Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Хлорацетон




 

3. Избыток рацемической кислоты СН3CHClCOOH реагирует с (S)-2-метилбутанолом-1 с образованием эфира СН3CHClCOOСН2(СН3)CН2СН3; реакционную смесь тщательно разгоняют и собирают три фракции, каждая из которых оптически активна. Напишите пространственные формулы соединений или соединений, входящих в состав каждой фракции.

 

№ 7

 

1. Предскажите порядок возрастания реакционной способности в реакциях SN2-замещения следующие соединения: а) 2-хлор-2-метилбутан; б) 1-хлорпентан; в) 1-иодпентан; г) неопентилхлорид. Объясните ваш ответ.

2. При взаимодействии мезо- или (D,L)-2,3-дихлорбутана с избытком иодида натрия в ацетоне образуется смесь мезо- и (D,L)-2,3-дииодбутанов. Любое из исходных соединений одну и ту же смесь, в которой количества мезо- D,L-продуктов равны. Объясните эти факты.

3. Продукты каждой из приведенных ниже реакций разделены тщательной фракционной перегонкой или перекристаллизацией. Сколько фракций собрано в каждом случае? Напишите пространственные формулы соединений или соединений, входящих в состав каждой фракции, и обозначьте их по системе R,S. Какие фракции будут оптически активными, а какие - оптически неактивными?

 

а) н-пентан + Cl2 (300 0С) → C5H11Cl;

б) 1-хлорпентан + Cl2 (300 0С) → C5H10Cl2.

 

№ 8

 

1. Реакция третбутилового спирта с соляной кислотой является SN1-процессом. Продуктами этой реакции третбутилхлорид и вода. а) Напишите общее уравнение этой реакции. б) Напишите отдельные стадии, используя стрелки для движения электронных пар. в) Какая из стадий лимитирующая? г) Напишите уравнение выражения скорости реакции. д) Можно ли ожидать, что добавление хлорида натрия окажет заметное влияние на скорость.

2. 3-Хлор-1-бутен реагирует с раствором этилата натрия в этаноле с образованием 3-этокси-1-бутена. Суммарно это реакция второго порядка: первого по 3-хлор-1-бутену и первого по этокси-иону. Однако в отсутствии этоксид-иона 3-хлор-1-бутен реагирует с этанолом, давая как 3-этокси-1-бутен, так и 1-этокси-2-бутен. Объясните эти результаты.

3. Продукты каждой из приведенных ниже реакций разделены тщательной фракционной перегонкой или перекристаллизацией. Сколько фракций собрано в каждом случае? Напишите пространственные формулы соединений или соединений, входящих в состав каждой фракции, и обозначьте их по системе R,S. Какие фракции будут оптически активными, а какие - оптически неактивными?

 

а) (S)-2-хлорпентан + Cl2 (300 0С) → C5H11Cl;

б) (R)-2,3-диметилпентан + Cl2 (300 0С) → C7H14Cl2.

 

 

№ 9

 

1. Расположите соединения в порядке изменения реакционной способности в SN1-реакциях: 2-бром-2-метилбутан; бромистый амил; 2-бромпентан.

2. а) Напишите структуры этил-, пропил-, изобутил-, неопентилбромидов. Эти структуры можно рассматривать как полученные из бромистого метила заменой одного из его атомов водорода на различные алкильные группы (RCH2Br). Какова в каждом случае группа R? Б) Относительные скорости реакции (с этилат-анионом) приблизительно равны: для бромистого метила 100; бромистого этила 6; н-пропилбромида 2; изобутилбромида 0,2; неопентилбромида 0,00002. Как влияет величина группы R у атома углерода, связанного с галогеном? Как сравнить эти данные с влиянием изменения числа групп?

3. Продукты каждой из приведенных ниже реакций разделены тщательной фракционной перегонкой или перекристаллизацией. Сколько фракций собрано в каждом случае? Напишите пространственные формулы соединения или соединений, входящих в состав каждой фракции, и обозначьте их по системе R,S. Какие фракции будут оптически активными, а какие - оптически неактивными?

