Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Москва 2012
|
|
Министерство образования и науки
Российской федерации
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Московский государственный текстильный
университет имени А.Н. Косыгина»
Учебно-методический
Комплекс по направлениям
260700, 200500
Методические указания
к самостоятельной работе по курсу «органическая химия»
Ответственный редактор проф. К.И. Кобраков
Составители: доц. А.Г. Ручкина,
Москва 2012
I Алканы (предельные углеводороды)
При выполнении заданий по теме алканы обратите основное внимание на:
1) правила названия органических соединений с помощью международной номенклатуры IUPAC (ЮПАК);
2) написание структурных формул органических соединений по названию, написание формул структурных изомеров;
3) написание схем органических реакций, где ставится не знак равенства между правой и левой частями, а только стрелка, которая даёт право указывать справа только основной продукт реакции;
4) особенности выполнения цепочки последовательных превращений (задание 10):
Пример:
Общая формула СnH2n+2.Гомологическая разность -СН2.В молекулах алканов атомы углерода соединены в прямые или разветвленные цепи одинарными связями.
| Гомологический ряд алканов | |||
| брутто-формула | название | брутто-формула | название |
| метан | 
| гексан |
| этан | 
| гептан |
| пропан | 
| октан |
| бутан | 
| нонан |
| пентан | 
| декан |
Номенклатура, изомерия. Каждый гомолог метана имеет название с суффиксом –ан. Корни слов, обозначающие названия первых членов гомологического ряда – мет-, эт-, проп-, бут-. Названия следующих гомологов образованы от корней греческих и латинских названий числительных.
Для алканов характерна изомерия углеродного скелета.
Соединения, имеющие характерное разветвление на конце углерод–углерод-ной цепи, называют, добавляя приставку изо-:
изобутан изопентан
изогексан
Согласно правилам номенклатуры IUPAC (ИЮПАК), при составлении названия сложного разветвленного углеводорода выбирают наиболее длинную цепь углеродных атомов (главная цепь) и нумеруют ее с того конца, ближе к которому находится большинство боковых ответвлений (заместителей). Основу названия составляет название алкана, соответствующего количеству атомов углерода главной цепи, боковые ответвления называют как радикалы с указанием (цифрой) номера углерода главной цепи, к которому они относятся:
— Регулярная проверка качества ссылок по более чем 100 показателям и ежедневный пересчет показателей качества проекта.
— Все известные форматы ссылок: арендные ссылки, вечные ссылки, публикации (упоминания, мнения, отзывы, статьи, пресс-релизы).
— SeoHammer покажет, где рост или падение, а также запросы, на которые нужно обратить внимание.
SeoHammer еще предоставляет технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Зарегистрироваться и Начать продвижение
2, 2, 4-триметил-3-этилгептан
Одинаковые радикалы группируются вместе, их общее количество указывают с помощью соответствующих префиксов: если их два – ди, три –три, четыре – тетра, пять – пента и так далее с использованием греческих числительных.
| Структура радикала | Название радикала |
| метил |
| этил |
| пропил |
| изопропил |
| бутил |
| вторичный бутил |
| третичный бутил |
| изобутил |
Для алканов характерна структурная изомерия (пример – все изомеры пентана).
| н-пентан | 2-метилбутан | 2, 2-диметилпропан (неопентан) |
Изомеры – соединения, имеющие один и тот же брутто-состав, но разную структуру (разная последовательность соединения атомов в молекуле).
Задания для самостоятельной работы:
1. Назовите по номенклатуре ИЮПАК приведенные ниже соединения:
2. Напишите структурные формулы следующих углеводородов. Обозначьте римскими цифрами первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода в этих соединениях:
а) 2-метил-3-этилпентан г) 4-изопропил-2-метилгептан
б) 2, 5-диметилгексан д) 3, 3-диэтилпентан
в) 3, 3, 4 – триметилгексан е) 2, 3 – диметил -3-этилпентан
3. Изобразите структурные формулы следующих радикалов:
а) изопропил г) трет-бутил
б) изобутил д) неопентил
в) втор-бутил е) н-гексил
4. Напишите структурные формулы двух изомеров для каждого из углеводородов, приведенных в задании 1. Назовите их по правилам номенклатуры ИЮПАК.
