Сборник задач по органической химии 1 часть


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
УДК 547
Рецензент: доц., к.х.н. Харитонова О.В.
Асилова Н.Ю., Бойко И.П., Борисова Е.Я., Колобова Т.П.,
Кундрюцкова Л.А., Лонина Н.Н., Малина Е.В., Малина Ю.Ф.,
Мочалин В.Б., Помогаев А. И., Сивова Н.В., Шуталев А. Д.
Сборник задач и упражнений по органической химии. Задачник; -
М.: ИПЦ МИТХТ, 61 с.
М. МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 2007
Утверждено библиотечно-издательской комиссией МИТХТ им.
М.В.Ломоносова в качестве задачника.
Поз. № 131/2007
Настоящий сборник вопросов и упражнений предназначен для
самостоятельной домашней и аудиторной работы студентов 3
курса дневного и вечернего факультетов. Цель сборника – помочь
студентам глубже освоить основополагающие принципы
современной органической химии.
Издание 2-е
© МИТХТ им. М. В. Ломоносова, 2007
СОДЕРЖАНИЕ
стр
1. Теоретические основы органической химии
(проф. Шуталев А.Д.) 3
1.1. Электронное строение атомов 3
1.2. Электронное строение молекул 5
1.3. Электронные смещения в органических молекулах 7
1.4. Теория кислот и оснований 11
1.5. Классификация химических реакций 15
1.6. Стереоизомерия органических соединений 18
2. Алканы (доц. Лонина Н.Н.) 22
3. Циклоалканы (доц. Помогаев А.И.) 29
4. Алкены (проф. Борисова Е.Я., доц. Колобова Т.П.,
асс. Сивова Н.В.) 33
5. Диены (доц. Колобова Т.П., асс. Асилова Н.Ю.) 45
6. Алкины (доц. Кундрюцкова Л.А.) 50
7. Арены (доц. Малина Ю.Ф., ст.преп. Малина Е.Б.) 55
8. Галогенпроизводные углеводороды (доц. Бойко И.П.) 60
1. Теоретические основы органической химии
1.1. Электронное строение атомов
1. Дайте определения следующим понятиям: волновая функция,
энергетический уровень, главное квантовое число (
), азимуталь-
ное (орбитальное) квантовое число (
), магнитное квантовое число
), спиновое квантовое число (
). Какие значения могут принимать
указанные квантовые числа? Приведите квантовые состояния
атома водорода вплоть до
= 4.
2. Дайте определение понятию “атомная орбиталь". Какие орбитали
для водородоподобных атомов вы знаете? Чем они различаются?
Приведите графические изображения различных орбиталей. Каков
физический смысл орбитали?
3. Приведите идеализированную диаграмму энергетических уровней
для водородоподобных атомных орбиталей.
4. Опишите электронное строение атомов следующих элементов: С,
S, N, F, Na, Сr, P, O, Hg, Cu, B, Cd, Ne, Mg, H, Al, K, I, V, Si, Cl, Se,
Br, Pd. Укажите также валентную электронную конфигурацию этих
атомов. Проведите классификацию этих элементов по их электрон-
ному строению.
5. Каким элементам и в каком состоянии (основном или возбужден-
ном) отвечают следующие электронные конфигурации нейтральных
атомов: а) 1s
2s
2p
3s
4s
; б) 1s
2s
; в) 1s
2s
2p
3s
3d
; г)
2s
; д) 1s
2s
; е) 1s
; ж) 1s
; з) 1s
2s
;
и) 1s
2s
; к) 1s
2s
2p
6. Ниже перечислены электронные конфигурации различных атомов:
а) H - 1s
; б) B - 1s
; в) Cl - 1s
2s
3s
3p
; г) Na - 1s
2s
2p
; д)
P - 1s
2s
2p
3s
; е) Ag - 1s
2s
10
10
; ж) Be -
; з) C - 1s
2s
; и) Si - 1s
2s
2p
3p
. В каждом случае укажи-
те, относится ли указанная конфигурация к нейтральному атому,
его положительному иону или отрицательному иону.
7. Дайте определения следующим понятиям: размер атома, электро-
отрицательность, потенциал ионизации (ПИ), сродство к электрону
(СЭ). Расположите следующие группы атомов в порядке возрас-
тания их размера, их электроотрицательности, их ПИ и их СЭ: a) O,
N, C, F, Li, Na; б) S, P, N, Cl, Al, Si; в) Cl, Br, F, Se, As, O; г) С, Cl, Li,
Be, N, Br. Ответы поясните. Какой из вышеприведенных атомов
имеет наибольшую, а какой наименьшую электроотрицатальность?
8. Запишите электронную конфигурацию основного состояния для
следующих частиц: F
, Na
, Ne, O
и N
. Что можно сказать об
относительных размерах этих частиц? Чем можно объяснить
уменьшение размеров изоэлектронных ионов в ряду As
, Se
, Br
,
Rb
, Sr
и Y
9. Почему сродство к электрону, постепенно увеличивающееся при
переходе от N к O и F, внезапно уменьшается у Ne? Какой атом
имеет наибольшее сродство к электрону: Cl, I, O или Na? Какой из
перечисленных атомов имеет минимальную первую энергию
ионизации: Li, F, Cs или Xe? Ответы объясните.
1.2. Электронное строение молекул
1. Каким образом происходит образование ионных и ковалентных
связей? В каких случаях образуются ионные связи, а в каких
ковалентные? Укажите, какие из химических связей в нижеприве-
денных молекулах являются ковалентными, а какие ионными (или
близки к ионным): NaOH, CH
OH, HCl, KCl, CH
CH
ONa, CH
F,
HOCl, NaOCl, NaNO
, CHCl
, CH
Na, СH
COOK, BF
, LiF, HNO
,
NaHSO
, K
, HClO
, LiHSO
, KSH, H
S, CH
=CHLi, NaNH
,
ClNH
, Na
. Ответы поясните.
2. Опишите электронное строение следующих соединений и ионов с
использованием структур Льюиса: NH
Cl, NH
, NaNO
, СH
COOK,
, HNO
, NaHSO
, NaHSO
, CH
=CHLi, Na
, NaN
, O
, N
O,
NO
, N
, CO, CH
, NO, HNC, комплекс NH
и BF
, SO
, H
PO
,
ClO
, ClO
, I
, O
, PCl
, PCl
, SO
, NaHCO
, BF
, SO
, CH
, SF
,
CN
, NCO
, CS
, NO
, HSO
, CH
, H
, P
, CNO
, CH
S(O)OCH
,
(CH
, CH
, NO
. Какие из перечисленных выше соединений и
ионов нельзя описать лишь одной структурой Льюиса? Каким
образом в этом случае следует описывать строение? Приведите
это описание.
3. Напишите структурные и электронные формулы Льюиса всех
соединений состава: а) С
; б) С
N; в) CH
NO
; г) C
NO; д)
CH
; е) C
O; ж) С
О; з) CHNO; и) S
O; к) HCN; л) О
; м) HNO
;
н) HNO
; о) HN
; п) H
O; р) H
. Все ли из написанных вами
соединений будут устойчивы? Ответ поясните.
4. Напишите структурные и электронные формулы Льюиса следую-
щих соединений и ионов: метилнитрита, нитрометана, оксида
триметиламина, диметилсульфоксида, ацетата натрия, сульфида
триметилфосфина, дивинилсульфона, бикарбоната лития, диме-
тилсульфата, триметилфосфата, пентоксида дифосфора, нитрата
нитрония, триметилгидроксония, гидросульфата метиламмония,
карбонат-дианиона, азотной кислоты, метилацетата, монооксида
углерода, диоксида углерода, синильной кислоты, тиоцианат-
аниона, тетраметиламмоний-катиона, метильного катиона.
5. Укажите гибридизацию атомов углерода в следующих соединениях
и ионах: CO
, CO, C
, CH
CH
, CH
, пропине, аллене (1,2-пропа-
диене), HCN, CH
O, HCOOH, H
CO
, 2-бутене, бензоле, 2-пропе-
новой кислоте, СН
=СН
, СН
=СН
, этаннитриле (нитриле уксусной
кислоты), СН
СН=NCH
, метилацетате, трихлорметане, цианид-
анионе, тетраметилборат-анионе, тиоцианат-анионе (NCS
), 1,3-
бутадиене, 1-бутен-3-ине, винилметилкетоне, бензальдегиде,
ацетоне, нитриле бензойной кислоты, 1,4-пентадиене, 1-пентен-4-
ине, СS
, винилэтиловом эфире, (метилтио)этине. Изобразите
геометрию указанных соединений и ионов. Дайте сравнительную
характеристику длин связей и валентных углов.
6. Укажите приблизительные валентные углы в следующих соедине-
ниях и ионах: формальдегиде; синильной кислоте; 1-бутен-3-ине;
тетрахлорметане; пропене; пропине; аммиаке; метаноле; воде;
трихлориде бора; дифториде бериллия; катионе метиламмония;
сероокиси углерода (COS); дианионе серной кислоты; азотной
кислоте; карбонат-дианионе; мочевине (NH
-C(O)-NH
); метилат-
анионе; 2-пропенале; ацетильном катионе (CH
-CO
); метильном
катионе; метильном анионе; H
; толуоле; CH
-N=CH
; HN
; HNO
.
Ваши ответы обоснуйте.
7. Дайте сравнительную характеристику указанных ниже ковалентных
связей по полярности: а) Cl-Cl, H-Cl, O-Cl, B-Cl, S-Cl, Cl-Br, C-Cl; б)
C-Cl, C-F, C-Br, C-Na, C-O, C-N, C-B, C-C, C-H; в) C-Mg, C-Cu, C-Li,
C-Na, C-B, C-Zn, C-H; г) С(sp
)-H, С(sp)-H, С(sp
)-H, С(sp
)-С(sp
),
С(sp
)-С(sp
), С(sp
)-С(sp
), С(sp
)-Cl; д) N(sp
)-C(sp
), N(sp
)-C(sp
),
N(sp
)-O, N(sp)-O, N(sp
)-N(sp
), N(sp
)-O, N(sp
)-H; е) C-OH, C-OH
,
C-O
, C-NH
; ж) С-СF
, С-СCl
, С-СBr
, С-СH
Br, С-СH
Cl; з) C-S(O)R,
С-SR, C-S(O)
R, N-SR; и) С=O, C-O. Для каждой из связей покажите
направление электронных смещений.
8. Расположите перечисленные ниже молекулы в порядке уменьше-
ния дипольного момента: а) 1,2-дихлорбензол, 1,4-дихлорбензол,
1,3-дихлорбензол; б) сероокись углерода (COS) и сероуглерод
(CS
); в) фторметан, бромметан, хлорметан; г) SO, SO
, SO
; д)
монооксид углерода, диоксид углерода; е) хлорметан, дихлорметан,
трихлорметан, тетрахлорметан; ж) F
, HF, HCl, CH
Cl. Ответы
поясните.
9. Какие выводы можно сделать на основании следующих наблюде-
ний: а) дипольный момент транс-1,2-дихлорэтена равен нулю, а
дипольный момент цис-изомера 1,2-дихлорэтена отличен от нуля;
б) все атомы углерода и водорода в аллильном анионе лежат в
одной проскости; в) длина всех углерод-углеродных связей в
бензоле составляет 1,39 Å, а в этане и этене соответственно 1,54 и
1,34 Å; г) обе углерод-кислородные связи в ацетат-анионе имеют
одинаковую длину; д) дипольный момент CO
равен нулю, а
дипольный момент SO
отличен от нуля; е) дипольный момент
молекулы СО составляет 0,112 Д, в то время как дипольные
моменты связей С-О и С=О составляют 1,2 и 2,7 Д соответственно.
1.3. Электронные смещения в органических молекулах
1. Дайте определение понятию “индуктивный эффект заместителя”.
Что является причиной возникновения индуктивного эффекта? Что
такое “положительный индуктивный эффект”? “Oтрицательный
индуктивный эффект”? Приведите примеры заместителей с
положительным и отрицательным индуктивным эффектом. Какой
знак индуктивного эффекта характерен для следующих замести-
телей: COOH, COO
, C
, CH
C=O, Br, Li, O
, CN, NH
, CH=CH
,
SH, HgC
, Si(CH
, CH=O, =O, C(CH
, S
, OH, OH
, этинил,
фенил. Ответы поясните.
2. Чем определяется сила индуктивного эффекта заместителя?
Сравните по силе и направлению индуктивного эффекта следую-
щие группы заместителей: а) NH
, N(CH
,
N(CH
; б) этильная
группа, винильная группа, этинильная группа; в) O
, OH
, OH; г)
гидроксильная группа, аминогруппа, меркаптогруппа; д) карбоксиль-
ная группа, карбоксилат-анион, метоксикарбонильная группа; е)
, O
, S
; ж)
O(CH
,
N(CH
, SCH
,
S(CH
; ж) =O, =N(CH
); з)
=NH
, -NO
, -NH
, -NH
; л) S(O)
-CH
, SCH
, S(O)-CH
, SO
; и)
=O, -OCH
. Ответы объясните.
3. Стрелками обозначьте электронные смещения по индуктивному
механизму под действием заместителей в следующих соединениях:
метанол, 1-пентен-4-ин, пропаналь, хлороформ, СH
-CH=N-CH
,
этилфторид, этаннитрил, этиллитий, триметилбор, 2,4-пентандион,
изопропилмагнийхлорид, 1-бутен, толуол, пропин, этилат натрия,
ацетат калия, диметилсульфид, изопропиламин, метансульфонат
натрия. Приведите распределение электронной плотности для
указанных молекул.
4. Что такое “делокализованные” химические связи и в чем их отличие
от “локализованных”? В каких случаях возникают делокализован-
ные химические связи? Что такое “сопряжение”? Какие условия
необходимы для возникновения сопряжения? Какие бывают типы
сопряжения? В каких из перечисленных ниже молекулах и ионах
наблюдается сопряжение, а в каких нет: 2-пропен-1-аль, бензол,
1,3-пентадиен, 1,4-пентадиен, фторбензол, фторэтан, фторэтен, 1-
бутен-3-ин, пропен, винильный катион, азотная кислота, аллильный
катион, аллилхлорид, СH
=CH-N
(CH
, нитрит-анион, аллильный
анион, 1-(диметиламино)пропен, трифторид бора, уксусная кислота,
1-гидрокси-2-пропанон, O=CH-CH
, CH
=CH-CN, аллильный ради-
кал, CH
=CH-CH
-CN, ацетильный катион. Ответы поясните.
5. К каким результатам приводит наличие сопряжения? Какие имеют-
ся способы описания сопряженных молекул? Опишите основные
положения теории “резонанса”. Что такое “граничные” или “резо-
нансные” структуры? Имеют ли они физический смысл? Что такое
“вклад” граничной структуры и как его можно оценить? С помощью
теории резонанса опишите строение следующих сопряженных
молекул и ионов: 1,3-бутадиена, бензола, винилхлорида, уксусной
кислоты, нитрат-аниона, аллильного катиона, СH
-CH=CH-CN,
мочевины, азотистой кислоты, нитрометана, пропеналя, 1-нитро-4-
хлорбензола, винилметилового эфира, диметилсульфоксида,
этенолят-аниона (O=CH-CH
), озона, азид-аниона, бензальдегида,
2-пропиноат-аниона, фенола, бензильного радикала. Приблизи-
тельно оцените вклады различных граничных структур для
указанных соединений.
6. Дайте определение понятию “мезомерный эффект заместителя”.
Что является причиной возникновения мезомерного эффекта? Что
такое “положительный мезомерный эффект”? “Oтрицательный
мезомерный эффект”? Какие бывают типы мезомерных эффектов?
Приведите примеры заместителей с положительным и отрицатель-
ным мезомерным эффектом. Какой знак мезомерного эффекта
характерен для следующих заместителей: COOH, OH, CN, Br, O
,
CH=CH
, SH, CH=O, S
, этинильной группы, аминогруппы, SO
OH,
нитрогруппы, СH=N-CH
, метоксигруппы, COO
, CH
, CH
, B(CH
,
F, N=O. Ответы поясните.
7. Чем определяется сила мезомерного эффекта заместителя?
Сравните по силе и направлению мезомерного эффекта следую-
щие группы заместителей: а) O
, OH
, OH; б) хлор, бром, фтор,
иод; в) аминогруппа, гидроксильная группа, фтор; г) CH=O, CH=NH,
CH=CH
; д) SCH
, SeCH
, OCH
, NHCH
; е) O
, S
, OCH
; ж) C(O)Cl,
С(O)CH
, COOH, COO
, C(O)NH
; и) O-C(O)CH
, NH-C(O)CH
, NH
,
OH, О-CH=CH
; ж) CH=N
(CH
, CH=N-CH
; к) СН
, O
, F, Br, SH.
Ответы поясните.
8. Стрелками обозначьте электронные смещения по мезомерному
механизму под действием заместителей в следующих соединениях
и ионах: винилметиловый эфир, винилметилкетон, 1-хлор-1-пропен,
ацетат-анион, аллильный катион, фенол, СH
=CH-CH=CH-CH
,
акрилонитрил (СH
=CH-CN), нитрит-анион, бензальдегид, мочевина
(NH
-C(O)-NH
), нитроэтан, нитроэтен, 2-пропиналь, дивинилкетон,
O=CH-CH
, СH
=CH-CH=CH-C(O)-CH
, метилнитрат (СH
-O-NO
),
ацетамид, 1-(диметиламино)циклогексен, СH
-CH=CH-CH
.
Укажите распределение электронной плотности для выше
перечисленных молекул с учетом действия
только
мезомерного
эффекта. Сделанные распределения проверьте с использованием
теории резонанса.
9. Когда мезомерный эффект двух или более заместителей является
согласованным, а когда несогласованным? Что такое кросс-
сопряжение? В каких из приведенных ниже соединениях и ионах
наблюдается кросс-сопряжение, в каких согласованные, а в каких
несогласованные мезомерные эффекты: CH
-O-СH=CH-CH=CH-CN,
1,2-дихлорэтен, 1,1-дихлорэтен, СH
-C(O)-NH-C(O)-CH
, нитрат-
анион, 4-нитрофенол, трифторид бора, фосген (COCl
), 3-хлор-2-
пропеналь, 2-бутендиаль, 1-бром-2-хлор-1-пропен, дивинилкетон,
гидрохинон (1,4-дигидроксибензол), акриламид, дивиниловый эфир,
1,1,2,2-тетра(диметиламино)этен, 1-метокси-2-нитроэтен. Укажите
распределение электронной плотности для выше перечисленных
молекул с учетом действия
только
мезомерного эффекта.
Сделанные распределения проверьте с использованием теории
резонанса.
