Дополнительные задачи

3.1. Приведите структурные формулы всех изомерных алкинов состава С ₅ Н ₈. Назовите их по рациональной и международной номенклатурам. Отметьте алкины с концевой тройной связью.

3.2. Напишите структурные формулы ацетиленовых углеводородов и назовите их по международной номенклатуре: а) метилэтилацетилен, этилизопропилацетилен; в) трет-бутилацетилен; втор-бутилизобутилацетилен.

3.3. Приведите структурные формулы всех изомерных соединений состава С₄Н₉Br. Назовите их по радикалам, связанным с атомом брома, и по международной номенклатуре. Отметьте первичные, вторичные и третичные бромалканы. В каком изомере имеется хиральный центр? Нарисуйте для этого соединения формулы энантиомеров, обозначьте их конфигурацию по R, S –системе.

3.4. Назовите соединения:

3.5. Сколько трихлорпроизводных можно образовать от углеводородов: а) пропана; б) пропилена; в) диметилацетилена? Напишите их структурные формулы и назовите.

3.6. Напишите и назовите все изомерные соединения состава С ₄ H ₈ Br нормального строения. Укажите вицинальные и геминальные дибромбутаны. Отметьте соединения, обладающие хиральностью. Приведите фишеровские формулы оптических изомеров. Укажите эритро -, трео - и мезо-формы.

3.7. Приведите структурные формулы соединений: а) 1, 4-дихлор-4-метилпентана; б) 1-бром-4-хлор-2, 3-диметилбутана; в) 5-бром-3-метил-1-пентена; г) 5-фтор-1-пентина; д) 3-иод-1-пентен-4-ина. Обратите внимание на старшинство групп (см. приложение).

3.8. Назовите по радикалам и по международной номенклатуре все монохлорпроизводные пропилена. Какое соединение может существовать в виде цис - и транс -изомеров? Приведите формулы этих изомеров.

3.9. Сравните стереоизомерию 2-бутена и 1, 3-диметилциклобутана. В чем причина появления геометрических изомеров у каждого из этих соединений?

3.10. Напишите структурные формулы соединений: а) 1, 1-диметилциклопропана; б) цис -1, 2- диметилциклопропана; в) транс -1, 2- диметилциклопропана; г) метилциклобутана. Отметьте структурные и геометрические изомеры. Какое соединение должно обладать оптической активностью? Приведите для него формулы энантиомеров. Укажите мезо-соединение.

3.11. Приведите структурные формулы всех изомерных алициклических углеводородов состава С ₆ Н ₁₂. Назовите их. Где возможно, приведите формулы геометрических и оптических изомеров. Укажите мезо-соединения и пары энантиомеров.

3.12. Напишите структурные формулы соединений:

а) циклопропилкарбинола; б) диметилового эфира цис -1, 2-циклопандикарбоновой кислоты; в) монометилового эфира цис -1, 2-циклопропандикарбоновой кислоты; г) циклобутиламина; д) цис -1, 2-дибромциклобутана; е) циклопентанола; ж) транс -3-хлорциклопентанола; з) циклогексанона. Отметьте мезо-соединения. Для оптически активных соединений приведите формулы энантиомеров.

3.13. Приведите структурные формулы соединений. Назовите их по рациональной номенклатуре: а) 2-пентанол; б) 2-метил-2-бутанол; в) 4-метил-2-пентанол; г) 2, 3-диметил-3-пентанол; д) 2, 2, 4- триметил-3-гексанол.

3.14. Назовите перечисленные ниже спирты по международной номенклатуре: а) диметилизопропилкарбинол; б) пропилизопропилкарбинол; в) этилбутилизобутилкарбинол; г) метил- втор -бутил- трет -бутилкарбинол.

