Индивидуальное задание №2

Указать вид поверхности и построить её.

 

12.1 а) 4 х ² – у ² –16 z ² + 16 = 0; б) х ²+ 4 z = 0;

 

12.2 а) 3 х ² + у ² + 9 z ² – 9 = 0; б) х ² + 2 у ² – 2 z = 0;

 

12.3 а) – 5 х ² + 10 у ² – z ² + 20 = 0; б) у ² + 4 z ² = 5 х ²;

 

12.4 а) 4 х ² – 8у² + z ² + 24 = 0; б) х ² – у ² = – 9 z ²;

 

12.5 а) х ² – 6 у ² + z ² = 0; б) 7 х ² – 3 у ² – z ² = 21;

 

12.6 а) z = 8 – х ² – 4 у ²; б) 4 х ² + 9 у ² + 36 z ² = 72;

 

12.7 а) 4 х ² + 6 у ² – 24 z ² = 96; б) у ² + 8 z ² = 20 х ²;

 

12.8 а) 4 х ² – 5 у ² – 5 z ² + 40 = 0; б) у = 5 х ² + 3 z ²;

 

12.9 а) х ² = 8(у ² + z ² ); б) 2 х ² + 3 у ² – z ² = 18;

 

12.10 а) 5 z ² + 2 у ² = 10 х; б) 4 z ² – 3 у ² – 5 х ² + 60 = 0;

 

12.11 а) х ² – 7 у ² – 14 z ² – 21 = 0; б) 2 у = х ² + 4 z ² ;

 

 

12.12 а) 6 х ² – у ² + 3 z ² – 12 = 0; б) 8 у ² + 2 z ² = х;

 

12.13 а) – 16 х ² + у ² + 4 z ² – 32 = 0; б) 6 х ² + у ² – 3 z ² = 0;

 

12.14 а) 5 х ² – у ² – 15 z ² – 15 = 0; б) х ² + 3 z = 0;

 

12.15 а) 6 х ² + у ² + 6 z ² – 18 = 0; б) 3 х ² + у ² – 3 z = 0;

 

12.16 а) – 7 х ² + 14 у – z ² + 21 = 0; б) у ² + 2 z ² = 6 х ²;

 

12.17 а) – 3 х ² + 6 у ² – z ² – 18 = 0; б) х ² – 2 у = – z ²;

 

12.18 а) у ² = 8(х ² + z ² ); б) 3 х ² + 2 у ² – z ² = 18;

 

12.19 а) z = 4 – х ² – у ²; б) 3 х ² + 12 у ² + 4 z ² = 48;

 

12.20 а) 4 х ² + 5 у ² – 10 z ² = 60; б) 7 у ² + z ² = 14 х ²;

 

12.21 а) 9 х ² – 6 у ² – 6 z ² + 1 = 0; б)15 у = 10 х ² + 6 z ²;

 

12.22 а) х ² = 5(у ² + z ² ); б) 2 х ² +3 у ² – z ² = 36;

 

12.23 а) 4 х ² + 3 у ² = 12 х; б) 3 х ² – 4 у ² – 2 z ² + 12 = 0;

 

12.24 а) 8 х ² – у ² – 2 z ² – 32 = 0; б) у – 4 х ² = z ²;

 

12.25 а) 2 х ² + 5 у ² = 10 z ²; б) 9 х ² + 4 у ² = 36.

 

Методические указания по органической химии.

Индивидуальные задания

 

 

Новомосковск 2007

УДК 547

ББК 24.2

М–545

Рецензент:

Кандидат химических наук, доцент

В.И. Григорьев

(НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева)

 

Составитель: Маклаков С.А.

М–545 Методические указания по органической химии. Индивидуальные задания / РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковский институт. Сост.: С.А. Маклаков Новомосковск, 2007. ___с.

 

В методических указаниях приведены варианты двух индивидуальных заданий, охватывающих практически весь курс органической химии. Задания предназначены для организации самостоятельной работы студентов при изучении органической химии. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по химическим специальностям.

 

Библиогр.: 2 назв.

УДК 547

ББК 24.2

 

 

Новомосковский институт

Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева,

Введение

 

Целью данных методических указаний является организация самостоятельной индивидуальной работы студентов при изучении курса органической химии.

