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

Химия Нефти и Газа. Методичка по органической химии-1

.pdf
Скачиваний:
55
Добавлен:
22.08.2019
Размер:
2.88 Mб
Скачать

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

На основании вышесказанного следует, что реакционная способность приведенных соединений уменьшается в следующем ряду:

H C

C

C

CH

H C

CH CH

H C

C

C

CH

H C

C

CH

3

 

 

3

3

2

3

 

 

3

3

 

 

 

2-бутен

 

 

ï ðî ï åí

 

2-бутин

 

ï ðî ï èí

 

 

H C

CH

CH

CH

+

HBr

 

 

H C

CH

CH

CH

 

 

3

 

 

3

 

 

 

3

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

H C

CH

CH

+

HBr

 

H C

CH

CH

 

 

 

 

3

 

2

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

HBr

 

 

 

 

HBr

 

 

 

 

 

H C

C

C

CH

H C

CH

C

CH

 

H C

CH

C

CH

3

 

 

3

3

 

 

 

3

3

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

HBr

 

 

 

HBr

H C

C

CH

 

 

H C

C

CH

H C

C

CH

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

2

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

Электрофильное присоединение протекает по правилу

Марковникова.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача № 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Какие продукты образуются в следующей цепи

превращений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na, NH æ

CH J

 

H O, HgSO ì

етилацетилен

м етилацетилен

3

À

3

 

2

 

4

 

 

 

 

 

 

Á

 

Â

 

 

Ã

Назовите промежуточные продукты. Решение

131

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Метилацетилен при взаимодействии с натрием в жидком аммиаке образует ацетиленид натрия, который вступает в обменную реакцию с иодистым метилом с образованием диметилацетилена.

 

 

 

H3C

 

 

C

 

CH + Na+

 

 

 

 

H3C

 

 

C

 

 

C

 

 

Na

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м етилацетилен ид н атрия

 

 

 

H3C

 

C

 

C

 

Na + H3C

 

I

 

 

 

 

H3C

 

C

 

C

 

CH3 + Na

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дим етилацетилен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При взаимодействии с водой протекает реакция

Кучерова.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H O, Hg

2+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H C

C

 

C

 

CH

2

 

H C

 

C

CH CH

 

 

 

H C

C

CH CH

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

åí î ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м етилэтилкето н

 

 

 

 

 

Кетоны реагируют с

 

 

ацетиленовыми углеводородами,

содержащими концевую тройную связь (реакция Фаворского).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KOHòâ.

 

 

 

3

 

 

 

 

 

+

 

 

H C

CH

CH

C

CH

CH

H C

C

CH

CH

H C

C

CH

3

 

2

3

3

 

 

3

2

2

 

2

3

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-м етил-4-гексин -3-о л

Задача № 10.

Осуществите следующие превращения:

132

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

H C

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KOH ñï èðòî âî é

 

 

+

NaOH âî äí û é

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электро лиз

 

Br

, h

 

 

раство р

 

KMnO4, H

 

раство р

 

 

 

C

 

 

O

 

 

?

2

 

 

?

 

 

 

 

?

 

?

 

 

 

?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NaOH

, t°

1500 °C

 

NaNH

 

CH CHBrCH

 

H O, HgSO

 

 

 

 

 

 

òâ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

?

 

 

 

?

 

 

 

?

 

2

?

3

 

3

?

2

 

 

4

?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H C

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KOH ñï èðòî âî é

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

электро лиз

 

 

 

 

 

 

 

Br2,h

 

 

 

 

раство р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

O

 

H C CH

 

CH

 

CH

 

H C

CH CH CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

2

 

3

-HBr

 

3

 

2

 

3

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

O

NaOH âî äí û é

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

раство р

 

 

 

NaOH

 

 

 

 

 

 

 

 

KMnO , H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H C

 

CH CH CH

 

4

 

H C

 

 

C

 

 

H C

C

 

 

 

òâ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

-Na

CO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

Na

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500 °C

 

 

NaNH

 

 

 

 

 

CH CHBrCH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH

 

 

 

HC

 

CH

 

 

 

HC

C

Na

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-NH

 

 

 

 

 

-NaBr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H O, HgSO

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HC

 

C

 

CH CH

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H C

 

C

CH CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

O

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача №11.

Как можно отличить следующие два изомерных углеводорода: 4-метил-2-пентин и 3-гексин?