3.15. Дайте названия следующим соединениям:

3.16. Напишите структурные формулы всех изомерных α -, β -, γ -гликолей состава С ₄ Н ₁₀ О ₂, имеющих нормальное строение. Назовите их по международной номенклатуре. В молекулах каких соединений имеются хиральные центры? Для изомера, содержащего два асимметрических атома углерода, нарисуйте фишеровские формулы стереоизомеров, назовите их по R, S - и D, L - номенклатурам.

3.17. Приведите структурные формулы соединений: а) 3, 3- диметил-1-бутанола; б) 2-этил-1, 3-гександиола; в) 4-пентен-1-ола; г) 3-бутин-2-ола; д) 2-пропантиола; е) 1, 2, 3-пропантриола. Среди названных спиртов отметьте; предельные одноатомные, предельные двухатомные, предельные трехатомные, непредельные одноатомные, тиоспирты.

3.18. Напишите структурные формулы всех изомерных альдегидов и кетонов состава С₄Н₈О. Назовите их по рациональной и международной номенклатурам; где возможно, приведите тривиальные названия.

3.19. Приведите структурные формулы соединений. Дайте им рациональные названия: а) пентаналь; б) 3- метилбутаналь; в)2-пентанон; г) 4-метил-2-пентанон; д) 3-бутеналь; е) 4-пентин-2-он.

3.20. Назовите приведенные ниже соединения по международной номенклатуре: а) пропионовый альдегид б) ацетон; в) изовалериановый альдегид; г) метилизобутилкетон; д) этилвинилкетон; е) формилуксусный альдегид; ж) диацетил.

3.21. Приведите структурные формулы и назовите соединения, удовлетворяющие следующим условиям: а) альдегид состава С ₅ Н ₁₀ О, не имеющий атомов водорода при α - С -атоме; б) метилкетон состава С ₅ Н ₁₀ О, имеющий нормальное строение; в) альдегид состава С ₅ Н ₁₀ О, молекула которого хиральна; г) альдегид состава С ₄ Н ₆ О, существующий в виде цис - и транс -изомеров.

3.22. Напишите структурные формулы соединений: а) 1, 2-эпоксипентана; б) 1, 2-эпоксибутана; в) (Z)-2, 3-эпоксибутана; г) (Е)-2, 3-эпоксипентана.

3.23. Назовите соединения:

3.24. Напишите структурные формулы соединений: а) пропиламина; б) диэтиламина; в) метиэтиламина; г) триметиамина; д) метилизопропиламина; е) диметилэтиламина. Укажите, какие из них являются первичными, вторичными и третичными. Отметьте структурные изомеры.

3.25. Приведите структурные формулы всех изомерных аминов состава С ₄ Н ₁₁ N. Назовите их по радикалам, связанным с атомом азота. Укажите тип каждого амина.

3.26. Сколько третичных аминов соответствует формуле С ₅ Н ₁₃ N? Назовите их.

3.27. Напишите структурные формулы соединений: а) пентанамина; б) 3-метил-2-бутанамина; в) N, N –диметил-2-пентамина; г) N -этил-2-метил-2- бутанамина; д) 1, 3-пропандиамина; е) 4-хлор-1- бутанамина; ж) 4-амино-1-бутанола. Обратите внимание на нумерацию цепи и место аминогруппы в названии по международной номенклатуре.

3.28. Приведите проекционные формулы: а) D -2- бутанамина; б) L -2-пентанамина; в) трео -2, 3-бутандиамина; г) эритро -3-амино-2-бутанола.

3.29. Напишите структурные формулы соединений: а) 2-нитро-4-метилпентана; б) 2-нитро-3, 3-метилбутана; в) 3-нитро-2, 2-диметилпентана; г) 4-нитро-2-пентена; д) 3-нитро-1-пропанола; е) 2-хлор-3-нитробутана. Обратите внимание на старшинство групп и порядок нумерации цепи (см. табл.1, 2).

3.30. Назовите соединения:

Укажите первичные, вторичные и третичные соединения.

