№25.  Дайте определение термину «ароматичность». Приведите примеры ароматических сопряженных систем. Как влияет ароматичность на свойства приведенных Вами ароматических соединений (покажите это на 3-4 примерах?)

Решение:

Ароматичность -  понятие, характеризующее совокупность структурных, энергетических свойств и особенностей реакционной способности циклических структур с системой сопряженных связей.

Примеры сопряженных систем:

К числу наиболее важных признаков ароматичности принадлежит склонность ароматических соединений к замещению, сохраняющему систему сопряженных связей в цикле, а не к присоединению, разрушающему эту систему. Кроме бензола и его производных, такие реакции характерны для полициклических ароматических углеводородов (напр., нафталина, антрацена, фенантрена и их производных), а также для изоэлектронных им сопряженных гетероциклических соединений.

№30. При озонолизе и последующем гидролизе озонидов были получены

а)муравьиный и пропионовый альдегиды;

б)уксусный и изомасляный альдегиды;

в)ацетон

напишите формулы, названия исходных соединений и схемы реакций озонолиза и гидролиза соответствующих озонидов.

Решение:

А)

  Бутен-1

Б)

  4-метилпентен-2

В)

2,3-диметилбутен-2

№61. Какие алканы можно получить из 2-иод-3-метилпентана, если ввести его в реакции со следующими реагентами:

       а) металлическим натрием;

       б)иодистым водородом.

Для углеводорода, полученного по способу (а) напишите реакции монохлорирования, нитрования. Приведите механизм реакции хлорирования.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Решение:

А)

2-йод-3-метилпентан  3,4,5,6-тетраметилоктан

Б)

2-йод-3-метилпентан  3-метилпентан

Реакция монохлорирования:

3,4,5,6-тетраметилоктан  3,4,5,6-тетраметил-4-хлороктан

Механизм реакции хлорирования:

Стадия 1 – зарождение цепи - появление в зоне реакции свободных радикалов. Под действием световой энергии гомолитически разрушается связь в молекуле Cl:Cl на два атома хлора с неспаренными электронами (свободные радикалы) ·Cl:

Стадия 2 – рост (развитие) цепи. Свободные радикалы, взаимодействуя с молекулами, порождают новые радикалы и развивают цепь превращений:

Стадия 3 – обрыв цепи. Радикалы, соединяясь друг с другом, образуют молекулы и обрывают цепь превращений:

При хлорировании или бромировании алкана с вторичными или третичными атомами углерода легче всего идет замещение водорода у третичного атома, труднее у вторичного и еще труднее у первичного. Это объясняется большей устойчивостью третичных и вторичных углеводородных радикалов по сравнению с первичными вследствие делокализации неспаренного электрона.

№79. Осуществите превращение: 4-метил-1-пентанол  4-метил-1,3-пентадиен.

Напишите уравнения реакций. Назовите все соединения. Различите с помощью химических реакций 4-метил-1,3- пентадиен и 2-метил-1,4-пентадиен.

Решение:

4-метилпентано-1  4-метилпентен-1

4-метилпентен-1  4-метил-2-хлорпентан

4-метил-2-хлорпентан  4-метил-2,4-дихлорпентан

4-метил-2,4-дихлорпентан  4-метилпентадиен-1,3

№95. Определите строение соединения С6Н10 присоединяющего 2 моля брома, 2 моля водорода, не образующего осадка при взаимодействии с аммиачным раствором оксида серебра. При гидратации С6Н10  в присутствии  солей двухвалентной ртути в кислой среде образуется только одно соединение. Напишите все указанные реакции. Предложите способ получения С6Н10  из этилена и неорганических реагентов.

Решение:

Неизвестное соединение:

гексин-3

Уравнения реакций:

Получение из этилена и неорганических веществ:

№ 000. Напишите возможные направления взаимодействия этилбензола с хлором. Определите тип каждой реакции, объясните механизмы реакций замещения водорода на хлор в ядре и боковой цепи. Укажите электронные эффекты алкильного радикала, докажите его ориентирующее действие в реакциях электрофильного замещения, сравнив устойчивость у - комплексов.

Решение:

Взаимодействие этилбензола с хлором может протекать по двум направлениям: по ядру и по боковой цепи. Направление атаки определяется условиями проведения химических реакций.

Тип реакции – реакция элекрофильного замещения в ароматическом ядре.

Механизм реакции:

В качестве атакующей частицы обычно выступают относительно слабые электрофилы, поэтому в большинстве случаев реакция SEAr протекает под действием катализатора — кислоты Льюиса. Чаще других используются AlCl3, FeCl3, FeBr3, ZnCl2.