10. Какие возможны случаи сочетания индуктивных и мезомерных
эффектов заместителей? Для каждого случая приведите соот-
ветствующие примеры. Какие знаки индуктивных и мезомерных
эффектов характерны для следующих заместителей: CN, NO
, Cl,
OH, O
, СH=O, SO
OH, COOH, COO
, CH
, CH
, Br, O-C(O)-CH
,
OCH
, NH
, NH
, SH, SCH
, N(CH
, F, I, C(O)NH
, C(O)Cl, C(O)CH
,
O-CH=CH
, S(O)-CH
, S(O)
-CH
, O-NO
, CH=NH, CH=N
(CH
, S
,
, P(CH
, NH-C(O)CH
, S(O)OH, C(O)-CH=CH
. Если знаки
двух эффектов не совпадают, то оцените приблизительно, какой из
них сильнее. Для каждой из указанных выше групп укажите также
является ли она в целом донорной или акцепторной.
11. Объясните влияние заместителей на двойную связь С=С (на общую
электронную плотность и ее распределение) с учетом действия и
индуктивного и мезомерного эффектов для следующих соединений:
винилхлорид, винилметиловый эфир, 2-пропен-1-аль, СH
=CH-CN,
СH
=CH-CH
, (ацетокси)этен, СH
=CH-CH
, СH
=CH-S(O)
-CH
,
нитроэтен, СH
=CH-N(CH
, 2-бутендиовая кислота, СH
=C(OCH
,
1,2-дибромэтен, 1,1-дихлорэтен, 1,1,2,2-тетра(диметиламино)этен,
СH
=C(COOH)
, (СH
=CH)
CH
, СH
=CH-C(O)-CH=CH
, 1-бром-2-
хлорэтен, СH
=CH-O-NO
, винилметилкетон, Cl-CH=CH-C(O)CH
, 1-
метокси-2-(этилтио)этен, 1-этокси-2-хлорэтен. Обозначьте влияние
заместителей соответствующей символикой. Для каждого из соеди-
нений попробуйте также оценить, какое влияние, в свою очередь,
оказывает двойная связь С=С на заместители.
12. Всегда ли заместитель проявляет индуктивный эффект? А мезо-
мерный эффект? Ответы поясните. Приведите примеры замести-
телей, никогда не проявляющих мезомерного эффекта. Объясните,
как изменяется влияние заместителя на бензольное ядро или
двойную связь C=C в результате следующих простых химических
превращений: а) С
-NH
С
-NH
; б) пропен
аллильный
анион; в) фенол
фенолят-анион (С
метоксибензол; г)
СH
=CH-CH=O
СH
=CH-CH=OH
; д) ацетон
СН
-С(О)-СН
; е)
СH
=CH-CH=O
СH
=CH-CH(CH
; ж) пропен
аллилхлорид; з)
бензилбромид (С
-СH
-Br)
бензильный катион (С
-СH
); и)
хлорбензол
фенол; к) 2-пропеновая кислота
пропеноат-анион.
1.4. Теория кислот и оснований
1. Дайте определение кислоты и основания по Бренстеду. Какие из
перечисленных ниже соединений и ионов можно отнести к кисло-
там, а какие к основаниям Бренстеда: HCl, F
, H
O, CH
, CH
=CH
,
, NH
Cl, C
, NH
, CH
NH
, H
S, Na
O, CH
C(O)NH
, Na
S,
, CH
NO
, CH
-C(O)-CH
, C
-OH, (CH
P, CH
COOH, KCl,
Na
CO
, CH
COOLi, ацетилен, толуол, CO, N
, Na
, NH
, CO
,
NH
-C(O)-NH
, CCl
, пропен, BaO, 1-бутин, LiF, диметиловый эфир,
формальдегид, СH
, CH
Li, C
, CF
=CF
, H
, KNH
, PH
, (CH
,
HOCl. Какие из указанных выше соединений и ионов могут прояв-
лять свойства и кислот и оснований (амфотерные свойства)? Ответ
поясните. Оцените, какие из этих свойств более типичны для
данных амфотерных соединений.
2. Что является основанием, сопряженным какой-либо кислоте, а что -
кислотой, сопряженной какому-либо основанию? Напишите для
следующих кислот сопряженные им основания: NH
, CH
, H
,
, HF, CH
OH, NH
, HCO
, HCOOH, ацетилен, трихлорметан,
бензол, ацетон, NH
-C(O)-NH
, CH
NO
, OH
, [CH
-C(=OH)NH
,
, [O
N-OH
, HO-SO
-F, [C
, HCN, HPO
. Напишите
для следующих оснований сопряженные им кислоты: NH
, CH
OH,
HCO
, NH
-C(O)-NH
, OH
, HPO
, ацетон, SH
, HCOOH, HF, F
,
HCOO
, CH
CH
, H
O, CH
N, HC
, CH
,
CH
C(O)CH
, HNO
,
NH
, S
, CH
NO
, C
-NH
.
3. Чт
о является мерой кислотности для кислот Бренстеда или мерой
основности для оснований Бренстеда? Что такое показатель
кислотности (pKa)? Какая кислота сильнее: а) с pKa = 28 или с pKa
= -2; б) с pKa = 16 или с pKa = 40? Почему значения pKa можно
использовать не только для оценки силы кислот, но и силы основа-
ний? Какое основание сильнее: а) с pKa = 10 или с pKa = 38; б) с
pKa = 0 или с pKa = 25? Почему для многих соединений приводят-
ся два значения pKa? Объясните это на примере аммиака (pKa 38 и
9,2) и уксусной кислоты (pKa 5 и -6).
4. Когда приводят значения pKa для какой-либо кислоты, то указы-
вают по отношению к какому основанию (растворителю) это
значение определено. Поясните смысл этого указания. Объясните
следующие наблюдения: а) в водном растворе азотная и хлорная
кислота приблизительно одинаковы по силе, а в безводной
СH
COOH азотная кислота примерно в 4000 раз слабее хлорной
кислоты; б) хлороводород, растворенный в бензоле, почти не
проводит электрического тока, в то время как водный раствор HCl
хорошо проводит ток; в) HCN, в отличие от HCl, является очень
слабой кислотой в водном растворе, в то время как в среде жидкого
аммиака HCN и HCl приблизительно равны по силе.
5. Что является более сильным основанием: а) KOH в воде или в
этаноле; б) KF в воде или KF в диметилсульфоксиде; в) трет-
бутилат калия в трет-бутиловом спирте или в диэтиловом эфире; г)
аммиак в воде или аммиак в безводной СH
COOH? Ответы пояс-
ните. Объясните причину изменения кислотных свойств уксусной
кислоты в ряду растворителей: вода-метанол-диметилсульфоксид
(pKa = 4,76, 9,6 и 12,6 соответственно).
6. Какие факторы влияют на основность и кислотность по Бренстеду?
Сравните следующие соединения и ионы по основным свойствам в
апротонных растворителях: а) F
, I
, Cl
, Br
; б) NH
, HF, H
O; в)
LiCH
, LiF, LiNH
, LiOH; г) CH
OH, CH
SeH, CH
SH; д) H
O, KOH,
O; е) HC
, CH
CH
, CH
=CH
; ж) CH
CH=NH, CH
CH
NH
,
CH
N; з) CH
COO
, HCOOH, HCOO
, CH
COOH; и) CH
CH
,
CH
COO
, Cl-CH
COO
, CCl
COO
; к) NH
, CH
-C(O)-NH-C(O)-CH
,
CH
-C(O)-NH
, C
-NH
; л) аммиак, диметиламин, метиламин,
анилин; м) СН
=СН-N(CH
, С
N(CH
, СН
=СН-N(CH
)-CH=CH
;
н) 2-бутен, этилен, 1-бутен, 2,3-диметил-2-бутен; о) CCl
, CH
CH
,
CH
, H-C(O)-CH
, C
-CH
, (CH
CH
; п) 4-нитрофенолят натрия,
фенолят натрия, метилат натрия, 4-хлорфенолят натрия, 4-метил-
фенолят натрия, 2,4-динитрофенолят натрия, 4-метоксифенолят
натрия; р)
CH
CH
CH=O,
CH(CH
)CH=O,
C(O)CH
CH
; с) HC
,
CN
, NCO
, CH
. Ответы обоснуйте.
7. Определите место протонирования (в условиях термодинамичес-
кого контроля в апротонных растворителях) под действием подхо-
дящей кислоты Бренстеда на следующие основания, имеющие
несколько основных центров: HO-CH
-CH
-SH, С
-NH-NH
,
NH
OH, HO-CH
-CH
-NH
, NH
-CH
-CH
-N(CH
, NH
-CH
-CH
,
NH
-CH
-CH
-NH-C(O)-CH
,
CH
-COO
, HO-CH
-CH
, аллиламин,
HO-CH
-CH=O, пропен, С
-NH-CH
-CH
-NH-C(O)-CH
, 2-хлор-
этанол, CH
O-CH
-CH
-OH, CH
-C(O)-NH-C(O)-CH
, HO-CH
COO
,
CH
-C(O)-СH
-C(O)-CH
,
O-CH
COO
, NH
-CH
N, CH
-Mg-Cl,
аллильный анион, 2-пропеналь. Ответы обоснуйте.
8. Сравните следующие соединения и ионы по кислотным свойствам
в апротонных растворителях: а) ацетон, пропан, 2,4-пентандион; б)
ацетилен, этан, этен; в) метан, дихлорметан, хлороформ; г) 2-хлор-
уксусная кислота, 2-нитроуксусная кислота, муравьиная кислота,
уксусная кислота; д) фенол, 4-нитрофенол, 4-метилфенол, этанол,
4-бромфенол, уксусная кислота; е) С
SH, С
OH, С
SeH; ж)
метанол, метиламин, метан; з) HO-NO, HO-NO
, HO-NH
; и) H
O,
S, CH
OH, NH
, HF, CH
; к) CH
-C(O)-NH-C(O)-CH
, CH
-C(O)-NH
,
NH
, C
-NH
; л) HC
CH, HC
CNa, HC
N, H
O; м) N
C-CH
N,
CH
N, CH(C
N)
; н) NH
, NH
, NH
; о) HPO
, H
, H
PO
; п)
HOOC-COOH, HOOC-COONa, HOOC-CH
-COOH. Ответы
обоснуйте.
9. Определите, какой из протонов будет отщепляться (в условиях
термодинамического контроля в апротонных растворителях) под
действием подходящего основания на следующие кислоты, имею-
щие различные типы атомов водорода: уксусный альдегид, пропин,
метиламин, 2,4-пентандион, уксусная кислота, пропен, диэтилкетон,
толуол, фенол, CH
-NH-
C(O)-NH
, 2-бутанон, HO-CH
-CH
-NH
,
этиловый спирт, СH
СH
N, пропандиовая кислота, диметиловый
эфир пропандиовой кислоты, HO-CH
-CH
-SH, формамид, пропан,
-NH-NH
, H-C(O)-NH-CH
-CH
-NH
, 1-бутен-4-ин, 2-гидрокси-
уксусная кислота, H-C(O)-NH-NH-CH
, 1,2-дигидрокси-4-нитрофе-
нол. Ответы обоснуйте.
10. Укажите в какую сторону будут смещены кислотно-основные
равновесия для следующих реакций:
б) CH
SH + CH
ONaCH
SNa + CH
OH
CMgBr + CH
CH
г) NH
+ H
NH
OH
е) CH
NH
+ CH
ONa
CH
NHNa + CH
OH
з) CH
OH + HFCH
OH
F
к) CH
C(O)-NH
+ NaNH
CH
C(O)-NHNa + NH
Ответы обоснуйте.
11. Закончите уравнения следующих кислотно-основных взаимодейст-
вий по Бренстеду:
12. Предложите способы разделения следующих смесей соединений,
основываясь на различиях в их кислотно-основных свойствах:
а) 1,2-этандиола и 2-аминоэтанола; б) анилина и N-ацетиланилина;
в) пропиламина и этанола; г) фенола, 1-бутанола и уксусной кисло-
ты; д) СH
-CH
-SH и СH
-CH
-OH; е) N(C
и CH
-C(O)-N(CH
;
ж) CH
-C(O)-N(CH
и CH
-C(O)-NHCH
; з) нитробензола и анилина;
и) 2-пентанона и 2,4-пентандиона; к) этанола и уксусной кислоты;
л) триэтиламина и гексана; м) диэтилового эфира и диэтиламина;
н) триэтиламина и диэтиламина. Приведите обоснование предло-
женных методов разделения.
13. Дайте определение кислоты и основания по Льюису. В чем заклю-
чаются различия, а в чем общность теорий Бренстеда и Льюиса?
Какие из перечисленных ниже соединений и ионов относятся к
кислотам, а какие к основаниям Льюиса: H
, OH
, BF
, H
O, этанол,
CH
ONa
OH
OH
Li
а)
б)
е)
д)
г)
в)
ж)
з)
CHCH
и)
к)
-C(O)-CH
NaNH
=CH
SO
NaH
CH
COOH
CH
CN
ClH
NaNH
NaSH
л)
м)
COOH
-C(O)-CH
Li
IH
Na
CH
=CHMgCl
CH
OH
, F
, SnCl
, Li
, SO
, метиламин, цианид-анион, FeCl
, ZnCl
, H-F,
, KBr, CH
, CH
, CH
-Mg-I, H
, NO
, CH
, S
, Br
, Br
,
CH
Cl, NaOH, KH, HF
, C
-SeH, CH
, CH
S-Cl, H
, CH
=O,
(CH
C=N
, CH
N, CH
COO
, (CH
C-O
, Hg
. Какие из указан-
ных выше соединений и ионов могут проявлять свойства и кислот и
оснований Льюиса (амфотерные свойства)? Ответ поясните.
35. Напишите уравнения следующих кислотно-основных взаимодейст-
вий по Льюису:
Укажите кислоту и основание Льюиса в этих взаимодействиях.
Ответ поясните.
1.5. Классификация химических реакций
1. Какие существуют типы разрыва и образования ковалентных
химических связей? Какие факторы благоприятствуют тем или
иным типам? Определите тип разрыва (образования) химических
связей для следующих реакций:
CH
CH
OH
OH
CH
OH
а)
б)
е)
д)
г)
в)
ж)
з)
(CH
и)
к)
CH
-C(O)-Cl
Br
AlBr
(CH
CH-Cl
FeCl
CH
-NH
BF
CH
=CH
CH
BH
Ag
NH
л)
м)
ON
CH
ZnCl
SO
OH
а)
е)
д)
г)
в)
ж)
Br
FeBr
(CH
CH-Cl
CH
Cl
CH

Cl

-Cl
Br
FeBr
CH
-CH
CH

CH
-C(O)-O-OH
OH

-C(O)O

CH
CH
OH
CH
CH
OH
AlCl
(CH
CH
AlCl
CH
б)
2. Определите тип превращения для следующих реакций:
з)
и)
к)
CH
=CH
л)
CH
-C(O)-CH
CH
(CH
CO
CHCH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
Cl

(CH
CBr
(CH
Br
CNH
CH
OH
м)
CH
-C(=NH)-OH
н)
о)
(CH
C=N-OH
(CH
C=N
OH
CH
-I
CN
CH
-CNI
п)
CH
-CH
-Br
(CH
CO
CH
=CH
Br
(CH
C-OH
CH

CH

ClH
р)
----
а)
б)
е)
д)
в)
ж)
з)
и)
к)
(CH
CH-OH
л)
Cl
CH
HClCH
-Cl
AlCl
OH
м)
н)
о)
(CH
C=N-OH
CH
-I
п)
CH
-CH
-Br
CH
=CH
KBr
(CH
C-OH
NaOH
CH
-OHNaI
CH
-CH=OCH
-Mg-Br
(CH
CH-O-Mg-Br
CH
-CH=CH
H-Br
(CH
CH-Br
CH
-CH
-CH
-CH
(CH
CH
CH
-CH
-IH-I
CH
-CH
(CH
C=O
CrO
CH
-C(O)-NH-CH
PCl
CH
-CN
CH
-CH
-NH
LiAlH
(CH
CH(OH)-CH(OH)(CH
(CH
C-C(O)-CH
SO
-CH
-COOH
KMnO
-NO
HNO
SO
(CH
C-OK
CH
-CH
-ONaCH
-CH
-BrCH
-CH
-O-CH
-CH
NaBr
CH
=CH
OH
SO
CH
-CH
-OH
г)
3. Дайте определения следующим понятиям: нуклеофил, электрофил,
радикал. Отнесите перечисленные ниже соединения и ионы к
одному из вышеназванных реагентов: CH
, BH
, H
, NH
, бензол,
CH
-I, CH
, H
O, Cl
, CH
-CH=O, CH
=CH
, NO
, Cl
, Br
, Al
, BH
,
-OH, NO
, C
, CH
-CH
, диметиламин, CH
N, H
,
ZnCl
, NH
, CH
, NH
-NH
, Li
,
OH, (CH
CH-SH, CH
-Cl,
NH
-Cl, O=CCl
, KCl, CH
-CH=N-CH
, диэтилсульфид, CH
-C(O)-Cl,
NH
-C(O)-NH
, CH
-S-Cl, CH
, CH
-C(O)-CH
, SH
, CH
-C(O)-O
,
CH
, ацетилен, CH
=O, H-C(O)-NH
, SbF
, CH
-CH
-Li, CH
-Mg-Cl,
, Na
S, SnCl
, (CH
C-Cl, H-F. Укажите, какие из перечисленных
соединений и ионов могут проявлять и нуклеофильные и электро-
фильные свойства. Ответ поясните. Оцените, какие из этих свойств
более типичны для данных соединений и ионов.
4. Какие факторы влияют на силу нуклеофильных реагентов (нук-
леофильность)? Сравните следующие соединения и ионы по
нуклеофильности в апротонных растворителях: а) CH
-C(O)-CH
,
[CH
-C(O)]
CH
, CH
; б) I
, Br
, F
, Cl
; в) CH
, OH
, F
, NH
; г) NH
,
HF, NH
, [(CH
CH]
, H
O; д) CH
-OH, CH
-SeH, CH
-SH; е) NH
,
CH
, (CH
N, CH
-C(O)-NH
; ж) CH
-CH
, HC
, CH
=CH
; з) 1-
бутен, 2-бутен, этен, 2,3-диметил-2-бутен, бензол; и) C
-SH, SH
,
CH
, S
, CH
-SH, (CH
S; к) CH
=CH-CH
, CH
=CH-CH=CH-CH
,
CH
-CH
-CH
; л) бензол, толуол, катион фениламмония, анилин,
1,2-диметилбензол; м) H
O, CH
COOH, H
, CH
-OH, (CH
O, OH
.
