Министерство образования Российской Федерации Ростовский Государственный Университет Кафедра органической химии

Министерство образования Российской Федерации
Ростовский Государственный Университет
Кафедра органической химии
Цупак Е.Б., Дябло О.В.
Упражнения по органической химии
Ростов-на-Дону, 2003 год
2
Упражнения по курсу органической химии предназначены для самостоятельной
работы студентов 3 курса дневного отделения химического факультета. Печатается по
решению кафедры органической химии химического факультета РГУ от 19 мая 2003 г.,
протокол № 8.
3
Тема 1. Карбоновые кислоты и их производные
Вариант 1
1. Напишите структурные формулы соединений: а) ангидрид изовалериановой
кислоты, б) хлористый пропионил, в) N,N-диэтилбензамид.
2. Напишите уравнения реакций с этиловым спиртом а) масляной кислоты; б)
хлористого ацетила; в) уксусного ангидрида. Назовите получающиеся соединения.
3. Напишите уравнения реакций с метиламином: а) хлористого ацетила; б)
этилацетата; в) уксусного ангидрида. Расположите соединения по возрастанию скорости
реакции. Назовите полученные продукты.
4. Заполните схему превращений и назовите образующиеся соединения
бутен-1
HBr
?
ROOR
SOCl2
?
Mg
?
Et2O
(CH3)2NH
CO 2
?
H3O
?
?
5. Получите из бутилового спирта и необходимых реагентов бутиловый эфир
валериановой кислоты.
6. Назовите соединения, полученные действием ацетилхлорида на толуол в
присутствии хлорида алюминия.
Вариант 2
1. Напишите структурные формулы соединений: а) N-этиламид пропионовой
кислоты, б) ангидрид изомасляной кислоты, в) валеронитрил.
2. Напишите уравнения реакций с метилмагниййодидом: а) уксусной кислоты; г)
этилпропионата (с 1 и 2 молями реактива Гриньяра); д) триметилацетонитрила.
Осуществите гидролиз продуктов превращения. Назовите образовавшиеся соединения.
3. Расположите кислоты по уменьшению их кислотных свойств: а) пропионовая; б)
трихлоруксусная; в) бромуксусная; г) уксусная; д) муравьиная. Укажите электронные
эффекты и их влияние на кислотные свойства.
4. Заполните схему превращений и назовите образующиеся соединения:
4
[H]
бутанон
H3O
?
HBr
?
PCl5
?
Mg
?
CO2
Et2O
NH3
?
NaOBr
?
NaOH
?
?
5. Получите из пентена-1 гексановую кислоту, используя на одной из стадий
реакцию Гриньяра. Напишите реакции гексановой кислоты со спиртом в присутствии
серной кислоты, пентоксидом фосфора, триметиламином.
6. Получите из пропилового спирта и неорганических реагентов амид изомасляной
кислоты. Назовите все промежуточные соединения
Вариант 3
1.Напишите структурные формулы соединений: а) изопропилуксусная кислота, б)
этилпропионат, в) N,N -диметилацетамид.
2. Напишите уравнения реакций с этиловым спиртом а) масляной кислоты; б)
хлористого ацетила; в) уксусного ангидрида. Назовите получающиеся соединения.
3. Напишите уравнения реакций: а) этилбутирата, б) хлорангидрида масляной
кислоты, в) бутановой кислоты, г) уксусного ангидрида с метилэтиламином. Назовите
продукты реакций.
4. Заполните схему превращений и назовите образующиеся продукты:
этанол
CH3CH2OH
HBr
?
?
KCN
?
C2H5ONa
H3O
?
PCl5
?
?
5. Получите из бутанола-2 валериановую кислоту.
6. Напишите уравнение реакции пропионилхлорида с трет-бутилбензолом в
присутствии хлорида алюминия.
Вариант 4
1. Напишите структурные формулы соединений: а) N-этиламид пропионовой
кислоты, б) бутиронитрил, в) изопропилацетат.
5
2. Напишите уравнения реакций с этиловым спиртом: а) уксусного ангидрида, б)
бутановой кислоты, в) пропионилхлорида. Приведите механизм реакции "б". Назовите
получающиеся соединения.
3. Напишите уравнения реакций с водным раствором щелочи: а) бутилпропионата,
б) N-метилацетамида, в) изомасляной кислоты. Назовите продукты реакций.
4. Заполните схему превращений и назовите получающиеся соединения:
пропанол-1
SOCl2
PJ3
?
Mg
?
?
CO 2
H3O
?
Et2O
HCOONa
?
NH3
?
?
5. Получите изобутиловый эфир уксусной кислоты, используя ацетилен, бутанол-2
и неорганические реагенты. Напишите уравнения реакций, назовите промежуточные
вещества.
6. Из изобутилового спирта и неорганических регентов синтезируйте Nизопропиламид изомасляной кислоты.
Вариант 5
1. Напишите структурные формулы соединений: а) N-этиламид пропионовой
кислоты, б) бутиронитрил, в) изоприпилацетат.
2. Напишите уравнения реакций с пропиламином а) хлористого пропионила, б)
изомасляной кислоты, в) этилпропионата. Назовите полученные соединения и сравните их
основные свойства с пропиламином.
3. Напишите уравнения реакций: а) масляной кислоты, б) хлористого бутирила, в)
метилбутирата с этиловым спиртом и укажите условия их протекания. Приведите
механизмы реакций. Расположите
кислоту
и
ее производные
по
возрастанию
ацилирующей способности. Назовите продукты реакций.
4 .Заполните схему превращений и назовите образующиеся соединения
6
пропанол-1
SOCl2
Mg
PJ3
?
H3 O
?
Et2O
HCOONa
?
CO 2
?
NH3
?
?
?
5. Получите из уксусной кислоты и неорганических реагентов метиламин.
6. Получите из н-бутилового спирта и неорганических реагентов бутиловый эфир
2-метилпропановой кислоты.