 

а) мезо-НОСН2СН(ОН)СН(ОН)СН2ОН + НNO3 → НОСН2СН(ОН)СН(ОН)СOОН;

б) (R)-втор-бутилхлорид + KOH (спирт) →

 

 

№ 10

 

1. Предскажите порядок возрастания реакционной способности в реакциях SN1-замещения следующих соединений: о-нитробензилбромид; м-метанитробензилбромид; о-метилбензилбромид; бензилхлорид. Объясните ваш ответ.

2. В колбе содержатся две молекулы (2R,3R)-2-хлор-3-метилпентана и один хлорид-ион. а). Что образуется в результате первого удачного столкновения алкилгалогенида с ионом хлора? б) Какова конфигурация продукта? в) Может ли SN2-реакция между большим количеством (2R,3R)-2-хлор-3-метилпентана и хлорид-ионом привести к рацемизации. г) Будет ли конечный продукт оптически активным?

3. Продукты каждой из приведенных ниже реакций разделены тщательной фракционной перегонкой или перекристаллизацией. Сколько фракций собрано в каждом случае? Напишите пространственные формулы соединения или соединений, входящих в состав каждой фракции, и обозначьте их по системе R,S. Какие фракции будут оптически активными, а какие - оптически неактивными?

 

а) (S)-3-хлорбутен-1 +HСl →

б) рацемический С6Н5СОСН(ОН)С6Н5 + Н2, катализатор → С6Н5СН(ОН)СН(ОН) С6Н5.

 

№ 11

 

1. Проведите гидролиз 1- хлор-2-бутена. По какому механизму вероятнее всего будет протекать реакция?

2. Приведенная ниже реакция представляет собой интересное замещение. Объясните механизм этого процесса. Промежуточный продукт С8H18NCl с предосторожностями можно выделить из реакционной смеси. Он растворим в воде. Если исходное вещество оптически активно, то продукт реакции также оптически активен.

 

3. Укажите абсолютные конфигурации и обозначьте по системе R, S cоединения А – В.

 

а) (R)- HOСН2СН(ОН)СН═CH2 + холодный щелочной раствор KMnO4

→ A (оптически активное) + Б (оптически неактивное);

б) (S)- 1-хлор-2-метилбутан + Na → В.

 

 

№ 12

 

1. Бромистый бензил реагирует с водой в растворе муравьиной кислоты с образованием бензилового спирта. Скорость реакции не зависит от концентрации воды. В тех же условиях п-метилбензилбромид реагирует в 58 раз быстрее. Бромистый бензил реагирует с этилат-ионом в сухом спирте с образованием этилбензилового эфира, скорость реакции зависит от концентрации обоих реагентов. В тех же условиях п-метилбензилбромид реагирует в 1,5 раза быстрее. Объясните эти результаты. Как влияет на скорость реакции: а) полярность растворителя; б) нуклеофильная сила реагента; в) электронодонорная способность заместителя?

2. Предложите нуклеофил, под действием которого н-бутилбромид превратится в следующие соединения: а) н-бутилхлорид; б) н-октан; в) метил-н-бутиловый эфир (СН3ОСН2СН2СН2СН3); г) 2-метилгексан.

3. Укажите абсолютные конфигурации и обозначьте по системе R, S cоединения А – В.

а) (R,R)- HOСН2СН(ОН)СН(ОН)СН(ОН)CH2OH + HBr →

→ A [HOСН2СН(ОН)СН(ОН)СН(ОН)CH2Br];

б) (R)- 3-метил-2-этилпентан + Н2/Ni → Б (оптически активное) + В (оптически неактивное).

 

№ 13

1. Любую ионную пару можно рассматривать как реакцию между донором электронной пары (нуклеофил) и акцептором электоронной пары (электрофил). В следующих реакциях определите 1) нуклеофил; 2) электрофил; 3) уходящую группу:

2. Какое из соединений в каждой из приведенных ниже пар даст больший выход продукта замещения в условиях реакции SN2-замещения: а) бромистый этил или b-фенетилбромид; б) изобутилбромид или бутилбромид: в) a-фенетилбромид или b-фенетилбромид; г) изобутилбромид или третбутилбромид?

3. Объясните, почему две показанные ниже аминокислоты имеют одну и ту же относительную конфигурацию, но различные абсолютные конфигурации?