Ответы объясните.
5. Каким образом характер растворителя влияет на нуклеофиль-
ность? Расположите Cl
, Br
, F
, I
в порядке увеличения нуклео-
фильных свойств в протонных растворителях (например, в воде) и
в апротонных растворителях (например, в диметилсульфоксиде).
Ответы поясните.
6. Что такое амбидентные нуклеофилы? В ряду приведенных ниже
соединений и ионов найдите амбидентные нуклеофилы: (CH
P,
CH
=CH-CH
, CH
-CH
-CH
, CH
-O-CH
, CN
, CH
-C(O)-CH
, S
,
CH
-C(O)-CH
, NH
-CH
-CH
-OH, CH
-CH
-NH
, NO
, CH
N, NO
,
[CH
-C(O)]
CH
, CH
COOH, (C
, S
, SH
. Для найденных
нуклеофилов укажите все нуклеофильные центры.
7. Какие факторы влияют на силу электрофильных реагентов (элект-
рофильность)? Сравните следующие соединения и ионы по элект-
рофильности в апротонных растворителях: а) CH
, CH
=CH-CH
,
CH
-CH
-CH
, CH
=CH-CH=CH-CH
; б) CH
-I, CH
-F, CH
, CH
-Cl,
CH
-Br; в) CH
=O, CH
CH=O, (CH
C=O; г) CH
-Cl, CH
-S-Cl,
CH
-S(O)-Cl; д) NO
, NO
, Cl-N=O, HO-N=O, O=N-OH
; е) LiF, BF
,
, BCl
; ж) CH
, (CH
CH
, CH
-CH
, (CH
, CH
-O-CH
; з)
Cl
, I
, Br
; и) CH
-C(O)-O-CH
, CH
-C(O)-Cl, CH
-C(O)-O-C(O)-CH
,
CH
-C(O)-NH
, CH
-C(O)-OH, CH
-C(O)-O
; к) CH
, OH
, NH
; л) Li
,
Cs
, K
, Na
. Ответы объясните.
8. Что такое амбидентные электрофилы? В ряду приведенных ниже
соединений и ионов найдите амбидентные электрофилы: NO
,
HOOC-CH
-COOH, CH
=CH-CH
, CH
-CH
-CH
, Br-CH
-CH
-Cl,
CH
-C(O)-CH
, CH
-CH
-I, O=CH-CH=O, CH
N, CH
Cl
, (C
,
NH
-Cl, Br-CH
-C(O)-CH
, N
C-CH
-CH
N. Для найденных элект-
рофилов укажите все электрофильные центры.
9. Проведите классификацию следующих реакций по типу разрыва
химических связей, типу реагента и типу превращения:
CH
CH
CH
CH
CH
MgBr
BrH
CH
CH
BrCH
CH
ONaCH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
OMgBr
CH
CH
CH
CH
CH
MgBr
CH
CH
ClH
CH
CHCl
CH
CH
CH
Cl
NaNO
CH
CH
CH
NO
NaCl
NaCN
а)
в)
д)
е)
ж)
з)
и)
к)
NaBr
CH
-CH
Cl
CH
-CH
-Cl
ClH
CH
-CH=CH
Br
CH
-CH(Br)-CH
-Br
CH
-CH
-Br
CH
=CH
KBr
(CH
C-OH
(CH
C-OK
Br
Br
AlBr
(CH
CH-Br
(CH
CH-CN
NaBr
б)
г)
1.6. Стереоизомерия органических соединений
1. Какие вещества называются изомерами? Назовите различные виды
изомерии. Что такое стереоизомерия? Какие существуют виды
стереоизомерии? В чем заключается их отличие?
2. Дайте определение явлению конфигурационной стереоизомерии.
Какие основные виды конфигурационных изомеров вы знаете? Что
такое хиральный центр? Среди перечисленных ниже соединений
выберите хиральные вещества с одним асимметрическим атомом
углерода: 2-хлорбутан, пентан-2-ол, пентан-3-ол, пропан, 2-метил-
пентан-2-ол, 2-метилпентан-3-ол, 1,1-дихлорэтан, 1-дейтероэтанол,
1-бром-1-хлорэтан, 3-метокси-1-бутен, 3-метил-1-бутен, 2-гидрокси-
бутандиовая кислота, бутандиовая кислота, 2-хлорпропановая
кислота, 3-хлорпропановая кислота, 2,3-дигидроксибутандиовая
кислота, этанол. Сколько конфигурационных стереоизомеров
имеют выбранные вещества? Как эти стереоизомеры называются и
чем они различаются? Для каждого из выбранных веществ
изобразите эти стереоизомеры в виде пространственных моделей.
3. Каким образом получают проекционные формулы Фишера для
хиральных веществ с одним асимметрическим атомом углерода?
Превратите следующие пространственные модели в проекционные
формулы Фишера (не менее двух для каждого вещества):
CH
CH=CH
CH
BrCH
COH
CH
-OH
COOH
CH
CH=O
CH
CH
CH=CH
OH
CH
-CH
-Cl
CH
OH
F-CH
CH
CH(OCH
C(CH
)=CH
O=CH
CH
HO-CH
OH
CH
-O
CH
=CH
O-CH
OH
CCl
CH
CH
-CH
-COOH
SH
CH
-O-CH
CH
(CH
CH-S
CH(CH
COOCH
(а)
(б)
(в)
(г)
(д)
(е)
(ж)
(з)
(и)
(к)
(л)
(м)
4. Сформулируйте основные принципы стереохимической номен-
клатуры для хиральных молекул с асимметрическими атомами
углерода. Определите конфигурации всех соединений из предыду-
щего задания (а-м) (по R,S-номенклатуре).
5. Определите конфигурации по R,S-номенклатуре следующих
соединений, представленных в виде проекционных формул
Фишера:
Преобразуйте указанные проекционные формулы Фишера (а-и) в
соответствующие пространственные модели.
6. Сколько конфигурационных изомеров имеют следующие вещества:
2-гидрокси-3-хлорбутандиовая кислота, 2,3-дигидроксибутандиовая
кислота, 4-фтор-2-пентанол, 2,3,4,5-тетрагидроксипентаналь, 2,3-
дибромбутан, 2,3,4-тригидроксипентандиовая кислота, 1-бром-2,3-
дихлорциклогексан, 1,2-дихлорциклогексан, 3-бромциклопентанол,
2-бром-1-дейтеро-2-хлорэтанол, 2-бром-1,3-дихлорциклогексан,
бутан-2,3-диол, пентан-2,3-диол? Для каждого из указанных ве-
ществ: а) нарисуйте проекционные формулы Фишера всех конфи-
гурационных изомеров; б) определите конфигурации хиральных
центров каждого стереоизомера; в) укажите какие пары стерео-
изомеров являются энантиомерами, а какие диастереомерами; г)
OH
CH
CH(SCH
CH=O
CH
CCl
COOCH
COOH
C(O)Cl
CF
CHBr
O-CH
CH
-F
CH(CH
HOOC
CH
C(CH
CH
-OH
CH
CH(CH
CH
-CH
-Cl
CH
C(CH
)=O
CH
O-CH
CH=O
CH=O
OH
(а)
(б)
(в)
(г)
(д)
(е)
(ж)
(з)
(и)
укажите какие из стереоизомеров будут обладать оптической
активностью, а какие не будут.
7. Нарисуйте пространственные модели и проекционные формулы
Фишера для следующих соединений: (R)-транс-1,4-гексадиен-3-ол,
(2S,3S)-бутан-1,2,3,4-тетраол, мезо-бутан-2,3-диол, (2S,3R)-2-бром-
3-фенилбутан, (2S,3S)-4-фторбутан-1,2,3-триол, (2R,3S)-2-гидрокси-
3-хлорбутандиовая кислота, (1R,2R)-1-бром-2-хлорциклогексан, (S)-
2-хлор-1-бутанол, (2R,3R,4R)-2,3,4,5-тетрагидроксипентаналь, (R)-
2-метил-3-фенил-1-бутен, (2S,3S)-2,3-дигидроксибутандиовая кис-
лота, мезо-1,2,3,4-тетрабромбутан, мезо-4-циклогексен-1,2-диол.
Для каждого из соединений с двумя хиральными центрами нарисуй-
те также один из возможных диастереомеров.
8. Определите конфигурации хиральных центров для следующих сое-
динений, представленных в виде проекционных формул Фишера:
9. Дайте определение понятию “конформационная
стереоизомерия”. Какие факторы дестабилизируют или
стабилизируют отдельные конформеры? Какие особенности
конформационного поведения характерны для насыщенных
карбоциклических соединений с размером цикла 3, 4, 5 и 6
атомов?
10. Изобразите три наиболее устойчивых конформационных
изомера в виде проекций Ньюмена и в виде перспективных
Br
CH=CH
CH
OH
CH
-OH
COOH
СH=O
OH
OH
CH
-OH
СH=O
OH
CH
OH
CH
OH
(а)
CH
-F
OH
CH
CH
O-CH
CH
OH
CH
CH
Br
(б)
CH
Cl
Cl
CH
C(CH
)=O
(г)
(в)
(д)
СH=O
F-CH
Br
CH
COOH
CH
(е)
CH(CH
CH
CH
OH
CH
CH
CH(OCH
(ж)
(з)
OH
C(CH
)=CH
моделей для следующих соединений: а) 2-бромпентана
(относительно связи С
(2)
(3)
); б) бутан-2,3-диола (относительно
связи С
(2)
(3)
); в) 2-метил-3-хлорбутана (относительно связи С
(2)
(3)
); г) 1-амино-2-бутанола (относительно связи С
(1)
(2)
); д)
пропан-1,2-диола (относительно связи С
(1)
(2)
); е) (S)-2-
хлорбутана (относительно связи С
(2)
(3)
); ж) 1-бромбутана
(относительно связи С
(1)
(2)
); з) 2-метилбутана (относительно
связи С
(2)
(3)
); и) 2,3-диметилбутана (относительно связи С
(2)
(3)
); к) (S)-2,3-диметил-1-хлорбутана (относительно связи С
(2)
(3)
); л) (S)-2-бром-3-метилбутана (относительно связи С
(2)
(3)
);
м) (R)-2-бутанола (относительно связи С
(2)
(3)
); н) (2S,3S)-2-
бром-3-фенилбутана (относительно связи С
(2)
(3)
); о) (1S,2R)-1-
фенил-пропан-1,2-диола (относительно связи С
(1)
(2)
).
Расположите эти конформеры в ряд по увеличению
стабильности. Ответы поясните.
11. Укажите положение равновесия между кресловидными
конформе-рами для следующих замещенных циклогексанов: а)
цис-1-метил-3-хлорциклогексана; б) транс-1,3-
диэтилциклогексана; в) транс-1-изо-пропил-2-этилциклогексана;
г) цис-1-изобутил-2-метилциклогексана; д) цис-1-метил-2-
этилциклогексана; е) цис-1-метил-4-этилцикло-гексана; ж) транс-
1-трет-бутил-4-этилциклогексана; з) цис-3-трет-бутил-1,1-
диметил-4-этилциклогексана; и) цис-1,2-дихлорцикло-гексана; к)
транс-1-метил-2-изопропилциклогексана; л) мезо-1,3-
дибромциклогексана; м) (1R,2R)-циклогексан-1,2-диола; н)
(1S,2S)-2-этилциклогексанола; о) (1R,2S,4S)-2-бром-1-
изопропил-4-метил-циклогексана; п) (1S,2S,5R)-2-изопропил-5-
метилциклогексанола. Ответы обоснуйте.
2. Алканы
1. Напишите формулы следующих соединений: а) 2-метилпропан; б)
5-метил-3,4-диэтилоктан; в) 5-метил-4-пропилнонан; г) 2-метилпен-
тан; д) 3-этилгексан; е) 2-метил-4-этилгексан; ж) 2,2-диметилпентан;
з) 2,2,4-триметилпентан (изооктан); и) 3,4-диметил-4-этилгептан; к)
2,4,6-триметил-3,5-диэтилгептан.
2. Назовите следующие соединения по заместительной номенклатуре
ИЮПАК:
C-CH-CH-CH
-CH-CH
-CH
-CH
CH
CH
CH
CH
CH
-C-CH
д)
CH-CH-CH
CH
CH
CH
3. Назовите следующие углеводородные радикалы: а) –СН
; б) –С
;
в) –СН(СН
; г) –СН(СН
)СН
СН
; д) –С(СН
; е) –(СН
СН(СН
;
ж) –СН
СН(СН
.
4. Напишите структурные формулы следующих углеводородных
радикалов: а) втор-бутил; б) изопропил; в) изобутил; г) трет-бутил;
д) изопентил.
5. Определите первичные, вторичные, третичные и четвертичные
атомы углерода в следующих соединениях: а) гептан; б) 2,2,4-три-
метилпентан; в) 2,2-диметилпропан; г) 2,2,4-триметилпентан.
6. Изобразите и назовите все изомеры состава C
12
и C
14
. Какие из
них содержат хиральный центр? Определите конфигурацию стерео-
изомеров.
7. Напишите структурную формулу углеводорода состава С
18
с наи-
большим числом метильных групп и назовите по заместительной
номенклатуре ИЮПАК.
8. Расположите приведенные радикалы в порядке возрастания термо-
динамической устойчивости: метил, 2-метил-1-пропил, 1-бутил, 2-
бутил, 2-метил-2-пропил. Охарактеризуйте влияние алкильных
групп на относительную устойчивость углеводородных радикалов.
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
а)
б)
CH
CH
CH
CH
CH
9. Какие алканы образуются при сплавлении с гидроксидом натрия
следующих соединений: а) (CH
CHCH
COONa; б) СН
CH
COONa;
в) (CH
CCH
CH
COONa; г) NaOOCCH
CH
CH
10. Какие алканы образуются при каталитическом гидрировании
следующих соединений: а) 2-бутен; б) 3,3-диметил-1-бутен; в) 2,5-
диметил-3-гексен; г) 2,4-диметил-2-пентен; д) изопрен (2-метил-1,3-
бутадиен); е) 2,2,3,5-тетраметил-3-гексен; ж) 2,3,5-триметил-3-
гексен.
11. Из каких алкилгалогенидов можно получить по реакции Вюрца
следующие углеводороды: а) гексан; б) 2,5-диметилгексан; в) 3-
метилгексан; г) 2-метилгексан; д) 2,6-диметилгептан? Какие алкил-
галогениды наиболее целесообразно использовать в каждом
случае? Рассмотрите схему реакции на примере получения
гексана. Получите последнее соединение диалкилкупратным
методом.
12. Какие алканы получатся при действии металлического натрия на
следующие смеси: а) метилиодид и этилиодид; б) этилбромид и
пропилбромид; в) изобутилбромид и этилбромид; г) этилбромид и
изопропилбромид; д) трет-бутилбромид и бутилбромид?
13. Предложите четыре различных метода синтеза 2,3-дифенилбутана.
14. Получите следующие алканы из подходящих алкилгалогенидов
через образование магнийорганических соединений: а) пропан; б)
бутан; в) 2-метилбутан; г) 2-метилгексан; д) 3-метилгексан.
15. Предложите методы синтеза 2,3-диметилбутана из соединений
содержащих в молекуле 3, 4, 6 и 7 атомов углерода.
16. Какое соединение получится при полном гидрировании 3-метил-1-
пентина? Как это же соединение можно получить: а) из 3-иод-3-
метилпентана; б) из соответствующего металлорганического соеди-
нения?
17. Установите строение алкилгалогенида, который при нагревании с
HI дает 2-метилпропан, а с натрием образует 2,5-диметилгексан.
Приведите уравнения соответствующих реакций.
18. Какие алканы получатся при восстановлении по Клемменсену: а)
ацетона; б) 2-бутанона; в) метилизопропилкетона; г) 3,3-диметил-2-
пентанона?
19. Установите строение карбоновой кислоты, натриевая соль которой
при сплавлении со щелочью образует 2-метилбутан, а при электро-
лизе дает 2,7-диметилоктан. Напишите уравнения соответствую-
щих реакций. Разберите механизм образования 2,7-диметилоктана
при электролизе указанной соли.
20. Напишите схему синтеза литийдиалкилкупратным методом следу-
ющих алканов: а) этан; б) пропан; в) бутан; г) 2-метилпропан; д) 2-
метилбутан; е) 3-этилпентан; ж) 2,3-диметилбутан; з) 3-метилгек-
сан.
21. Какие углеводороды образуются при электролизе водных раство-
ров калиевых солей следующих кислот: а) уксусной; б) пропановой;
в) бутановой; г) 3-метилбутановой; д) 4,4-диметилпентановой; е) 2-
метилбутановой; ж) 3,4-диметилпентановой; з) 2-метилпропановой?
Рассмотрите механизм реакции на примере калиевой соли уксусной
кислоты.
22. Какие соединения образуются при электролизе смеси натриевых
солей уксусной и 3-метилбутановой кислот? Одно из полученных
соединений, имеющее самую длинную углеродную цепь получите
также из: а) алкилгалогенида; б) алкина.
23. Получите 2,5-диметилгексан из: а) 2-метилпропана; б) 2,5-диметил-
3-гексанона; в) 3-метилбутановой кислоты.
24. Получите 2-метилбутан: а) из метилизопропилкетона; б) из алкина.
Получите этот же алкан двумя методами из этилиодида и других
необходимых реагентов через промежуточное образование
металлоорганических соединений. Сравните эти методы синтеза с
предыдущими.
25. Получите 2,5-диметилгексан: а) реакцией Вюрца; б) восстановле-
нием соответствующего карбонильного соединения по Кижнеру–
Вольфу; в) электролизом водного раствора соли соответствующей
карбоновой кислоты (опишите все электродные процессы). Для
полученного алкана напишите уравнения следующих реакций: а) с
бромом при освещении; б) с разбавленной азотной кислотой при
нагревании; в) сульфоокисления.
26. Получите 2,3-диметилбутан: а) из пропана; б) из соответствующего
алкена; в) из 2-метил-3-хлорбутана. Изобразите проекционные фор-
мулы Ньюмена конформеров 2,3-диметилбутана по связи С
(2)
(3)
,
обладающих наибольшей и наименьшей энергией. Опишите меха-
низм бромирования этого алкана.
27. Напишите уравнения реакций с разбавленной азотной кислотой при
С следующих углеводородов: а) бутан; б) 2-метилпропан; в) н-
пентан; г) 2-метилбутан.
28. Получите бутан: а) из этилхлорида; б) из натриевой соли пропано-
вой кислоты; в) из втор-бутилиодида. Для бутана напишите урав-
нение реакции сульфохлорирования. Приведите механизм этой
реакции. Для основного продукта реакции изобразите проекцион-
ные формулы Фишера возможных конфигурационных изомеров и
определите их конфигурации.