3.31. Приведите структурные формулы кислот (в скобках указаны систематические названия): а) α -оксимасляной (2-гидроксибутановой); б) β -бромизомасляной (3-бром-2-метилпропановой); в) δ -оксивалериановой (5-гидроксипентановой); г) γ -аминокапроновой (4-аминогексановой); д) α, α '-дибромянтарной (2, 3-дибром-1, 4-бутандионовой); е) α, δ -диаминовалериановой (2, 5-диаминопентановой); ж) трифторуксусной (2, 2, 2-трифторэтановой); з) γ -оксикротоновой (4-гидрокси-2-бутеновой). Приведите проекционные формулы всех стереоизомеров соединений (а) и (е).

3.32. Назовите соединения: а) СН₃─ СН(СН₃)CHBrCOOH; б) СН₃СН(ОН)CH₂COOH; в) СН₃СН(NН₂)CH₂CH₂COOH; г) (СН₃)₂СНСН(СН₃)СН(NН₂)COOH; д) HOСН₂СН₂CH(NН₂)COOH; е) Cl₃ССООН; ж) НООС─ СНCl─ CH(OH)COOH; з) BrCH₂─ CH=CH─ COOH; и) СН₃СН(Br)СН₂CH(OH)CH₂COOH. Рассмотрите стереоизомерию соединений (ж) и (з).

3.33. Какое строение имеют следующие кислоты: а) акриловая; б) кротоновая; в) винилуксусная; г) щавелевая; д) малоновая; е) янтарная; ж) адипиновая? Назовите их по международной номенклатуре. Для какой кислоты возможна цис - и транс- изомерия?

3.34. Назовите соединения:

3.35. Приведите структурные формулы всех изомерных ненасыщенных кислот состава С ₄ Н ₆ О ₂ и дикарбоновых кислот состава С ₅ Н ₈ О ₄. Назовите их.

3.36. Какую группу атомов называют кислотным остатком или ацилом? Приведите ацилы, соответствующие следующим кислотам: а) муравьиной; б) уксусной; в) пропионовой; г) масляной. Назовите их.

3.37. Напишите структурные формулы всех изомерных окси -, амино- и бромзамещенных пропионовых кислот. Назовите их. Отметьте те, для которых возможно явление оптической изомерии. Приведите проекционные формулы энантиомеров. Отнесите их к D - или L -ряду.

3.38. Приведите структурные формулы функциональных производных замещенных кислот: а) хлорангидрид хлоруксусной кислоты; б) амид β -бромпропионовой кислоты; в) этиловый эфир оксиуксусной кислоты; г) нитрил γ -аминомасляной кислоты; д) диамид винной кислоты; е) моноамид α -аминоянтарной кислоты; ж) ангидрид трифторуксусной кислоты; з) хлорацетат натрия; и) гидрохлорид α - аминопропионовой кислоты; к) диметиловый эфир α -оксипропионовой кислоты.

3.39. Напишите структурные формулы простейших замещенных кислот (в скобках даны тривиальные названия): а) хлоруксусной; б) оксиуксусной (гликолевой); в) аминоуксусной (глицина); г) α -оксипропионовой (молочной); д) α - аминопропионовой (аланина); е) β -бромпропионовой; ж) α, β -диоксипропионовой (глицериновой); з) α -амино-β -оксипропионовой (серина); и) α -оксиянтарной (яблочной); к)α -окси-β -хлорянтарной; л) α, α ′ -диоксиянтарной (винной). Какие названные кислоты могут существовать в виде оптически активных соединений? Сколько стереоизомеров возможно в каждом случае?

3.40. Назовите соединения:

а) б) в) г)

д) е) ж)

3.41. Приведите структурные формулы соединений: а) анизола (метилфенилового эфира); б) фенетола (этилфенилового эфира); в) дифенилового эфира; г) аллилфенилового эфира; д) фенилацетата; е) фенилбензоата; ж) феноксиуксусной кислоты; з) фенолята натрия.

