Ответ 59.

60. Соединение А является продуктом альдольно-кротоновой конденсации. Назовите это соединение по номенклатуре IUPAC. К какому классу относится соединение А? Приведите структуру карбонильного соединения, которое является исходным в синтезе А.

Ответ 61. По номенклатуре IUPAC соединение А имеет название 4-метил-5-этилгепт-4-ен-3-он и относится к классу ,-непредельных карбонильных соединений. Синтез лучше всего проводить в 2 стадии. Сначала в мягких условиях получают альдоль В. Затем после нагревания в присутствии каталитического количества иода или пара-толуолсульфокислоты конечный продукт можно выделить с выходом 70-80%.

62. Напишите все структуры всех возможных альдолей и ,-непредельных карбонильных соединений, которые могут образоваться в результате смешанной альдольно-кротоновой конденсации уксусного альдегида и метилбензилкетона.

Ответ 62.

63. Напишите структуры соединений А и В.

Ответ. Внутримолекулярная альдольная конденсация, в которой роль карбонильной компоненты играет более активная альдегидная группа.

64. Дополните приведенную ниже схему.

Ответ 64. Восстановление диалкиламидной группы до альдегидной триалкокси-алюмогидридом лития, который является более слабым донором гидрид-иона, чем сам LiAlH₄, что позволяет остановить восстановление на стадии альдегида. Внутримолекулярная альдольная конденсация.

65. Какие карбонильные соединения должны быть использованы для синтеза ,-непредельных карбонильных соединений A и B?

Ответ 65. ,-Непредельные карбонильные соединения A и B получены в результате альдольной конденсации карбонильных соединений, причем одно из этих соединений является карбонильной компонентой, а второе – метиленовой компонентой. В случае циклического ,-непредельного карбонильного соединения обе компоненты находятся в одной молекуле.

66. Какой из атомов углерода приведенного соединения будет депротонироваться в следующей реакции:

Ответ 66. отрицательный заряд в сопряженном основании А, образующемся при депротонировании С-4, стабилизирован резонансными взаимодействиями с карбонильной группой и фенильным кольцом.

67. При обработке основанием несимметричный кетон - метилциклопентилкетон - может образовывать два енолята. При подборе подходящих условий часто можно селективно получать каждый из них. Напишите структуры этих енолятов. Объясните, как изменение условий реакции изменяет направление реакции. Укажите условия и структуры карбанионов при кинетически и термодинамически контролируемых реакциях.

Ответ 67. Более высокозамещенный енолят А является более стабильным, но депротонирование менее замещенного положения с образованием В происходит быстрее. При применении более сильного основания (LDA) при низкой температуре образование енолята необратимо, так что енолят В преобладает (кинетически контролируемое депротонирование). С менее сильным основанием (Et₃N / ДМФА) при более высокой температуре образование енолята обратимо и равновесие ведет к более стабильному еноляту А (термодинамически контролируемое депротонирование). Силилирование позволяет подтвердить эти рассуждения.

Термодинамический контроль

Кинетический контроль

68. Обработка 2-метилпентан-3-она LDA/ТГФ/-78^оС и далее триметилхлорсиланом привела к силиловому эфиру енола А, спектр ЯМР ¹Н (, м. д., число протонов) которого содержал дублет (1.1, 6Н), синглет (1.15, 9Н), дублет (1.45, 3Н), септет (2.1, 1Н) и квадруплет (4.45, 1Н). Учитывая эти данные, нарисуйте структуру соединения А. Какое из приведенных ниже предположений о депротонировании 2-метил-пентан-3-она под действием LDA/ТГФ/-78^оС является правильным?

A) Депротонирование – кинетически контролируемая реакция

B) Депротонирование – термодинамически контролируемая реакция

C) Депротонирование – кинетически и термодинамически контролируемая реакция

Ответ 68. При депротонировании 2-метилпентан-3-она LDA/ТГФ/-78^оС в принципе возможно образование двух енолятов.

Данные спектра ЯМР ¹Н показывают, что полученный триметилсилиловый эфир енола А содержит фрагмент изопропильной группы (СН₃)₂СН.

Енолят-ион I, образованный удалением протона от С-4, является тризамещенным енолятом, а депротонированием С-2 – тетразамещенным енолятом. Тризамещенный изомер должен быть менее стабильным. Поэтому факт его предпочтительного образования должен свидетельствовать, что его образование контролируемо, т. е. депротонирование является кинетически контролируемой реакцией (ответ A.).

69. Приведите структуру соединения А.

Ответ 69. В этой реакции наиболее кислыми являются метильные протоны -ненасыщенного кетона. Диизопропиламид лития (LDA) депротонирует метильную группу и образующийся карбанион атакуется метилиодидом.

70. Укажите соединение, какое из нижеприведенных соединений не может быть получено реакцией Манниха. Как из солей А и В можно получить свободные основания?

Ответ 71. Соединение С не может быть получено реакцией Манниха (аминометилирование карбонильных соединений). Из двух других соединений соль В образуется в большем количестве, поскольку электрофильная атака катиона иминия в кислой среде направляется преимущественно на более замещенный -углеродный атом енола. Свободные основания получают, обрабатывая гидрохлориды концентрированным раствором гидроксида калия. Термолиз гидрохлоридов привдит к ,-непредельным кетонам.