.На первом этапе катализатор взаимодействует с атакующей частицей с образованием активного электрофильного агента. В ходе реакции образуется промежуточный положительно заряженный. Этот комплекс, как правило, очень реакционноспособен и легко стабилизируется, быстро отщепляя катион.

Реакция по боковой цепи:

Тип реакции – реакция радикального замещения.

Механизм:

Стадия 1 – зарождение цепи - появление в зоне реакции свободных радикалов. Под действием световой энергии гомолитически разрушается связь в молекуле Cl:Cl на два атома хлора с неспаренными электронами (свободные радикалы) ·Cl:

Стадия 2 – рост (развитие) цепи. Свободные радикалы, взаимодействуя с молекулами, порождают новые радикалы и развивают цепь превращений:

Стадия 3 – обрыв цепи. Радикалы, соединяясь друг с другом, образуют молекулы и обрывают цепь превращений:

Алкильные группы не могут участвовать в общем сопряжении, но они проявляют +I-эффект, под действием которого происходит  перераспределение p - электронной плотности.

В орто - и пара-положениях получаем повышенную электронную плотность, что облегчает атаку электрофила.

№ 000. Объясните механизм стадии В  Г

Решение:

На стадии В-г происходит алкилирование по бензольному кольцу по механизму электрофильного замещения.

№ 000. Какое из перечисленных ниже  галоидпроизводных дает при гидролизе кислоту:

А) 1,1,1-трихлор-3-метилбутан

Б) 1,1,2-трихлор-2-метилпропан

В) 1,1-дихлор-2-метилпропан

Г) 1,2,2-трихлор-3-метилбутан

Д) 1,1,1-трихлор-2-метилпропан?

Приведите уравнения реакций гидролиза.

Решение:

А)

Б)

В)

Г)

Д)

Карбоновая кислота получается при гидролизе 1,1,1-трихлор-3-метилбутана и 1,1,1-трихлор-2-метилпропана.

№ 000. Расположите в порядке уменьшения кислотных свойств следующие спирты: метиловый, 2-метил-2-бутанол, 2-метил-3-пентанол. Ответ обоснуйте. Объясните понятие «кислотные свойства», «основные свойства», «нуклеофильные свойства» спиртов. Приведите уравнения реакций, характеризующие указанные свойства спиртов.

Решение:

Образование межмолекулярной водородной связи определяет различие в кислотности первичных, вторичных и третичных спиртов.

Кислотность уменьшается в ряду:

СН3ОН>>

Метанол  2-метил-3-пентанол 2-метил-2-бутанол

Кислотные свойства спиртов определяются способностью к протонизации атома водорода гидроксильной группы. Последняя обусловливается не только разницей в электроотрицательностях между атомами кислорода (3,5) и водорода (2,1), но и природой радикала.

Спирты могут проявлять также основные свойства, являясь слабыми основаниями Льюиса, образовывая с сильными минеральными кислотами соли алкоксония, а также давая донорно-акцепторные комплексы с кислотами Льюиса благодаря наличию неподеленной электронной пары на атоме кислорода.

Нуклеофильные свойства спиртов проявляются в их реакциях с карбоновыми и неорганическими кислотами и их производными с образованием сложных эфиров:

№ 000. Какой из спиртов будет легче вступать  в реакцию этерификации с уксусной кислотой и почему?

а)1-пропанол

б) 2-бутанол

в) 2-метил-2-пропанол.

Напишите уравнения реакций. Для соединения (а) приведите механизм реакции.

Решение:

А)

Б)

В)

Нуклеофильные свойства спиртов наиболее выражены у первичных спиртов, поэтому легче всего в реакцию этерификации будет вступать 1-пропанол.

№ 000. Различите качественными реакциями ацетофенол, 3-бутенон, бутаналь. Сравните активность ацетофенона и бутаналя в реакции с анилином, приведите механизм этой реакции.

Решение:

- ацетофенон

3-бутенон

Бутаналь

В реакциях в первичными аминами (анилином) более активными являются альдегиды, поэтому активность бутаналя выше, чем ацетофенона.

Механизм:

№ 000. Лецитины-фосфолипиды, содержащие аминоспирт холин. Напишите формулу в-лецитина, содержащего остаток фосфорной кислоты у второго атома и остатки двух кислот: олеиновой и пальмитиновой. Приведите реакцию гидролиза лецитина.