3.42. Напишите структурные формулы всех изомерных ароматических углеводородов состава С ₈ Н ₁₀, С ₉ Н ₁₂. Назовите их по международной номенклатуре. Какие из них имеют тривиальные названия? Приведите их.

3.43. Напишите структурные формулы всех изомерных карбонильных соединений бензольного ряда состава С ₈ Н ₈ О. Назовите их.

3.44. Приведите структурные формулы соединений: а) п -нитробензальдегида; б) о -гидроксибензальдегида (салицилового альдегида); в) фенил- п -толилкетона; г) 3-нитро-4′ -метилбензофенона; д) 4-формилбензосульфокислоты; е) 3-фенилпропеналя (коричного альдегида); ж) 3-метокси-4-гидроксибензальдегида (ванилина); з) бензальацетона.

3.45. Напишите структурные формулы функциональных производных арилсульфокислот: а) бензолсульфонат натрия; б) м -бромбензолсульфат кальция; в) бензолсульфохлорид; г) п -толуолсульфамид; д) метил- п -толуолсульфонат (метилтозилат).

3.46. Назовите соединения:

а) б) в) г)

д) е)

ж) з)

и)

3.47. Назовите соединения:

г) д) е)

3.48. Назовите диазосоединения:

а) б)

в) г)

д) е)

У каких соединений возможна геометрическая (син -, анти-) изомерия?

3.49. Напишите структурные формулы всех изомерных монокарбоновых кислот состава С ₈ Н ₈ О ₂ и дикарбоновых кислот состава С ₈ Н ₆ О ₄. Назовите их.

3.50. Приведите структурные формулы замещенных кислот: а) салициловой (о -гидроксибензойной); б) антраниловой (о - аминобензойной); в) 2-хлор-4-сульфобензойной; г) 3-нитрофталевой; д) п -ацетаминобензойной; е) анисовой (п -метоксибензойной); ж) 2, 4- динитробензойной.

3.51. Назовите кислоты:

а) б) в) г)

д) е) ж) з)

3.52. Напишите структурные формулы функциональных производных карбоновых кислот: а) бензоилхлорид; б) нитрил фенилуксусной кислоты; в) этиловый эфир п -нитробензойной кислоты; г) ангидрид о -хлорбензойной кислоты; д) амид - п - метоксибензойной кислоты; е) фениловый эфир салициловой кислоты; ж) диамид изофталевой кислоты; з) имид фталевой кислоты (фталимид); и) ангидрид фталевой кислоты; к) монометиловый эфир терефталевой кислоты; л) фталимид калия.

3.53. Назовите соединения:

а) б) в)

г) д) е)

ж) з) и)

н) о)

3.54. Приведите структурные формулы всех изомерных аминов состава С ₇ Н ₉ N. Назовите их.

3.55. Напишите структурные формулы соединений: а) о -толуидина; б) о -анизидина; в) п -фенилендиамина; г) п -фенетидина; д) 2, 4-динитроанилина; е) 2, 4, 6-триброманилина; ж) N -этиланилина;
з) трифениламина.

3.56. Напишите структурные формулы всех углеводородов, состоящих из двух и трех конденсированных бензольных колец. Назовите их. Какой углеводород имеет линейное сочленение колец, а какой – угловое? В каком порядке нумеруют атомы этих углеводородов? Сколько изомерных монозамещенных соединений можно образовать от каждого углеводорода?

3.57. Приведите структурные формулы соединений: а) 1-метил-нафталина; б) 2-бромнафталина; в) α -нафтола; г) β -нафтиламина; д) 1, 8-динитронафталина; е) 1, 4-дигидроксинафталина; ж) 1, 2, 3, 4-тетрагидронафталина (тетралина); з) 1-гидроксиантрацена; и) 9-бромантрацена; к) антрахинона; л) 9, 10-дигидрофенантрена; м) 9-формилфенантрена; н) ализарина (1, 2-дигидроксиантрахинона).

