-диол

10)2,3-Дигидроксипропаналь

Примеры решения задания 1

В молекуле есть хиральный центр (отмечен звёздочкой), следовательно, соединение может существовать в виде пары энантиомеров:

В соединении два хиральных центра, причём эти центры не идентичны, следовательно, соединение будет существовать в виде двух пар энантиомеров:

14

Таким образом, это соединение может существовать в виде четырёх оптически активных изомеров.

Изомеры эритро-ряда по отношению к изомерам трео-ряда являются диастереомерами.

Задание 2. Расположите следующие заместители в порядке уменьшения старшинства в соответствии с правилами последовательности в R,S-системе (система Кана–Ингольда–Прелога).

1)–CH3, –Br, –CF3, –CH2CH3

2)–CD3, –CH3, –Cl, –COOH

3)–CH2CH2CH3, – CH2CH2CCl3, –CH(Cl)CH2CH3, –NH2

4)–CH2OH, –CHO, –CH3, –COOH

5)–NH2, –NHCH3, –N(CH3)2, –C≡N

6)–CH=CH2, –CH2CH3, –COOH, –C≡CH

7)–F, –CH3, –CF3, –CH2OH

Примеры решения задания 2

1) –NO2, –CH2OH, –CH3, –Br, –COOH

–Br > –NO2 > –COOH > –CH2OH > –CH3 2) –CH2OH, –OH, –CHO, –CH3, –CD3

–OH > –CHO > –CH2OH > –CD3 > –CH3

Задание 3. Изобразите клиновидную и проекционную формулы следующих соединений.

1)D-2-Метилпентан-3-ол

2)(R)-1-Бром-2-хлорпропан

3)Этил-(S)-2-аминобутаноат

4)L-2-Гидроксипропановая кислота

5)D-1-Бром-2-хлорпропан

6)(R)-2-Гидроксипропановая кислота

7)(S)-2-Бромбутан

15

Примеры решения задания 3

В соответствии с правилами построения формул Фишера углеродная цепь должна быть направлена по вертикали за плоскость чертежа, причём наверху должен быть атом, имеющий меньший номер по систематической номеклатуре:

Определяем порядок уменьшения старшинства заместителей у хирального центра:

–OCH3 > –CH2CH3 > –CH3 > –H

Всоответствии с правилами определения абсолютной конфигурации

вклиновидной формуле связь с младшим заместителем (водородом) должна быть направлена за плоскость чертежа, а старшинство трёх оставшихся заместителей в (S)-изомере должно убывать против часовой стрелки:

Задание 4. Для указанных ниже соединений изобразите пару энантиомеров трео- и эритро-ряда, пару диастереомеров. Какое из соединений существует в виде мезо-формы?

16

1)3-Хлорбутан-2-ол

2)2-Бром-3-хлорпентан

3)Бутан-2,3-диол

4)2,3-Дибромпентан

5)2-Гидрокси-3,4-дихлорбутановая кислота

Пример решения задания 4

Пары энантиомеров эритро- и трео-ряда для требуемого соедиения имеют следующий вид:

 

CH3

 

CH3

CH3

 

 

CH3

H

OCH3 H3CO

H

H

OCH3 H3CO

H

H

Br

Br

H

Br

H

H

Br

 

CH3

 

CH3

CH3

 

 

CH3

 

I

 

II

III

 

 

IV

 

Пара энантиомеров эритро-ряда

Пара энантиомеров трео-ряда

 

 

 

CH3

CH3

 

 

 

 

H3CO

H

H3CO

 

H

 

 

 

Br

H

H

 

Br

 

 

 

 

CH3

CH3

 

 

 

 

 

II

IV

 

 

Пара диастереомеров

Задание 5. Изобразите клиновидную и проекционную формулы для следующих соединений.

17

1)(2S,3R)-2-Метил-3-хлорбутаналь

2)(3R,2R)-3-Бром-2-хлорпентан

3)(2R,3S)-Пентан-2,3-диол

4)(2R,3R)-2,3-Дибромбутан

Для каждого из соединений изобразите проекционную формулу любого диастереомера.

Пример решения задания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

 

 

(2R,3R)-3-Бром-2-хлорпентан

 

5

 

 

4

 

3*

 

2*

1

 

 

 

 

 

 

CH3

 

CH2

 

 

 

 

 

CH

 

 

 

 

CH

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изображаем молекулу в виде проекционной формулы Фишера. Для построения проекционной формулы разворачиваем клиновидную формулу так, чтобы углеродная цепь была направлена за плоскость чертежа, а наверху был атом углерода, имеющий меньший номер по систематической номенклатуре. После чего проецируем эту молекулу на плоскость:

Выше изображён изомер эритро-ряда. Диастереомером для него будет любой из двух изомеров трео-ряда, например:

18

АЛКАНЫ, ЦИКЛОАЛКАНЫ, АЛКЕНЫ, АЛКИНЫ, АЛКАДИЕНЫ

Задание 1. Напишите уравнения реакций и назовите полученные соединения.

1)Приведите механизмы реакций.

2)Приведите конфигурации продуктов реакций по R,S-номенклатуре.

3)Приведите возможные конформации продуктов реакций.

4)Дайте объяснение протекания реакций с позиции теории молекулярных орбиталей, руководствуясь принципом граничных орбиталей Фукуи.

Алканы

19

Циклоалканы

1) 1,3-Дибромпропан Zn(пыль) to

H2 / Ni

 

to

2) Циклопропан

Br2

CCl4

 

 

HBr

Br2

3) 1,1-Диметилциклопропан

 

 

CCl4

 

 

 

 

 

HBr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)3

цис-5,6-Диметилцикло-гекс-1,3-диен

2 H2 / Ni

 

 

to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

о-Ксилол

3 H2 / Ni

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

м-Ксилол

3 H2 / Ni

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

п-Ксилол

3 H2 / Ni

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8)3 4-Метилциклогексен

H2 / Ni

 

 

 

 

to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

Br2

 

 

 

 

 

 

 

9)

Метилциклогексан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hv

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алкены

20

Соседние файлы в папке Учебники