29. Получите 2,2-диметилбутан: а) восстановлением соответствующего
карбонильного соединения; б) с использованием диэтилкупрата
лития; в) из калиевой соли 4,4-диметилпентановой кислоты. Напи-
шите уравнение реакции хлорирования этого алкана. Опишите
механизм этой реакции. Какие продукты монохлорирования могут
образоваться и каково их соотношение, если хлорирование
проводить: а) при 20
С; б) при 300
С? Для одного из продуктов,
представляющего собой рацемат, изобразите проекционные фор-
мулы Фишера энантиомеров и определите их конфигурации.
30. При хлорировании 2-метилбутана при температуре 300
С образу-
ется смесь изомерных монохлоридов следующего состава: 30% 2-
метил-1-хлорбутана, 15% 3-метил-1-хлорбутана, 33% 2-метил-3-
хлорбутана и 22% 2-метил-2-хлорбутана. Объясните полученный
результат. Каким образом изменится состав смеси при уменьшении
температуры реакции? Ответ поясните. Опишите механизм реак-
ции хлорирования 2-метилбутана.
31. Углеводород С
12
при хлорировании образует только одно моно-
хлорзамещенное соединение. Какое строение имеет исходный
углеводород? Напишите уравнение реакции хлорирования указан-
ного углеводорода и объясните механизм этой реакции.
32. Напишите уравнения реакций жидкофазного нитрования (по Коно-
валову): а) 3-метилгексана; б) 2,2,4-триметилпентана; в) пентана; г)
2-метилпропана; д) 2-метилбутана; е) 2,3-диметилбутана. Опишите
механизм реакции на примере 2-метилбутана.
33. Напишите уравнения реакций пентана со следующими реагентами:
а) Cl
(h
); б) Cl
+ SO
(h
); в) парофазного нитрования. Сравните
механизмы реакций (а) и (б).
34. Расшифруйте цепочки превращений. Назовите все органические
соединения:
а) CH
CH
COONa
электролиз
t
HNO
(
разб.)
140
б) CH
CH=CHCH
, Ni
t
Cl
, h
35. Напишите уравнение реакции монохлорирования 2-метилгексана.
Опишите механизм реакции.
36. Для бутана напишите уравнения реакций: а) крекинга; б) катали-
тического дегидрирования; в) сульфоокисления. Приведите меха-
низмы реакций (а) и (в).
37. Относительные скорости замещения атомов водорода при третич-
ном, вторичном и первичном атомах углерода при фотохимическом
бромировании алканов при 20
С составляют 200:100:1 соответст-
венно. Определите процентное содержание изомерных монобром-
замещенных алканов при реакции бромирования бутана, 2-метил-
пропана и 3-этилпентана. Объясните более высокую селективность
реакции бромирования по сравнению с хлорированием.
38. Для углеводорода состава С
18
, в молекуле которого есть два чет-
вертичных атома углерода, напишите уравнение реакции сульфо-
хлорирования. Опишите механизм этой реакции.
39. Объясните, почему пропан ведет себя не одинаково по отношению
к различным галогенам:
CH
-CH
-CH
CF
Cl
, h
CH
-CH
-CH
CH
-CH-CH
Cl
Cl
45%
55%
Br
, h
CH
-CH
-CH
CH
-CH-CH
Br
Br
3%
97%
, h
нет взаимодействия
40. С помощью каких реакций можно осуществить следующие превра-
щения: а) пропан
2,3-диметилбутан; б) пропионовая кислота
3,4-диметил-3-нитрогексан?
41. Углеводород С
12
в условиях реакции Коновалова превращается в
третичное нитропроизводное. Какое строение имеет исходное сое-
динение? Опишите механизм реакции.
42. Напишите уравнения реакций окисления и сульфоокисления: а)
пентана; б) 2-метилбутана. Опишите механизмы реакций.
43. Определите процентный состав смеси монохлорпроизводных
алканов, образующихся при фотохимическом хлорировании 2,2,4-
триметилпентана при 20
С, если соотношение между скоростями
замещения атомов водорода при первичном, вторичном и третич-
ном атомах углерода составляет 1:4:5 соответственно. Как изме-
нится состав продуктов реакции, если хлорирование проводить при
высокой температуре?
44. Для 2-метилпропана напишите уравнение реакции сульфохлориро-
вания. Приведите механизм реакции и для ее продукта изобразите
самую устойчивую и самую неустойчивую конформации в виде
проекций Ньюмена. Ответ поясните.
45. Напишите для 2-метилбутана уравнения реакций: а) с хлором при
освещении; б) крекинга. Приведите механизм реакции «а» и для
одного из продуктов, имеющего (R)-конфигурацию, изобразите
наиболее устойчивые конформации вдоль связи С
(2)
(3)
в виде
проекций Ньюмена, укажите самую стабильную. Ответ поясните.
46. Для 2-метилбутана напишите уравнение реакции жидкофазного
нитрования. Опишите ее механизм. Будут ли какие-либо продукты
реакции мононитрования обладать оптической активностью? Ответ
поясните.
47. Для 2,3-диметилбутана напишите уравнения следующих реакций:
а) хлорирования; б) сульфоокисления. Напишите механизм реакции
«б». Найдите соотношение между продуктами реакции «а» при
термическом хлорировании (~ 400
о
С). Как изменится соотношение
между продуктами ракции при уменьшении температуры реакции
до 20
С?
48. Для пропана напишите уравнение реакции фотохимического
бромирования при 20
С. Найдите соотношение между продуктами
реакции, если скорости бромирования при первичном и вторичном
атомах углерода соотносятся как 1:100.
49. Для 2-метилпропана напишите уравнения реакций: а) сульфоокис-
ления; б) жидкофазного нитрования; в) парофазного нитрования.
Чем отличаются последние два процесса? Опишите механизм
реакции «а».
50. Йод – единственный галоген, который не реагируег с метаном, хотя
его молекула расщепляется гомолитически легче, чем молекулы
других галогенов. Как вы можете объяснить это факт?
3. Циклоалканы
1. Напишите формулы следующих соединений: а) метилциклопропан;
б) 1,1-диэтилциклопропан; в)
трет
-бутилциклопентан; г)
цис
-1,3-
диметилциклобутан; д)
транс
-1,2-диэтилциклопропан; е)
цис
-1-изо-
пропил-2-метилциклопропан; ж)
цис
трет
-бутил-3-этилцикло-
гексан; з)
транс
-1-метил-4-этилциклогексан; и)
-1-метил-3-
фенилциклопентан; к) (1R,2S)-1,2-диметил-1-этилциклопентан; л)
(R)-1,1,2-триметил-2-этилциклогексан; м)
цис
втор
-бутил-3-этил-
циклопентан.
2. Назовите следующие соединения:
CH
CH
CH
CHCH
CH
CH
CHCH
CH
а)
б)
в)
г)
д)
е)
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CHCH
CH
CH
CH
ж)
з)
и)
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
к)
л)
м)
CH
C(CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH=CH
3. Изобразите и назовите все изомерные циклоалканы, включая кон-
фигурационные изомеры, состава С
10
.
4. Изобразите и назовите все изомерные циклоалканы, включая кон-
фигурационные изомеры, состава С
12
.
5. Изобразите и назовите все изомеры состава С
18
с шестичленным
циклом, включая конфигурационные.
6. Для каких из приведенных структур возможна конфигурационная
изомерия? Изобразите и назовите соответствующие изомеры: а)
1,2-диметилциклопропан; б) 1,1-диэтилциклопропан; в) 1-метил-1-
изопропилциклопентан; г) 1,1,2-триметилциклопропан; д) 1,4-ди-
фенилциклогексан; е) 1,1,3-триэтилциклопентан; ж) 1,1-дифенил-
циклобутан; з) 1,1,2,2-тетраметилциклопропан; и) 1-метил-2-фенил-
циклогексан; к) 1-метил-3-этилциклогексан.
7. Изобразите равновесие двух кресловидных конформаций для сле-
дующих соединений и укажите энергетически наиболее выгодную:
трет
-бутилциклогексан; б)
- 1,3-дифенилциклогексан; в)
транс
-1,3-дифенилциклогексан; г)
цис
- 1,4-диэтилциклогексан; д)
транс
-1,4-диэтилциклогексан; е) 1-метил-1-фенилциклогексан; ж)
-1-метил-2-изопропилциклогексан; з)
транс
-1-метил-2-изо-
пропилциклогексан; и) фенилциклогексан; к)
цис
-1-фенил-3-этил-
циклогексан; л)
транс
-1-фенил-3-этилциклогексан; м)
цис
-1-
втор
бутил-4-метилциклогексан; н)
транс
втор
-бутил-4-метилцикло-
гексан; о)
цис
трет
-бутил-3-этилциклогексан; п)
транс-
трет
бутил-3-этилциклогексан; р)
цис
-2-изобутил-1-циклогексанол; с)
транс
-2-изобутил-1-циклогексанол; т)
цис
трет
-бутил-2-хлорцик-
логексан; у)
транс
трет
-бутил-2-хлорциклогексан; ф) 1-
трет
бутил-1-этилциклогексан. Ответы обоснуйте.
8. Получите следующие соединения взаимодействием соответст-
вующих дигалогенопроизводных алканов с цинком: а) метилцикло-
пропан; б) этилциклопропан; в)
трет
-бутилциклопропан; г) 1,1-ди-
метилциклопропан; д) 1-метил-2-этилциклопропан; е) 1-изобутил-2-
этилциклопропан; ж)
трет
-бутил-2-этилциклопропан; з) 1,1-ди-
метил-2,2-диэтилциклопропан.
9. Используя пиролиз кальциевых солей алифатических дикарбоно-
вых кислот, получите следующие соединения: а) метилциклопен-
тан; б) 1,2-диметилциклопентан; в) 1,3-диметилциклопентан; г) 1,2-
диэтилциклопентан; д) циклогексан; е) этилциклогексан; ж) 1,2,3-
триметилциклогексан; з) 1,4-диэтилциклогексан.
10. Получите следующие соединения из соответствующих производ-
ных бензола: а) метилциклогексан; б) циклогексанол; в) 1,4-диэтил-
циклогексан; г) 1,3-диметилциклогексан; д) 4-метил-1-циклогекса-
нол; е) 1,2-диметилциклогексан.
11. Напишите уравнения следующих реакций, указав, где необходимо,
условия и катализатор: а) циклогексан и хлор; б) метилцикло-
пентан и бром; в) циклопропан и бром; г) 1,2,3-триметилциклопро-
пан и бром; д) 1,3-диметилциклобутан и водород; е) 1,2,3-триэтил-
циклопропан и водород; ж) метилциклопентан и азотная кислота; з)
циклопропан и бромоводород; и) 1,2-диметилциклопропан и водо-
род; к) 1,2,3-триметилциклопропан и бром; л) циклопентан и хлор;
м) циклогексан, диоксид серы и хлор.
12. Из соответствующего дигалогеноалкана получите 1,2,3-триметил-
циклопропан и напишите уравнения его взаимодействий: а) с
бромом при нагревании; б) с водородом на никеле; в) с бромоводо-
родом при нагревании.
13. Из соответствующего дигалогеноалкана получите 1,2,3-
трифенилциклопропан и напишите уравнения его взаимодействий:
а) с бромом при нагревании; б) с водородом на никеле; в) с
бромоводородом при нагревании.
14. Из соответствующих алкенов и диазометана получите циклоалка-
ны, которые при нагревании с бромом превращаются в следующие
соединения: а) 1,3-дибромбутан; б) 1,3-дибромпентан; в) 2,4-ди-
бромпентан; г) 2,4-дибром-2,4-диметилпентан.
15. С использованием реакции Дильса-Альдера получите метилцикло-
гексан и напишите для него уравнения реакций: а) с разбавленной
азотной кислотой при нагревании; б) с бромом на свету. Объясните
высокую региоселективность реакции «б».
16. С использованием реакции Дильса-Альдера получите: а) циклогек-
сан; б) этилциклогексан; в)
транс
-1,2-диметилциклогексан; г)
цис
1,2-диметилциклогексан.
17. Какой продукт получится при последовательном взаимодействии
1,3-бутадиена с пропеналем при нагревании под давлением, затем
с гидразином и гидроксидом калия при нагревании и, наконец, с
водородом на никеле?
18. Напишите уравнения следующих реакций: а) пиролиз кальциевой
соли 2-метилгександиовой кислоты; б) продукт реакции «а» и
амальгама цинка в соляной кислоте; в) продукт реакции «б» и бром
на свету. Объясните высокую региоселективность реакции «в».
19. Напишите уравнения следующих реакций: а) 2,3-диметил-1,3-бута-
диен и этилен при нагревании; б) продукт реакции «а» и водород на
никеле. Изобразите преимущественную конформацию продукта
реакции «б».
20. При взаимодействии циклоалкана состава С
с бромом при
нагревании образуется в качестве основного продукта рацемат.
Напишите уравнение этой реакции. Получите этот циклоалкан из
подходящего дигалогеналкана.
21. Напишите уравнения следующих реакций: а) 2,3-дифенил-1,3-
бутадиен и этилен при нагревании; б) продукт реакции «а» и
водород на никеле. Изобразите преимущественную конформацию
продукта реакции «б».
22. Напишите уравнения следующих реакций: а) 2,3-диметил-1,3-
бутадиен и пропеналь при нагревании под давлением; б) продукт
реакции «а» и гидразин в присутствии гидроксида калия при
нагревании; в) продукт реакции «б» и водород на никеле.
23. Напишите уравнения следующих реакций: а) пиролиз кальциевой
соли 2-метилгептандиовой кислоты; б) продукт реакции «а» и
амальгама цинка в соляной кислоте; в) продукт реакции «б» и бром
на свету. Объясните высокую региоселективность реакции «в».
4. Алкены
1. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) эти-
лен; б) 2-метилпропен; в)
транс
-2-пентен; г) (Z)-2,3-диметил-1-
хлор-2-пентен; д)
цис
-3-гексен; е) (Е)-4-фенил-4-октен; ж) (Е)-3,4-
диметил-3-гексен; з) 2-метил-3,4-диэтил-3-гексен; и)
транс
-2-бутен;
к) (Z)-3,4-диэтил-2-гексен; л) (Е)-3-метил-2-пентен.
2. Назовите следующие соединения по заместительной номенклатуре
ИЮПАК:
CH
CH
CH=CH
CH
CH
=CH
б)
a)
CH
CF
C(CH
д)
CH
CH(CH
г)
CH
в)
е) СН
=СН
; ж) СН
-СН=СН
; з) СН
-СН
СН=СН-ОСН
и) СН
=СН-Сl; к) С
-СН
-С(СН
)=С(СН
)-СН
СН
;
3. Какой тип гибридизации атомов углерода в этилене? Изобразите
пространственное строение следующих молекул: а) этилен; б)
пропен; в)
транс
-2-бутен; г) пропеналь; д) нитроэтен; е) 3-пентен-2-
он; ж)
транс
-2-бутендиовая кислота; з)
цис
-2-бутендиовая кислота.
4. Какие виды изомерии характерны для алкенов? Изобразите все
возможные изомеры алкенов, имеющих брутто-формулу: а) С
10
;
б) С
12
.
5. Какие из приведенных ниже алкенов могут существовать в виде
- и
транс
-изомеров: а) 2-пентен; б) 2-метил-2-пентен; в) 1-пен-
тен; г) 3-гексен; д) 2,3-диметил-2-гексен; е) 1,2-диметил-1-циклогек-
сен; ж) 1,2-диэтил-1-циклогексен; з) 3,4-диметил-1-гексен; и) 3,4-
диэтил-3-гексен; к) 3,4-диметил-2-гексен? Напишите структурные
формулы всех соединений. Изобразите формулы конфигурацион-
ных изомеров. Определите их конфигурацию.
6. Какие из приведенных ниже соединений являются пространствен-
ными изомерами? Назовите все соединения по заместительной
номенклатуре ИЮПАК.
н)
м)
л)
CH
CH
CH
CH(CH
CH
C=C
CH(CH
CH
CH=CH
CH
CH(CH
в)
CH
б)
CH
a)
CH
CH
CH
CHCH
CH
CH
д)
г)
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
ж)
е)
CH
CH
CH
CH
CH
и)
з)
CH
7. На основании какой характеристики судят о термодинамической
устойчивости алкенов? Сравните термодинамическую стабиль-
ность следующих соединений: а)
цис
- и
транс
-2-бутен; б) этилен, 2-
метилпропен и 2,3-диметил-2-бутен; в) 1-бутен и 2-бутен; г) 2,3-
диметил-2-бутен и 2-метил-2-пентен.
8. Какие алкены могут быть получены при крекинге: а) н-пентана; б) 2-
метилбутана; в)
-гексана; г) 2-метилпропана; д) 2-метилпентана?
Напишите уравнения соответствующих реакций.
9. Какие алкены получатся при каталитическом дегидрировании
следующих алканов: а) 2,2-диметилпентана; б) 2-метилгексана; в)
2-метилбутана; г) 2,3-диметилпентана; д) н-пентана? Укажите усло-
вия и катализатор дегидрирования. Какие из полученных соедине-
ний могут существовать в виде Е,Z-изомеров? Изобразите струк-
турные формулы изомеров и обозначьте их конфигурацию.
10. Какие алкены получатся при взаимодействии цинковой пыли со
следующими дигалогеналканами: а) 1-фенил-1,2-дихлорпропан; б)
2,3-дибром-4-этилгексан; в) 4-изопропил-1,2-дихлорциклогексан; г)
1,2-дибром-2,3-диметилбутан; д) 2,3-дибромбутан; е) 3,4-дихлор-
гексан; ж) 2,3-дибром-2-метилпентан?
11. Какие алкены получатся при дегидратации следующих спиртов: а)
3-метил-2-бутанол; б) (S)-4-метил-2-пентанол; в) (2R,3S)-3-метил-2-
пентанол; г) 1-пропанол; д) (3S)- 2,3-диметил-3-пентанол; е) 1,2-
диметил-1-циклопентанол; ж)
-2-этил-1-циклогексанол; з) 2,2,3-
триметил-3-пентанол; и) 2-метил-3-пентанол? Какие катализаторы
используются при дегидратации и какие спирты дегидратируются
легче? Рассмотрите механизм жидкофазной дегидратации.
12. Напишите уравнения реакций следующих алкинов с водородом на
палладии, нанесённом на сульфат бария и отравленном серой: а)
1-фенил-2-пентин; б) 3-гексин; в) 2-метил-3-гексин; г) 2,5-диметил-
3-гексин; д) 4-этил-2-гексин. Обратите внимание на пространствен-
ное строение продуктов реакций.
