I. АЛКАНЫ 4 страница

5. Назовите алкадиены, образующиеся в результате следующих реакций:

6. Сравните химические свойства пропана, пропилена и циклопропана. Отметьте сходство и различие. Охарактеризуйте отношение этих соединений к действию следующих реагентов: а) Br₂ (свет); б) Br₂ (в CCl₄); в) HBr; г) KMnO₄ (Н₂О, 0°С); д) H₂ (Ni); е) H₂SO₄. Где есть взаимодействие, приведите схемы реакций.

7. Определите конфигурации и конформации производных циклогексана. Назовите их:

8. Напишите уравнения реакций и назовите образующиеся соединения:

9. Имеется два изомерных соединения состава С₅Н₁₀ (I) и (II). При действии брома на свету соединение I превращается в вещество C₅H₉Br, а соединение II – в C₅H₁₀Br₂. Соединение I окисляется трудно; в жестких условиях в небольших количествах получается кислота состава С₅Н₈О₄; соединение II окисляется легко и превращается при этом в смесь уксусной и пропионовой кислот. Установите строение соединений I и II.

10. Назовите алициклические соединения, которые являются продуктами следующих реакций:

6. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ.

1. Напишите уравнения реакций получения 1-метил-4-изопропилбензола двумя способами (Вюрца-Фиттига и Фриделя-Крафтса), взяв бензол в качестве исходного соединения.

2. Напишите формулы строения промежуточных и конечных продуктов в следующей схеме:

бензол А В С

Назовите промежуточные и конечный продукты по IUPAC номенклатуре.

3. Из бензола получите: а) о- и п-бромтолуолы; б) бромистый бензил. Напишите уравнения реакций и укажите условия их проведения.

4. Напишите структурную формулу углеводорода состава С₉Н₁₀, при окислении хромовой смесью образующего бензойную кислоту, а при окислении по Вагнеру (действие разб. КMnO₄) - 3-фенилпропандиол-1,2. Напишите уравнения всех реакций.

5. Из бензола и втор -бутилового спирта получите втор -бутилбензол и окислите его КMnO_4.

6. Напишите уравнения реакций получения этилбензола из ацетилена.

7. Напишите формулы строения промежуточных соединений и конечного продукта в следующей схеме:

8. Какова формула строения углеводорода состава С₉Н₁₂, если при окислении он образует бензолтрикарбоновую кислоту, а при бромировании в присутствии FeCl₃ - только одно монобромпроизводное? 9. Напишите реакции и назовите образующиеся продукты:

а) н-пропилбензол А В С _.

б) этилбензол А В

в) 3СН≡СН А В С

10. Исходя из бензола других реагентов, получите приведенные ниже соединения:

а) алилбензол;

б) п-бромбензойную кислоту;

в) п- трет -бутилтолуол;

г) о-бромбензойную кислоту.

11. Ароматический углеводород С₈Н₁₀ при озонолизе образует смесь глиоксаля (ОНС-СНО), метилглиоксаля (СН3СОСНО) и диацетила (СН₃СО-СОСН₃). Каково его строение?

12. Какие углеводороды образуются при действии металлического натрия на смесь следующих веществ:

а) йодбензол и йодистый изобутил;

б) хлористый бензил и йодистый пропил;

в) бромбензол и бромистый бензил.

13. Получите изобутилбензол из бензилмагнийхлорида.

14. Получите из бензола:

а) о-, м- и п-хлорнитробензолы;

б) м-бромбензойную кислоту;

в) 3,4-дихлорбензойную кислоту.

15. Напишите формулы строения промежуточных и конечных продуктов в следующих схемах:

а) бензол А В С

б) бензол А В С D Е

16. По реакции Вюрца-Фиттига получите пропилбензол, о-этилтолуол.

17. Из толуола получите хлористый бензил и п-хлортолуол. Укажите условия проведения реакций и их механизмы.

18. Объясните, как влияет хлор на бензольное кольцо в нереагирующей молекуле хлорбензола? Почему хлор является о- и п-ориентантом в реакциях электрофильного замещения?