В течение учебного года студент выполняет два индивидуальных задания – по одному в семестре. Один вариант задания включает пять за­дач. Каждая задача содержит ряд вопросов средней трудности, ответы на которые требуют от студентов знания материала и уме­ние пользоваться им. В заданиях используются та­кие фундаментальные понятия, как изомерия, электронные эффек­ты, номенклатура. В целом каждый вариант содержит комп­лекс задач, выполнение которых формирует у студента химичес­кое мышление, понимание логической связи между способами по­лучения и химическими свойствами органических веществ.

Первое задание охватывает темы I-го семестра: «Алканы», «Алкены», «Алкадиены», «Алкины», «Циклоалканы», «Ароматические углеводороды», «Галогенопроизводные алифатических и ароматических углеводородов».

Второе задание охватывает темы II-го семестра: «Спирты», «Фенолы», «Простые эфиры», «Нитро- и сульфопроизводные аренов», «Карбонильные соединения», «Карбоновые кислоты», «Амины», «Диазо- и азосоединения».

В помощь студенту в методических указаниях приведены список рекомендуемой ли­тературы и некоторые справочные материалы.

При подготовке методических указаний использовано пособие Г.Н. Петровой «Методические указания к выполнению курсовых работ по органической химии. Ароматический ряд». - Новомосковск, 1990. – 51 с.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по химическим специальностям.

 

 

Общие методические указания

 

Образец оформления титульного листа приведен в приложении 1. Индивидуальное задание выполняется на листах бумаги формата А4 с одной стороны листа. На обратной стороне при необходимости проводится доработка задач.

Задания следует выполнять по порядку, переписывая условие. При этом в решении задач следует не просто приводить уравнения требуемых химических реакций, а сопровождать их необходимыми пояснениями, избегая простого переписывания текста из лекций и учебников.

В схемах реакций должны быть обязательно указаны условия их проведения и все продукты, в том числе и неорганические.

После последней задачи необходимо привести список использованной литературы.

Индивидуальное задание №1

 

Вариант 1

 

1. Из 2,4-диметилпентана получите 4-хлор-2,4-диметил-2-пентен. Из какого диенового углеводорода можно получить это же соединение в качестве единственного продукта? Напишите все реакции, укажите условия.

2. Определите структурную формулу соединения C₆H₁₀, существующего в виде двух энантиомеров и взаимодействующего с аммиачным раствором оксида серебра. Приведите проекционные формулы Фишера энантиомеров и их названия по R,S -номенклатуре.

3. В чем заключаются особенности строения ароматических соединений? Перечислите критерии ароматичности. Из ряда соединений выберите ароматические: 1,3-циклобутадиен, этилбензол, циклогексан, анион циклопентадиенилия, анион циклопропенилия.

4. Напишите реакции нитрования этилбензола и нитробензола, назовите органические продукты. Определите, какое из соединений нитруется легче. Приведите объяснение.

5. Какое соединение образуется в результате кипячения 4-нитро-1,2-дихлорбензола с водным раствором гидроксида натрия? Приведите объяснение.

 

Вариант 2

 

1. Напишите реакции (укажите условия) получения хлорметана из метана и бензилхлорида из толуола. В каком случае процесс идет легче? Приведите объяснение.

2. Из 1-бромбутана получите 1-бутин. Назовите все органические соединения и определите тип каждой реакции. Как 1-бутин можно отличить от изомерного 2-бутина?

3. Что понимают под термином «ароматические свойства»? Какие соединения обладают «ароматическими свойствами»? Приведите примеры химических реакций, характерных для ароматических соединений.

4. Каково строение исходного хлорнитробензола, если в результате его бромирования образуется один изомер? Приведите объяснение. Напишите реакцию бромирования, укажите условия.

5. Напишите механизм реакции гидролиза 2-иод-2-метилпентана. Выберите оптимальный растворитель для этой реакции из предложенных: а) вода + этанол (С₂Н₅ОН); б) вода + ацетон (СН₃СОСН₃); в) вода + муравьиная кислота (НСООН). Приведите объяснение.

 

Вариант 3

 

1. Напишите реакцию монохлорирования 2-метилбутана, укажите все возможные продукты. Рассмотрите механизм хлорирования и определите, какой из продуктов преобладает. Приведите объяснение.

2. Установите структурную формулу углеводорода С₆Н₁₀, который при озонолизе образует смесь диацетила (СН₃СОСОСН₃) и формальдегида (НСНO). Назовите углеводород по систематической номенклатуре и напишите реакции его взаимодействия с бромом (1 моль) и бромоводородом (1 моль).