Вариант 6
1. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) амид этилуксусной
кислоты, б) ангидрид изомасляной кислоты, в) бутират натрия.
2. Действием каких реагентов можно превратить пропионовую кислоту в а)
пропионилбромид, б) пропионовый ангидрид, в) N-метиламид пропионовой кислоты?
Укажите условия реакций.
3. Напишите уравнения реакций с этиловым спиртом: а) хлористого пропионила; б)
трихлоруксусного ангидрида; в) пропионовой кислоты. Назовите продукты реакций.
4. Заполните схему превращений и позовите образующиеся продукты
CaC2
KCN
H2O
?
?
H3O
H2O
H2SO 4
HgSO 4
?
?
PCl5
LiAlH4
?
?
CH3OH
HBr
?
?
5. Из пропилена и неорганических соединений получите амид изомасляной
кислоты.
6. Определите строение соединения С4Н8О2, которое растворяется в водных
растворах соды и щелочи. При взаимодействии с Ca(ОН)2 оно превращается в соединение,
в результате сухой перегонки которого образуется диизопропилкетон. Напишите
уравнения реакций.
7
Вариант 7
1. Назовите следующие соединения:
CH3 C
CH3
O
O
C
NHCH3
Br
CH3 C
O
C
CH3
OCH2CH3
2. Напишите уравнения реакций метилового эфира бутановой кислоты с
метиламином, с гидроксиламином, с избытком этанола в присутствии минеральной
кислоты.
3. Расположите по возрастанию кислотных свойств соединения: а) α-оксимасляная
кислота, б) масляная кислота, в) α-хлормасляная кислота, г) нитроуксусная кислота, д)
пропанол. Укажите эффекты заместителей, и их влияние на кислотные свойства.
4.Заполните схему превращений и назовите образующиеся продукты
CaC2
H2O
?
H2O
H2SO4
HgSO4
?
KMnO4
?
PCl5
?
NHCH3
?
5.
Получите из уксусного альдегида и неорганических реагентов пропионовую
кислоту.
6. Определите строение соединения состава С5Н10О, которое реагирует с
бисульфитом натрия, дает реакцию серебряного зеркала и при окислении образует
изовалериановую кислоту. Напишите уравнение реакции этой кислоты с метиловым
спиртом в присутствие серной кислоты.
Вариант 8
1. Напишите структурные формулы и назовите по систематической номенклатуре:
а) метиловый эфир изомасляной кислоты, б) цианобензол, в) метилэтилуксусная кислота.
8
2. Напишите уравнения реакций с этиламином: а) ангидрида пропионовой кислоты,
б) хлористого ацетила, в) этилпропионата, г) бутановой кислоты. Приведите механизмы
реакций "б" и "в". Назовите получающиеся соединения.
3. Приведенные соединения расположите в ряд по возрастанию скорости реакции с
метиламином: а) метилацетат, б) уксусный ангидрид, в) ацетилхлорид, г) ацетат натрия.
Напишите реакции и приведите объяснения.
4. Заполните схему превращений и назовите промежуточные вещества и продукт.
CH3CH2CH2CH2OH
K2Cr2O7
H2SO4
?
NH3
? сухая
?
P2O5
?
перегонка
5. Получите из этилена и неорганических реагентов этиловый эфир уксусной
кислоты. Напишите уравнения реакций.
6. Различите посредством химических реакций пары изомерных соединений: а)
масляная кислота и метиловый эфир пропионовой кислоты, б) N,N-диметиламид уксусной
кислоты и амид масляной кислоты.
Вариант 9
1. Напишите структурные формулы соединений: а) ацетонитрил, б) амид 2метилбутановой кислоты, в) этилацетат, г) метилпропионат.
2. Напишите уравнения реакций: а) 2-метилбутириламида, б) пропионовой
кислоты; г) этилацетата с водным раствором щелочи при нагревании. Для соединения "г"
приведите механизм реакций.
3.
Расположите
по
возрастанию
кислотных
свойств
соединения:
а)
2-
нитробутановая кислота, б) метилэтилуксусная кислота, в) 3-хлорбутановая кислота, г) 4нитробутановая кислота. Укажите символами эффекты заместителей и их влияние на кислотные свойства.
4. Заполните схему превращений и назовите образующиеся продукты
9
O
CH3 C
CH2
CH3
H3O
?
HBr
ROOR
KMnO4
Mg
?
?
Et2O
C2H5OH
?
?
CH2
CH2
(CH3)2NH
H
?
?
5. Получите из пропилового спирта и неорганических реагентов изомасляную
кислоту и ее пропиловый эфир.
6. Получите из этанола и неорганических реагентов масляную кислоту.
Тема 2. Галогеналканы
Вариант 1
1. Напишите структурные формулы соединений: 1-бромбутан, 2-бромбутан, 2бром-2-метилбутан, 2-бромбутен-1, 1-бромбутен-2. Укажите первичные, вторичные,
третичные галогеналканы, галогениды винильного и аллильного типа. Для соединения,
которое обладает хиральностью, напишите проекционные формулы.
2. Осуществите превращение а) бутадиена-1,3 в 1-бромбутен-2 б) 2-бутен-1-ола в Збромбутен-1.
3. Напишите уравнения реакции R-2-бром-4-метилпентана с аммиаком. Приведите
механизм реакции и ее энергетическую диаграмму. Какой стереоизомер получается?
Образование какого побочного продукта можно ожидать?
4. Каким реагентом следует подействовать на 2-бром-4-метилпентан, чтобы
побочный продукт, образующийся в задании 3, стал единственным продуктом реакции?
Напишите механизм этой реакции. Может ли этот продукт существовать в виде геометрических изомеров? Напишите проекционные формулы.
5. Определите строение соединения С5Н11Br, которое при дегидробромировании и
последующей гидратации превращается в З-метилбутанол-2.