19. Получите α-метилнафталин и 1-метил-4-изопропилнафталин по реакции Вюрца-Фиттига и по реакции Фриделя-Крафтса. Напишите уравнения реакций и назовите все вещества.

20. По какому признаку заместители бензольного ядра подразделяются на ориентанты первого и второго рода? Напишите известные вам ориентанты первого и второго рода. Напишите реакции нитрования этилбензола и бензойной кислоты.

21. Каково строение ароматического углеводорода С₈Н₈, обесцвечивающего бромную воду, легко полимеризующегося и образующего при окислении бензойную кислоту?

22. Укажите среди следующих соединений вещества с совпадающей ориентацией: 1,3,5-триметилбензол, о-нитрофенол, 1,3-динитробензол, м-толуиловый альдегид. Напишите для соединений с совпадающей ориентацией реакции мононитрования.

23. Реакцией алкилирования получите толуол. Подвергните его нитрованию нитрующей смесью, а полученные продукты окислите кислородом воздуха.

24. Заполните схему превращений:

25. Какие продукты получаются при нитровании толуола в условиях реакции Коновалова и в присутствии серной кислоты. Напишите уравнения реакций.

26. Заполните схему превращений:

Назовите все промежуточные и конечные продукты.

27. Из карбида кальция получите бензол, подвергните его алкилированию йодистым метилом, а образовавшийся продукт окислите кислородом воздуха.

28. Какие соединения образуются, если провести реакцию Вюрца-Фиттига со смесями следующих соединений:

а) м-нитробромбензол и бромистый этил;

б) п-бромтолуол и 2-хлорпропан.

Напишите уравнения реакций и назовите полученные вещества.

29. Напишите схему синтеза толуола по реакции Вюрца-Фиттига. Как реагирует толуол:

а) с водородом (в присутствии никеля) и с перманганатом калия в кислой среде

Напишите уравнения реакций и назовите получающиеся соединения.

30. Из бензола и пропилового спирта получите пропилбензол. Полученный углеводород обработайте:

а) перманганатом калия в кислой среде;

б) водородом в присутствии катализатора.

Напишите уравнения реакций, назовите получающиеся соединения.

31. Получите реакцией электрофильного замещения этилбензол и подвергните его окислению KMnO₄.

32. Из бензола получите следующие соединения:

а) м-бромбензойную кислоту;

б) 3,4-дихлорбензойную кислоту;

в) 1-нитро-2,5-дихлорбензол.

33. Предложите схему превращения:

Назовите исходное, промежуточные и конечное соединения.

34. Напишите формулы строения промежуточных и конечных продуктов в следующей схеме:

бензол А В С

35. Из бензола получите следующие соединения:

а) о-,м-, п-нитрохлорбензолы;

б) 3,4-дихлорбензойную кислоту.

36. Предложите схемы получения из толуола следующих соединений:

а) 2-хлор-4-нитробензойной кислоты;

б) 4-нитро-2-сульфобензойной кислоты.

37. На бензол подействовать бромом (2 моля) в присутствии Fe Br₃. На продукт бромирования подействовать избытком 1-бромпропена в присутствии металлического натрия. Конечный продукт обработать перманганатом калия в кислой среде. Напишите уравнения реакций и назовите получающиеся соединения.

38. Напишите уравнения реакций:

а) п-метилпропилбензола с водородом (в присутствии катализатора);

б) бутилбензола с концентрированной серной кислотой;

в) о-ксилола с перманганатом калия в кислой среде.

Назовите получающиеся соединения.

39. Из бензола получите следующие соединения:

а) о-, м-, п-нитротолуолы;

б) о-нитрохлорбензол;

в) 1-нитро-2,5-дихлорбензол.

40. Напишите реакции нитрования этилбензола в указанных условиях:

а) 63% НNO₃ + H₂SO₄ (конц.);

б) 10% НNO_3, нагревание, давление.

41. Сравните отношение изопропилбензола к брому:

а) в присутствии AlBr₃;

б) при освещении и нагревании.

Приведите реакции и укажите их механизмы.

42. С помощью каких реакций можно различить следующие пары соединений:

а) этилбензол и стирол;

б) этилбензол и м-ксилол;

в) стирол и фенилацетилен;

г) о- и п-ксилолы?