 

№ 14

1. Расположите соединения каждой группы в порядке изменения легкости дегидрогалогенирования при действии концентрированного спиртового раствора гидроксида калия: а) 2-бром-1-фенилпропан и 3-бром-1-фенилпропан; б) 5-бромциклогексадиен-1,3, бромциклогексан, 3-бромциклогексен; в) цис- и транс-2-бромметициклогексаны.

2. Этанол протонный растворитель, подобный воде и муравьиной кислоте. Однако в то время как вода и муравьиная кислота являются хорошими растворителями для SN1-реакций, этанол чаще всего используют как растворитель для SN2-реакций. Какие свойства этанола препятствуютего использованию в качестве растворителя для SN1-реакий?

3. Приведите схему выделения энантиомера А из рацемической модификации А.Используйте все необходимые реагенты.

 

 

№ 15

1. Простыми эфирами называются соединения типа R – O – R. Они довольно инертны в реакциях замещения как SN1-, так и SN2-типа. Однако многие эфиры расщепляютс на два фрагмента при обработке концентрированной иодистоводородной кислотой. Например, диметиловый эфир под действием НI дает метиловый спирт и метилиодид:

СН3ОСН3 + НI → СН3I + CH3I + CH3OH

Напротив, с иодидом натрия диметиловый эфир не реагирует ни в воде, ни в ацетоне. а) Предложите механизм расщепления диметилового эфира, который учитывает эти факты. б) Этил-трет-бутиловый эфир при взаимодействии с концентрированной иодистоводородной кислотой дает трет-бутилиодид и этанол. (При этом трет-бутиловый спирт и этилиодид не образуются). Каков механизм расщепления этил-трет-бутилового эфира?

2. Известно, что неопентилгалогениды очень медленно подвергаются нуклеофильному замещению независимо от условий реакции. Объясните почему?

3. При взаимодействии аминов (RNH2) c карбоновыми кислотами (R/CO2H) образуют соли (RNH3+ R/CO2) путем присоединения протона к неподеленной паре электронов азота. Простейшей иллюстрацией является образование ацетата аммония.

1-Аминобутан с (R)-4-хлорпентановой кислотой дает соль только одного типа, а 2-аминобутан в аналогичной реакции образует уже две различные соли. Объясните почему. Каковы взаимоотношения между солями 2-аминобутана?

 

 

№ 16

1. Расположите соединения в порядке изменения реакционной способности в SN2-реакциях: 1-бром-2-метилбутан; 2-бром-2-метипбутан; 3-бром-2-метилбутан.

2. Какое из соединений в каждой из приведенных ниже пар даст больший выход продукта замещения в условиях реакции SN2-замещения: а) бромистый этил или b-фенетилбромид; б) изобутилбромид или бутилбромид: в) a-фенетилбромид или b-фенетилбромид; г) изобутилбромид или третбутилбромид?

3. По каким из перечисленных ниже свойств должны отличаться энантиомеры, по крайней мере теоретически?

 

а) температура плавления и) растворимость в (-)-2-хлорпентане

б) температура кипения к) растворимость в (±)-2-хлорпентане

в) знак удельного вращения л) взаимодействие с левовращающим

г) величина удельного вращения циркулярнополяризованным светом

д) абсолютная конфигурация м) токсичность

е) растворимость в воде

ж) растворимость в хлороформе

з) растворимость в (+)-2-хлорпетане

 

№ 17

1. Приведенная ниже реакция протекает по механизму SN1. однако, если исходное вещество является только одним энантиомеолм, продукт реакции представляет собой смесь двух соединений, каждое из которых оптически активно. Оба соединения, полученные в результате реакции, а) находятся в неравных количествах, б) кипят при разных температурах и в) имеют различное удельное вращение. Как можно объяснить эти результаты?

 

2. Этанол – протонный растворитель, подобный воде и муравьиной кислоте. Однако в то время, как вода и муравьиная кислота являются хорошими растворителями для SN1-реакций, этанол чаще всего используют как растворитель для SN2-реакций. Какие свойства этанола препятствуют его использованию в качестве растворителя для SN1-реакций?