5. Напишите схемы реакций взаимодействия указанных галогенопроизводных с металлическим натрием (реакция Вюрца):
а) 2-бром-3-метилгексан г) 1-хлор-2-метилбутан
б) 2-хлор-3-метилпентан д) 1-иодпропан
в) 2-хлорбутан е) 2-бромпентан
6. Реакцией Вюрца получите следующие углеводороды:
а) октан г) 3, 4-диметилгексан
б) 2, 3-диметилбутан д) 2, 5-диметилгексан
в) 4, 5-диметилоктан е) 2, 2, 5, 5-тетраметилгексан
7. Напишите схемы реакций взаимодействия нижеприведенных алканов с хлором (Сl2) при ультрафиолетовом облучении. Мольное соотношение реагентов 1: 1.
а) бутан г) изопентан
б) 2-метилпропан д) 2, 2, 3-триметилбутан
в) 3-этилпентан е) 2-метилгексан
8. Какие соединения образуются при нитровании (реакция Коновалова) следующих алканов? Приведите схемы реакций. Мольное соотношение реагентов 1: 1.
а) 2, 4-диметилпентан г) 3-метилпентан
— Разгрузит мастера, специалиста или компанию;
— Позволит гибко управлять расписанием и загрузкой;
— Разошлет оповещения о новых услугах или акциях;
— Позволит принять оплату на карту/кошелек/счет;
— Позволит записываться на групповые и персональные посещения;
— Поможет получить от клиента отзывы о визите к вам;
— Включает в себя сервис чаевых.
Для новых пользователей первый месяц бесплатно. Зарегистрироваться в сервисе
б) бутан д) 2-метилбутан
в) пропан е) 2-метилпентан
9. Из каких алканов могут быть получены следующие нитропроизводные? Напишите схемы реакций.
а) 2-нитро-2-метилпентан г) 2-нитро-2-метилпропан
б) 3-нитро-3-этилпентан д) 3-нитропентан
в) 3-нитро-2, 3-диметилпентан е) 2-нитро-2-метилгексан
10. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующих реакциях. Дайте названия всем соединениям.
II Алкены (непредельные углеводороды)
При выполнении заданий по теме алкены обратите основное внимание на:
1) возможность существования для некоторых из них геометрических изомеров. Геометрическая изомерия наблюдается только в случае наличия разных (отличных друг от друга) заместителей у каждого атома углерода при двойной связи (в приведённом примере это группы: CH3 и H)
(Z)-бутен-2 (Е) -бутен-2
(цис- изомер) (транс - изомер)
Z-изомер – пространственный изомер, в котором старшие заместители расположены по одну сторону от плоскости двойной (π) связи; Е-изомер –пространственный изомер, в котором старшие заместители расположены по разные стороны от плоскости двойной (π) связи. Старшинство заместителей определяется по их молекулярной массе.
2) способ получения алкенов путём отщепления несимметричной молекулы происходит в соответствии с эмпирическим правилом Зайцева.
Правило А.М.Зайцева: отщепление ННal (HCl, HBr, HI) осуществляется от соседних атомов углерода таким образом, что водород отнимается от того из них, при котором водородов меньше (от наименее гидрогенизированного атома углерода), в результате реакции между этими атомами углерода замыкается кратная связь.
2-метил-3-хлорпентан 2-метилпентен-2
бутанол-2 бутен-2
3) Присоединение несимметричных молекул к несимметрично расположенной двойной связи происходит в соответствии с правилом Марковникова..
Правило В.В. Марковникова: присоединение полярных молекул типа НХ (Х= Hal, OH) к несимметричным алкенам происходит к атомам углерода при двойной связи с разрывом кратной связи, причем водород, преимущественно, присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода.
пропен 2-бромпропан
2-метилпропен 2-метилпропанол-2
4) Для алкенов характерна реакция полимеризации, протекающая с разрывом двойной связи и с сохранением элементного состава исходного мономера
Полимеризация
бутен-2 полибутен-2 (полибутилен)
нитрил акриловой кислоты полиакрилонитрил
(акрилонитрил)
2, 4-диметилпентен-2 поли -2, 4-диметилпентен-2
Задания для самостоятельной работы:
1. Назовите по номенклатуре ИЮПАК приведенные ниже соединения:
2. Напишите структурные формулы следующих алкенов:
а) 3-хлор-2-метилбутен-1 г) 4-метилгексен-2
б) 2, 3, 4-триметилгексен-3 д) 2-метилпентен-2
в) 2, 3-диметилпентен-1 е) 2, 4, 4-триметилпентен-2
3. Изобразите геометрические изомеры для нижеприведенных соединений. Приведите пример алкена, для которого невозможна геометрическая изомерия.