13. Какие алкены получатся при действии натрия в жидком аммиаке на
следующие алкины: а) 2-гексин; б) 1-фенил-2-пентин; в) 2-бутин?
Обратите внимание на пространственное строение продуктов реак-
ций.
14. Получите соответствующие алкены дегидрогалогенированием
следующих алкилгалогенидов: а) 2-бромбутан; б) 1-бром-4-метил-
пентан; в) (2R,3R)-2-бром-3-метилгексан; г) 3-бром-2,3-диметил-
пентан; д) 2-бром-2-метилпентан; е) 3-бром-2,2-диметилпентан; ж)
(S)-2-бромпентана; з) (R)-2-хлорбутана; и) (2S,3R)-2-бром-3-этил-
гексана. Обратите внимание на стереохимию продуктов реакций.
Какие реагенты используются для дегидрогалогенирования?
Рассмотрите механизм реакции на примере реакции (в), (ж) и (и).
15. Получите следующие соединения по реакции Виттига: а) 1-бутен; б)
2-бутен; в) этилиденциклогексан; г) 1,1-дифенилэтен; д) 1,2-дифе-
нилэтен; е) 2-пентен; ж) 1-фенил-2-бутен; з) 3,4-диметил-3-гексен;
и) 1-пентен; к) 2-метил-1-пентен; л) 2,3-диметил-3-гексен.
16. Предложите схемы получения следующих алкенов: а) 1,2-дифени-
лэтен из натриевой соли 2-фенилэтановой кислоты; б) 3-метил-2-
пентен из 3-метилпентана; в) 2,3-диметил-2-бутен из пропана; г) 1-
метилциклопентен из метилциклопентана; д) 2-метил-2-пентен из 2-
метилпентана; е) 2-метил-2-бутен из 2-метилбутана; ж) 2-пентен из
1-пентанола.
17. Предложите схемы превращений: а) 2-метилпентан
2-метил-2-
пентен; б) пропилен
2,3-диметил-2-бутен; в) 1-бутен
2-
бутен; г) 1-пентанол

2-пентен; д) 1-бром-3-метилбутан
2-
метил-2-бутен.
18. Какой алкен получится при последовательном взаимодействии 1,1-
диметилциклопропана с хлороводородом, затем с гидроксидом
калия в этаноле при нагревании?
19. Какие алкены будут преимущественно получаться при взаимо-
действии 2-бром-2-метилпентана с: а) гидроксидом калия в этаноле
при нагревании; б)
трет
-бутилатом калия в
трет
-бутиловом
спирте при нагревании? Ответ обоснуйте. В каком случае говорят,
что реакция проходит по правилу Зайцева, а в каком следует
правилу Гофмана? Какой из продуктов получается в соответствии с
правилом Зайцева?
20. Объясните, почему при нагревании (80
С) 3,3-диметил-2-бутанола
с 85%-ной фосфорной кислотой образуется смесь алкенов, состо-
ящая из 80% 2,3-диметил-2-бутена и 20% 2,3-диметил-1-бутена.
Опишите механизм реакции.
21. Получите 3-метил-1-пентен: а) из спирта; б) из алкилгалогенида; в)
из алкина; г) по реакции Виттига.
22. Получите 2-метил-2-гексен: а) из спирта; б) из алкилгалогенида; в)
из дигалогеналкана; г) по реакции Виттига.
23. Получите соответствующие алкены из следующих соединений: а) 3-
метил-1-бутин; б) 1-бутанол; в) 2-бром-2-метилбутан; г) 1,2-дибром-
2,3-диметилбутан; д) бутан; е) 2-метилбутан.
24. Предложите схему получения 2,7-диметилоктана из 3-метил-1-буте-
на. Другие органические соединения использовать не разрешается.
25. Получите 3,4-диметил-3-гексен из следующих соединений: а) 3,4-
диметил-3,4-дихлоргексан; б) 3-бром-3,4-диметилгексан. Напишите
уравнения соответствующих реакций.
26. Получите соответствующие алкены исходя из следующих соедине-
ний: а) 2-метилбутан; б) 1-бутанол; в) 2-метил-2-хлорбутан; г) 1,2-
дибром-2,3-диметилбутан; д) 3-метил-3-хлоргептан; е) 2-метил-3-
гептанол.
27. Напишите уравнения реакций хлороводорода с: а) пропеном; б)
винилметилкетоном; в) винилхлоридом; г) винилметиловым эфи-
ром; д) 3,3,3-трифторпропеном.
28. Сравните реакционную способность следующих соединений в
реакциях электрофильного бромирования: а) этилен, 2-бутен,
пропеналь; б) пропен, винилметиловый эфир, винилхлорид; в) 2-
метилпропен, 2-фенилпропен. Ответы обоснуйте. Напишите урав-
нения реакций.
29.Сравните реакционную способность HCl, HBr и HI в реакциях
присоединения к алкенам. Ответ обоснуйте. Опишите механизм
реакции 2-метил-1-пентена с HBr в отсутствии перекиси.
30. Сравните реакционную способность в реакциях с водой в кислой
среде следующих соединений: а) 2-метил-2-бутен, 1-нитропропен и
1-бутен; б) этен, пропен и 2-метилпропен. Ответ поясните. Напиши-
те уравнения реакций.
31. Напишите уравнения реакций 3,3-диметил-1-бутена: а) с хлоро-
водородом; б) с серной кислотой при 0
С; в) с бромоводородом в
присутствии пероксида водорода; г) с бромом в CCl
. Опишите
механизм реакций (а) и (в).
32. Какие соединения получатся при последовательном взаимодейст-
вии с озоном, затем водой в присутствии цинковой пыли следую-
щих соединений: а) 2-метил-2-бутен; б) 2-бутен; в) 3,4-диметил-2-
пентен; г) 3,4-диэтил-2-гексен?
33. Из 2-бром-2,4-диметилпентана получите алкен и напишите для него
уравнения следующих реакций: а) с хлороводородом; б) с хлором в
воде; в) c серной кислотой; г) с водой в присутствии кислоты; д) с
бромоводородом в присутствии пероксида воорода. Опишите
механизмы реакций (а), (б) и (д).
34. Из циклогексена получите следующие соединения: а) циклогексан;
б) гександиовая кислота; в) гександиаль; г) транс-1,2-дибромцикло-
гексан; д) 3-бром-1-циклогексен; е) хлорциклогексан; ж) циклогекса-
нол; з) транс-1,2-циклогександиол. Опишите механизм реакции (г) и
(ж).
35. Из пропилена и других необходимых реагентов получите следую-
щие соединения: а) 2-пропанол; б) 1-пропанол; в) 1,2-пропандиол;
г) гексан; д) 2,3-дибром-2,3-диметилбутан; е) 2-бромпропан; ж) 1,3-
дибромпропан; з) 4-метил-1-циклогексен; и) пропан; к) полипропи-
лен. Опишите механизмы реакций (а), (е) и (к).
36. Получите пропен из: а) ацетона; б) 2-хлорпропана; в) из 2-пропа-
нола. Для пропена напишите уравнения следующих реакций: а) с
хлором в полярном растворителе при 20
С; б) с хлором при облу-
чении; в) с дихлоркарбеном; г) с бромоводородом в присутствии
перекиси водорода; д) гипохлорирования (Cl
и H
O); е) с хлором в
этиловом спирте. Опишите механизм реакций (а), (б), (г) и (е).
37. Получите 2-метил-2-пентен: а) из спирта; б) из дигалогеналкана; в)
из алкилгалогенида. Для 2-метил-2-пентена напишите уравнения
следующих реакций: а) с бромом; б) с бромоводородом в присутст-
вии пероксида водорода; в) радикальной полимеризации; г)
гипохлорирования (Cl
и H
O); д) с озоном, затем с водой в
присутствии пероксида водорода; е) с водным раствором
перманганата калия при 20
С. Опишите механизм реакций (а), (б) и
(г).
38. Из 1-пентена получите: а) 1-пентанол; б) 2-пентанол; в) пропил-
циклопропан; г) 4-пропил-1-циклогексен с использованием реакции
Дильса-Альдера. Опишите механизм реакции (б).
39. Установите строение алкена, при озонировании которого и после-
дующем гидролизе озонида получается смесь ацетона и этаналя.
Для данного алкена напишите уравнения реакций: а) с пероксибен-
зойной кислотой; б) с перманганатом калия в кислой среде при
нагревании; в) с хлороводородом; г) с хлором при 500
С. На про-
дукт реакции (а) подействуйте водой в присутствии кислоты. Опи-
шите механизмы реакций (в) и (г).
40. Установите строение алкена, при озонолизе которого образуется
смесь метилэтилкетона и этаналя, а при последовательном взаи-
модействии его с надбензойной кислотой, затем водой в присутст-
вии соляной кислоты образуется (2S,3R)-диол. Получите этот алкен
из подходящего алкилгалогенида. Обратите внимание на стерео-
химию последнего синтеза. Напишите уравнения реакций получен-
ного алкена: а) с бромоводородом; б) с хлором в воде. Опишите
механизмы реакций (а) и (б).
41. Определите строение алкена, при озонировании которого и
последующем гидролизе озонида образуется смесь 2-бутанона и 2-
метилпропаналя. Напишите соответствующие уравнения реакций.
Для (Z)-изомера данного алкена напишите уравнения реакций: а) с
бромом в CCl
; б) с водным раствором перманганата калия при
охлаждении; в) с дихлоркарбеном.
42. Установите строение алкена, при озонировании которого и после-
дующем гидролизе озонида образуется смесь изопропилметил-
кетона и уксусного альдегида, а при взаимодействии с
пероксиуксусной кислотой получается
транс
-эпоксид. Напишите
соответствующие уравнения реакций. На этот алкен подействуйте
бромом в воде. Какие стереоизомеры получаются в данной
реакции? Определите конфигурации полученных стереоизомеров и
опишите механизм реакции.
43. Определите строение алкена, имеющего брутто-формулу С
16
,
который при взаимодействии с водным раствором перманганата
калия в щелочной среде при нагревании образует только кетон
состава С
О, а при реакции с водно-щелочным раствором пер-
манганата калия при 0
С образует
мезо
-диол с брутто-формулой
18
. Напишите уравнение реакции полученного алкена с
диазометаном на свету. Обратите внимание на стереохимию
последней реакции.
44. Определите строение алкена, имеющего брутто-формулу С
10
,
который при взаимодействии с водным раствором дихромата калия
в серной кислоте при нагревании образует смесь ацетона и
уксусной кислоты. Напишите уравнение реакции этого алкена с
пероксибензойной кислотой. На продукт последней реакции
подействуйте водой в присутствии кислотного катализатора.
45. Установите строение алкена, при озонировании которого и
последующем гидролизе озонида в присутствии цинковой пыли
образуется только пропаналь, а при взаимодействии этого алкена с
хлором в хлороформе при 0
С образуется соединение в виде
рацемической смеси. Опишите механизм реакции галогенирования.
46. Установите строение алкена, при озонировании которого и после-
дующем гидролизе озонида в присутствии цинковой пыли
образуется смесь диэтилкетона и формальдегида. Напишите
уравнения реакций этого алкена со следующими реагентами: а)
хлороводородом; б) бромоводородом в присутствии пероксида
водорода; в) бромом в присутствии хлорида калия; г) водой в
присутствии кислотного катализатора при нагревании. Опишите
механизм реакции (б) и обоснуйте её регионаправленность.
47
.
Получите 1-бутен: а) из 1-бутина; б) из пропаналя (с
использованием реакции Виттига); в) из 1-бромбутана; г) из 1,2-
дибромбутана. Напишите уравнения реакций 1-бутена: а) с
хлором в метаноле; б) с озоном с последующим гидролизом
озонида в присутствии цинка; в) гидратации в присутствии
серной кислоты; г) с ацетатом ртути в водном
тетрагидрофуране при комнатной температуре. На продукт
последней реакции подействуйте натрийборгидридом.
Опишите механизм реакции (а) и изобразите проекционные
формулы Фишера (R)- и (S)-энантиомеров продукта реакции
(в).
48. Приведите три различных метода получения 1-пентена. Для этого
соединения напишите уравнения реакций: а) бромирования с
помощью бромсукцинимида; б) с водным раствором перманганата
калия при охлаждении; в) радикальной полимеризации; г) с
дибораном в тетрагидрофуране; д) с нитрозилхлоридом в
хлороформе при охлаждении. На продукт реакции (г) подействуйте
перкосидом водорода в щелочной среде. Опишите механизм
реакции (в).
49. Из 2-метил-1-бутена и любых необходимых реагентов получите 2-
метил-2-бутен и напишите для него уравнения следующих реакций:
а) с хлором в воде; б) с хлороформом в водном растворе гидрок-
сида натрия; в) с пероксиуксусной кислотой. На продукт реакции (в)
подействуйте водой в присутствии кислоты. Опишите механизм
реакции «а» и обоснуйте регионаправленность этой реакции.
50. Какие продукты могут быть получены при взаимодействии винил-
этилового эфира с хлором в метиловом спирте? Опишите механизм
этой реакции.
51. Объясните, почему при гидратации 3,3-диметил-1-бутена в при-
сутствии кислоты получаются спирты «а» и «б», но не «в»: а)
(СН
С-СН(ОН)СН
; б) (СН
С(ОН)-СН(СН
; в) (СН
С-СН
СН
ОН
52. Напишите уравнения следующих реакций: а) пропен с H
; б) 2-
метилпропен с НОCl; в) 2-метил-2-бутен с ICl; г) 2-метилпропен с
S в присутствии BF
. Объясните регионаправленность
реакций.
53. Напишите уравнения реакций полимеризации в присутствии серной
кислоты: а) пропена; б) 2-метилпропена.
54. Напишите уравнения последовательного взаимодействия с озоном,
затем водой в присутствии цинковой пыли следующих алкенов: а)
2,3-диметил-2-бутен; б) 2-метил-2-бутен; в) 2-бутен; г) 1-бутен.
55. Какие соединения могут быть получены при окислении (Е)-2-пенте-
на в следующих условиях: а) С
CO
H (CH
Cl
, 25
C); б) KMnO
O, 0
C); в) O
, затем Н
О (Zn); г) KMnO
(H
O, нагревание); д) O
,
затем Н
О в присутствии Н
56. Напишите уравнения реакций восстановления 1-бутена в следую-
щих условиях: а) H
над Pt; б) B
, затем CH
COOH; в) H
(RhCl +
P, бензол). Дайте определение таким понятиям, как гетеро-
генное и гомогенное каталитическое гидрирование, гидроборирова-
ние.
57. С помощью каких реакций можно различить следующие пары сое-
динений: а) н-гексан и 2-гексен; б) 2-гексен и 3-гексен; в) 2-метил-2-
пентен и 2-метил-1-пентен; г) н-пентан и 1-пентен? Напишите урав-
нения соответствующих реакций.
58. Получите 4-метил-2-пентен из 4-метил-1-пентена. Напишите урав-
нения взаимодействия (Е)-изомера 4-метил-2-пентена: а) с перман-
ганатом калия в кислой среде при нагревании; б) с озоном, затем с
водой в присутствии цинковой пыли; в) с хлороводородом; г) с бро-
мом в CCl
; д) с пероксибензойной кислотой, затем водой в
присутствии серной кислоты; е) с водой в присутствии серной
кислоты; ж) с хлороформом в водном растворе гидроксида натрия.
59. Какое соединение образуется при взаимодействии пропена с
бромоводородом в присутствии пероксидов? Приведите механизм
реакции. Способны ли HCl и HI к такому взаимодействию? Ответ
объясните.
60. Получите тремя различными методами 2,3-диметил-2-пентен. Для
(Z)-изомера данного алкена напишите уравнения реакций со
следующими реагентами: а) хлороводород; б) бром при облучении;
в) Cl
и Н
О; г) водный раствор перманганата калия при 0
С.
61. Получите полипропилен из пропана. Укажите условия проведения
полимеризации исходного мономера. Дайте определение понятиям:
полимеризация, мономер, полимер, степень полимеризации.
62. Для (Z)-3-гексена напишите уравнения реакций: а) с бромом в CCl
при 20
С; б) с бромсукцинимидом при облучении светом; в) с
хлороформом в водном растворе гидроксида натрия; г) с
дииодметаном в присутствии цинковой пыли, активированной
медью. Опишите механизмы реакций (а) и (б). Обратите внимание
на стереохимию реакции (а). Изобразите проекционные формулы и
определите конфигурации образующихся стереоизомеров.
63. При взаимодействии (S)-3-метил-1-пентена с хлороводородом
образуется смесь стереоизомеров. Изобразите проекционные фор-
мулы Фишера и определите конфигурации этих стереоизомеров.
64. Объясните, почему при взаимодействии 1-бутена с хлором в
метаноле в качестве основного продукта образуется 2-метокси-1-
хлорбутан. Опишите механизм реакции.
65. Объясните, почему при взаимодействии 1-пентена с бромом в воде
в качестве основного продукта образуется 1-бром-2-пентанол.
Опишите механизм реакции.
66. Напишите уравнения взаимодействия циклогексена: а) с хлором в
CCl
при 20
С; б) с метанолом в присутствии серной кислоты; в) с
хлором при 500
С? Опишите механизмы реакций. Обратите внима-
ние на стереохимию реакции (а).
67. Что получится при взаимодействии (Z)-3-метил-2-пентена с хлори-
дом йода (I-Cl)? Опишите механизм реакции. Сколько
стереоизомеров получается в этой реакции? Изобразите
полученные стереоизомеры одним из известных спосо-бов.
68. Напишите уравнения реакций 1,2-диметил-1-циклогексена со сле-
дующими реагентами: а) с бромоводородом в отсутствии переки-
сей; б) с
трет
-бутилатом калия и хлороформом; в) с озоном, затем
водой в присутствии цинка. Обратите внимание на стереохимию
реакций (а), (б).
69. Получите 3-гексен: а) из 2-гексанола; б) из 3-гексина; в) из пропа-
наля с помощью реакции Виттига. Из соответствующих изомеров
этого алкена в одну стадию получите: а)
транс
-эпоксид; б) рацеми-
ческий вицинальный дибромид; в) мезо-диол.
70. Превратите 1-пентен в 2-пентен в две стадии. Напишите уравнения
реакций 1-пентена со следующими реагентами: а) хлор при 400-500
С; б) вода в присутствии серной кислоты при нагревании; в) бромо-
водород в присутствии перекиси бензоила; г) озон. Опишите меха-
низмы реакций (а), (б) и (в). Обоснуйте регионаправленность реак-
ций (а) и (в). На продукт реакции (г) подействуйте Н
О (Zn).