Решение:

формула в-лецитина

При гидролизе лецитинов образуются высшие жирные кислоты (пальмитиновая и олеиновая), глицерофосфорная кислота и холин.

№ 000. Установите  строение производного карбоновой кислоты C4H7ClO, которое при действии водной щелочи дает соль C4H7O2Na, а при действии этиламина –вещество C6H13NO3. Напишите все упомянутые реакции, назовите все соединения. Предложите два способа получения C4H7ClO.

Решение:

Неизвестное соединение – бутирил хлорид (или изобутирил хлорид )

Бутирилхлорид  бутановая кислота

Бутирилхлорид  этиламидбутаноат

Получение бутирилхлорида:

№ 000. Напишите  структурные формулы  изомерных аминов общей формулы C4H11N. Укажите первичные, вторичные, третичные амины. Назовите их. Напишите для них реакции с хлорангидридом уксусной кислоты. Сравните основность аминов и продуктов их ацетилирования на одном примере.

Решение:

бутиламин (перв.) метилпропиламин (втор.) диэтиламин (втор.) изобутиламин (перв.) диметилэтиламин (трет.)

Основность аминов больше, чем основность амидов, так как у амидов имеется акцепторный заместитель у атома азота, который уменьшает электронную плотность на атоме азота, это приводит к уменьшению основности.

№ 000. Напишите формулы солянокислого n-толилдиазония и азотолуола. Получите эти соединения, исходя из  толуидина. Разберите механизмы реакций диазотирования и азосочетания.

Решение:

солянокислый n-толилдиазоний

азотолуол

получение соляносиклого п-толилдиазония:

Получение азотолуола:

Механизм реакции азосочетания:

Азосочетание  представляет собой реакцию электрофильного замещения:

где X = Cl-, NO2-, H2O+-

Реакция азосочетания является реакцией электрофильного замещения:

№ 000.Является ли аскорбиновая кислота углеводом? Ответ обоснуйте. За счет каких групп аскорбиновая кислота проявляет кислотные свойства? Есть ли они у продукта окисления аскорбиновой кислоты?

Решение:

Аскорбиновая кислота:

Аскорбиновую кислоту можно рассматривать как производное углевода В-гулозы.

в молекуле витамина С нет карбоксильной. Кислотные свойства этого вещества обусловлены лёгкой подвижностью водорода у третьего углеродного атома.

При окислении аскорбиновая кислота переходит в дегидроаскорбиновую, которая также проявляет кислотные свойства:

№ 000.Объясните, почему при восстановлении D - глюкозы боргидридом натрия образуется один шестиатомный спирт D-глюцит(сорбит), а при восстановлении D-фруктозы - D-глюцит и D-маннит. Напишите соответствующие уравнения реакций.

Решение:

восстановление D - глюкозы:

восстановление D-фруктозы

При восстановлении фруктозы в гексит возникает новый асимметрический углеродный атом, который может дать две различные конфигурации по отношению к остальным асимметрическим атомам углерода. Соответственно этому при восстановлении фруктозы получается два гексита, а именно: маннит и сорбит.

№ 000.Постройте дисахарид из пиранозных форм D-арабинозы, соединенных гликозидной связью 1в  4. приведите примеры для построенного дисахарида уравнения реакций восстановления, окисления HNO3 взаимодействия с фенилгидразином, избытком йодистого метила, реактивом Фелинга.

Решение:

Формула дисахарида:

-реакция восстановления

- взаимодействие с фенилгидразином;

- взаимодействие с реактивом Фелинга (окисления);

- с йодистым метилом;

№ 000.Какие соединения получаются в результате следующий превращений:

Ацетоуксусный эфир  этилат Na……..йодистый этил.…..этилат Na…… йодистый метил…

….гидролиз (H+ ? t0)……..

Объясните причины высокой подвижности атомов водорода в метиленовом звене ацетоуксусного эфира.

Решение:

Повышенная подвижность атома водорода метиленового звена обусловлен влиянием соседних акцепторных карбонильных групп.

№ 000. Пиррол. Реакции гидрирования: пиррол  дигидропиррол  тетрагидропиррол. Рассмотрите изменение основности в этом ряду и поясните причины.

Решение:

Пиррол - ароматический пятичленный азотистый гетероцикл, обладает слабыми основными свойствами.

Гидрирование пиррола:

Тетрагидропиррол является циклическим вторичным амином, неподеленная электронная пара на атоме азота не участвует в сопрядении с дфойными связзями, поэтому его основные совйства выражены наиболее сильно. Из-за наличия сопряжения основные свойства пиррола выражены наиболее слабо.