3. Напишите уравнения наиболее вероятных побочных реакций при превращении н-бутилбромида в следующие соединения:

а) бутанол-1 действием водного раствора гидроксида натрия;

б) метил-н-бутиловый эфир действием CH3ONa

 

№ 18

1. Рассмотрите в качестве примера реакцию между алкилгалогенидом и гидроксидом натрия в водно-спиртовом растворе. Для сравнения SN1- и SN2-механизмов составьте таблицу следующих характеристик:

а) стереохимия,

б) кинетический порядок,

в) наличие перегруппировок,

г) относительные скорости реакций CH3X, C2H5X, изо- C3H5X, трет- C4H9X,

д) относительные скорости RCl, RBr и RI,

е) влияние температуры на скорость реакции,

ж) влияние увеличения концентрации [RX] вдвое на скорость реакции,

з) влияние увеличения [OH] вдвое на скорость реакции,

и) влияние увеличения содержания воды в растворителе на скорость реакции,

к) влияние увеличения содержания спирта в растворителе на скорость реакции.

2. (2R, 3S)-3-Метил-2-пентанол реагирует с концентрированной бромистоводородной кислотой, давая алкилбромиды, образовавшиеся с перегруппирокой и без нее. Укажите продукты реакции, отмечая их оптическую активность.

3. Объясните следующие факты. а) Дегидрогалогенирование бромистого изопропила, протекающее в течение нескольких часов при кипячении со спиртовым раствором гидроксида калия, проходит менее чем за минуту при комнатной температуре под действием трет-С4Н9ОK+ в ДМСО. б) На реакцию трет-бутилхлорида с водой, приводящую (главным образом) к трет-бутиловому спирту, добавка фтористого натрия не оказывает заметного влияния. Однако при проведении реакции в ДМСО фтористый натрий ускоряет образование изобутилена.

 

№ 19

1. Напишите уравнения наиболее вероятных побочных реакций при превращении н-бутилбромида в следующие соединения:

а) бутен-1 действием спиртового раствора гидроксида натрия;

б) гексин-1 действием ацетиленида натрия.

2. Приведенные ниже производные бифенила могут быть разделены на энантиомеры. При нагревании оба они рацемизуются. Однако этот процесс рацемизации происходит для соединения Ав 30000 раз быстрее, чем для соединения Б. Объясните это различие.

3. Бромистый бензил реагирует с водой в растворе муравьиной кислоты с образованием бензилового спитра; скорость реакции не зависит от концентрации воды; в тех же условиях п-метилбензилбромид реагирует в 58 быстрее. Бромистый бензил реагирует с этилат-ионом в сухом спирте с образованием этилбензилового эфира (С6Н5СН2ОС2Н5): скорость реакции зависит отконцентрации обоих реагентов. В тех же условиях п-метилбензилбромид реагирует в 1,5 раза быстрее.

Объясните эти результаты. Как влияет на скорость реакции: а) полярность растворителя, б) нуклеофильная сила реагента, в) электронодонорная способность заместителей?

 

№ 20

1. Следующая реакция изучалась в газовой фазе:

Был найден следующий порядок уменьшения нуклеофильности галогенидов (X): F> Br> I. Объясните этот порядок.

· Расположите соединения каждой группы в порядке изменения реакционной способности в SN1-реакциях:

а) 2-бром-2-метилбутан, 1-бромпентан, 2-бромпентан;

б) 1-бром-3-метилбутан, 2-бром-2,-метилбутан, 3-бром-2-метилбутан;

в) хлористый бензил, п-хлорбензилхлорид, п-метоксибензилхлорид, п-метилбензилхлорид, п-нитробензилхлорид.

3. Напишите стереохимические формулы всех возможных стереоизомеров следующих соединений и обозначьте их конфигурации (R или S). Отметьте пары энантиомеров и мезоформы. Какие изомеры, если их отделить от всех других изомеров будут оптически активными? Укажите несколько примеров диастереомеров.

а) 3,4-дибром-3,4-диметилгексан, б) 2,3,4-трибромгексан, в) 2-бром-3-хлорбутан, г) 1,3-дихлор-2-метилбутан, д) 1,2,3,4-тетрабромбутан.

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-09-19; просмотров: 2302. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.059 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7