71. Превратите 1-бутен в следующие соединения: а) 1-бутанол; б) 3-
бром-1-бутен; в) 1,2-эпоксибутан; г) 2-бутанол; д) пропановую
кислоту.
72. Превратите 2-метил-2-бутен в следующие соединения: а) 3,3,4,4-
тетраметилгексан; б) 2-метил-3-йод-2-хлорбутан; в) 2-метил-1-
бутен; г) 2-метил-2,3-бутандиол.
73. Напишите уравнения реакций стирола со следующими реагентами:
а) с В
в ТГФ, затем с уксусной кислотой при нагревании; б) с
бромоводородом в присутствии пероксида водорода; в) с
пероксибензойной кислотой, затем водой в присутствии щёлочи; г)
с хлором в этаноле.
74. Напишите уравнения реакций 1-метилциклогексена со следующими
реагентами: а) с В
в ТГФ, затем с уксусной кислотой при нагре-
вании; б) бромоводородом; в) с водным раствором перманганата
калия при 0
С; г) озоном, затем водой в присутствии цинковой
пыли. Обратите внимание на стереохимию реакции (в).
75. Напишите уравнения реакций циклопентена со следующими
реагентами: а) хлором в воде; б) бромом; в) водно-щелочным
раствором перманганата калия при 20
С; г) озоном, затем водой.
Обратите внимание на стереохимию реакций (а), (б) и (в).
76. Напишите уравнения взаимодействия с водой в присутствии серной
кислоты следующих алкенов: а) 2-метил-1-пентен; б) 1-фенилпро-
пен; в) 1-этил-1-циклопентен; г) 3-метил-1-циклогексен? Опишите
механизм реакции на примере 3-метил-1-циклогексена.
77. Получите 2-метилпропен из вицинального дигалогенида. Опишите
механизм катионной полимеризации 2-метилпропена (изобутиле-
на), используя в качестве инициатора полимеризации конц. серную
кислоту.
78. Получите стирол дегидратацией спирта. Опишите механизм ради-
кальной полимеризации стирола, используя в качестве инициатора
полимеризации перекись бензоила.
79. Исходя из пропена получите акрилонитрил и опишите механизм
анионной полимеризации акрилонитрила, используя в качестве
инициатора полимеризации амид натрия.
5. Диены
1. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) 1,3-бу-
тадиен (дивинил); б) 1,3-гексадиен; в) 1,4-октадиен; г) 2,3-диметил-
1,3-бутадиен; д) 2-метил-2,4-пентадиен; е) 2,3-диэтил-1,3-пента-
диен; ж) 2-метил-1,5-гексадиен; з) 3-метил-3-винил-1,4-пентадиен;
и) 2-этил-1,3-пентадиен; к) хлоропрен; л) 2-метил-1,3-бутадиен
(изопрен); м) винилацетилен; н) 1,7-октадиен-4-ин; о) дивинилаце-
тилен. Отметьте углеводороды с сопряженной системой двойных
связей.
2. Назовите следующие соединения по заместительной номенклатуре
ИЮПАК:
3. Напишите структурные формулы следующих соединений: а) (3Z)-
1,3-пентадиен; б) (1E,3E)-1,4-дифенил-1,3-бутадиен в) (2Z,4Z)-2,4-
гексадиен; г) (2E,4Z)-2,4-гептадиен; д) (2E,4E)-2,4-гептадиен; е)
(2E,4Е)-3,5-октадиен; ж) (1Z,3Z)-1-фенил-1,3-пентадиен; з) (2Z,4E)-
2,4-гексадиен.
4. Напишите структурные формулы всех изомерных диеновых угле-
водородов состава С
и назовите их.
CH
=C=
()
б)
CH
CH
CH
a)
CH
CH
Br
CH
CH
CH
CH
=CH
CH
CH=CH
CH
CH
CH
CH
CH=CH
CH=CH
CH
CH=CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
е)
д)
г)
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
з)
ж)
Cl
CH
CH
CH
CH
CH=CH
к)
и)
(CH
CCH
CH
CH=CH
(CH=CH)
м)
л)
CH
CH
CH
CH
5. Напишите структурные формулы всех диеновых углеводородов,
образующих при дегидрировании 2-метилпентана, и назовите их.
Укажите, к какому типу диеновых углеводородов относится каждый
изомер.
6. Какие диеновые углеводороды получатся при каталитической де-
гидратации следующих соединений: а) 2,3-диметил-2,3-бутандиол;
б) 1,3-бутандиол; в) 2-метил-3-бутен-1-ол; г) 3,6-диметил-2,3-геп-
тандиол; д) 1,2-циклогександиол; е) 2-метил-4-фенил-2,3-бутан-
диол; ж) 2-этил-1,5-пентандиол; з) 2-нитро-5-гексен-3-ол? Укажите
условия проведения реакций.
7. Какие диеновые углеводороды получатся при взаимодействии сле-
дующих соединений с гидроксидом калия в этаноле при нагрева-
нии: а) 3-бром-2-метил-1-бутен; б)1,5-дибромгексан; в) 2,4-дибром-
2-метилбутан; г) 1,4-дибромциклогексан; д) 2-бром-2-метил-4-хлор-
пентан; е) 3,6-дихлороктан; ж) 1,5-дибром-4-метилгексан?
8. Какие диеновые углеводороды получатся при действии цинка на
следующие соединения: а) 2,3-дибром-1-пропен; б) 2,3-дибром-1-
бутен; в) 1,2,3,4-тетрахлорпентан; г) 3,4-дибром-1-гексен?
9. Какие углеводороды получатся при действии металлического
натрия на смеси: а) 3-бром-1-пропен и 3-хлор-1-бутен; б) 3-йод-1-
пропен и 2-метил-3-хлор-1-пропен?
10. Получите: а) 2-метил-1,3-гексадиен из 1-бутина; б) 1,3-бутадиен из
пропена; в) 2-хлор-1,3-бутадиен из ацетилена.
11. Получите 1,3-бутадиен из: а) ацетилена (два способа); б) уксусного
альдегида; в) этилового спирта; г) пропеналя; д) бутана.
12. Получите изопрен (2-метил-1,3-бутадиен) из: а) ацетилена; б) 2-ме-
тилпропена; в) 2-метилбутана; г) 3-метил-1-бутина.
13. Получите 1-метил-1,3-циклогексадиен из 3-метил-1-циклогексена и
напишите уравнения его взаимодействия: а) с 1 эквивалентом
бромоводорода; б) с двукратным избытком озона, затем водой в
присутствии цинковой пыли; в) с перманганатом калия в кислой
среде при нагревании.
14. Напишите уравнения реакций 1,4-пентадиена и 1,3-бутадиена со
следующими реагентами: а) эквимолекулярное количество брома в
ССl
при 25
С; б) двукратный избыток брома в ССl
при 25
С; в)
эквимолекулярное количество водорода на платине; г) двукратный
избыток водорода на платине; д) эквимолекулярное количество НCl
при 40
С; е) двукратное количество озона, затем вода в
присутствии цинковой пыли; ж)
-2-бутеналь; з) двукратный
избыток диборана; и) продукт реакции «з» и уксусная кислота; и)
метанол в присутствии трифторацетата ртути с последующей
обработкой NaBH
.
15. Напишите уравнения реакций следующих диеновых углеводородов
с эквимолекулярным количеством брома в ССl
при 25
С: а) 2-
метил-1,3-пентадиен; б) 2-метил-1,4-пентадиен; в) 2-метил-1,3-
гексадиен; г) 1,5-гексадиен; д) 3,3-диметил-1,4-пентадиен; е) 1,3-
пентадиен; ж) 2-метил-1,3-бутадиен (изопрен); з) 2-хлор-1,3-бута-
диен (хлоропрен); и) 1,3-бутадиен к) 1,3-диметиленциклогексан. В
каких случаях и почему образуется смесь двух дибромзамещенных
алканов? Рассмотрите механизм реакции (ж).
16. Напишите уравнения реакций с эквимолекулярным количеством
водорода в присутствии платинового катализатора следующих
диеновых углеводородов: а) 1,3-пентадиен; б) 2-метил-1,4-пентади-
ен; в) 2,4-гексадиен; г) 2-метил-2,4-пентадиен; д)
цис
-2,3-диметил-
1,3-циклогексадиен.
17. Напишите уравнения реакций следующих диеновых углеводородов
с эквимолекулярным количеством хлороводорода: а) 2,3-диметил-
1,3-бутадиен; б) 2-хлор-1,3-бутадиен; в) 1-метил-1,3-циклогекса-
диен; г) 1,3-пентадиен; д) 2,4-гексадиен; е) 2-метил-2,4-гексадиен.
Опишите механизм реакции на примере 2-хлор-1,3-бутадиена.
18. Напишите структурные формулы всех промежуточных катионов,
образующихся при присоединении Br
к следующим соединениям:
а) 1,3-гексадиен; б) 1,5-гексадиен; в) 1-метокси-1,3-циклогексадиен;
г) 2-хлор-1,3-бутадиен; д) 2,3-диметил-1,3-бутадиен; е) 2-метил1,3-
бутадиен.
19. Напишите уравнения реакций 2-метил-1,3-бутадиена с эквимолеку-
лярными количествами следующих реагентов: а) хлороводород; б)
бром в ССl
при 25
С; в) бромоводород в присутствии перекиси
ацетила; г) нитрил пропеновой кислоты при нагревании и под дав-
лением. Опишите механизмы реакций (а), (б) и (в).
20. Укажите основной продукт (или продукты) свободнорадикального
присоединения двукратного избытка хлороформа в присутствии
этилата калия к следующим соединениям: а) 1,3-бутадиен; б) 1,4-
пентадиен; в) 1,3-пентадиен; г) 2-метил-1,3-бутадиен; д) 2-хлор-1,3-
бутадиен.
21. Какие продукты могут быть получены при последовательном взаи-
модействии следующих диеновых углеводородов с двукратным
избытком озона, затем водой в присутствии цинковой пыли: а) 1,3-
бутадиен; б) 2-метил-1,3-бутадиен; в) 1,3-циклопентадиен; г) 1,3-
диметил-1,3-циклогесадиен; д) 1-метил-3-этил-1,4-циклогексадиен?
22. Напишите уравнения взаимодействия 1,3-бутадиена с эквимолеку-
лярными количествами следующих реагентов: а) хлороводород; б)
бром в ССl
при 25
С; в) хлор при облучении. Опишите механизмы
реакций.
23. При помощи каких простых химических реакций можно различить
следующие соединения: а) 1,3-пентадиен и н-пентан; б) 1,3-пента-
диен и 1-пентин; в) 1,4-пентадиен и 2-пентен; г) 1,4-пентадиен и 1,3-
пентадиен.
24. Сравните реакционную способность следующих соединений по
отношению к хлороводороду: а) 1,3-бутадиен и 1-бутен; б) 1,3-бута-
диен и 1,4-бутадиен; в) 1,3-бутадиен и 2-метил-1,3-бутадиен; г) 1,3-
бутадиен и 1,3-пентадиен. Ответ обоснуйте. Напишите соответст-
вующие уравнения реакций.
25. Получите хлоропрен (2-хлор-1,3-бутадиен) из ацетилена и напи-
шите уравнения его взаимодействий: а) с эквимолекулярным коли-
чеством брома при облучении; б) с акролеином (пропеналем); в) с
эквимолекулярным количеством хлороводорода; г) с двукратным
избытком диазометана. Приведите механизмы реакций (а) и (в).
26. Напишите уравнения реакций тетрацианэтилена со следующими
диеновыми углеводородами (если возможно протекание реакции):
а) 1-винилциклогексен; б) 1,3-циклогексадиен; в) 2,3-диметил-1,3-
бутадиен; г) 1,4-пентадиен; д) 1,3-пентадиен.
27. Определите строение диенового углеводорода, общей формулы
14
, который при взаимодействии с перманганатом калия в кис-
лой среде при нагревании образует смесь пропанона и этандиовой
кислоты в соотношении 2:1. Для данного диена напишите уравне-
ния реакций: а) с двукратным избытком водного раствора перманга-
ната калия при охлаждении; б) с эквимолекулярным количеством
бромоводорода в присутствии пероксида водорода; в) с
двукратным избытком надуксусной кислоты, затем водой в
присутствии кислоты.
28. Определите строение соединения, общей формулы С
, который
при последовательном взаимодействии с озоном, затем водой в
присутствии цинковой пыли образует формальдегид, уксусный
альдегид и глиоксаль (О=НС–СН=О)? Для данного диена напишите
уравнения его взаимодействия: а) с эквимолекулярным количест-
вом хлороводорода; б) с
цис
-2-бутеналем; в) с эквимолекулярным
количеством брома в ССl
при 25
С. Рассмотрите механизм
катионной полимеризаци этого углеводорода.
29. Определите строение соединения, общей формулы С
10
, которое
при взаимодействии с эквимолекулярным количеством брома при
С образует соединение состава С
10
, а при взаимодействии
основного продукта предыдущей реакции последовательно с
озоном, затем с водой получается бромацетон СН
СОСН
Br.
30. Напишите уравнение взаимодействия 2-метил-3-фенил-1,3-бута-
диена с эквимолекулярным количеством брома в избытке метанола
при 40
С. Какие продукты при этом могут образоваться?
31. Напишите уравнения взаимодействий циклопентадиена с: а) ма-
леиновым ангидридом (ангидрид
цис
-2-бутендиовой кислоты); б)
фумаровой кислотой (транс-2-бутендиовая кислота) при нагревании
в бензольном растворе. Изобразите пространственное строение
продуктов реакций. Какой побочный продукт может образоваться в
этих реакциях, особенно при повышенной температуре?
32.
транс-
Коричная (3-фенилпропеновая) кислота при взаимодействии
с 1,3-бутадиеном в условиях реакции Дильса-Альдера образует
продукт, представляющий собой рацемическую смесь. Что получит-
ся из
цис
-коричной кислоты в тех же условиях?
33. Напишите уравнения следующих реакций: а) 1,3-бутадиен и винил-
хлорид; б) циклогексен и 2-метил-1,3-бутадиен; в) 2,3-диметил-2-
бутен и циклопентадиен; г) 1,3-бутадиен и цис-2-бутендиовая кис-
лота; д) циклопентадиен и акролеин (пропеналь); е) хлоропрен и
винилметиловый эфир; ж) изопрен и винилметиловый эфир; з) 1,3-
пентадиен и акрилонитрил (нитрил пропеновой кислоты). В каждой
паре определите диены и диенофилы. Обясните регионаправлен-
ность реакций (е), (ж) и (з).
34. Исходя из 1,3-бутадиена и других необходимых реагентов получи-
те: а) адипиновую (гександиовую) кислоту; б) метилциклогексан; в)
-1,2-циклогександикарбоновую кислоту; г) метоксициклогексан;
д) циклогексанкарбальдегид; е)
транс
-2-метил-1-циклогексанкарбо-
новую кислоту.
35. Какие из приведенных ниже диенов будут реагировать с диэтило-
вым эфиром
цис
-2-бутендиовой кислоты: а) 2-этил-1,3-бутадиен; б)
2,3-диметил-1,3-циклогексадиен; в) 3,6-диметил-1,4-циклогексади-
ен; г) 1,3-пентадиен? Напишите структурные формулы продуктов
реакций.
36. Укажите стадии инициирования, роста и обрыва цепи при полиме-
ризации 1,3-бутадиена в присутствии перекиси ацетила. Рассмот-
рите возможные структуры радикалов растущей цепи. Приведите
ожидаемую структуру полимера.
37. Получите хлоропрен из ацетилена и рассмотрите механизм его
полимеризации (инициатор метиллитий).
38. Напишите уравнение катионной полимеризации изопрена (2-метил-
1,3-бутадиена) и рассмотрите механизм этой реакции. Объясните, в
чем различие между натуральным каучуком и гуттаперчей. При-
ведите структуры этих полимеров.
6. Алкины
1. Напишите формулы следующих соединений: а) 2-бутин; б) 2-метил-
3-гексин; в) 4-метил-2-пентин; г) 2,5-диметил-3-гексин; д) 4-метил-
3-этил-1-пентин; е) 3-метил-3-фенил-1-бутин; ж) 3-метил-4-хлор-1-
пентин; з) 4-метил-3-этил-3-пентен-1-ин; и) 3-этинил-1,3,7-октатри-
ен-5-ин; к) 3-изопропил-4,4-диметил-1-пентин; л) 3-втор-бутил-1,5-
октадиен-7-ин; м) изопропилацетилен; н) трет-бутилацетилен; о)
метилэтилацетилен.
2. Назовите следующие соединения:
CH
C-CH=CH
г)
CH
CH-CCH
в)
CH-CH-CH
ж)
з)
-C
C-CH-CH
-C
CH
CH
CH
CH
CH-CH
CH-C
CH=CH
3. Изобразите и назовите все изомерные алкины состава С
12
, глав-
ная цепь которых состоит из пяти атомов углерода.
4. Изобразите и назовите все алкины, образующие при гидрировании
2-метилпентана.
5. Определите, что является кислотой, а что основанием в приведен-
ных ниже уравнениях реакций:
6. Напишите уравнения реакций, происходящих при нагревании эти-
лата натрия (2 экв.) в этаноле со следующими соединениями: а)
1,1-дибромбутан; б) 3,3-дихлорпентан; в) 1,1-дибром-3-метилбутан;
г) 2,2-дихлорпентан; д) 2,2-дибром-3,3-диметилбутан; е) 3,4-ди-
бром-2,5-диметилгексан.
7. Из соответствующих дигалогенопроизводных алканов получите
следующие соединения: а) пропин; б) 2-гексин; в) 2,2,5,5-тетра-
метил-3-гексин; г) 3,5-диметил-1-гексин.
NH
NH
NH
CH
HC
HC
б)
NH
HC
CH
HC
а)
8. Получите: а) 1-бутин из 1-бутанола; б) 2-бутин из 2-бутена; в) 2-
бутин из 1-бутина; г) 1-пентин из 1-пентанола; д) 4-метил-1-пентин
из 4-метил-1-пентанола; е) 3,3-диметил-1-бутин из 3,3-диметил-1-
бутанола; ж) 2-пентин из 2-пентена; з) 3-метил-1-бутин из 1-бром-3-
метилбутана; и) ацетилен из этана; к) пропин из этана; л) 3-фенил-
пропин из 1-бром-3-фенилпропана.