3. Какие из перечисленных соединений обладают ароматическим характером: 1,3-циклопентадиен, 1,3-циклогексадиен, толуол, 1,3,5-циклогептатриен, 1,3,5-циклогексатриен, тиофен? Приведите объяснение.

4. Укажите преимущественное место вступления метильной группы при алкилировании следующих соединений хлорметаном:

Приведите объяснения, напишите реакции и укажите условия.

5. В реакцию с раствором гидроксида натрия вводят смесь трех веществ: п-нитрохлорбензола, п-хлортолуола и 2-метил-4-нитрохлорбензола. Какое из соединений будет вступать в реакцию замещения с большей скоростью? Приведите объяснение.

 

Вариант 4

 

1. Предложите схему превращения 1-бром-3-метилбутана в 2-метил-2-бутен. Назовите все органические соединения и определите тип каждой реакции.

2. Сравните 1,3-пентадиен и 1,4-пентадиен по реакционной способности в реакциях электрофильного присоединения. Приведите объяснение и примеры реакций.

3. В каких из приведенных ниже соединений наблюдается согласованное влияние заместителей в реакциях электрофильного замещения:

Электронные эффекты обозначьте стрелками.

4. При нитровании 2-метилнафталина было получено мононитросоединение, которое при окислении в жестких условиях дало 3-нитробензол-1,2,4-трикарбоновую кислоту. Установите строение нитросоединения, напишите реакции окисления и нитрования, укажите условия.

5. Расположите 1-бромбутан, 2-бромбутан и 2-бром-2-метилбутан в порядке возрастания реакционной способности в реакции S_N2. Для самого активного соединения приведите пример реакции, укажите ее условия и разберите механизм.

 

Вариант 5

 

1. Напишите реакции нитрования для следующих алканов: а) этана; б) пентана; в) 2-метилбутана. Какой углеводород вступит в реакцию наиболее легко? Приведите объяснение и механизм реакции на примере одного из указанных соединений.

2. Установите структурную формулу соединения С₆Н₁₀, которое обесцвечивает бромную воду, реагирует с водой в условиях реакции Кучерова с образованием двух кетонов линейного строения, а при окислении перманганатом калия дает две карбоновые кислоты. Напишите все перечисленные реакции и назовите найденное соединение по систематической номенклатуре.

3. Приведите реакции сульфирования бензола и толуола. Разберите механизм и сравните реакционную способность бензола и толуола. Объясните влияние метильной группы на скорость сульфирования.

4. Бромирование изобутана бромом при облучении УФ-светом в газовой фазе приводит к образованию, в основном, третбутилбромида. Бромирование изобутилбензола в тех же условиях дает 1-бром-2-метил-1-фенилпропан, а не 2-бром-2-метил-1-фенилпропан. Объясните направление бромирования изобутилбензола.

5. Расположите перечисленные галогенопроизводные в порядке возрастания реакционной способности в реакции с водным раствором гидроксида натрия: хлорбензол, п-этилхлорбензол, п-нитрохлорбензол, 1-хлор-1-фенилэтан. Приведите объяснение. Напишите реакции гидролиза, укажите условия.

 

Вариант 6

 

1. Расположите перечисленные ниже алкены в порядке возрастания реакционной способности в реакциях электрофильного присоединения: а) пропен; б) этилен; в) метилпропен. Приведите объяснение и механизм реакции на примере гидрохлорирования одного из соединений.

2. Установите строение соединения С₆Н₁₀, которое присоединяет 2 моль брома, не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, а при озонолизе образует смесь уксусного альдегида (СН₃СНО) и глиоксаля (ОНС-СНО). Напишите все перечисленные реакции и назовите найденное соединение по систематической номенклатуре.

3. Объясните, почему бензол, являясь сильно ненасыщенным соединением, с трудом вступает в реакции присоединения. Приведите примеры реакций присоединения, укажите условия.

4. Определите положения, по которым преимущественно будет проходить бромирование приведенных ниже дизамещенных ароматических соединений:

Электронные эффекты обозначьте стрелками. Отметьте соединения с согласованной ориентацией заместителей.

5. На примере щелочного гидролиза сравните реакционную способность хлорэтана и хлорбензола в реакциях нуклеофильного замещения. Напишите реакции, укажите условия, назовите органические продукты. Приведите объяснение.

