Химия Нефти и Газа. Методичка по органической химии-1

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

При дегидратации 1-бутанола казалось бы, что единственным продуктом реакции должен быть 1-бутен, однако практически основным продуктом реакции является 2- бутен. Это можно объяснить при рассмотрении механизма реакции:

Стабилизация первичного карбкатиона может происходить за счет отщепления протона от соседнего углеродного атома или за счёт перегруппировки в более устойчивый, в данном случае вторичный, карбкатион (1,2- гидридный сдвиг). Второе направление оказывается энергетически выгодным и, следовательно, основным продуктом реакции является 2-бутен:

101

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Задача № 3.

Какие углеводороды можно использовать для получения 2-хлор-2-метилбутана? Приведите уравнения реакций и механизм электрофильного присоединения (АЕ).

Решение

102

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Механизм АЕ:

Задача № 4.

Из пропана получите 2,3-диметил-2-бутен и назовите все промежуточные продукты.

Решение Пропан содержит три углеродных атома, а 2,3-

диметил-2-бутен – 6, следовательно, в процессе синтеза необходимо удвоить число углеродных атомов. Это можно достичь, применяя реакцию Вюрца. На первой стадии синтеза необходимо получить 2-галогенпропан.

103

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1)

Галогенирование легче протекает по третичному атому углерода и основным продуктом реакции оказывается 2-хлор- 2,3-диметилбутан.

4)

(элиминирования) проходит в соответствии с правилом Зайцева.

Задача № 5.

Предложите схему получения 2-метил-2-бутена из 2- метил-1-бутена.

104

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Решение

CH2=C(CH3)-CH2-CH3 → CH3-C(CH3)=CH-CH3

2-метил-2-бутен можно синтезировать реакцией дегидрогалогенирования 2-бром-2-метилбутана или 2-бром-3- метилбутана. Из 2-метил-1-бутана легко образуется 2-бром-3- метилбутан гидрогалогенированием по электрофильному механизму. Поэтому схема превращения 2-метил-1-бутана в 2- метил-1-бутена следующая:

Таким образом, для переноса двойной связи из положения 1 в положение 2 необходимо сначала провести гидрогалогенирование по электрофильному механизму, а затем дегидрогалогенирование.

Задача № 6.

Заполните следующую схему превращений:

Назовите все промежуточные и конечные продукты. Решение При бромировании 3-метилпентана легче будет

замещаться водород у третичного атома углерода:

105

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Под действием спиртового раствора щелочи отщепляется HBr (по правилу Зайцева водород отщепляется от менее гидрогенизированного атома углерода) и образуется этиленовый углеводород.

образуется мольозонид, который превращается в озонид, гидролиз последнего даёт карбонильные соединения.

106

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Задача № 7.

Следующие алкены расположите в ряд по возрастанию легкости их вступления в реакцию гидробромирования:

а) 1-бутен, б) 2-бутен, в) этен,

г) 2,3-диметил-2-бутен. Решение

При электрофильном присоединении HBr стадией, определяющей скорость реакции, является присоединение электрофильной частицы (Н+). Это присоединение идет тем легче, чем больше электронодонорных заместителей находится при двойной связи. В этилене нет алкильных заместителей (электронодонорных заместителей), поэтому он наиболее медленно будет вступать в реакцию гидробромирования. В 1- бутене – один алкильный заместитель, в 2-бутене – два алкильных заместителя, а в 2,3- диметил-2-бутане – четыре. Следовательно, скорость реакции гидробромирования возрастает в ряду:

H3C C C CH3

CH3 CH3

107

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Задача № 8.

Определите строение этиленового углеводорода, если известно, что его подвергли окислению KMnO4 в кислой среде, а в результате последующих превращений продуктов окисления был получен этилен.

Решение Такие задачи удобнее решать с выполнения

последних стадий и последовательно переходить к первой реакции. Этилен в результате реакции дегидрогалогенирования может быть получен из хлорэтана:

Соли карбоновых кислот получают при действии разбавленного раствора щелочи на кислоты:

108

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

И, наконец, пропионовая кислота может быть получена при окислении этиленового углеводорода:

HO

Так как по условию задачи получается единственный продукт реакции, то этиленовый углеводород имеет симметричное строение, т.е. окислению подвергался 3-гексен. Поэтому схема последовательных превращений выглядит следующим образом:

если известно, что при его окислении К2Сr2O7 в кислой среде получаются два продукта: первый - метилэтилкетон, второй - карбоновая кислота, при электролизе которой образуется бутан.

109

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Решение

Бутан может быть получен при электролизе из Na-соли пропионовой кислоты:

Следовательно, вторым продуктом окисления этиленового углеводорода является пропановая (пропионовая) кислота, поэтому исходный этиленовый углеводород - 3-метил- 3-гексен.

гидрировании образует 2-метилбутан. Если исходное соединение обработать бромистоводородной кислотой в присутствии перекиси водорода, а затем полученный раствор нагреть с металлическим натрием, то образуется 2,7-диметилоктан. Определите строение соединения и напишите реакции.

110