9. Из ацетилена и других необходимых реагентов получите следую-
щие соединения: а) пропин; б) 4-метил-1-пентин; в) 5-метил-2-гек-
син; г) 3-фенил-1-пропен; д) 4-метил-3-этил-1-пентин; е) 2-пентин;
ж) 2,5-диметил-3-гексин; з) 2,7-диметил-4-октин; и) этилен; к) про-
пен; л) этан; м) 1,1-дибромэтан; н) 1,2-дихлорэтан; о) уксусный
альдегид; п)
цис
-2-бутен; р)
транс
-2-бутен; с) винилэтиловый эфир;
т) 2-метил-3-бутин-2-ол; у) винилацетилен; ф) 1,1-дихлорциклопро-
пан.
10. Напишите уравнения реакций пропина со следующими реагентами:
а) метилмагнийбромид; б) водород на палладии в присутствии серы
в хинолине; в) металлический натрий; г) аммиачный раствор оксида
серебра; д) эквимолекулярное количество бромоводорода; е) дву-
кратный избыток уксусной кислоты в присутствии сульфата ртути и
серной кислоты. Опишите механизм реакции (д).
11. Напишите уравнения реакций с водой в присутствии сульфата
ртути(II) и серной кислоты следующих соединений: а) пропин; б) 2-
пентин; в) 4-метил-1-пентин; г) 5-метил-2-гексин; д) 3-фенил-1-
пропин; е) 2,5-диметил-3-гексин; ж) 4-метил-2-пентин; з) 3-метил-3-
фенил-1-бутин. Опишите механизм реакции (а).
12. Напишите уравнения реакций эквимолекулярного количества хлора
со следующими соединениями: а) 2-бутин; б) 2-пентин; в) 2,5-ди-
метил-3-гексин; г) 2,2,5-триметил-3-гексин; д) 3-метил-1-бутин; е) 4-
метил-2-пентин; ж) 4-метил-3-этил-1-пентин. Опишите механизм
реакции (б).
13. Напишите уравнения реакций 2-бутина и 2-пентина: а) с водородом
на палладии в присутствии серы в хинолине; б) с натрием в жидком
аммиаке. Обратите внимание на стереохимию образующихся сое-
динений.
14. Напишите уравнения реакций 1 эквивалента бромоводорода со
следующими соединениями: а) 1-бутин; б) хлорацетилен. Объясни-
те регионаправленность реакций.
15. Напишите уравнения следующих реакций: а) 1-бутин и этанол в
присутствии сульфата ртути(II) и серной кислоты; б) 1-пентин и
этанол в присутствии этилата натрия; в) 3-гексин и диборан, затем
пероксид водорода в щелочной среде; г) пропин и уксусная кислота
в присутствии ацетата ртути; д) 1-пентин и метилмагнийбромид, с
последующим взаимодействием продукта реакции с уксусным
альдегидом; е) пропин и синильная кислота в присутствии Cu(I); ж)
1-бутин и бромоводород в присутствии пероксиуксусной кислоты.
Опишите механизмы реакций (а), (б), (д).
16. Напишите уравнения реакций винилацетилена: а) с 1 эквивалентом
хлороводорода в присутствии хлорида меди(I); б) с хлороводоро-
дом в присутствии хлорида аммония при 0
С; в) с водой в присутст-
вии сульфата ртути и серной кислоты; г) с водой в присутствии
серной кислоты; д) с эквимолекулярным количеством брома в CCl
при 0
С.
17. Осуществите следующие превращения: а) этилхлорид
этин; б) 2-
бутин
этаналь; в) этин
2,3-дибром-2,3-дихлорбутан; г) 3-метил-
1-бутин
3-метилбутаналь; д) 1-пентен
1-пентин; е) пропин
транс
-2-пентен; ж) пропин
3-пентен-2-ол; з) пропин
2-метил-3-
пентин-2-ол.
18. Из пропина и других необходимых реагентов получите следующие
соединения: а) 1-бромпропен; б) 2-бромпропен; в) пропилбромид; г)
пропаналь; д) (1-пропенил)этиловый эфир; е)
цис
-2-пентен; ж) 3-
метил-4-гексин-3-ол. Опишите механизмы реакций (а), (б).
19. Напишите уравнения реакций 1-бутина и 2-бутина со следующими
реагентами (если возможно протекание реакции): а) с натрием в
жидком аммиаке; б) с водой в присутствии сульфата ртути(II) и
серной кислоты; в) с двукратным избытком хлора; г) с аммиачным
раствором оксида серебра; д) с метилмагнийбромидом; е) с водо-
родом в присутствии палладия на сульфате бария в хинолине; ж) с
дибораном, затем пероксидом водорода в щелочной среде.
Опишите механизмы реакций (а), (б), (в).
20. Установите строение алкина, при последовательном взаимодейст-
вии которого с озоном, затем водой образуется только пропановая
кислота. Для данного алкина напишите уравнения реакций со
следующими реагентами: а) этанол в присутствии этилата натрия;
б) эквимолекулярное количество брома в ССl
; в) двукратный
избыток уксусной кислоты в присутствии ацетата ртути(II); г) водо-
род на палладии в присутствии серы в хинолине. Опишите механиз-
мы реакций (а), (в). Для продукта реакции (г) напишите уравнение
взаимодействия с бромом в CCl
. Для продукта последней реакции
изобразите проекционные формулы Фишера возможных конфигура-
ционных изомеров и определите конфигурации хиральных центров.
21. С помощью каких реакций можно различить: а) 1-бутин и 2-бутин; б)
1-бутин и 1-бутен; в) 2-бутин и н-бутан; г) пентан, 2-пентен и 1-пен-
тин? Напишите соответствующие уравнения реакций.
22. Напишите уравнения реакций 3-гексина со следующими реагента-
ми:а) трехкратный избыток диборана, затем уксусная кислота при
нагревании; б) вода в присутствии сульфата ртути(II) и серной кис-
лоты; в) бромоводород в присутствии пероксида водорода; г) дву-
кратный избыток дихлоркарбена; д) метиловый спирт в присутствии
сульфата ртути(II) и серной кислоты. Опишите механизмы реакций
(б), (в) и (д).
23. Получите фенилацетилен из: а) этилбензола; б) 2-фенилэтанола.
Из фенилацетилена получите следующие соединения: а) 3-метил-
1-фенил-1-пентин-3-ол; б) 1-фенил-1-пропин; в) 1-бром-2-фенил-
этан; г) 1,1-диацетокси-1-фенилэтан; д) стирол (винилбензол); е)
метилфенилкетон; ж) фенилэтаналь; з) фенилциклопропан.
24. Установите строение алкина, при взаимодействии которого с водой
в присутствии сульфата ртути(II) и серной кислоты образуется 3-
метил-2-бутанон, а при последовательном взаимодействии с пер-
манганатом калия в кислой среде образуется смесь 2-метилпропа-
новой и муравьиной кислот. Получите этот алкин из: а) ацетилена;
б) дигалогенопроизводного алкана. Напишите уравнения реакций
этого алкина со следующими реагентами: а) эквимолекулярное
количество хлора; б) амид натрия, затем этилбромид; в) метилмаг-
нийбромид, затем уксусный альдегид и, наконец, вода; г) этанол в
присутствии этилата натрия. Опишите механизмы реакций (а) и (г).
25. Какие соединения могут быть получены при ди-, три- и тетрамери-
зации ацетилена ? Укажите условия проведения реакций.
26. Из ацетилена и других необходимых реагентов получите: а) нитрил
акриловой кислоты; б) винилхлорид; в) 1,2-дибромциклогексан; г)
1,3-бутадиен; д) винилацетилен; е) поливиниловый спирт; ж) пропа-
наль; з) уксусную кислоту; и)
мезо
-2,3-бутандиол; к) 2,2-дихлорпро-
пан.
7. Арены
1. Какие из приведенных ниже соединений проявляют ароматические
свойства?
2. Напишите формулы следующих соединений: а) изопропилбензол;
б) о-бромтолуол; в) п-хлорбензолсульфокислота; г) м-ксилол; д) п-
толуолсульфокислота; е) м-нитробензолсульфокислота; ж) 3,4-ди-
хлорбензойная кислота; з) бензилхлорид; и) м-фенилендиамин; к)
о-метокситолуол; л) о-нитрофенол; м) 2,4-динитроанилин; н) пикри-
новая кислота; о) бензилиденхлорид; п) о-ксилол; р) п-метилстирол;
с) ацетилбензол; т)
-метилнафталин; у) 1,5-диметилнафталин; ф)
2-метилантрацен; х) 4-метилфенол.
д)
г)
б)
а)
к)
и)
з)
ж)
е)
о)
н)
м)
л)
3. Назовите следующие соединения:
4. Напишите структурные формулы всех возможных изомерных: а) ди-
бромбензолов; б) трибромбензолов; в) тетрабромбензолов; г) кси-
лолов.
5. Какие углеводороды могут быть получены при дегидрировании
(ароматизации) следующих соединений: а) циклогексан; б) 1-цикло-
гексилциклогексен; в) н-гептан; г) н-октан. Укажите условия протека-
ния реакции.
6. Напишите уравнения реакций металлического натрия со смесью
следующих соединений: а) иодбензол и 1-бром-3-метилпентан; б)
бензилхлорид и пропилхлорид; в) бромбензол и бензилбромид; г)
бензилбромид и изопропилбромид.
7. Напишите уравнения реакций водорода на никеле при нагревании и
под давлением со следующими соединениями: а) пропилбензол; б)
п-метилпропилбензол; в) стирол; г) аллилбензол; д) фенилацети-
лен; е) нафталин.
8. Расположите в порядке возрастания скорости алкилирования: а)
бензол, бромбензол, этилбензол, бензойная кислота; б) анилин,
нитробензол, хлорбензол; в) анилин, п-хлоранилин, бензальдегид;
г) бензол, толуол, трихлорметилбензол; д) метоксибензол, бензи-
Cl
CH
Cl
CCl
CH
Cl
Cl
г)
в)
б)
а)
NH
NO
CH
CH
NO
CH
CHCH
з)
ж)
е)
д)
CH
CH
SO
SO
SO
CH
м)
л)
к)
и)
CH
CH=CH
CH=C
п)
CH=CH
CH
о)
н)
ловый спирт, толуол, фенол. Ответ поясните. Изобразите и обоз-
начьте электронные эффекты заместителей. Опишите механизмы
следующих взаимодействий: а) м-гидроксибензойная кислота и
этилбромид в присутствии трихлорида алюминия; б) метоксибензол
и 1-пропанол в присутствии концентрированной H
; в) хлор-
бензол и пропен в присутствии H
. Обоснуйте ориентирующее
влияние заместителей.
9. Расположите следующие соединения в порядке увеличения скорос-
ти электрофильного сульфирования: а) бензол, бензолсульфокис-
лота, толуол, бромбензол; б) ацетофенон, бензилбромид, этилбен-
зол, бензойная кислота; в) бензонитрил, о-хлортолуол, изобутил-
бензол; г) бромбензол, нитробензол, изопропилбензол; д) бензол,
фенол, нитробензол, метоксибензол. Ответ поясните. Изобразите и
обозначьте электронные эффекты заместителей. Опишите меха-
низмы следующих взаимодействий: а) фенол и концентрированная
серная кислота при нагревании; б) нитробензол и триоксид серы.
Обоснуйте ориентирующее влияние заместителей.
10. Расположите следующие соединения в порядке увеличения ско-
рости ацилирования: а)
-бромметоксибензол, анилин, фенол,
метилфенол; б) бензальдегид, хлорбензол,
-хлорфенол, толуол;
в) нитробензол, бензол, фенол. Ответ поясните. Изобразите и обоз-
начьте электронные эффекты заместителей. Опишите механизм
взаимодействия метоксибензола с пропионилхлоридом в
присутствии трихлорида алюминия. Обоснуйте ориентирующее
влияние метокси группы в этой реакции.
11. Расположите следующие соединения в порядке увеличения ско-
рости электрофильного хлорирования: а) трихлорметилбензол,
бромбензол, анилин; б) бензойная кислота,
-нитробензойная
кислота,
-метилбензойная кислота. Ответ поясните. Изобразите и
обозначьте электронные эфекты заместителей. Опишите механизм
и объясните регионаправленность реакции ацетофенона с хлором
в присутствии трихлорида алюминия.
12. Расположите следующие соединения в порядке увеличения ско-
рости электрофильного нитрования: а) изопропилбензол; б) бензой-
ная кислота; в)
-метилфенол; г)
-дихлорбензол; д)
-этилтолуол;
е) бензолсульфокислота. Ответ поясните. Опишите механизм и
объясните регионаправленность реакции толуола со смесью кон-
центрированных азотной и серной кислот.
13. Расположите следующие соединения в порядке увеличения коли-
чества пара-изомера в реакциях электрофильного замещения
следующих соединений: а) этилбензол; б) толуол; в) трет-бутил-
бензол; г) изопропилбензол. Ответ поясните.
14. Из бензилхлорида и других необходимых реагентов получите изо-
бутилбензол и напишите для него уравнения реакций: а) с хлором
на свету; б) с хлором в присутствии трихлорида алюминия; в) с
пропеном в присутствии серной кислоты. Объясните регионаправ-
ленность реакции (б).
15. Из гексана и любых необходимых реагентов получите бензолсуль-
фокислоту и напишите для нее уравнения реакций: а) с бромом в
присутствии трибромида алюминия; б) с концентрированной H
;
в) с водой при 250
С. Объясните регеонаправленность реакции (б).
16. Из бензола и любых необходимых реагентов получите следующие
соединения: а)
-ксилол; б)
-метилизопропилбензол (цимол); в)
аллилбензол; г) 1,2-дифенилэтан; д)
-бромбензойную кислоту; е)
этилбензол; ж) бензилхлорид; з) этилфенилкетон; и) изопропил-
бензол; к)
-хлорбензойную кислоту; л) м-бромнитробензол; м) п-
толуолсульфокислоту; н)
-дипропилбензол; о) трет-бутилбензол;
п)
-хлортолуол без примеси пара-изомера; р) 1,3,5-трибромбензол;
с)
-метилацетофенон; т) 1,2-диэтилбензол.
17. Исходя из ацетилена и любых необходимых реагентов получите
этилбензол и напишите для него уравнения реакций: а) с
трехкратным избытком озона, затем водой в присутствии цинка; б)
со смесью концентрированных азотной и серной кислот. Опишите
механизм реакции (б).
18. Напишите уравнения взаимодействия с водным раствором перман-
ганата калия при нагревании следующих соединений: а)
-хлорто-
луол; б)
-(этенил)хлорбензол; в) 1,2-дифенилэтан; г)
-нитроэтил-
бензол; д)
-ксилол; е) изопропилбензол; ж) стирол; з) 1-бутил-3-
метилбензол; и)
-дипропилбензол.
19. Напишите уравнения последовательного взаимодействия с
трехкратным избытком озона, затем водой в присутствии цинковой
пыли следующих соединений: а) бензол; б) толуол; в)
-ксилол; г)
этилбензол; д)
-этилтолуол.
20. Установите строение ароматического углеводорода общей форму-
лы С
, который: а) обесцвечивает бромную воду; б) образует
осадок при взаимодействии с аммиачным раствором оксида сереб-
ра; в) при взаимодействии с водным раствором перманганата калия
при нагревании образует бензойную кислоту. Напишите уравнения
соответствующих реакций.
21. Установите строение арена общей формулы С
12
, который при
взаимодействии с водным раствором перманганата калия при наг-
ревании образует бензолтрикарбоновую кислоту, а при бромиро-
вании в присутствии FeCl
только одно монобромпроизводное.
Напишите уравнения соответствующих реакций.
22. Сравните отношение бензола, циклогексана, циклогексена и цикло-
гексадиена к действию: а) брома при нагревании; б) озона, затем
воды в присутствии цинковой пыли. Напишите уравнения соответ-
ствующих реакций.
23. Сравните бензойную кислоту и п-нитробензойную кислоту: а) по
кислотности; б) по скорости реакций электрофильного бромирова-
ния. Ответ обоснуйте. Напишите уравнения соответствующих
реакций и опишите механизм реакции нитрования бромбензола.
Обоснуйте ориентирующее влияние заместителя.
24. Напишите уравнения следующих реакций: а) ацетофенон и смесь
концентрированных азотной и серной кислот; б)
-хлортолуол и
триоксид серы в концентрированной серной кислоте; в) о-бром-
метоксибензол и ацетилхлорид в присутствии трихлорида алюми-
ния; г) метоксибензол и ацетилхлорид в присутствии трихлорида
алюминия; д) фенол и пропилхлорид в присутствии трихлорида
алюминия; е) толуол и пропен в присутствии H
; ж) трифторме-
тилбензол и 2-бутанол в присутствии H
; з) нафталин и серная
кислота при 80
С; и) нафталин и серная кислота при 150
С; к) наф-
талин и бром в 50%-ной уксусной кислоте; л) нафталин и ацетил-
хлорид в присутствии трихлорида алюминия в сероуглероде; м)
нафталин и ацетилхлорид в присутствии трихлорида алюминия в
нитробензоле; н) нафталин и кислород в присутствии V
при
нагревании; о) бензойная кислота и смесь концентрированных
азотной и серной кислот; п) пропилбензол и хлор при облучении; р)
бензол и 1-бутен в присутствии серной кислоты; с)
-нитронафта-
лин и бром; т)
-метилбензойная кислота и хлор в присутствии три-
хлорида алюминия; у) толуол и 1-пропанол в присутствии серной
кислоты; ф) этилбензол и трехкратный избыток озона, с последую-
щей обработкой водой продукта реакции; х) пропилбензол и lихро-
мат калия в присутствии основания; ц) м-бромбензойная кислота и
смесь концентрированных азотной и серной кислот; ч) толуол и
водород на Pd; ш) бензол и кислород на V
5
при нагревании; щ)
этилбензол и хлор в присутствии трихлорида алюминия; э) нитро-
бензол и КОН при нагревании. Опишите механизмы и объясните
регионаправленность реакций (б), (г), (д), (ж), (р), (щ) и (э). Обоз-
начьте электронные эффекты заместителей.
25. Расположите следующие соединения в порядке увеличения скорос-
ти нуклеофильного замещения хлора: а) п-нитрохлорбензол; б)
нитрохлорбензол; в) 4-хлор-1,3-бензолдисульфокислота; г) 1,3-ди-
нитро-5-хлорбензол; д)
-ацетилхлорбензол.
26. Из бензола и других необходимых реагентов получите
-хлортолу-
ол и напишите для него уравнение реакции с амидом натрия. Опи-
шите механизм реакции.
27. Получите из бензола 1-ацетил-4-этилбензол и напишите для него
уравнения реакций: а) с амальгамированным цинком в соляной
кислоте; б) с хлором при облучении; в) с хлором в присутствии
трихлорида алюминия. Опишите механизм и регионаправленность
реакции (в).