 

Вариант 7

 

1. Приведите схему получения бутана электролизом водного раствора калиевой соли соответствующей карбоновой кислоты. Для бутана напишите реакцию монобромирования с указанием возможных органических продуктов и определите, какой из них преобладает. Приведите объяснение.

2. Установите структурную формулу соединения С₆Н₁₀, которое присоединяет 2 моль брома, не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, а при взаимодействии с водой в условиях реакции Кучерова образует единственный продукт. Назовите найденное соединение по систематической номенклатуре и приведите схему его получения из ацетилена с использованием только неорганических реагентов.

3. На примере циклогексана и бензола рассмотрите сходство и различие в строении и химических свойствах циклоалканов и аренов. Приведите примеры реакций, укажите условия.

4. Нижеприведенные соединения расположите в ряд по уменьшению их реакционной способности в реакциях электрофильного замещения: бензол, толуол, фенол, нитробензол, хлорбензол. Приведите объяснение и примеры реакций.

5. Объясните результат следующей реакции:

 

Вариант 8

 

1. Получите 1-бутен дегидратацией соответствующего спирта. Для 1-бутена напишите реакцию взаимодействия с бромоводородом в присутствии пероксида водорода. Рассмотрите механизм этой реакции.

2. Изложите сущность кинетического и термодинамического контроля на примерах реакций бромирования 1,3-бутадиена и сульфирования нафталина. Приведите реакции, укажите условия.

3. Какие ароматические ионы и каким образом могут быть получены из циклопропена и 1,3-циклопентадиена? На их примере рассмотрите критерии ароматичности.

4. Напишите реакцию алкилирования хлорбензола 1-хлорпропаном в присутствии хлорида алюминия. Объясните ориентацию при реакции (электронные эффекты обозначьте стрелками). Почему кроме нормального продукта алкилирования образуются изопропилхлорбензолы?

5. Расположите приведенные соединения в порядке убывания реакционной способности в реакции отщепления хлороводорода: а) 1-хлорбутан; б) 2-хлорбутан; в) 2-метил-2-хлорпропан. Приведите объяснение и напишите реакции, укажите условия, назовите органические продукты.

 

Вариант 9

 

1. Напишите реакции нитрования этана, пропана и изобутана. Расположите приведенные соединения в порядке возрастания реакционной способности в этой реакции и рассмотрите ее механизм на одном из примеров. В чем состоит принципиальное отличие нитрования алканов от реакции хлорирования?

2. Определите структурную формулу соединения С₅Н₈, которое присоединяет 2 моль брома, не взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра, а при окислении раствором перманганата калия образует две карбоновые кислоты. Напишите все реакции и назовите найденное соединение по систематической номенклатуре.

3. Сравните реакционную способность бензола и нафталина в реакциях присоединения, приведите объяснение и примеры реакций.

4. Какие продукты образуются при сульфировании соединений: толуола, нитробензола, бромбензола, бензойной кислоты? Какое соединение вступит в реакцию легче остальных? Приведите объяснение.

5. Объясните, почему при нагревании с водным раствором аммиака п-нитрохлорбензол превращается в п-нитроанилин, а м-нитрохлорбензол в реакцию нуклеофильного замещения вступает в более жестких условиях. Приведите механизм первой реакции.

 

Вариант 10

 

1. Напишите реакции взаимодействия пропилена с хлором: а) при комнатной температуре; б) при температуре 500 ^оС. Объясните различное протекание реакций и приведите их механизмы.

2. Расположите следующие алкадиены в порядке возрастания реакционной способности в реакции с бромом: 1,3-пентадиен; 2-метил-1,3-пентадиен; 1,4-пентадиен. Приведите объяснения и напишите реакции монобромирования указанных соединений.

3. Предложите оптимальный способ получения пропилбензола из бензола (без примеси продукта изостроения) и напишите для него реакции хлорирования по бензольному кольцу и в боковую цепь. Объясните направление протекания реакций.

4. При взаимодействии хлорноватистой кислоты с бензолом в растворе концентрированной серной кислоты образуется хлорбензол. Напишите реакцию, разберите механизм, укажите роль серной кислоты. При проведении этой же реакции в растворе концентрированной HCl она ингибируется. Объясните этот факт.