Решение Изомерные ацетиленовые углеводороды можно отличить

реакцией озонирования или окисления в жестких условиях KMnO4 или K2Cr2O7. При этом происходит разрыв углеродной цепи по месту тройной связи и образование карбоновых кислот.

133

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

O

O

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

H C

C

C

CH

CH

 

H C

C

C

3

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

CH

 

 

 

O

O

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

4-ì åòè ë-2-ï åí òè í

 

 

O

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H C

C

+

H C

CH

 

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

уксусн ая кисло та

èçî ì

аслян ая кисло та

 

 

 

 

 

 

O

 

 

H C

CH

C

C

CH

CH

3

H C

CH

 

3

2

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

H O

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 H C

 

CH

 

 

 

 

 

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

C

O

 

 

 

 

 

 

 

HO

 

 

 

 

 

 

п ро п ио н о вая кисло та

 

 

 

 

H

O

2

 

CH

CH

 

3

CH

 

3

 

 

O

 

 

O

O

 

 

C

C

CH

CH

 

 

2

3

O

O

 

 

 

O

 

 

Продукты окисления получаются разные, поэтому, проведя их анализ, можно определить и различить исходные изомеры.

Задача №12.

Определите, какой ацетиленовый углеводород (А) был подвергнут окислению K2Cr2O7 в кислой среде, если в результате ряда последующих превращений в качестве единственного продукта получен 2,3-диметил-2-бутен.

134

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

K Cr O

+

 

NaOH

электро лиз

Br

, h

NaOH ñï èðòî âî é

, H

 

 

раство р

2

2 7

 

 

ðàçá

 

2

 

 

À

 

 

Á

Â

 

Ã

 

Ä

Å

где Е (2,3-диметил-2-бутен) Решение

Задачи такого типа удобно решать с последней реакции, последовательно переходя к начальным. 2,3-Диметил-2-бутен получен из вещества (Д) действием спиртового раствора щелочи, следовательно, проводилась реакция дегидрогалогенирования монобромалкана. Таким бромалканом мог быть только 2-бром-2,3-диметилбутан.

 

Br

 

NaOH

 

 

 

 

 

 

ñï èðòî âî é

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

раство р

 

 

 

 

H C

C

CH

CH

H C

C

C

CH

3

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

3

 

CH

CH

 

 

CH

CH

 

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

2-Бром-2,3-диметилбутан

получают

из

2,3-

диметилбутана реакцией радикального бромирования.

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

Br

, h

 

 

 

H C

C

C

CH

2

 

 

 

 

 

H C

C

CH

CH

3

 

 

3

 

3

 

 

3

 

CH

CH

 

 

 

CH

CH

 

 

3

3

 

 

 

3

3

 

Замещение в этой реакции идет исключительно третичного атома водорода. Предельные углеводороды получаются электролизом солей карбоновых кислот по реакции Кольбе:

135

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na

 

 

 

 

 

 

 

 

C

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электро ли з

 

 

 

 

 

 

 

H C

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

CO

+

H C

CH

CH

CH

+ NaOH + H

 

 

 

2

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

CH

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

Соли

 

карбоновых

 

кислот

образуются

при

взаимодействии кислот с водным раствором щелочи:

 

O

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

Na

 

OH

NaOH âî äí û é

C

 

 

 

раство р

O

 

 

 

H C

CH

 

 

 

H C

CH

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

CH

 

 

CH

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

Ацетиленовый

углеводород, при

окислении которого

получается только изомасляная кислота, должен иметь симметричную структуру:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K2Cr2O7, H+

 

 

C OH

H3C

 

CH

 

C

 

C

 

CH

 

CH3

 

 

2

H C

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

CH3

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Таким образом, исходный ацетиленовый углеводород (А) – 2,5-диметил-3-гексин.

Задача №13.

Установите строение углеводорода состава С5Н8, если известно, что он:

а) не реагирует с аммиачным раствором окиси серебра,

б) взаимодействует с водой с образованием кетона.