Вариант 2
1. Напишите структурные формулы соединений: 2-бромбутен-2, 1-бром-2метилпропан, 2-бромбутан, З-бромпентен-1. Укажите первичные, вторичные и третичные
галогеналканы, винил- и аллилгалогениды. Для того из них, которое существует в виде
цис- и транс-изомеров, приведите структурные формулы.
10
2. Осуществите превращения 2,4-диметилпентана, 2,4-диметилпентена-1 и 2,4диметилпентена-2 в 2-бром-2,4-диметилпентан.
3. Осуществите реакцию S-2-хлор-З-метилбутана с КСN. Приведите механизм
реакции и ее энергетическую диаграмму. Какой стереоизомер получается? Какие
побочные продукты образуются при этом?
4. Какое соединение получится, если на 2-бромпентан подействовать спиртовым
раствором щелочи? Приведите механизм реакции.
5. Соединение С5Н11Br легко вступает в реакцию гидролиза, идущую по механизму
SN1. Каково строение бромида, если продукт его гидролиза после дегидратации и
последующего озонолиза дает смесь уксусного альдегида и ацетона.
Вариант 3
1. Напишите структурные формулы соединений: 1-хлор-2-метилбутан, 3-бром-3метилгексан, 3-бромбутен-1, 2-бромбутен-2. Укажите первичные, вторичные и третичные
галогеналканы, галогеналкены. Какое соединение существует в виде оптических
изомеров? Напишите проекционные формулы.
2. Осуществите превращения изобутана, изобутилена и третичного бутилового
спирта в трет-бутилбромид.
3. Напишите уравнения реакции S-2-бромпентана с водным раствором щелочи.
Приведите механизм реакции и ее энергетическую диаграмму. Какой стереоизомер
получается? Какой побочный продукт образуется?
4. Напишите уравнения реакций со спиртовым раствором щелочи следующих
соединений: а) 1-бром-З-метилбутана, б) 2-бром-З-метилбутана, в) 1-бром-2-метилбутана,
г) 2-бром-2-метил6утана. Приведите механизм реакции для "б". Сформулируйте правило
Зайцева.
5. Определите строение соединения состава C6H13Br, при гидролизе которого водой
(SNl-реакция) получается третичный спирт, а при дегидробромировании и последующем
озонолизе - ацетон и пропионовый альдегид.
Вариант 4
1. Напишите структурные формулы соединений: 2-бром-З-метилпентан, 2бромпентен-3, 1-бром-З-метилпентен-2, 2-бром-3-метилпентен-1. Укажите первичные,
вторичные
и
третичные
галогеналканы,
аллил-
и
винилгалогениды.
Напишите
проекционные формулы для соединения, существующего в виде пространственных
изомеров.
11
2. Исходя из пропана, получите 2-бромпропан, 1-бромпропан, 1-иодпропан,
бромистый аллил, 1-хлорпропанол-2 и 2-хлорпропен-1. Напишите схемы превращений.
3. Напишите уравнения реакции н-бромбутана с а) водной щелочью, б) метилатом
натрия, в) цианидом калия, г) ацетиленидом натрия. Приведите механизм реакции с
реагентом "б". Какое соединение получится, если с указанными реагентами ввести в
реакцию трет-бутилбромид? Приведите механизм реакции трет-бутилбромида с
метилатом натрия и ее энергетическую диаграмму.
4. Расположите галогеналканы в порядке убывания способности к гидролизу при
действии воды: 1-хлор-2-метилпропан, 1-фтор-2-метилпропан, 1-иод-2-метилпропан, 1бром-2-метилпропан. Прокомментируйте ответ.
5. Какова структура C5H11Br, если продукт его дегидробромирования в результате
озонолиза дает муравьиный и изомасляный альдегиды.
Вариант 5
1. Напишите структурные формулы соединений: 2-бром-З-метилпентан, 3-бром-3метилгексан,
4-бром-3-метилпентан,
1-хлор-3-метилпентен-1,
1-бром-З-метилпентан.
Укажите первичные, вторичные и третичные галогеналканы, галогеналкены. Какое
соединение существует в виде оптических изомеров? Напишите проекционные формулы.
2. Осуществите превращение бутана, бутена-1 и бутанола-2 в 2-бромбутан.
3. Напишите уравнения реакций с этанолом а) 2-хлор-2-метилпентана, б) 2-хлор2,3-диметилбутана. Какие побочные продукты образуются, приведите механизмы их
образования. Какое из исходных соединений дает больше побочного продукта?
4. Расположите галогеналканы в порядке убывания способности к гидролизу при
действии воды: 2-хлор-2-метилпропан, 2-фтор-2-метилпропан, 2-иод-2-метилпропан, 2бром-2-метилпропан. Прокомментируйте ответ.
5. Какова структура бромпроизводного C3H5Br, если известно, что оно не вступает
в реакцию нуклеофильного замещения, а при гидробромировании превращается в 2,2дибромпропан?
Вариант 6
1. Напишите структурные формулы соединений: 1-хлор-2-метилбутан, 3-бром-3метилгексан, 3-хлорбутен-1 и 2-бромбутен-2. Укажите первичные, вторичные и
третичные галогеналканы. Какие из них существуют в виде оптических изомеров?
Напишите проекционные формулы.
12
2. Из изобутана получите 2-бром-2-метилпропан, 1-бром-2-метилпропан, 3-хлор-2метилпропен-1 и 2-йод-3-метилпропен-1.
3. Напишите уравнение реакции R-2-бромпентана с водой. Приведите механизм
реакции и ее энергетическую диаграмму. Каков стереохимический результат реакции?
Какой побочный продукт образуется? Приведите механизм его образования.
4. Каким реагентом необходимо подействовать на 2-бромпентан, чтобы произвести
отщепление НВr? Приведите механизм этой реакции, сформулируйте правило Зайцева.
5. Определите строение соединения C5H11Br, при гидролизе которого получается
первичный спирт, а при дегидробромировании и последующем присоединении НВг
получается третичный бромалкан.