а) 2, 5-диметилгексен-3 г) гексен-2
б) пентен-2 д) бутен-2
в) 3-метилпентен-2 е) гексен-6
4. Напишите схемы реакции дегидратации следующих спиртов. Назовите полученные алкены.
а) 2-метилбутанол-1; г) гексанол-2;
б) 2-метилбутанол-2; д) 3-метилпентанол-2
в) бутанол-2; е) 3-метилбутанол-2
5. Какие алкены образуются при действии спиртового раствора щелочи (NaOH) на нижеприведенные галогенопроизводные? Напишите схемы реакций дегидрогалогенирования.
а) 2-хлорпентан; г) 2-бром-2-метилпентан;
б) 3-хлор-2, 3-диметилпентан; д) 3-хлор-2-метилпентан;
в) 2-хлор-2-метилбутан; е) 2-бром-3-метилгексан.
6. Осуществите следующие превращения. Напишите схемы реакций.
а) 2, 3-дибромпентан 
пентен-2 пентанол-2;
б) бутен-1 2-хлорбутан бутен-2;
в) 2-бромпропан 2, 3-диметилбутан 2, 3-диметилбутен-1;
г) 1, 2-дибромпропан пропен пропанол-2;
д) 3-метилбутанол-2 2-метилбутен-2 2-хлор-2-метилбутан;
е) 3-метилпентанол-2 3-метилпентен-2 3-метилпентанол-3.
7. Напишите схемы реакций гидрирования указанных алкенов:
а) 3-метилпентен-2 г) 2, 3-диметилпентен-2
б) пентен-1 д) 4, 4-диметилпентен-2
в) 3-метилпентен-1 е) 2-метилгексен-3
8. Напишите схемы взаимодействия нижеприведенных алкенов со следую-щими реагентами: 1) HOH, [H 
]; 2) HBr; 3) HBr в присутствии H2O2
Укажите среди них те реакции, которые идут по правилу Марковникова.
а) 2-метилбутен-2 г) 2-метилбутен-1
б) 2-метилпентен-1 д) бутен-1
в) 3-метилбутен-1 е) 2-метилпентен-2
9. Какие соединения образуются при «жёстком» (KMnO4, H2SO4, tº C) и «мягком» (водный раствор KMnO4, 25º C) окислении следующих алкенов. Напишите схемы реакций.
а) 2, 3-диметилпентен-1 г) 2-метилбутен-2
б) пропен д) бутен-1
в) бутен-2 е) 2, 3-диметилбутен-2
10. Изобразите элементарное звено полимера, образующегося при полимеризации нижеприведенных алкенов:
а) гексен-2 г) 3-метилпентен-2
б) 2-метилпентен-2 д) 2, 4-диметилпентен-2
в) гексен-1 е) 2-метилпропен
11. Из каких алкенов получены следующие полимеры?
III Алкадиены и алкины
При выполнении заданий по теме алкадиены и алкины обратите основное внимание на:
1) полимеризация сопряжённых диеновых углеводородов протекает особенным образом: с разрывом обеих двойных связей, встраиванием молекулы мономера в полимерную цепь по концам системы сопряжения и образованием двойной связи между вторым и третьим углеродом системы сопряжения. Схема реакции полимеризации имеет особенности: перед молекулой мономера и после элементарного звена полимера, взятого в квадратные скобки, ставят букву n, показывающую степень полимеризации:
пентадиен-1, 3 полипентадиен
2, 3-диметилгексадиен-2, 4 поли-2, 3-диметилгексадиен-2, 4 2) Для алкинов, в отличие от других классов углеводородов, возможны реакции замещения водорода при тройной связи, характеризующие их слабые кислотные свойства. Взаимодействием их с амидами щёлочных металлов (NaNH2) или щелочными металлами, оксидом серебра, солями закисной меди в среде жидкого аммиака получают ацетилениды соответствующих металлов.