72. Напишите структуру соединения А.

Ответ 72. Синтез основания Манниха.

73. Приведите детальный механизм для катализируемого кислотой превращения циклогексанона в 2-хлор-1-циклогексанон.

Ответ 73.

74. Выберите из приведенных ниже соединений те, которые при действии избытка иода в щелочной среде дадут положительную иодоформную реакцию.

Ответ 74. Только соединение D при действии избытка иода в щелочной среде даст положительную иодоформную реакцию.

75. Приведите структуру продукта реакции 2,2-диметилпентан-3-она с избытком иода в щелочной среде.

Ответ 75.

76. Соединение А (С₁₆Н₂₆О₂) не реагирует ни с водным раствором KMnO₄, ни с 2,4-динитрофенилгидразином. Обработка этого соединения водной кислотой дает изопропанол и еще одно соединение (В, С₁₀Н₁₂О), которое не образует желтых кристаллов иодоформа при действии J₂/KOH (иодоформная проба). В ИК-спектре соединения В найдена интенсивная полоса поглощения при  1700 см^-1, а в спектре ЯМР ¹Н (, м. д.) обнаружены: триплет (1.15), синглет (2.35), квадруплет (2.85) и 2 дублета (7.70 и 7.72) с соотношением интенсивностей 3:3:2:2:2. Определите структуру соединения А.

Ответ 76. Спектр ЯМР ¹Н (, м. д.): триплет, 1.15 (3Н, СН₃СН₂), синглет, 2.35 (3Н, СН₃Ph), квадруплет, 2.85 (2Н, СН₃СН₂) и 2 дублета, 7.70 (2Н) и 7.72 (2Н), ароматических протонов, подтверждающих наличие заместителей в пара-положении фенильного кольца.

77. Предскажите результат обработки уксусной кислоты щелочным раствором брома.

Ответ 77. NaOH депротонирует карбоксильную группу, а не -углеродный атом (в отличие от реакции брома с альдегидами и кетонами). Карбоксилат-ион не реагирует с бромом, так что, когда раствор подкисляют, регенирируется исходная кислота.

78. Приведите продукты следующих реакций.

Ответ 78. Первая реакция является комбинацией альдольной конденсации и конденсации Кляйзена. Бензальдегид не имеет -водорода и только он действует как электрофильный компонент, а нуклеофил образуется из этилпропионата под действием основания.

Вторая реакция также является комбинацией альдольной конденсации и конденсации Кляйзена. Этилбензоат не имеет -водорода и действует как электрофильный компонент, а нуклеофил образуется из ацетальдегида под действием основания.

79. Предложите структуру продукта следующей реакции.

Ответ 79. Этилформиат не имеет -водорода и действует как электрофильный компонент. LDA депротонирует метильную группу ацетофенона, давая енолят-ион с высоким выходом.

80. Расшифровать приведенную ниже схему.

Ответ 80. Направленная сложноэфирная конденсация с участием двух разных исходных сложных эфиров требует получения на первой стадии енолята того из них, который выступает в качестве нуклеофила, т. е этилпропионата. Дальнейшее превращение -кетоэфира А называется “кетонным расщеплением”. Гидролиз -кетоэфира А приводит к -кетокислоте С, которая при нагревании разлагается с выделением СО₂, давая конечный кетон В.

81. При взаимодействии уксусного альдегида с избытком формальдегида в присутствии Са(ОН)₂ получено соединение А состава С₅Н₁₂О₄, в спектре ЯМР ¹Н которого обнаружены синглет с  4.39 м. д. и шир. синглет с  3.02 м. д. с соотношением интенсивностей сигналов 2:1. При встряхивании с D₂O сигнал с  3.02 м. д. исчезает. В ИК спектре (KBr) найдена широкая полоса поглощения при 3800-3000 см^-1 (пик при 3320 см^-1). Определите структуру продукта А и приведите уравнения всех превращений в ходе его получения и укажите их механизмы.

Ответ 81. Очень активное карбонильное соединение - формальдегид - легко дает продукт альдольного присоединения по всем трем -водородным атомам уксусного альдегида. Далее альдегидная группа в полученном трис-гидроксиметильном производном уксусного альдегида восстанавливается формальдегидом, приводя к конечному спирту А – пентаэритриту. Формальдегид при этом окисляется до муравьиной кислоты (реакция Канниццаро). В спектре ЯМР ¹Н синглет с  4.39 м. д. относится к сигналам восьми метиленовых протонов, а шир. синглет с  3.02 м. д. – к четырем протонам гидроксильных групп. Широкая полоса поглощения при 3800-3000 см^-1 (пик при 3320 см^-1) в ИК-спектре соответствует валентным колебаниям гидроксильных групп.

82. Объясните получение 2,2-диметил-1,3-пропандиола в следующей реакции.

Ответ 82. Осуществляется последовательно 2 реакции: альдольная конденсация и реакция Канниццаро.

83. Приведите резонансные структуры для винилметилкетона.