3.58. Напишите структурные формулы: а) α -метилфурана; б) 2-бром-4-метилфурана; в) фурфурола; г) 5-нитрофурфурола; д) N -метилпиррола; е) 2-карбоксипиррола; ж) α -тиофенсульфокислоты; з) α -ацетилтиофена; и) бензофурана; к) бензотиофена; л) индола.

3.59. Назовите следующие соединения:

а) б) в) г) д)

3.60. Приведите проекционные формулы соединений: а) L -2-бутанола; б) мезо-2, 3-бутандиола; в) транс -2-бутен-1-ола; г) эритро-1, 2, 3-бутантриола; д) (R)-2-пентанола; е) (R, S)-2, 3-пентандиола.

3.61. Назовите следующие соединения:

а) б) в)

г) д) е)

ж) з) и)

3.62. Дайте определение следующим терминам: а) углеводы; б) моносахариды; в) дисахариды; г) полисахариды; д) альдозы; е) кетозы; ж) альдогексозы; з) кетопентозы. Проиллюстрируйте эти термины примерами конкретных соединений.

3.63. Приведите структурные формулы изомерных триоз. Назовите их. Укажите соединения с хиральным атомом углерода. Приведите для него проекционные формулы энантиомеров. Отнесите последние к D - и L -рядам, назовите их по R, S - номенклатуре.

3.64. Приведите структурные формулы изомерных тетроз. Назовите их. Сколько пространственных изомеров соответствует каждому структурному изомеру? Укажите, какие из них принадлежат к D -ряду.

3.65. Из остатков каких аминокислот состоят следующие пептиды:

а)

б)

в)

Назовите эти пептиды. Укажите N - и C -концевые аминокислоты.

3.66. Приведите структурные формулы следующих незаменимых аминокислот: а) (+)-валина; б) (-)-лейцина; в) (+)-изолейцина; г) (+)-лизина; д) (-)-треонина; е) (-)-метионина; ж) (-)-фенилаланина; з) (-)-триптофана. К какому стереохимическому ряду, L или D, относятся эти природные аминокислоты? Напишите все возможные проекционные формулы стереоизомеров треонина. Какую конфигурацию имеет природный треонин, если известно, что он назван вследствие конфигурационного сходства с тетрозой-треозой?

Семинар 3. Теория химического строения органических
соединений. Связь строения и реакционной способности
органических соединений

ПРОГРАММА

Основные положения теории химического строения органических соединений, ее значение и практическое использование. Дальнейшее развитие теории химического строения: развитие учения о типах химической связи, о пространственном строении и взаимном влиянии атомов в молекулах органических соединений.

Типы химической связи в органических соединениях. Характеристика связей (длина, энергия, полярность, поляризуемость). Структурные и электронные формулы органических соединений.

Пространственное строение органических молекул. Изомерия, ее виды. Конфигурации и конформации.

Классификация реакций с участием органических соединений по типу разрыва химической связи и по природе реагента (радикалы, электрофильные и нуклеофильные частицы).

Общие вопросы

1.1. Сформулируйте основные положения теории химического строения органических соединений.

1.2. Каково значение теории?

1.3. В чем основное отличие теории химического строения органических соединений от предшествующих теорий?

1.4. По каким направлениям идет дальнейшее развитие теории химического строения органических соединений?

1.5. Как размещаются в пространстве четыре единицы сродства атома углерода в алканах?

1.6. Какие типы связей встречаются в органических соединениях?

1.7. Какая связь наиболее характерна для органических соединений?

1.8. Чем характеризуется ковалентная связь?

1.9. Дайте определение гомолитическому и гетеролитическому расщеплению связи.

1.10. Какие частицы называются радикалом, электрофилом, нуклеофилом?

1.11. Напишите примеры органических молекул с различными степенями окисления (первой, второй, третьей, четвертой).

1.12. CH ₃- Br + LiCH ₃ → CH ₃- CH ₃ + LiBr

Определить тип реакции и степени окисления атомов углерода в реагирующих и конечных продуктах.