ацетиленид серебра
метилацетиленид натрия
Через ацетилениды могут быть получены производные ацетиленовых углеводородов с более длинной и разветвлённой цепью атомов углерода. 
пропин метилацетиленид натрия бутин-2
Задания для самостоятельной работы:
1. Назовите по правилам номенклатуры ИЮПАК приведенные ниже соединения:
2. Какие соединения образуются при действии спиртового раствора щелочи (NaOH) на нижеприведенные галогенопроизводные? Напишите схемы реакций дегидрогалогенирования. Мольное соотношение реагентов 1: 2.
а) 2, 4-дихлор-3, 4-диметилгексан;
б) 2, 4-дибромгексан;
в) 1, 4-дибромбутан;
г) 1, 4-дихлорпентан;
д) 2, 5-дихлор-2, 5-диметилгексан;
е) 1, 4-дибром-3, 4-диметилгексан.
3. Напишите схемы реакций присоединения: 1) водорода (Н2) и 2) брома (Br2) к следующим алкадиенам. Мольное соотношение реагентов 1: 1.
а) 2-метилбутадиен-1, 3 г) 2, 4-диметилпентадиен-1, 3
б) 2, 3-диметилпентадиен-1, 3 д) гексадиен-2, 4
в) пентадиен-1, 3 е) 3-метилпентадиен-1, 3
4. Назовите соединения, полученные присоединением гидробромида (HBr) к следующим алкадиенам. Мольное соотношение реагентов 1: 1.
а) пентадиен-1, 3 г) 3-метилпентадиен-1, 3
б) гексадиен-2, 4 д) 2-метилбутадиен-1, 3
в) 2-метилпентадиен-1, 3 е) 2-метилгексадиен-2, 4
5. Напишите схемы полимеризации (по варианту 1, 4) для приведённых ниже алкадиенов:
а) 2-хлорпентадиен-1, 3; г) пентадиен-1, 3;
б) 2, 4диметилпентадиен-1, 3; д) 2, 3-диметилпентадиен-1, 3;
в) 2-метилгексадиен-2, 4; е) 2-метилбутадиен-1, 3.
6. Приведите схемы реакции дегидрогалогенирования под действием спиртового раствора щелочи (КОН) на нижеприведенные галогенопроизводные. Назовите полученные соединения.
а) 1, 1-дихлорбутан г) 2, 2-дибром-4, 4-диметилпентан
б) 2, 2-дихлорбутан д) 1, 1-дихлорпропан
в) 1, 1-дибром-3-метилпентан е) 2, 2-дихлор-3, 3-диметилгексан
7. Какие соединения образуются в реакции присоединения воды в присутствии солей ртути (реакция Кучерова) к указанным алкинам?
а) пропин г) 4-метилпент-2-ин
б) бут-1-ин д) пент-2-ин
в) бут-2-ин е) 3-метилпент-1-ин
8. Напишите схемы реакций взаимодействия нижеприведенных алкинов с амидом натрия (NaNH2 в NH3):
а) гексин-1 г) 3-метилбутин-1
б) 3, 3-диметилбутин-1 д) бутин-1
в) пропин-1 е) пентин-1
9. Какие соединения образуются в результате присоединения двух молей НСl к нижеприведенным алкинам?
а) гексин-3 г) бутин-2
б) 3-метилпентин-1 д) пропин
в) пентин-2 е) пентин-1
10. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов следующих реакций. Дайте названия этим соединениям:
IV. Ароматические соединения ряда бензола.
Номенклатура. Химические свойства
При выполнении заданий по теме ароматические соединения ряда бензола обратите основное внимание на:
1) основные принципы ароматичности (совокупность свойств, которыми должны обладать ароматические соединения):
1.1. замкнутая система сопряженных двойных связей, при этом молекула должна быть плоской;
1.2. высокая химическая устойчивость соединения, в том числе и к окислению;
1.3. склонность к реакциям замещения, а не присоединения, несмотря на формальную ненасыщенность;
2) изомерия производных бензола. Так двузамещённый бензол имеет три структурных изомера в зависимости от взаимного расположения этих заместителей:
| Орто- изомер о-диметилбензол (о-ксилол) | Мета-изомер м-диметилбензол (м-ксилол) | Пара-изомер п-диметилбензол (п-ксилол) |
3) Правила ориентации при электрофильном замещении в ряду бензола.