Вариант 7
1. Напишите структурные формулы соединений C5H11Br, которые можно
произвести от изопентана. Назовите их по систематической номенклатуре. Укажите
первичные, вторичные и третичные галогеналканы. Какие соединения существуют в виде
энантиомеров?
2. Осуществите превращения 2-метилбутена-1, изопентана и 2-метилбутанола-2 в
2-бром-2-метилбутан.
3. Напишите уравнение реакции S-З-бром-3-метилгексана с этиловым спиртом.
Приведите механизм реакции и ее энергетическую диаграмму. Каков ее стереохимичесхий
результат? Какие побочные продукты образуются? Какая промежуточная частица
является общей для всех конечных продуктов реакции?
4. Напишите уравнения реакций с водой следующих соединений: а) 1-бром-2метилбутан, б) 2-бром-2-метилбутан, в) 1-бром-З-метилбутен-2, г) 2-бром-З-метилбутан.
Приведите механизм реакции для соединения "б" и энергетическую диаграмму. Какие
побочные продукты получаются?
5. Напишите структурную формулу C5H11Cl, образующего при гидролизе продукт
C5H12O., который в результате дегидратации и последующего озонолиза дает смесь
формальдегида и метилэтилкетона.
Вариант 8
1. Напишите структурные формулы соединений: 1-фтор-2-метилбутан, 3-иод-3метилгексан, 3-бромбутен-1 и 2-бромбутен-2. Укажите первичные, вторичные и
13
третичные галогеналканы. Какие из них существуют в виде оптических изомеров?
Напишите проекционные формулы.
2. Исходя из бутена-1, получите 2-бромбутан, 1-бромбутан, З-бромбутен-1 и 1бромбутен-2
3. Напишите реакцию R-2-хлорбутана с иодидом натрия в ацетоне. Приведите
механизм реакции и энергетическую диаграмму. Какой стереоизомер получается?
Получается ли побочный продукт?
4. Напишите уравнения реакций: а) 1-бромбутана, б) 1-бромбутена-1, в) 1бромбутена-2, г) 2-бромбутана с ацетиленидом натрия. Приведите механизм реакции для
соединения "а" и энергетическую диаграмму. Расположите соединения по возрастанию
скорости реакции. Какое из приведенных соединений не вступает в реакцию? Какие
побочные продукты образуются в случае "а" и "г"?
5. Из каких галогеналканов при действии спиртового раствора щелочи получается
3-метил-2-пентен? Напишите уравнения реакций.
Вариант 9
1.
Напишите
структурные
формулы
соединений:
2-хлорпентан,
2-хлор-2-
метилбутан, 1-бром-3-метилбутан, 4-хлорпентен-2, 2-хлорпентен-2. Укажите первичные,
вторичные и третичные галогеналканы; винильные и аллильные галогеналкены. Какие
соединения существуют в виде энантиомеров? Приведите их пространственные формулы.
2. Осуществите превращение пентана, пентена-1 и пентанола-2 в 2-бромпентан.
3. Напишите уравнение реакции н-бромгекана с а) водной щелочью, б) метилатом
натрия, в) цианидом калия, г) ацетиленидом натрия. Приведите механизм реакции с
реагентом "б". Какое соединение получится, если с указанными реагентами ввести в
реакцию 2-бром-2-метилпентан? Приведите механизм его реакции с метилатом натрия.
4. Напишите уравнение реакции R-2-бромбутана с водным раствором щелочи.
Приведите механизм реакции и ее энергетическую диаграмму. Какой стереоизомер
получается? Какой побочный продукт образуется?
5. Какова структура бромпроизводного C4H7Br, если известно, что оно не вступает
в реакцию нуклеофильного замещения, а при гидробромировании превращается в 2,2дибромбутан?
14
Тема 3. Спирты
Вариант 1
1. Напишите структурные формулы спиртов, укажите первичные, вторичные,
третичные спирты, непредельный спирт: 2-метилпентанол-1, 3-метил-2-бутен-1-ол, Зметилпентанол-2, 2,3-диметилбутанол-1. Какие из соединений имеют пространственные
изомеры? Напишите проекционные формулы энантиомеров.
2. Напишите уравнение реакции R-3-метил-3-гексанола с бромоводородной
кислотой при нагревании. Приведите механизм реакции и ее стереохимический результат.
Какие побочные продукты образуются? Назовите их. Изобразите энергетическую
диаграмму реакции замещения и реакции элиминирования.
3. Напишите схемы реакций изопропилового спирта с металлическим натрием, а
затем с иодистым метилом. Расположите в порядке уменьшения кислотных свойств
следующие спирты: изопропиловый, этиловый, метиловый; трет-бутиловый. Расположите
соответствующие
этим
спиртам
алкоголят-ионы
по
возрастанию
нуклеофильности.
4. Заполните схему превращения, назовите образующиеся соединения.
H2O
H2SO4
CH3 CH CH2
P
?
J2
Mg
?
Et2O
?
O
CH3CH2C
H
?
H2O
HCl
?
5. Получите 2-метилпентанол-2,
KMnO4
?
исходя из пропанола-1 и неорганических
реагентов, используя на одной из стадий реактив Гриньяра.
6. Какова структура соединения С7Н16О, которое окисляется до кетона, а при
дегидратации превращается в С7Н14; озонолиз последнего дает ацетон и изомасляный
альдегид?
Вариант 2
1.Напишите структурные формулы соединений. Укажите первичные, вторичные,
третичные спирты, непредельный спирт: 3-метилбутанол-2, З-метилгексанол-3, 2-метил-2пропен-1-ол, 2,3-диметилбутанол-1. Какие из этих соединений содержат асимметрический
атом углерода и существуют в виде энантиомеров? Напишите их проекционные формулы.
15
2. Взаимодействие каких из нижеперечисленных оптически активных спиртов с
бромоводородной
галогеналканам:
кислотой
при
нагревании
2-метилбутанол-1,
метилпентанол-2?