8. Галогенопроизводные углеводородов
1. Напишите структурные формулы всех изомерных
галогенопроизводных состава: а) C
Cl; б) C
11
Br; в) C
Br.
Назовите их по заместительной номенклатуре ИЮПАК и
радикально-функциональной номенклатуре. Укажите, какие из
них являются первичными, вторичными и третичными
галогенопроизводными. Изобразите
- и
-изомеры
соединений состава C
Br.
2. Напишите структурные формулы следующих соединений: а)
этилхлорид; б) изопропилбромид; в) винилхлорид; г)
аллилхлорид; д) пропаргилбромид; е) 2-метил-3-хлорбутан; ж)
1-бром-3-хлорпропан; з) циклопентилиодид; и)
циклогексилбромид; к) метиленхлорид; л) этилиденбромид; м)
бензилхлорид н) бензилиденбромид; о)
орто-
нитрохлорбензол;
п) 3-хлорпропен; р) (R)-3-бром-3-фенилоктан; с) (S)-3-бром-1-
гексен.
3. Назовите следующие соединения:
CH
-C-CH
Br
CH
а)
б)
CH
- CHBr - CH - CH -CH
CH
CH
в)
CH
- CBr -CH=CH
CH
д)
г)
е)
CHCl=CCl
CH
-CHBr - CHBr - CH
-CH
CH
=CCl-CH=CH
з)
и)
к)л)
Br
CH
Cl
CH
Br
н)
4. Напишите уравнения следующих реакций: а) метилциклогексан
и бром при облучении светом; б) 2-метил-2-бутен и
хлороводород; в) 1-бутен и бромоводород в присутствии
перекиси бензоила; г) винилметиловый эфир и хлороводород;
д)
пара
-нитроэтилбензол и бром при освещении; е)
пара-
метилбензойная кислота и хлор в присутствии трихлорида
алюминия; ж) этилфенилкетон и хлор в присутствии
трихлорида алюминия; з)
втор
-бутилбензол и бром при
освещении.
5. Исходя из изопропилового спирта, получите следующие
соединения: а) изопропилбромид; б) аллилбромид; в) 1-хлор-2-
пропанол; г) 1,2-дибромпропан; д) 2,2-дибромпропан; е) 1,3-
дихлор-2-пропанол; ж) 1,2,3-трибромпропан. Напишите
уравнения соответствующих реакций.
6. Из циклогексанола и любых необходимых реагентов получите
следующие соединения: а) бромциклогексан; б)
иодциклогексан; в)
транс-
1,2-дибромциклогексан; г) 3-
бромциклогексен; д)
транс
-2-хлорциклогексанол. Напишите
уравнения соответствующих реакций.
7. Получите этилбромид, исходя из следующих соединений: а)
этана; б) этилена; в) этанола. Напишите уравнения
соответствующих реакций.
8. Исходя из любых подходящих реагентов получите следующие
соединения в одну стадию: а) этилхлорид; б) этилфторид; в)
этилиодид; г)
-пропилбромид; д) 1-фенил-2-хлорэтан; е)
метилиодид. Напишите уравнения соответствующих реакций.
9. Предложите способы получения
трет
-бутилбромида и
втор
бутилбромида из соответствующих: а) алканов; б) алкенов; в)
спиртов; г) алкилхлоридов. Напишите уравнения
соответствующих реакций.
10. Предложите схемы получения: а) аллилхлорида из пропена; б)
1-. иод-2-хлорпропана из пропена; в) 2-бромбутана из пропина
г) 1,2-дибромбутана из ацетилена; д) винилхлорида из этана; е)
1,2-дибромпентана из 1-пентанола; ж) 1-хлор-2-бутанола из 1-
бутанола; з) бензилхлорида из бензола; и) 1-фенил-1-
хлорэтана из бензола. Напишите уравнения соответствующих
реакций.
11. Исходя из бензола или толуола и любых необходимых
реагентов получите следующие соединения: а)
пара-
бромбензилхлорид; б)
мета-
нитробензотрихлорид; в) 1,2-
дихлор-1-фенилэтан; г) 2-бром-2-фенилбутан. Напишите
уравнения соответствующих реакций.
12. Осуществите следующие превращения: а) 1-хлорбутан в 2-
хлорбутан; б) 3-метил-2-бутанол в 3-метил-2-фторбутан (с
использованием эфиров сульфоновых кислот); в) пропен в 1,3-
дибромпропан; г) фенилацетилен в 1-фенил-1,1-дихлорэтан; д)
1-бутен в 1,1-дибромбутан; е) бензол в 4-
бромбензолсульфоновую кислоту; ж) толуол в 3-
хлорбензойную кислоту; з) пропаналь в аллилхлорид; и) 4-
метил-1-пентен в 1-йод-4-метилпентан (2 варианта); к)
ацетилен в (Е)
1,2-дибромпропен; л) бутановая кислота в
пропилбромид (с использованием реакции Хунсдиккера); м)
пропаноат натрия в этилхлорид; н) 2,3-бутандиол в 2,3-
дихлорбутан; о) изопрен в 1-бром-3-метил-2-бутен. Напишите
уравнения соответствующих реакций.
13. (2R,3S)-3-Метил-2-пентанол реагирует с конц.
бромоводородной кислотой, давая алкилбромиды,
образовавшиеся при перегруппировке и без нее. Укажите
продукты реакции и их конфигурации. Напишите уравнения
соответствующих реакций.
14. Известно, что
трет-
бутилхлорид легко получается из
трет-
бутилового спирта под действием конц. соляной кислоты, в то
время как
-бутиловый спирт в этих условиях реагирует
гораздо медленнее. Объясните причину разного поведения
спиртов. Напишите уравнения соответствующих реакций.
15. Превратите изобутилбромид в
трет
-бутилбромид. Как можно
осуществить обратное превращение
трет-
бутилбромида в
изобутилбромид? Напишите уравнения соответствующих
реакций.
16. Исходя из метилхлорида как единственного органического
вещества и используя любые другие необходимые реагенты,
предложите схемы синтеза следующих соединений: а)
метанол; б) метантиол; в) диметилсульфид; г) метилиодид; д)
диметиловый эфир; е) этан; ж) этилхлорид; з) диэтиловый
эфир. Напишите уравнения соответствующих реакций.
17. Из пропилбромида получите следующие соединения: а)
пропилиодид; б) 1-пропанол; в) 1-этоксипропан; г) 1-
пропантиол; д)метилпропилсульфид; е) бутаннитрил; ж)
пропилацетат; з) бромид трипропилметиламмония. Напишите
уравнения соответствующих реакций.
18. Под действием каких нуклеофилов
-бутилбромид
превращается в следующие соединения: а)
-бутилхлорид; б)
-октан; в) бромид тетра-
-бутиламмония; г)
-бутилметиловый
эфир; д)
-бутилацетат; е)
-бутилцианид. Напишите уравнения
соответствующих реакций.
19. Напишите уравнения следующих реакций: а) изопропилхлорид
и гидросульфид натрия; б) пропилхлорид и иодид натрия в
ацетоне; в) этилбромид и этилат натрия; г) 2,3-дибромпентан и
цинковая пыль при нагревании; д) метилиодид и фторид
серебра в ДМФА; е)
-бутилбромид и нитрит натрия в ДМСО; ж)
1-иодпропан и ацетат натрия; з)
трет
-бутилбромид и водный
раствор щелочи; и) метилиодид и этанол в присутствии
гидроксида натрия; к) пропилфениловый эфир и
изобутилхлорид в присутствии трихлорида алюминия; л)
этилбромид и ацетиленид натрия; м) 1-бром-3-иодпропан и
гидросульфид натрия в соотношении 1:1; н) 1,3-дихлорпропен и
водный раствор щелочи; о) 4-иодбензилиодид и триметиламин;
п) бромциклогексан и диэтилкупрат лития.
20. Расположите в порядке увеличения скорости нуклеофильного
замещения брома в следующих соединениях: 1-бром-4-
метилпентан, 3-бром-2-метил-2-пентен, 1-бром-3-метил-2-
бутен? Ответ поясните.
21. Расположите соединения каждой группы в порядке уменьшения
реакционной способности в реакциях S
1: а) бензилхлорид,
пара-
хлорбензилхлорид,
пара-
метоксибензилхлорид,
пара-
метилбензилхлорид,
пара-
нитробензилхлорид; б)
бензилбромид, 1-бром-1-фенилэтан, 1-бром-2-фенилэтан; в) 1-
хлор-3-фенилпропан, 2-хлор-2-фенилпропан, 1-хлор-1-
фенилпропан.
22. Расположите соединения каждой группы в порядке уменьшения
реакционной способности в реакциях S
2: а) 2-бром-2-
метилбутан, 1-бромпентан, 2-бромпентан; б) 1-бром-3-
метилбутан, 2-бром-2-метилбутан, 2-бром-3-метилбутан; в) 1-
бромбутан, 1-бром-2,2-диметилпропан, 1-бром-2-метилбутан; г)
изобутилхлорид, изобутилбромид, изобутилиодид.
23. Расположите в ряд по увеличению скорости замещения брома
в реакции гидролиза при нагревании в водной муравьиной
кислоте следующие соединения: а) дифенилбромметан; б) 2-
бром-2-фенилпропан; в) 2-бром-2-метилпропан; г)
трифенилбромметан. Напишите уравнения соответствующих
реакций.
24. Расположите следующие соединения в ряд по увеличению
скорости замещения хлора в реакциях с нуклеофильными
реагентами: хлорбензол, 4-нитрохлорбензол, 2,4-
динитрохлорбензол, метиловый эфир 4-
хлорбензолсульфокислоты, 4-хлорацетофенон.
25. Какие из перечисленных ниже веществ относятся к полярным
протонным растворителям, а какие – к диполярным
апротонным растворителям: ацетон, метанол, вода,
метиламин, ацетонитрил, диметилсульфоксид (ДМСО),
тетрагидрофуран, уксусная кислота, метилформамид, N,N-
диметилформамид (ДМФА). Ответ поясните. Приведите
структурные формулы этих соединений.
26. Сравните нуклеофильные свойства следующих молекул и
ионов в апротонных растворителях: а) метанол и метантиол; б)
цианид натрия и ацетиленид натрия; в) NH
-
и NH
; г) ацетат-
анион и фенолят-анион; д) трет-бутилат калия и этилат калия;
е) CH
CH
, CH
NH
, CH
и F
; ж) F
, Cl
, Br
и I
-
. Ответ
поясните. Как изменятся нуклеофильные свойства F
, Cl
, Br
и I
-
при переходе от апротонного растворителя к полярному
протонному растворителю? Ответ обоснуйте.
27. Какая из реакций, протекающих по механизму S
2, будет идти с
большей скоростью: а) C
Cl + CH
ONa или C
Cl + CH
OH;
б) C
Cl + CH
COONa в водном ацетоне или C
Cl +
CH
COONa в воде; в) C
I + CH
ONa или C
Cl + CH
ONa?
Ответ поясните.
28. Какие из реакций, протекающих по механизму S
1, будут идти с
большей скоростью, а какие – с близкими скоростями: а)
(CH
CCl+ H
O и (CH
CCl + HO
; б) (CH
CCl+ H
O и
(CH
CCl + C
OH; в) (CH
CCl + H
O и (CH
CBr + H
O?
Ответ поясните.
29. Изменится ли скорость реакции S
2 метилбромида с цианидом
натрия при переходе от ДМСО к этиловому спирту в качестве
растворителя? Ответ поясните. Напишите уравнение реакции.
30. В каких условиях следует проводить гидролиз этилбромида и 2-
бром-2-метилпропана, чтобы получить спирты с наибольшим
выходом? Напишите уравнения соответствующих реакций.
31. Реакция
трет-
бутилхлорида с водой сильно ускоряется
гидроксидом натрия. Как изменяется при этом соотношение
продуктов отщепления и замещения? Напишите уравнения
соответствующих реакций.
32. Какой алкилгалогенид и какой алкоксид целесообразно
использовать для синтеза
трет-
бутилэтилового эфира
реакцией Вильямсона. Ответ поясните. Напишите уравнения
соответствующих реакций.
33. Чем можно объяснить, что в сопоставимых условиях
бутилбромид реагирует с
-бутантиолятом натрия (C
SNa) в
1830 раз быстрее, чем с
-бутилатом натрия, и выход
дибутилсульфида выше, чем дибутилового эфира? Напишите
уравнения соответствующих реакций.
34. При взаимодействии чистого (R)-2-бромбутана с бромидом
натрия образуется рацемический 2-бромбутан, причем
скорость рацемизации пропорциональна концентрации
бромида натрия. Какие выводы о механизме реакции можно
сделать на основании этих данных? Напишите уравнение
реакции.
35. Превратите (S)-2-бромбутан: а) в (R)-
втор-
бутилэтиловый
эфир; б) в (±)-
втор-
бутилформиат; в) в (R)-2-бутанол; г) в (R)-
втор-
бутилметилсульфид. Напишите уравнения
соответствующих реакций. Опишите механизмы реакций “а”,
“б”.
36. Изобразите предпочтительные механизмы следующих реакций:
а) (R)-3-бром-1-гексен с водой при нагревании; б) 1-бромбутан
с иодидом калия в ацетоне; в) (S)-2-бром-2-фенилпентан с
метанолом; г) (R)-2-бромпентан с фторидом калия в ДМФА; д)
(R)-1-бром-1-фенилпропан с ацетатом калия в уксусной кислоте
при комнатной температуре.
37. 3-Хлор-1-бутен реагирует с этанолом с образованием смеси 3-
этокси-1-бутена и 1-этокси-2-бутена. Если же реакцию вести с
этилатом натрия в этаноле, то преимущественно образуется 3-
этокси-1-бутен. Объясните эти факты. Напишите уравнения
соответствующих реакций.
38. Какие соединения преимущественно образуются при
взаимодействии: а) 2-бромбутана с цианидом калия в ДМСО; б)
1-хлор-2-бутена с цианидом калия в воде? Изобразите
предпочтительные механизмы этих реакций и поясните
правило Корнблюма.
39. Предложите оптимальные условия для одностадийных
превращений изопропилбромида: а) в 2-нитропропан; б) в
изопропилнитрит. Изобразите механизмы этих реакций.
40. При взаимодействии
орто-
хлортолуола с водным раствором
едкого натра (350
С, давление) получены два продукта:
орто-
крезол и
мета-
крезол. Опишите механизм этой реакции и
поясните результат.
41. Напишите уравнения реакций 1-фтор-2,4-динитробензола со
следующими реагентами а) этилат натрия; б) аммиак; в)
анилин; г) этантиолят натрия. Опишите механизм реакции “в”.
42. Изобразите предпочтительные механизмы взаимодействий
(2S,3S)-3-метил-2-хлорпентана: а) с амидом натрия при
нагревании; б) с этиламином. Выбор механизмов обоснуйте.
43. Какие алкены преимущественно образуются при нагревании 2-
бром-2-метилбутана: а) с этоксидом натрия; б) с
трет
бутоксидом натрия? Ответ обоснуйте. Напишите уравнения
соотвествующих реакций. Почему
трет
-бутоксид калия служит
отличным основанием для проведения реакций
дегидрогалогенирования алкилгалогенидов, а этиламин мало
подходит для этой цели?
44. Какова конфигурация алкенов, образующихся при нагревании с
раствором гидроксида калия в спирте: а) (1R,2R)-1-бром-1,2-
дифенилпропана; б) (2S,3R)-2-метил-1-фенил-3-хлоргексана.
Ответ обоснуйте и приведите механизм этих реакций.
45. Объясните, почему при дегидрогалогенировании
втор-
бутилхлорида образуется смесь
цис-
и
транс
-2-бутенов с
преобладанием
транс
-изомера (86%). Напишите уравнение
реакции.
46. Дегидрогалогенирование
цис-
1-бром-4-
трет
-бутилцикло-
гексана под действием этилата натрия происходит быстро с
образованием 4-
трет
-бутил-1-циклогексена, а дегидрогало-
генирование
транс
-1-бром-4-
трет
-бутилциклогексана проис-
ходит очень медленно. Объясните этот факт. Напишите
уравнения соответствующих реакций.
47. Установите строение алкилбромида, который при нагревании с
магнием в эфире образует реактив Гриньяра, превращающийся
под действием воды в гексан, а при обработке алкилбрмида
натрием образуется 4,5-диэтилоктан. Напишите уравнения
соответствующих реакций.
48. Установите строение бромида состава C
Br, если известно,
что при гидролизе этот бромид превращается в первичный
спирт, а при дегидробромировании и последующем
гидробромировании образуется третичный бромид. Напишите
уравнения соответствующих реакций.
49. Бромид C
11
Br при гидролизе дает третичный спирт, а при
дегидробромировании – 2-метил-2-бутен. Установите строение
этого бромида и напишите уравнения соответствующих
реакций.
50. Из этана получите этилмагнийбромид и напишите для него
уравнения следующих реакций: а) с ацетиленом; б) с водой; в)
с этанолом; г) с хлоридом кадмия.
ДЛЯ ЗАМЕТОК
Издание учебное
Асилова Нина Юрьевна, Малина Елена Владиславовна
Бойко Ирина Павловна, Малина Юлия Федоровна,
Борисова Елена Яковлевна, Мочалин Всеволод Борисович
Колобова Ттатьяна Петровна, Помогаев Александр Ильич
Кундрюцкова Людмила Александровна,
Лонина Наталья Николаевна
Сивова Наталья Викторовна
Шуталев Анатолий Дмитриевич
СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ
ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
(1 часть)
Задачник
Издание второе, переработанное и дополненное
Подписано в печать……… Формат 60х84х16. Бумага писчая.
Отпечатано на изографе. Уч. изд. листов Тираж 300 экз.
Заказ №………
Лицензия на издательскую деятельность
ИД № 03507 (рег. № 003792) код 221
Московская государственная академия тонкой химической
технологии им. М.В. Ломоносова
Издательско-полиграфический центр
119571 Москва, пр. Вернадского, 86
www.mitht.ru/e-library
www.mitht.ru/e-library
Федеральное агентство по образованию
Московская государственная академия
тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова
Кафедра органической химии
Асилова Н.Ю., Бойко И.П., Борисова Е.Я., Колобова Т.П.,
Кундрюцкова Л.А., Лонина Н.Н., Малина Е.В., Малина Ю.Ф.,
Мочалин В.Б., Помогаев А. И., Сивова Н.В., Шуталев А. Д.
СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ
ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
(1 часть)
Задачник
2007
www.mitht.ru/e-library

Приложенные файлы

  • pdf 1155264
    Размер файла: 631 kB Загрузок: 2

Добавить комментарий