3.1. Ориентанты1 рода: -OH, -OR, -OCOR, -NH2, -NHR, -Alk, -Hal (не имеют кратных связей). Кроме галогенов все ориентанты 1 рода обладают электронодонорными свойствами, ориентируют новый вступающий заместитель в орто- и пара- положение относительно себя.
3.2.Ориентанты 2 рода: -NO2, -SO3H, -CN, -COH, -COR, -COOH, -CООR, -CCl3 (содержат кратные связи), обладают электроноакцепторными свойствами, ориентируют новый вступающий заместитель в мета-положение относительно себя.
Задания для самостоятельной работы:
1. Назовите соединения и радикалы:
2. Напишите структурные формулы всех изомеров следующих соединений:
а) диметилбензолсульфокислота; б) диметилбромбензол;
в) йодбромхлорбензол; г) дибромпропилбензол;
д) дихлорбензойная кислота; е) динитротолуол.
3. Укажите тип взаимного ориентирующего действия заместителей (согласованное или несогласованное) в указанных соединениях:
4. Отметьте звёздочкой атомы углерода указанных ниже ароматических соединений, по которым будут протекать реакции электрофильного замещения:
5. В каждой паре соединений укажите наиболее активное в реакциях электрофильного замещения.
6. Получите следующие соединения, исходя из толуола:
7. Осуществите следующие превращения, назовите все продукты:
8. Укажите условия проведения последовательных реакций:
9. Осуществите следующие превращения, назовите продукты всех реакций:
10. Предложите способ, как в несколько стадий получить из бензола следующие соединения:
а) п-нитробромбензол;
б) м-динитробензол;
в) п-нитрохлорбензол;
г) п-толуолсульфокислота;
д) м-толуолсульфокислота;
е) о-хлортолуол.
V. Алканолы и фенолы
При выполнении заданий по теме алканолы (спирты) и фенолы обратите основное внимание на:
1) реакцию этерификации спиртов (получение сложных эфиров) 
| пропанол-1 | этановая кислота | пропиловый эфир этановой кислоты |
2) слабо кислотные свойства спиртов, проявляющиеся в их взаимодействии с щелочными металлами:
| этанол | этилат натрия |
С растворами щелочей спирты не реагируют.
3) химические свойства фенолов определяются взаимным влиянием гидроксильной группы и бензольного кольца. С одной стороны электронодонорные свойства гидроксила повышают электронную плотность на бензольном ядре и способствуют протеканию реакций электрофильного замещения в более мягких условиях. С другой стороны, бензольное кольцо, способствует ослаблению связи протона гидроксильной группы с кислородом и усилению кислотных свойств фенола в сравнении со спиртами.
Водный раствор фенола – карболовая кислота
| фенол | феноксид ион |
Введение в ароматическое кольцо электроноакцепторных групп (Cl, Br, I, NO2, SO3H и др.) повышает относительную кислотность фенольного гидроксила, введение электронодонорных групп (алкилы, OH, NH2 и их производных) соответственно понижает кислотность. Особенно ярко влияние группировок проявляется, если они находятся в о- и п- положении относительно группыOH.
Кислотность фенолов выше кислотности спиртов и проявляются в способности фенолов взаимодействовать с растворами щелочей, в результате чего образуются феноляты, которые могут быть использованы в качестве промежуточного продукта в синтезе ароматических эфиров.
| фенолят натрия |
| фенолят натрия | Этилфениловый эфир (этоксибензол) |
| фенолят натрия | фениловый эфир этановой кислоты (фенилацетат) |
Задания для самостоятельной работы:
1. Назовите по правилам номенклатуры ИЮПАК приведенные ниже соединения:
2. Допишите схемы предложенных реакций. Дайте названия полученным соединениям.
а) п-изопропилфенол 
,
2, 4-диметилпентен-2 + Н2О 
;
б) м-нитрохлорбензол 
,
2-метил-2-хлорпентан 
;
в) 2-метилфенол ,
2-метилбутен-2 + Н2O ;
г) 4-нитрофенол ,
бутен- 2 + Н2О ;
д) 3-бромфенол ,
3-метилпентен-1 + Н2О ;
е) о-хлорфенол ,
2-метилгексен-1 + НОН .