Приведите
2-бутанол,
механизм
приведет
к
оптически
З-метилпентанол-1,
реакции
одного
из
активным
2-пентанол,
соединений
и
Зее
энергетическую диаграмму. Из какого спирта получаются два диастереомерных
галогеналкана? Объясните это на основании механизма реакции.
3. Напишите уравнение реакции дегидратации бутанола-2 в присутствии
концентрированной серной кислоты и ее механизм. Расположите спирты в ряд по
возрастанию легкости дегидратации: гексанол-2, гексанол-1, 2-метилпентанол-2, 2,3диметилбутанол-2. Сформулируйте правило Зайцева.
4. Заполните схему превращения и назовите образующиеся соединения
CH3 CH2 C
CH
H2O
H2SO4;
HgSO4
?
[H]
?
HBr
?
Mg
Et2O
?
O
CH3CH2C
H
?
H2O
HCl
?
H2SO4
160OC
?
5. Получите гексанол-2, исходя из этилена, бутена-1 и неорганических реагентов и
используя на одной из стадий реакцию Гриньяра.
6. Определите строение С6Н14О, при окислении которого образуется кетон, а при
дегидратации - алкен С6Н12, озонолиз последнего дает ацетон и пропионовый альдегид.
Вариант 3
1. Напишите структурные формулы спиртов и дайте синонимы названий по другой
номенклатуре:
2-метилбутанол-1,
диметилэтилкарбинол.
Укажите
метилизопропилкарбинол,
первичные,
вторичные,
1-пентен-З-ол,
третичные
спирты
и
непредельный спирт. Какие из них содержат асимметрический атом углерода и существуют в виде энантиомеров, напишите их проекционные формулы.
2. Взаимодействие каких из нижеприведенных оптически активных спиртов с
бромоводородной кислотой при нагревании приведет к образованию рацемических смесей
галогеналканов: 2-метилбутанол-1, бутанол-2, З-метилпентанол-1, пентанол-2? Приведите
механизм реакции для одного из них и изобразите энергетический профиль реакции.
3. При взаимодействии с какими из нижеуказанных соединений метилмагнийиодид
разлагиается с выделением метана: оксид этилена, ацетилен, 2-бутанол, формальдегид,
вода, метилацетилен, дипропиловый эфир? Напишите уравнения реакций.
4. Заполните схему превращения и назовите образующиеся соединения
16
O
KBr + H2SO4
CH3CH2OH
H2O
Na
?
HCl
Mg
?
Et2O
CH3J
?
CH3
?
C
CH3
?
?
5. Получите бутанол-2, исходя из ацетилена и неорганических реактивов и
используя на одной из стадии реакцию Гринъяра.
6. Различите посредством химических реакций следующие пары изомерных
соединений: а) З-метилбутанол-1 и 2-метилбутанол-2 б) бутанол-1 и диэтиловый эфир.
Вариант 4
1. Напишите структурные формулы спиртов С6Н14О, которые можно произвести от
3-метилпентана. Назовите их по рациональной и систематической номенклатуре. Укажите
первичные, вторичные, третичные спирты. Какие из них существуют в виде энантиомеров
и напишите их проекционные формулы.
2. Напишите уравнения реакций: втор-бутилового и трет-бутилового спиртов с
бромоводородной кислотой при нагревании. Приведите механизмы реакций. Изобразите
энергетические диаграммы реакций. Объясните различие. Рассмотрите стереохимию
реакции на примере S-бутанола-2.
3. Напишите реакции дегидратации спиртов в присутствии серной кислоты: Зметилпентанола-1, З-метилпентанола-2,
З-метилпентанола-3,
4-метилгексанола-3. Из
каких спиртов получается только один алкен? Из каких - два алкена и какой из них
преобладает количественно? Сформулируйте правило Зайцева.
4. Заполните схему превращения и назовите образующиеся соединения
H2O
H2SO4;
HgSO7
CH3C CH
?
[H]
?
HBr
Mg
?
Et2O
?
O
CH3C
H
?
H2O
HCl
?
CH3COOH
H2SO4
?
5. Получите метилэтилкарбинол, исходя из этилового спирта и неорганических
реагентов и используя на одной из стадий реакцию Гриньяра.
6. Какова структурная формула спирта С5Н12O, не обладающего оптической
активностью и образующего в результате окисления кетон?
17
Вариант 5
1. Напишите структурные формулы спиртов и дайте им названия по другой
номенклатуре:
диметилбутанол-2,
вторичные,
изопропил-втор-бутилкарбинол,
метилизопропилкарбинол,
З-метилпентанол-2,
третичные
спирты,
2,3-
З-метил-З-пентен-2-ол. Укажите первичные,
непредельный
спирт.
Какие
из
них
имеют
пространственные изомеры? Напишите проекционные формулы энантиомеров.
2. Напишите уравнения реакций следующих спиртов с бромоводородной. кислотой
при нагревании: 2-бутен-1-ол, 2,4-диметил-3-пентен-2-ол, 1-бутен-З-ол. Приведите
механизм реакции для 3-пентен-2-ола. Изобразите энергетический профиль реакции.
3. Напишите уравнения реакций окисления спиртов: 2-метилбутанол-1, пентанол2,
пентанол-3,
З-метилбутанол-1. Какое соединение можно получить в результате
окисления продукта присоединения воды к пентену-1?
4. Заполните схему превращения и назовите образующиеся соединения
O
HBr
CH3CH CH2
K2Cr2O7
H2SO4
ROOR
?
Mg
Et2O
CH3C
?
H
?
H2O
HCl
?
?
5. Получите диметилизопропилкарбинол, исходя из n-пропилового спирта и
неорганических реагентов и используя на одной из стадий реакцию Гриньяра.
6. Какова структурная формула соединения С5Н11ОН, если известно, что оно
обладает оптической активностью, а при его окислении образуется альдегид.
Вариант 6
1. Напишите структурные формулы спиртов и укажите первичные, вторичные,
третичные, непредельные: З-метилпентанол-2,
З-метилпентанол-3,
3-метил-2-пентен-
1-ол, 2-метилпентанол-1. Какое соединение существует в виде двух пар энантиомеров?