43. Предложите схемы синтеза этилбензола из указанных соединений:

а) этилциклогексана;

б) бензола;

в) бромбензола.

44. Напишите формулы строения промежуточных и конечных продуктов в следующей схеме:

бензол А В С

45. Исходя из бензола и любых других реагентов, получите приведенные ниже соединения:

а) п- трет -бутилтолуол;

б) аллилбензол;

в) п-бромбензойную кислоту.

46. Установите строение ароматического углеводорода состава С₉Н₁₂, при монохлорировании которого в ядро образуется только один изомер.

47. Напишите структурную формулу углеводорода состава С₉Н₁₂, при окислении которого хромовой смесью (K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄) образуется фталевая кислота.

48. Соединение С₉Н₁₀ обесцвечивает бромную воду и раствор КМnО₄ на холоде. При нагревании с водным раствором КМnО₄ образуется тетрафталевая кислота . Установите строение исходного соединения.

49. Назовите углеводороды, которые являются продуктами следующих реакций:

а) метилциклогекан

б) толуол

в) этилбензол

50. Назовите продукты следующих реакций:

а) С₆Н₅ Br + СН₃СН₂СН₂ Br

б) С₆Н₅ СНBr СН₂ Br

51. Какие соединения получаются при действии нитрующей смеси на толуол? Как идет процесс нитрования без серной кислоты?

52. Какие мононитропроизводные получаются при нитровании (в ядро) следующих соединений:

а) изопропилбензол;

б) бензойная кислота;

в) м-дихлорбензол.

53. Какими эффектами и каким характером (электронодонорным или электроноакцепторным) обладают приведенные ниже заместители, если они связаны с бензольным кольцом:

а) –СН₂-СН₃; б) –SO₃H; в) –СС1₃; г) –СN; д) –СООН; е)- NH₂;

ж) –ОН; з) –СНО; и) N(СН₃)₃?

54. Следующие соединения расположите в ряд по увеличению реакционной способности при бромировании их в бензольное кольцо:

а) бензол; б) фенол; в) бензальдегид.

Дайте объяснения.

55. Какое из соединений легче нитруется до тринитропроизводного м-динитробензол или 2,4-динитротолуол?

56. Из бензола получите следующие соединения:

а) 2,5-дибромнитробензол;

б) м-бромнитробензол.

57. Напишите реакции и назовите продукты:

а) толуол

б) этилбензол

в) С₆Н₅СНВrСН₂Вr

58. Предложите схемы синтеза этилбензола из указанных соединений:

а) этилциклогексана; б) бензола; в) бромбензола; г) метилфенилкетона.

59. Исходя из бензола и любых других реагентов, получите приведенные ниже соединения:

а) п- трет -бутилтолуол; б) аллилбензол.

60. Напишите схемы реакций:

а) о-хлортолуол

б) 1-фенил-1-хлорэтан

61. Объясните, почему нитрование толуола протекает с большей скоростью, чем нитрование бензола.

62. Напишите структурные формулы углеводородов состава С₇Н₈, С₈Н₁₀, которые при окислении образуют бензойную кислоту.

63. Синтезируйте двумя методами следующие углеводороды:

а) п-ксилол; б) 1,1-дифенилэтан; в) аллилбензол; г) дибензил.

64. Действием каких реагентов и в каких условиях можно осуществить следующие превращения:

бензол этилбензол 1-бром-4-этилбензол 1-бром-1-(4-бромфенил)этан 1-бром-4-этенилбензол.

65. Напишите структурную формулу углеводорода состава С₉Н_12, при окислении которого хромовой смесью образуется фталевая кислота.

66. Назовите углеводороды, которые получаются в результате следующих реакций:

а) метилциклогексан

б) бензол + пропилен

в) С₆Н₅СН BrСH₂Br

67. В каких условиях из толуола получаются следующие соединения:

а) п-бромтолуол; б) бромистый бензил; в) бромистый бензилиден.

68. Напишите уравнения реакций нафталина:

а) с бромом (1моль); б) с концентрированной серной кислотой (при нагревании).