3. Напишите и назовите продукты гидролиза:
4. Напишите схемы реакций взаимодействия указанных ниже соединений с водным раствором NaОН:
а) 2-хлор-3-метилбутан, г) хлористый изобутил,
п-нитрофенол; м-метилфенол (м-крезол);
б) бромистый изопропил, д) 3-хлор-2-метилпентан,
о-хлорфенол; м-бромфенол;
в) 1-иод-2-метилгексан, е) 3-хлор-2-метилгексан
п-изопропилфенол; о-этилфенол.
5. Напишите для каждого из приведённых спиртов по две схемы реакций со следующими галогенирующими агентами: PBr3, PCl5 ; продукты реакций назовите:
а) пентанол-2, г) изопропанол,
б) 2-метилбутанол-2, д) гексанол-2,
в) пентанол-3, е) бутанол-2.
6. В каждой паре приведённых ниже соединений укажите фенол с более сильными кислотными свойствами, напишите схемы диссоциации.
7. Напишите схемы реакций взаимодействия следующих спиртов с уксусной кислотой (СН3СООН) в присутствии каталитических количеств минеральной кислоты (реакция этерификации)
а) 3-метилбутанол-1, г) пентанол-1,
б) бутанол-2, д) 3-метилбутанол-2,
в) 2-метилпропанол-2, е) бутанол-1.
8. Напишите схемы получения следующих эфиров:
а) диэтиловый эфир, г) дибутиловый эфир,
фениловый эфир пропановой кислоты; пропилфениловый эфир;
б) дивторбутиловый эфир, д) диизобутиловый эфир
фенил-п-нитрофениловый эфир; метилфениловый эфир;
в) диизопропиловый эфир, е) диметиловый эфир,
дифениловый эфир; метил-о-хлорфениловый эфир.
9. Напишите схемы реакции: 1) мягкого окисления и 2) каталитического дегидрирования следующих спиртов:
а) 3-метилпентанол-2, г) гексанол-2,
б) пентанол-2, д) пентанол-3,
в) бутанол-1, е) 2-метилбутанол-1.
10. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующих реакциях. Дайте названия этим соединениям.
VI Альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и их производные
При изучении раздела альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты обратите внимание на:
1) разнообразие химических свойств этих соединений, большое количество производных карбоновых кислот и их названия;
2) альдегиды отличаются высокой реакционной способностью, реакции окисления, протекающие очень легко, применяют для их качественного обнаружения (так называемые качественные реакции):
2.1) реакция «серебряного зеркала», в результате которой выпадающий мелкодисперсный осадок серебра равномерно покрывает стенки реакционного сосуда, образуя зеркальную поверхность:
2.2) реакция альдегидов с «реактивом Фелинга» даёт другое наглядное подтверждение происшедшего окисления, синий цвет реакционной массы изменяется через зелёный, жёлтый к кирпично-красному цвету образующегося осадка оксида меди (I).
этаналь этановая кислота
3) способы получения и названия производных карбоновых кислот, пример приведён ниже для этановой кислоты.
Производные карбоновых кислот и методы их получения на примере этановой кислоты
Задания для самостоятельной работы:
1. Назовите по правилам номенклатуры ИЮПАК приведенные ниже соединения:
2. Напишите схемы реакции получения карбоновых кислот из указанных ниже исходных соединений. Дайте названия конечным продуктам.
а) бутаналь; 1, 1, 1-трихлорбутан; нитрил масляной кислоты.
б) 2-метилпропаналь; 1, 1, 1-трихлор-2-метилпропан;
нитрил 2-метилпропановой кислоты.
в) пентаналь; 1, 1, 1-трибромпентанан; нитрил пентановой кислоты.
г) этаналь; 1, 1, 1-трибром-3-метилпентан; нитрил пропионовой кислоты.
д) 2-метилбутаналь; 1, 1, 1-трихлор-3-метилбутан; нитрил 2, 3-диметил-гексановой кислоты.
е) 2-метилпентаналь; 1, 1, 1-трибромэтан; нитрил изовалериановой кислоты.
3. Напишите схемы реакций «мягкого» окисления приведённых ниже спиртов. Назовите продукты реакций.
а) пропанол-1, бутанол-2;
б) 3-метилбутанол-1, пропанол-2;
в) 3-метилпентанол-1, пентанол-2;
г) 2-метилпропанол-1, 4-метилпентанол-2;
д) гексанол-1, 2-метилгексанол-3;
е) 3-метилгептанол-1, гексанол-2.