5. Расположите 1-бромбутан, 2-бромбутан и 2-бром-2-метилбутан в порядке возрастания реакционной способности в реакции S_N1. Для самого активного соединения приведите пример реакции, укажите ее условия и разберите механизм.

 

Вариант 11

 

1. Сравните по реакционной способности этан и толуол при действии на них брома на свету. Приведите объяснение. Напишите реакции, назовите органические продукты.

2. Расположите приведенные соединения в порядке убывания реакционной способности в реакции с хлороводородом: а) 1-бутен; б) 1-бутин; в) 1,3-бутадиен. Приведите объяснение. К какому типу относятся эти взаимодействия? Приведите механизм реакции для 1,3-бутадиена.

3. Сравните реакционную способность бензола и нафталина в реакциях электрофильного замещения, приведите объяснение и примеры реакций. Почему в случае нафталина возможно образование двух продуктов монозамещения?

4. Докажите с помощью резонансных структур σ-комплексов, что гидроксигруппа в феноле направляет электрофил в реакциях электрофильного замещения в орто- и пара-положения.

5. Вещество состава C₇H₆Cl₂ гидролизуется водным раствором щелочи при комнатной температуре в соединение C₇H₇ClO, при окислении которого получается п-хлорбензойная кислота. Установите структуру указанных соединений, назовите их. Предложите схему синтеза исходного соединения из бензола.

 

Вариант 12

 

1. Предложите механизм следующего взаимодействия:

2. Установите строение углеводорода С₆Н₁₀, при озонолизе которого образуется смесь муравьиного (НСНО) и янтарного (ОНС-СН₂-СН₂-СНО) альдегидов. Назовите найденное соединение по систематической номенклатуре и предложите схему его синтеза из пропилена.

3. Исходя из бензола, получите этилбензол и изопропилбензол по реакции Фриделя-Крафтса. Какие классы соединений можно использовать в данной реакции в качестве алкилирующих средств? Разберите механизм реакции алкилирования на одном из примеров, укажите роль катализатора.

4. Предложите схемы получения из бензола о-этилхлорбензола (без примеси пара-изомера) и п-нитротолуола. Напишите реакции, укажите условия.

5. Напишите реакции (укажите условия) замещения хлора на гидроксигруппу в хлорбензоле, бензилхлориде и п-нитрохлорбензоле. Расположите эти соединения в порядке убывания реакционной способности в реакциях нуклеофильного замещения. Приведите объяснение.

 

Вариант 13

 

1. Какой алкен общей формулы С₄Н₈, не имеющий геометрических изомеров при присоединении бромоводорода образует продукт, существующий в виде пары энантиомеров? Напишите реакцию, приведите проекционные формулы Фишера продукта гидробромирования и назовите их по R,S-номенклатуре.

2. Какова причина кислотных свойств алкинов? Все ли алкины ими обладают? Приведите примеры соответствующих реакций. Основываясь на кислотных свойствах алкинов, приведите схему синтеза пропина, используя в качестве исходных органических реагентов ацетилен и метан.

3. Что такое ориентанты I рода, как они влияют на направление и скорость реакций электрофильного замещения? Выберите их из следующего ряда:

Электронные эффекты обозначьте стрелками.

4. Из бензола получите п-нитротолуол и м-нитротолуол. Напишите реакции, укажите условия. Назовите все органические продукты.

5. При нагревании 2-бромпропана со спиртовым раствором гидроксида калия образуется 29% 2-пропанола и 71% пропена. Напишите реакции и объясните такой результат.

 

Вариант 14

 

1. Получите гексан: а) электролизом водного раствора соли карбоновой кислоты; б) щелочным плавлением соли карбоновой кислоты. Для гексана напишите реакции сульфохлорирования и сульфоокисления.

2. Объясните, почему при гидратации гомологов ацетилена с концевой тройной связью в условиях реакции Кучерова образуются не альдегиды, а кетоны. С чем связано образование двух кетонов в этой реакции для несимметричных алкинов с внутренней тройной связью? Приведите примеры соответствующих реакций.

3. Установите строение соединения С₈Н₁₀, при озонолизе которого образуется смесь глиоксаля (ОНС-СНО), метилглиоксаля (CH₃COCHO) и диацетила (CH₃COCOCH₃). Напишите реакцию озонолиза и приведите все изомеры для найденного соединения и их названия.