Назовите получающиеся соединения.

69. На толуол подействовать Н₂SO₄ (конц.). Полученное соединение окислить перманганатом калия в кислой среде. Напишите уравнения реакций и назовите получающиеся продукты.

70. На толуол подействуйте окислителем, а на образовавшееся соединение концентрированной серной кислотой. Напишите уравнения реакций и назовите получающиеся соединения.

71. Какой углеводород получится при алкилировании бензола:

а) пропиленом;

б) изобутиленом.

Напишите уравнения реакций и укажите условия их протекания.

72. Напишите формулы строения промежуточных и конечных продуктов в следующих схемах:

а) бензол А В

б) изопропилбензол А В

73. Из бензола получите о-, м-, п-нитрохлорбензолы.

74. Из бензола получите 3,4-дихлорбензойную кислоту.

75. Из бензола получите 1-нитро-2,5-дихлорбензол.

76. С помощью каких реактивов и в каких условиях можно осуществить следующие превращения:

бензол толуол п-бромтолуол п-бромбензилбромид. 77. Используя неорганические реагенты, получите стирол (винилбензол) и напишите схему его полимеризации.

78. Напишите схемы получения бензола из следующих исходных соединений:

а) ацетилена; б) циклогексана; в) циклогексена.

79. Напишите уравнения реакций нитрования:

а) толуола; б) хлорбензола; в) нитробензола.

Назовите получающиеся соединения.

*********************************************************

Дополнительные задачи, рекомендуемые студентам специализации «Технология химических волокон»

1. Какими электронными эффектами, и каким характером (электронодонорным или электроноакцепторным) обладают приведенные ниже заместители, если они связаны с бензольным кольцом: а) –CH₂CH₃; б) –SO₃H;
в) –CCl₃; г) –CN; д) –COOH; е) –NH₂; ж) –OH; з) –NHCOCH₃; и) –CHO;
к) –N⁺(CH₃)₃? К какому типу каждый из них относится? Покажите на примерах, как они ориентирует вхождение в ароматическую систему следующих заместителей (электрофильных и нуклеофильных) и влияют на скорость реакции замещения.

2. Ароматический углеводород при озонолизе образует смесь глиоксаля, метилглиоксаля и диацетила в эквимолярных количествах. Каково его строение? Ответ подтвердите соответствующими уравнениями реакций и назовите углеводород по номенклатуре IUPAC.

3. Напишите уравнения реакций толуола с указанными реагентами:
а) 3Н₂ (Ni, 200°C, 9806 кПа); б) KMnO₄ в Н₂О; в*) Cl₂, свет; г*) Cl₂, (Fe);
д*) CH₃Cl (AlCl₃); е*) CH₃COCl (AlCl₃); ж) HNO₃ (H₂SO₄). Назовите все соединения по номенклатуре IUPAC. Для реакций, отмеченных звездочкой, приведите механизмы.

4. Предложите схемы синтеза этилбензола из указанных соединений: а) этилциклогексана; б) бензола; в) бромбензола; г) ацетофенона; д) стирола. Объясните, почему этилбензол нельзя получить действием бромбензола на этан в присутствии AlCl₃.

5. Назовите главные соединения, образующиеся в следующих реакциях:

6. Напишите структурные формулы главных продуктов, образующихся при взаимодействии стирола со следующими реагентами: а) Br₂ (CCl₄);
б) Br₂ (Fe); в) HBr; г) KMnO₄ в Н₂О; д) KMnO₄ в Н₂О, t°; е) H₂ (Ni), 20 °С; ж) H₂ (Ni), 200 °C, 9806 кПа.

7. На примере взаимодействия бензола с бромистым пропилом в присутствии AlBr₃ рассмотрите особенности алкилирования ароматических углеводородов по Фриделю-Крафтсу. Какова роль катализатора? Почему реакционная способность алкилгалогенидов с одним и тем же радикалом изменяется в следующем порядке: RF > RCl > RBr > RI?