136

СnH2n-2,

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Решение Углеводород имеет общую формулу

следовательно, относится к ацетиленовым или диеновым углеводородам. При реакции с водой образуется кетон, значит, данный углеводород является алкином. Не образует осадка с аммиачным раствором окиси серебра, следовательно, алкин не имеет концевой тройной связи. Вывод: углеводород C5H8 — 2- пентин. Структурная формула: CH3-C≡C-CH2-CH3

Реакции:

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O, Hg2+

 

 

 

 

 

 

 

 

H3C

 

C

 

C

 

CH2

 

CH3

 

H3C

 

C

 

CH2 CH2 CH3 + H3C

 

CH2 C

 

CH2

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

Ag(NH ) OH

 

 

 

 

3

2

H C

C

C

CH

CH

реакция н е идет

3

 

 

2

3

 

2-ï åí òèí

 

 

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. Получите из соответствующих дигалогенпроизводных нижеперечисленные алкины и назовите их по номенклатуре

IUPAC:

а) изопропилацетилен б) 3,4-диметил-1-пентин в) трет-бутилацетилен г) этилацетилен д) 4-метил-2-пентин

е) 3,3-диметил-1-бутин ж) пропилацетилен з) диметилацетилен

и) метилизопропилацетилен к) 1-бутин

137

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

л) 4-метил-1-пентин м) 3-метил-1-пентин н) метилэтилацетилен о) 1-пентин п) 2-пентин

2. Какие гомологи ацетилена нужно взять, чтобы получить по реакции М.Г.Кучерова следующие кетоны? Напишите уравнения реакций, укажите их условия. Объясните, почему получаются кетоны, а не непредельные спирты.

А) 3-метил-2-гексанон б) 4-метил-3-гексанон в) 3-гептанон г) 5-метил-2-гексанон

д) метилизобутилкетон е) метил-трет-бутилкетон ж) метилизопропилкетон з) метилбутилкетон

и) 3,4-диметил-2-пентанон к) диэтилкетон л) метил-втор-бутилкетон

м) метилпропилкетон н) метилэтилкетон о) диметилкетон

п) метилизоамилкетон р) метил-трет-амилкетон

с) метил-нео-пентилкетон т) изопропилизобутилкетон у) дипропилкетон ф) 2-гексанон

138

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

х) 3-гексанон ц) 2-пентанон ч) 3-пентанон

ш) 3-метил-2-бутанон щ) 3,3-диметил-2-бутанон э) этилпропилкетон ю) 4-метил-2-пентанон

3. При помощи каких реакций можно отличить друг от друга следующие соединения? Используйте качественные реакции, реакции озонирования, окисления).

а) этилацетилен от диметилацетилена и бутана б) 1-бутин от 2-бутина в) 2-пентин от 1-пентина

г) неопентилацетилен от метил-трет-бутилацетилена д) 2,5-диметил-3-гексин от 3,5-диметил-1-гексина

е) диметилэтилацетиленилметан от этилизопропилацетилена ж) триметилацетиленилметан от диэтилацетилена з) изопропилацетилен от метилэтилацетилена и) трет-бутилацетилен от метилизопропилацетилена к) 1-гексин от 2-гексина и 3-гексина л) этилацетилен от 1,3-бутадиена

м) 3-метил-1-бутин от 2-метил-1,3-бутадиена н) 1-пентин от 1,4-пентадиена и 2-пентена

о) трет-амилацетилен от метилизобутилацетилена п) триэтилацетиленилметан от 3-нонина р) ацетилен от этана с) ацетилен от этилена и этана

т) пропин от пропана и пропена у) этилацетилен от этилэтилена

139

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ф) метилацетилен от пропана х) этилацетилен от бутана и 2-бутена

ц) изопропилацетилен от изопропилэтилена ч) изопропилацетилен от изопентана ш) изобутилацетилен от изобутилэтилена щ) изобутилацетилен от изогексана э) циклогексен от 3-гексина ю) метилацетилен от пропилена

4.Напишите реакцию взаимодействия по Реппе в присутствии ацетиленида меди между следующими соединениями и назовите продукты реакции:

а) ацетиленом и 1 молем формальдегида б) ацетиленом и 2 молями формальдегида в) ацетиленом и 1 молем ацетальдегида г) ацетиленом и 2 молями ацетальдегида д) метилацетиленом и формальдегидом е) этилацетиленом и формальдегидом ж) ацетиленом и 1 молем пропаналя з) ацетиленом и 2 молями пропаналя

и) метилацетиленом и пропаналем ацетальдегидом к) этилацетиленом и пропаналем л) метилацетиленом и ацетальдегидом

м) изопропилацетиленом и формальдегидом н) изопропилацетиленом и ацетальдегидом

5.а) Напишите структурную формулу углеводорода с молекулярной массой 68, если известно, что он реагирует с бромом, с аммиачным раствором оксида серебра, а при гидратации дает метилизопропилкетон. Напишите все реакции.

140