Напишите их проекционные формулы.
2. Предложите реакции для получения простых эфиров: 2-этокси-2-метилбутана,
диизопропилового эфира, взяв в качестве исходных веществ: этиловый, пропиловый
спирты, 2-метилбутанол-2 и неорганические реагенты. Приведите механизмы реакций.
3. Напишите уравнения реакций спиртов с бромоводородной кислотой при
нагревании: аллилового, n-бутилового, втор-бутилового, трет-бутилового. Приведите
18
механизм реакции для бутанола-2. Рассмотрите ее стереохимическйй результат.
Приведите энергетический профиль реакции.
4. Заполните схему превращений и назовите образующиеся соединения
H2SO4
CH3 CH CH2 OH
?
o
20 C
o
160 C
CH3
Na
5.
CH3CH2Br
?
Получите
H2O
?
H2SO4
?
?
диэтилбутилкарбинол,
исходя
из
этанола,
1-бутанола
и
неорганических реагентов и используя на одной из стадий реакцию Гриньяра.
6. Какова структурная формула спирта С5Н11ОН, обладающего оптической
активностью, если известно, что при его окислении образуются кетон, а при дегидратации
с последующим озонолизом - уксусный альдегид и ацетон?
Вариант 7
1. Напишите структурные формулы следующих спиртов и дайте синонимы их
названий по другой номенклатуре: метилэтилкарбинол, изопропилизобутилкарбинол, 2,3диметилпентанол-2,
3-метилпентанол-3, метилвинилкарбинол. Укажите первичные,
вторичные спирты,
непредельный спирт. Какие из них имеют пространственные
изомеры? Напишите проекционные формулы энантиомеров.
2. Напишите уравнения реакций с бромоводородной кислотой при нагревании а) R2-метилпентанола-1 и б) S-пентанола-2. Рассмотрите механизмы реакций. В какой
реакции конфигурация сохраняется, в какой происходит рацемизация? Приведите
побочную реакцию для спирта "б". Изобразите энергетические профили реакций
замещения для соединений "а" и "б".
3. Напишите уравнение реакции дегидратации в присутствии серной кислоты Зметилпентанола-2. Расположите спирты в ряд по увеличению легкости дегидратации:
пентанол-1,
З-метилбутанол-2,
пентанол-2,
2-метилбутанол-2. Сформулируйте
правило Зайцева.
4.Заполните схему превращений и назовите образующиеся соединения
CH3
CH2 CH CH2
H2O
H2SO4
?
PBr3
Mg
?
Et2O
O
CH2
CH2
?
H2O
HCl
?
CH3COOH
H2SO4
?
?
19
5.
Получите
этилизопропилкарбинол,
исходя
из
пропилового
спирта
и
неорганических реагентов и используя на одной из стадий реакцию Гриньяра.
6. Определите строение соединения С7Н14О, которое взаимодействует с натрием с
выделением водорода и обесцвечивает бромную воду. В реакции с бромоводородной
кислотой образуется только один алкенилбромид, а при его окислении получаются ацетон
и α-оксиизомасляная кислота
OH
CH3 C
COOH
CH3
Напишите уравнения реакций.
Вариант 8
1. Напишите структурные формулы спиртов, назовите их по номенклатуре IUPAC:
трет-бутанол, аллиловый спирт, пропаргиловый спирт, метилэтилкабинол. Укажите
первичные, вторичные, третичные, непредельные спирты. Какие соединения существуют
в виде энантиомеров? Приведите их проекционные формулы.
2. Напишите уравнения реакций: a) S-3-метилбутанола-2 и б) R-3-метилпентан-1ола с бромоводородной кислотой при нагревании. Приведите механизмы реакций и их
стереохимический результат. Какой побочный продукт получается и каков механизм его
образования в случае спирта "а"? Изобразите энергетические профили реакций замещения
"а" и "б".
3. Напишите уравнения реакций дегидратации в присутствии серной кислоты: 2,3диметилбутанола-2,
3-метилпентанола-3,
бутанола-1,
2-метилбутанола-1,
3-
метилбутанола-2. Из каких спиртов при дегидратации получается только один алкен? Из
каких - два алкена, какой из них количественно преобладает? Сформулируйте правило
Зайцева.
4. Заполните схему превращений и назовите образующиеся соединения
O
H
CH3 CH CH2
H2O
HCl
?
HBr
ROOR
Na
?
?
Mg
?
Et2O
CH3J
C
OC2H5
?
?
5. Получите метилдиэтилкарбинол с применением сложного эфира, исходя из
этилового спирта и неорганических реагентов и используя на одной из стадий реакцию
Гриньяра.
20
6.
Определите
строение
соединения
С6Н12О,
которое
взаимодействует
с
металлическим натрием и обесцвечивает бромную воду. В реакции с бромоводородной
кислотой образуется только один галогеналкен, а при его окислении получаются
уксусный альдегид и диацетил (бутан-2,3-дион). Напишите уравнения всех реакций.
Вариант 9
1. Напишите структурные формулы спиртов состава С5Н11ОН, которые можно
произвести
от
изопентена.
Назовите
их
по
рациональной
и
систематической
номенклатуре. Укажите первичные, вторичные, третичные спирты. Какие соединения
существуют в виде энантиомеров? Приведите их проекционные формулы.
2. Напишите уравнения реакций: a) R-бутанола-2 и б) S-2-метилпентанола-1 с
бромоводородной кислотой при нагревании. Приведите механизмы реакций и их
стереохимический результат. Изобразите энергетические профили реакций замещения "а"
и "б".
3. Для всех изомерных спиртов с брутто-формулой С4Н10О напишите уравнения
реакций дегидратации и окисления. Укажите условия проведения реакций и образование
побочных продуктов.
4. Заполните схему превращений и назовите образующиеся соединения
CH3
KOH
CH2 Br
H2SO4
?