4. Докажите, что сульфогруппа является электроноакцепторным заместителем, а при электрофильном замещении в бензолсульфокислоте направляет электрофил в мета-положение (используйте резонансные структуры s-комплексов).

5. Объясните, почему в противоположность галогеналканам, реакционная способность п-нитрогалогенбензолов в реакциях нуклеофильного замещения убывает в следующем порядке: F>Cl>Br>I? Приведите примеры реакций S_N.

 

Вариант 15

 

1. Установите строение углеводорода С₁₀Н₂₂, который может быть получен электролизом водного раствора соли карбоновой кислоты, которая при сплавлении со щелочью образует тетраметилметан. Назовите найденное соединение по систематической номенклатуре и синтезируйте его с помощью реакции Вюрца.

2. Используя в качестве исходных соединений ацетилен и формальдегид (НСНО), приведите схему синтеза 1,3-бутадиена. Для последнего приведите реакцию взаимодействия с бромом и объясните причину образования двух продуктов присоединения.

3. Сравните химические свойства пропана, пропена и циклопропана. Отметьте сходство и различие. Охарактеризуйте отношение этих соединений к действию следующих реагентов: а) Br₂ (hn); б) Br₂ (CCl₄); в) HBr; г) H₂ (Ni). Напишите реакции, назовите продукты.

4. Напишите реакции нитрования пропилбензола: а) разбавленным раствором азотной кислоты при нагревании (по Коновалову); б) нитрующей смесью. По каким механизмам протекают эти реакции? Приведите механизм для реакции (б), укажите роль серной кислоты.

5. Объясните причину низкой реакционной способности хлорбензола в реакциях нуклеофильного замещения. Какие заместители в бензольном кольце галогенаренов облегчают эти реакции? Приведите объяснение и примеры реакций.

 

Вариант 16

 

1. Установите строение соединения С₇Н₁₄, обесцвечивающего бромную воду, для которого возможна геометрическая и оптическая изомерия. В результате его озонолиза образуются два альдегида, один из которых уксусный. Напишите все реакции; приведите проекционные формулы оптических и геометрических изомеров и назовите их по систематической номенклатуре.

2. Предложите схему превращений, с помощью которых из 1-бутена можно получить 1-бутин. Напишите все реакции, укажите условия, определите тип каждой реакции, назовите все органические соединения. С помощью каких реакций можно различить 1-бутен и 1-бутин?

3. Объясните, почему бензол, являясь ненасыщенным соединением, не обесцвечивает бромную воду, а при нагревании с водным раствором перманганата калия не окисляется в отличие от этилена.

4. Докажите, что нитрогруппа является электроноакцепторной и в реакциях электрофильного замещения направляет электрофил в мета-положение. Электронные эффекты обозначьте стрелками, доказательство замещения проведите с помощью резонансных структур s-комплексов.

5. Следующие галогенопроизводные расположите в порядке возрастания реакционной способности в реакции с водным раствором гидроксида натрия: а) 1-хлорпропан; б) 3-хлор-1-пропен; в) 1-хлор-1-пропен. Приведите объяснение.

 

Вариант 17

 

1. На примере реакций этилена и бензола с бромом сравните механизм электрофильного присоединения у алкенов с механизмом электрофильного замещения в ароматическом ряду. На какой стадии наблюдается различие и почему?

2. Установите строение углеводорода С₅Н₈, который вступает в реакцию Дильса-Альдера с акролеином (СН₂=СН-СНО), а при присоединении 1 моль хлороводорода образует единственный продукт. Напишите реакции и назовите найденное соединение по систематической номенклатуре.

3. Дайте определение энергии резонанса (сопряжения). Приведите примеры соединений, для которых характерно сопряжение. Какое влияние сопряжение оказывает на свойства соединений? Как можно определить энергию резонанса?

4. В ряде случае удается выделить стабильные σ-комплексы, благодаря электронным эффектам заместителей в бензольном кольце. Какое из нижеперечисленных соединений образует наиболее стабильный σ-комплекс в реакции электрофильного галогенирования: а) толуол; б) нитробензол; в) N,N,N,N-тетраметил-м-фенилендиамин; г) 1,3,5-триметилбензол; д) бензолсульфокислота.? Приведите объяснение.

5. На примере реакции п-нитробромбензола с метилатом натрия в метиловом спирте изложите механизм нуклеофильного замещения у активированных галогенаренов (механизм S_N2ar). Объясните активирующее действие нитрогруппы.