8. Действием каких реагентов, и в каких условиях можно осуществить следующие превращения:

9. Какие соединения являются продуктами приведенных ниже реакций:

10. Приведите механизмы реакций толуола с хлористым этилом и хлористым ацетилом в присутствии хлорида алюминия. Объясните, почему в первом случае в продукте реакции содержится значительное количество ди- и триэтилзамещенных, а во втором – реакция заканчивается на стадии образования моноацетилтолуола.

7. ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ.

1. Получите 2,2-дихлорпентан двумя способами и напишите уравнение реакции его гидролиза. Назовите исходные, промежуточные и конечные продукты.

2. Получите п-хлортолуол и хлористый бензил из толуола (укажите условия и механизмы приведенных реакций) и объясните причину различной подвижности галогена.

3. Из 1-бромбутана получите 2-бромбутан и напишите реакцию взаимодействия последнего с цианистым калием.

4. Из 1-бромпентана получите пентанол-2 и напишите реакцию взаимодействия последнего с РС1₅.

5. Напишите формулы строения промежуточных и конечного продуктов в следующей схеме:

бутилбромид А В С

Все соединения назовите.

6. Предложите несколько методов синтеза 1-бромбутана из различных органических соединений.

7. Расположите изомеры состава С₄Н₉Вr в порядке увеличения их реакционной способности:

а) в S N 2 реакциях; б) в S N 1- реакциях.

Дайте объяснения.

8. Из соответствующего этиленового углеводорода получите 2-иод-2-метил пентан и напишите реакции его с йодистым водородом, магнием в среде абсолютного эфира.

9. Напишите схемы следующих превращений:

2-метил-1,2-дихлорбутан А В С

Все соединения назовите.

10. Исходя из ацетилена, получите бромистый этил, напишите для последнего реакции:

а) с нитритом серебра; б) с магнием в среде абсолютного эфира.

11. Из соответствующего непредельного углеводорода получите 2-бром-4-метилгексан. Напишите для него реакции с аммиаком и ацетатом натрия.

12. Получите любым способом хлористый изопропил и напишите для него реакции: с цианистым калием, этилатом натрия, спиртовым и водным растворами щелочи. Полученные продукты назовите.

13. Напишите и назовите соединения, получающиеся в результате следующих превращений:

изобутан А В С D

14. Напишите уравнения реакций хлорирования (1 моль хлора) изобутана, циклопропана, циклогексана, этилбензола (на свету и в присутствии катализатора).

15. Напишите уравнения реакций хлористого бензила со следующими веществами:

а) с водой; б) аммиаком; в) магнием (в абсолютном эфире); г) уксуснокислым серебром.

16. Напишите структурную формулу соединения С₃Н₅Br, не реагирующего ни с КСN, ни с АgОН. При действии НBr на исследуемое соединение получается 2,2-дибромпропан. Объясните инертность галогена в исследуемом соединении С₃Н₅Br.

17. Как из пропилена получить хлористый аллил? Сравните способность галогена к замещению в хлористом аллиле и хлористом виниле. Ответ обоснуйте.

18. Из пропилового спирта получите 2-бромпропан и напишите для последнего реакции:

а) с КСN; б) с нитритом серебра.

19. Заполните схему превращений:

СН₃-СН₂-СН₃ А В С D E F

20. Заполните схему превращений:

21. Заполните схему превращений:

Хлорэтан А В С D

22. Заполните схему превращений:

23. Заполните схему превращений:

Этилбензол А В С D

24. Заполните схему превращений:

Изобутан А В С

25. Напишите реакцию полимеризации:

а) хлористого винила; б) хлоропрена (типа 1,4-присоединения); в) тетрафторэтилена.

26. Определите структурную формулу вещества состава С₆Н₁₃Вr, которое при гидролизе дает третичный спирт, а при дегидробромировании олефин, образующий при озонолизе ацетон (СН₃СОСН₃) и пропаналь (СН₃СН₂СНО).

27. Установите строение соединения, которое после обработки цинковой пылью превращено в вещество, обесцвечивающее бромную воду и образующее при окислении в жестких условиях ацетон.

28. Напишите формулы промежуточных и конечных веществ в следующих схемах:

а) изобутилен А В С

б) диаллил А В С