Контрольная работа №2. Ответы. Ароматические: 4, 5, 6, 8, 10

Контрольная работа №2. Ответы.
1) Ароматические: 4, 5, 6, 8, 10, 11
Неароматические: 9
Антиароматические: 1, 2, 3, 7
По 0,5 балла за каждое правильно отнесённое вещество.
Итого - 4,5 балла
2) В указанных молекулах реализуется разделение заряда с образованием устойчивых ароматических структур = 1 балл
Структуры:
O
По 2 балла за каждую структуру.
Итого - 5 баллов
3) Рассчитаем брутто-формулу кислоты Б, которая, помимо углерода и водорода, явно содержит
кислород в количестве 37,8 %:
58,5/12 : 37,8/16 : 3,7/1 = 4,875 : 2,3625 : 3,7 = 2 : 1 : 1,5 = 4 : 2 : 3. Значит, брутто-формула кислоты C4H3O2 или С3Н2СООН, что не соответствует ни одной реальной кислоте. Удвоив все коэффициенты, получим С6Н4(СООН)2 - одну из фталевых кислот. Поскольку Она легко отщепляет
воду после плавления, то это о-фталевая кислота (2 балла), а вещество В - её внутримолекулярный ангидрид (1 балл).
Очевидно, что реакция А с бихроматом калия в серной кислоте представляет собой окисление
углеводорода. Поскольку выделения газа не наблюдается и образуется только о-фталевая кислота, то это мог быть либо о-диметилбензол (ксилол), либо циклическое соединение, содержащее 2
или более фрагмента -СH2-C6H4-CH2-. По составу А ясно, что его брутто-формула СхНх, что не
соответствует о-ксилолу. Возможными соединениями могут быть два вещества:
H2C
H2C
CH2
или
CH2
CH2
CH2
Первое из них при нитровании не сможет дать смеси, в которой преобладают 3 изомера. Второе
из них образует при нитровании, в основном, три гексазамещённых производных (Г, Д и Е) в
соответствии с правилами ориентации:
H2
C
H2
C
O2N
O2N
NO2
H2C
CH2
NO2
H2C
NO2
H2C
H2C
CH2
H2C
H2C
CH2
CH2
CH2
CH2
O2N
NO2
O2N
CH2
CH2
CH2
CH2
NO2
O2N
NO2
NO2
NO2
NO2
H2
C
O2N
H2
C
CH2
H2C
CH2
NO2
H2C
O2N
NO2
Заметим, что состав всех трёх изомеров соответствует условиям задачи (4 балла за установление А и по 2 балла за структуру каждого изомера). При окислении каждого из изомеров образуется только 3,5-динитро-о-фталевая кислота (1 балл).
Итого - 14 баллов
4) Для получения некоторых труднодоступных производных бензола можно использовать реакцию
тримеризации алкинов. Многие из таких реакций катализирует октакарбонил дикобальта.
1. Схема реакции (по 1 баллу за продукт, по 1 баллу за название):
HO
3
OH
HO
OH
Co2(CO)8
и
HO
OH
OH
1,3,5-три(оксиметил)бензол
1,2,4-три(оксиметил)бензол
2. Рассчитаем состав Б и В. 94,38/12 : 5,62/1 = 7,865 : 5,62 = 1,4 : 1 = 7 : 5. Однако, такой углеводород не может образоваться в результате тримеризации. Мы всего лишь получили брутто-формулу А. Однако, производного ацетилена с формулой С7Н5 не существует. Зато хорошо известен дифенилацетилен С14Н10. Тогда в результате тримеризации такого вещества
образуется гексафенилбензол. Поскольку должен быть ещё один изомер, а изомерия положения заместителя в бензольном кольце невозможна, значит, образуется производное одного из изомеров бензола. Это может быть только гексафенилпризман. Оба углеводорода образуют по 3 монохлорпроизводных: орто-, мета- и пара-ориентированных относительно
центрального ядра.
По 2 балла за структуры А, Б и В. Допустимо обозначение фенильного радикала как «Ph».
Итого - 10 баллов.
5) Ответ: Можно, например, использовать реакцию окисления аренов до кислот. В случае любой
из смесей образуется смесь изомерных ароматических кислот. Возможны и другие варианты ответов!!! 5 баллов.
6) Ответ:
Определим молярную массу динитропроизводного. M = 14*2/0,1284 = 218 г/моль. Вычитая молярные массы двух нитрогрупп, получим молярную массу углеводородного остатка М = 126
г/моль. Такая молярная масса соответствует остатку С10Н6. Тогда, соответствующим углеводородом будет нафталин, массовая доля углерода в котором 93,7%. Синим изомером нафталина,
меняющим окраску при действии кислот может быть только азулен. Итак, А - нафталин, B азулен. Тогда
NO2
HNO3
NO2
NO2
H+
HX
X-
NO2
Азулен нитруется в альфа-положение, т.к. в этом случае возможно больше резонансных структур получающегося катиона и он, как следствие, стабильнее. при обработке азулена кислотами
образуются комплексные соли.
По 2 балла за структуру каждого соединения, 1 балл за объяснение нитрования азулена, 1 балл
за структуру комплексной соли. Итого 12 баллов.
7) Расшифруйте цепочку превращений циклогексанона:
O
1) Br2 / AcOH
2) NEt3, to
A
B
to
Ph3PCH2
CH2N2
C
D
Pd(OAc)2
Ответ:
O
O
O
1) Br2 / AcOH
2) NEt3, t
o
CH2
Ph3PCH2
to
По 2 балла за каждое из соединений A - D. Итого 8 баллов.
CH2N2
Pd(OAc)2