 

Вариант 18

 

1. Объясните факт: при присоединении бромоводорода к 1-бутену основным продуктом является 2-бромбутан, тогда как при проведении этой реакции в присутствии пероксидов образуется 1-бромбутан. К какому типу относится последняя реакция? Рассмотрите ее механизм.

2. Получите пропин, используя в качестве исходного органического соединения только метан и любые неорганические регенты. Для пропина приведите примеры реакций нуклеофильного присоединения.

3. Почему бензол не вступает в реакции нуклеофильного замещения? Присутствие в бензольном кольце каких заместителей делает возможным такие реакции? Приведите объяснение и примеры реакций.

4. Напишите реакции нитрования и бромирования нафталина. Приведите механизм для одной из них. Объясните, почему замещение происходит преимущественно по α-положению.

5. Установите строение двух изомерных соединений С₅Н₉Сl, образующихся при высокотемпературном хлорировании 1-пентена. При гидролизе каждого из хлорпроизводных образуется два изомерных продукта состава С₅Н₁₀О. Напишите все перечисленные реакции, определите их тип и объясните образование двух продуктов при хлорировании и гидролизе.

 

Вариант 19

 

1. Сравните отношение пропана и пропена к хлору и хлороводороду. Там где возможно взаимодействие, напишите реакции, укажите их тип и условия. Разберите механизмы реакций.

2. Осуществите превращение 2-бром-2-метилбутана в изопрен. Для последнего напишите взаимодействие с бромом (1 моль). Определите тип каждой написанной Вами реакции.

3. Установите строение соединения С₆Н₁₂, которое не имеет геометрических изомеров, не обесцвечивает бромную воду, а при действии хлора (1 моль) на свету образует четыре продукта. Напишите реакцию, назовите продукты и приведите все изомеры соединения С₅Н₁₀, относящиеся к этому же классу.

4. При бромировании хлорбензола по кольцу были получены три изомера в следующих количествах: о-бромхлорбензол – 37%, м-бромхлорбензол – 1% и п-бромхлорбензол – 62%. Объясните результаты реакции.

5. Объясните, почему 1-хлорнафталин при действии амида натрия в жидком аммиаке образует смесь 1- и 2-нафтиламинов.

Вариант 20

 

1. Получите из пропана 2,3-диметил-2-бутен. Определите тип каждой написанной реакции, назовите все органические соединения. Приведите реакции, с помощью которых можно установить структуру полученного алкена.

2. Объясните, почему реакционная способность алкинов в реакциях электрофильного присоединения ниже, чем алкенов и алкадиенов. Для 1-бутена, 1-бутина и 1,3-бутадиена напишите реакции взаимодействия с бромом, хлороводородом, водой. Укажите условия, назовите органические продукты.

3. Объясните, почему для получения пропилбензола используют реакцию Вюрца-Фиттига и отказываются от реакции алкилирования по Фриделю-Крафтсу.

4. Для приведенных ниже производных нафталина укажите, какое из колец будет затрагиваться при нитровании:

Приведите объяснение. Напишите реакции нитрования, назовите продукты.

5. Объясните образование двух продуктов при взаимодействии 3-хлор-1-бутена с водным раствором гидроксида натрия.

 

Индивидуальное задание №2

 

Вариант 1

 

1. Приведите возможные варианты синтеза 2-пентанола с помощью реактивов Гриньяра. Для 2-пентанола напишите реакции внутри- и межмолекулярной дегидратации, обратите внимание на различие в условиях этих реакций.

2. Предложите реакции, с помощью которых можно различить следующие пары соединений: а) диэтиловый эфир и 1-бутанол; б) диэтиловый эфир и бромэтан; в) винилэтиловый эфир и диэтиловый эфир.

3. Используя бензол в качестве основного исходного соединения, предложите схемы получения п-хлорбензальдегида и м-нитроацетофенона. Напишите все реакции, укажите условия. Назовите все органические продукты.

4. Расположите следующие кислоты в порядке возрастания кислотности: а) хлоруксусная; б) нитроуксусная; в) уксусная; г) пропионовая. Приведите объяснение.

5. Установите строение соединения С₇Н₉N, которое реагирует с соляной кислотой, а при действии азотистой кислоты образует производное С₇Н₈N₂O. Напишите перечисленные реакции и назовите найденное соединение.