H2O
o
160 C
HClO
?
?
Mg
(C2H5)2O
?
HCHO
?
H2O
HCl
?
5. Получите 1-бутанол, исходя из а) этанола; б) метанола и 1-пропанола. В обоих
случаях используйте на одной из стадий реакцию Гриньяра.
6.
Определите
строение
соединения
С6Н12О,
если
известно,
что
оно
взаимодействует с металлическим натрием, а при дегидратации и последующем
окислении дает ацетон. Напишите уравнения всех реакций.
Тема 4. Альдегиды и кетоны
21
Вариант 1
1. Напишите структурные формулы соединений: этилизопропилкетон; ацеталъ
пропионового альдегида; 4-метилгексаналь; бисульфитное производное 3этилбензальдегида.
2. Напишите уравнения реакций а) бутаналя с этиловым спиртом; б) 3хлорацетофенона с фенилгидразином; в) пропанона с гидроксиламином. Назовите
образующиеся соединения.
3. Напишите уравнения реакций: а) бензальдегида с анилином; б) этаналя с
циановодородом; в) пропаналя с 1 моль гидразина. Назовите полученные соединения.
4. Исходя из ацетилена и необходимых реагентов, получите бутанон.
5. Превратите бензиловый спирт в оксим бензофенона.
6. Напишите уравнения реакции соединения С3Н6О с водно-спиртовым раствором
едкого натра и дайте название продуктам превращения.
7. Напишите схему получения ацетоуксусного эфира исходя из этилацетата.
Приведите механизм реакции.
Вариант 2
1. Напишите структурные формулы соединений: а) 3-метилбутаналь, б) метил-
втор-бутилкетон, в) оксим пентанона-3; г) хлораль.
2. Напишите реакции с метилмагниййодидом: пропаналя; ацетофенона;
формальдегида.
3. Напишите схему получения бутанона, исходя из метанола и неорганических
реагентов.
4. Заполните схему превращений и назовите образующиеся соединения
CH3CH2CH CH2
HCN
?
HBr
H2O
H
?
Mg
Et2O
?
CH3
C
N
?
H2O
H
?
?
5. Получите из ацетилена и неорганических реагентов пентанон-3.
6. Определите строение соединения С6Н12О, которое реагирует
с гидроксиламином, но не дает реакции серебряного зеркала. В результате его окисления
22
перманганатом калия при нагревании образуются уксусная, пропионовая и масляная
кислоты. Напишите уравнения всех реакций. Приведите механизм реакции С6Н12О с
гидроксиламином.
7. Бензальдегид ввели в реакцию с ацетальдегидом в присутствии щелочи. Что
образовалось? Приведите механизм реакции.
Вариант 3
1. Напишите структурные формулы соединений: диизопропилкетон, диэтилацеталь
пропаналя, толуиловый альдегид, диметилкетоксим.
2. Напишите уравнения реакций: а) пропаналя с водным раствором КОН, б)
бутанона с 0,5 моль гидразина, в) формальдегида с избытком оксида серебра. Назовите
образующиеся соединения.
3. Напишите реакции с этиловым спиртом: а) трихлоруксусного альдегида; б)
пропаналя, в) бензальдегида. Назовите продукты реакций.
4. Получите из пропанола-1 гептанон-4
5. Определите строение соединения С5Н10О, имеющего асимметрический атом
углерода и дающего реакцию серебряного зеркала. Как отделить соединение С5Н10О от
спирта, из которого оно может быть получено. Напишите уравнения реакций.
6. Получите из n-пропилового спирта и неорганических реагентов 2-метил-2пентеналь. Напишите уравнение его реакции а) с этиловым спиртом и б) с бромистым
водородом.
7. Напишите механизм кислотнокатализируемой альдольно-кротоновой
конденсации а) ацетона; б) пропионового альдегида.
Вариант 4
1. Напишите структурные формулы соединений: а) 2,2-диметилпропаналь, б) оксим
метилизопропилкетона, в) бисульфитное производное ацетона, г) диметилглиоксим.
2. Напишите уравнения реакций пропаналя а) с 1 моль этанола, б) с 2 моль этанола
в условиях кислотного катализа. Назовите образующиеся соединения.
3. Напишите уравнения реакций с водным раствором щелочи: а) бутаналя, б)
пивалинового (триметилуксусного) альдегида, в) 2-метилбутаналя, г) бензальдегида.
Назовите продукты превращения.
23
4.
Получите
метилизобутилкетон
из
ацетилена,
изобутилового
спирта
и
неорганических реагентов. Напишите уравнения реакций.
5. При окислении вещества С6Н14О образуется соединение С6Н12О, которое
реагирует с гидроксиламином и фенилгидразином, но не дает реакции серебряного
зеркала. Продукт дегидратации вещества С6Н14О при окислении водным раствором
пермангантата калия дает бутанон и уксусную кислоту. Установите строение вещества
С6Н12О и напишите уравнения реакций.
6. Из бутанола-2, метанола и неорганических реагентов получите пентанол-2.
7.
Из
ацетоуксусного
эфира
синтезируйте:
а)
янтарную
кислоту;
б)
диметилуксусную кислоту; в) метилизопропилкетон.
Вариант 5
1. Напишите структурные формулы соединений: а) фенилгидразон ацетона, б)
этилацеталъ пропионового альдегида; в) бисульфитное производное метилэтилкетона; г)
2,3-диметилбутаналь.
2. Напишите уравнения реакций пропанона а) с пропиламином,
б) с иодом в
присутствии азотной кислоты, в) с бензальдегидом в присутствии щелочи.
3. Напишите уравнения реакций с раствором щелочи а) п-толуилового альдегида,
б) 2-метилпропаналя, в) пропаналя.
4.
Синтезируйте
диизопропилкетон,
исходя
из
2,3-диметилбутена-2
и
неорганических реагентов. Напишите уравнения реакций и назовите промежуточные
соединения.