 

Вариант 2

 

1. Расположите следующие соединения в порядке возрастания кислотности: а) п-крезол; б) п-нитрофенол; в) п-бромфенол. Приведите объяснение.

2. Предложите оптимальный вариант синтеза метилизопропилового эфира (без примеси побочных органических продуктов). Обоснуйте Ваш выбор.

3. Напишите реакции взаимодействия пропаналя и ацетона с синильной кислотой. Объясните, почему реакции ускоряются в присутствии оснований и тормозятся при добавлении сильных кислот.

4. Два нерастворимых в воде вещества – бензойную кислоту (Ка=6,3 ^. 10^-5) и о-хлорбензойную кислоту (Ка=120 ^. 10^-5) можно разделить путем обработки водным раствором формиата натрия (для муравьиной кислоты Ка=17,7 ^. 10^-5). Какая реакция при этом происходит? Какая реакция еще необходима, чтобы иметь обе разделенные кислоты? Опишите, как именно вы будете проводить разделение и что при этом наблюдать.

5. Установите строение соединения С₃Н₉N, которое ацилируется уксусным ангидридом, а при действии азотистой кислоты образует 2-пропанол и пропен. Приведите перечисленные реакции, назовите найденное соединение по систематической номенклатуре и предложите схему его синтеза из пропана.

 

Вариант 3

 

1. Получите 2-бутанол тремя способами, и приведите для него реакции, характеризующие кислотные и основные свойства спиртов, назовите продукты. Сравните по кислотности 2-бутанол и 1-бутанол, приведите объяснение.

2. Какое нитропроизводное толуола проявляет кислотные свойства и реагирует с водным раствором гидроксида натрия с образованием соли? Напишите реакцию и объясните причину кислотных свойств. Назовите нитросоединение и получите его из толуола.

3. На примере бензальдегида и фенилуксусного альдегида покажите сходство и различие ароматических и жирноароматических альдегидов по химическим свойствам. Приведите примеры реакций.

4. Предложите схему перехода бромэтана в пропионовую кислоту. Напишите реакции, укажите условия, назовите органические продукты. Для пропионовой кислоты напишите реакции получения ее функциональных производных: сложного эфира, ангидрида, хлорангидрида.

5. Напишите реакции ацилирования анилина по аминогруппе и в кольцо, укажите условия, назовите органические продукты. Расположите анилин и продукты его ацилирования в порядке возрастания основности. Приведите объяснение.

 

Вариант 4

 

1. Приведите схему получения фенола из бензола и 1-бутена через стадию образования гидропероксида втор-бутилбензола. Для фенола напишите реакции С- и О-алкилирования. Назовите продукты, определите тип реакции (обратите внимание на условия алкилирования).

2. Сравните строение диметилового эфира и оксида этилена. Объясните, почему оксид этилена в отличие от обычных простых эфиров очень активен в реакциях с нуклеофильными реагентами. Приведите примеры реакций.

3. Какие из альдегидов: а) муравьиный; б) пропионовый; в) п-толуиловый способны вступать в альдольную конденсацию? В реакцию Канниццаро? Напишите реакции, укажите условия, приведите механизм альдольной конденсации.

4. Расположите нижеприведенные соединения в порядке возрастания кислотности: а) бензойная кислота; б) п-нитробензойная кислота; в) п-толуиловая кислота; г) бензиловый спирт; д) фенол. Приведите объяснение. Приведите реакции, доказывающие различия в величине кислотности, для соединений а, г, д.

5. Для следующих соединений напишите уравнения реакций диазотирования: а) анилин; б) п-толуидин; в) п-нитроанилин. Для одной из реакций приведите механизм. Объясните, какое из приведенных соединений будет легче диазотироваться. Электронные эффекты обозначьте стрелками. Назовите соли диазония.

 

Вариант 5

 

1. Расположите приведенные ниже спирты в порядке возрастания реакционной способности в реакции с галогеноводородами: изопропиловый, аллиловый, третбутиловый. Приведите объяснение. Напишите реакции, назовите продукты. Почему присутствие серной кислоты ускоряет эти реакции?

2. Установите строение соединения С₃Н₈О, которое не реагирует с металлическим натрием, с минеральными кислотами на холоду образует оксониевую соль, а при нагревании с иодоводородной кислотой дает смесь двух спиртов и двух иодалканов. Напишите все реакции и назовите найденное соединение.

3. При взаимодействии п-нитробензальдег