5. Определите строение соединения состава С5Н10О, которое реагирует с
бисульфитом натрия, дает реакцию серебряного зеркала, превращаясь в изовалериановую
кислоту. Напишите уравнения реакций.
6. Получите из бензола, бензальдегида и неорганических реагентов бензофенон.
Напишите уравнения его реакций а) с гидроксиламином, б) с гидросульфитом натрия.
7. Диэтиловый эфир адипиновой кислоты обработали этилатом натрия в этаноле.
Какое циклической соединение образовалось? Напишите схему реакции.
24
Вариант 6
1. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) оксим
метилэтилкетона, б) ацеталь трихлоруксусного альдегида, в) бисулъфитное производное
бутаналя, г) оксинитрил ацетофенона.
2. Какие из приведенных ниже соединений вступают в альдольную
и кротоновую конденсацию: а) 3-метилбутаналь, б) 2,2-диметилбутаналь, в) 2метилбутаналь? Укажите условия и приведите механизмы альдольной и кротоновой конденсации. Назовите продукты реакций.
3.Напишите уравнения реакций а) ацетофенона с иодом, б) пропеналя с 2 моль
этанола в условиях кислотного катализа, в) бензальдегида с циановодородом.
4. Получите из ацетона и неорганических реагентов нитрил 2-метилпропеновой
кислоты.
5. Получите из ацетилена и неорганических реагентов оксим ацетона. Напишите
уравнения реакций и назовите промежуточные соединения.
6.Определите строение соединения С4Н8О2, которое растворяется в соде и щелочи.
При его взаимодействии с Ca(OH)2 образуется соединение, при сухой перегонке которого
образуется диизопропилкетон. Напишите уравнения всех реакций.
7. Ацетоуксусный эфир обработали этилатом натрия в спирте. Напишите
таутомерные формы образовавщегося соединения. Что получится, если на это соединение
подействовать иодистым метилом и затем конц. раствором щелочи?
Вариант 7
1. Напишите структурные формулы соединений: а) этилацеталь хлоруксусного
альдегида, б) гидразон диэтилкетона, в) бисульфитное производное бензальдегида, г)
оксинитрил (циангидрин) ацетона.
2. Напишите уравнения реакции а) бутаналя, б) метилэтилкетона, в)
трихлоруксусного альдегида с гидроксиламином и с гидросульфитом натрия.
3. Получите из ацетилена и неорганических реагентов 2,3-дибромбутаналь.
Напишите уравнения реакций и назовите промежуточные соединения.
4. Получите из уксусного альдегида диэтилкетон, используя неорганические
реактивы.
25
5. Определите строение соединения с брутто-формулой С5Н10О, если известно, что
оно не дает реакции серебряного зеркала, при действии циановодорода образует
соединение, которое в результате гидролиза превращается в гидроксикарбоновую
кислоту, имеющую асимметрический атом углерода.
6. Различите с помощью химических реакций пары соединений: а) пентаналь и
диэтилкетон, б) пропаналь и 2,2-диметилпропаналь, в) ацетофенон и дифенилкетон.
Напишите уравнения реакций.
7. Напишите механизм альдольно-кротоновой конденсации, катализируемой
щелочью для: а) пропаналя; б) пропанона. Что образуется при действии конц. раствора
щелочи на 2,2-диметилпропаналь (пивалиновый альдегид)?
Вариант 8
1. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) акролеин
(пропеналь),
б)
2,2-диметилпентаналь,
в)
циклогексаноноксим,
г)
2,4-
динитрофенилгидразон бензальдегида.
2. Напишите уравнения реакции: а) бензальдегида с этиламином, б) бензола с
ангидридом пропионовой кислоты в присутствии хлорида алюминия, в) пропаналя со
щелочью.
3. Расположите по возрастанию активности во взаимодействии с этанолом
следующие соединения: а) формальдегид, б) трихлоруксусный альдегид, в) ацетальдегид,
г) ди-трет-бутилкетон. Ответ поясните.
4. Получите из ацетилена и неорганических реагентов циангидрин
метилэтилкетона.
5. Из изобутилового спирта получите 3-гидрокси-2,2,4-триметилпентаналь.
Напишите уравнение его реакции а) с этиловым спиртом, б) с гидроксиламином.
6. Получите из акролеина (пропеналя) 2,3-диоксипропионовый альдегид.
7. Напишите реакции конденсации следующих пар соединений: а) ацетон и
бензальдегид; б) нитрометан и ацетальдегид; в) бензальдегид и уксусный ангидрид.
Укажите условия проведения данных реакций.
Вариант 9
1. Напишите структурные формулы и назовите по систематической номенклатуре
следующие соединения: а) метилизобутилуксусный альдегид, б) втор-бутил-третбутилкетон, в) бисульфитное производное ацетона, г) циангидрин (оксинитрил) ацетона.
26
2. Напишите уравнения реакций бутаналя с а) этанолом (1 моль); б) этанолом (2
моль) в присутствии кислоты; в) гидразином (1 моль); г) гидразином (0,5 моль).
3. Как реагируют следующие соединения с конц. раствором щелочи: а) пропаналь;
б) 2-метилпропаналь; в) 2,2-диметилпропаналь (пивалиновый альдегид). Напишите
уравнения реакций и назовите образующиеся соединения.
4. Исходя из изопропилбромида синтезируйте изопропиловый эфир 2-гидрокси-2метилпропионовой кислоты.
5. Различите с помощью химических реакций изомерные соединения: а)
метилэтилкетон и винилэтиловый эфир; б) триметилуксусный альдегид и пентаналь; в)
ацетофенон и п-толуиловый альдегид.
6. Синтезируйте диэтилацетоуксусный эфир, используя этанол и любые
неорганические реактивы. Что образуется при кетонном и кислотном расщеплении этого
соединения?
7. Расшифруйте схему:
CH3CH O
NaBH4
?
HCN
HCl
?
?
2 H2O
H
?
H2O2, Fe
3+
?
NH3
?