4. Для каждого из приведённых ниже соединений напишите по две отдельных реакции их взаимодействия с 1) HCN; 2) H2. Продукты реакций назовите.
а) пентанон-2; г) 3-метилпентаналь;
б) бутанон; д) пропанон;
в) пропаналь; е) 2-метилгексаналь.
5. Напишите схемы реакций каждого из приведённых ниже соединений с пентахлоридом фосфора (PCl5):
а) бутаналь, бутановая кислота;
б) бутанон-2, этановая кислота;
в) пентанон-3, гексановая кислота;
г) 2-метилбутаналь, изомасляная кислота;
д) 2-метилпропаналь, 2, 3-диметилпентановая кислота;
е) гексанон-3, 2-метилпентановая кислота.
6. Напишите по стадиям схемы реакции образования полуацеталей и ацеталей из соответствующих альдегидов:
а) пропаналь+метанол 
б) бутаналь+этанол 
в) 2-метилпропаналь+пропанол-1 
г) 3-метилбутаналь+этанол
д) 3-метилпентаналь+метанол
е) пентаналь+пропанол-1 
7. Укажите продукты реакции окисления приведенных ниже кетонов в «жёстких» условиях (K2Cr2O7+ H2SO4, tº C)
а) 2, 4-диметилпентанон-3; г) гексанон-2;
б) 2-метилгексанон-3; д) пентанон-2;
в) 2-метилпентанон-3; е) 3-метилбутанон-2.
8. Напишите схемы трёх отдельных реакций взаимодействия указанных кислот со следующими реагентами:
1) NaOH; 2) NH3; 3) P2O5
а) пропановая кислота; г) 2-метилбутановая кислота;
б) этановая кислота; д) 3-метилбутановая кислота;
в) бутановая кислота; е) пентановая кислота.
9. Напишите соединения, образующиеся при гидролизе следующих производных кислот. Дайте названия исходным и конечным продуктам реакции.
10. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующих реакциях. Дайте названия этим соединениям.
VII алифатические и ароматические Амины
При выполнении заданий по теме амины, аминокислоты следует обратите основное внимание на:
1) Оснό вные свойства аминов. Оснό вность аминов связывают с наличием неподелённой пары электронов на атоме азота. Если необходимо сравнение основных свойств алифатических и ароматических аминов, надо обратить внимание на тот факт, что алифатические радикалы обладают электронодонорной природой и способны повысить электронную плотность на атоме азота, что приводит к росту относительной основности; в то время как ароматические радикалы обладают электроноакцепторными свойствами и понижают электронную плотность на атоме азота, соответственно вызывают снижение относительной основности.
Сравнение относительной основности ароматических аминов: введение в ароматическое кольцо электроноакцепторных групп (Cl, Br, I, NO2, SO3H и др.) понижает относительную основность ароматического амина, введение электронодонорных групп (алкилы, OH, NH2 и их производных) соответственно повышает основность. Особенно ярко влияние группировок проявляется, если они находятся в о- и п- положении относительно аминогруппы.
Образование солей с минеральными кислотами:
| анилин | хлорид фениламмония |
2) Реакция первичных ароматических аминов с азотистой кислотой (реакция диазотирования).
хлорид фенилдиазония
3) реакции электрофильного замещения анилина требуют защиты аминогруппы методом её ацилирования, затем ацильная блокировка легко снимается гидролизом в щёлочной среде (применение этого способа пригодится при выполнении д/з по теме диазосоединения).
Задания для самостоятельной работы:
1. Назовите по правилам номенклатуры ИЮПАК или рациональной номенклатуры приведенные ниже соединения. Укажите, какие из них относятся к первичным, вторичным или третичным аминам.
2. Напишите структурную формулу по приведённым ниже названиям аминов. Напишите и назовите для каждого из них по одному структурному изомеру. Укажите, какие из них относятся к первичным, вторичным или третичным аминам.
а) диметиламин; б) метилфениламин;
в) м-метилфениламин; г) метилдиэтиламин;
г) бутиламин; д) 2, 3-диметиланилин.
3. Напишите схемы реакций восстановления следующих нитросоединений:
а) 2-нитропропан; г) 4-хлорнитробензол;
б) 2-метилнитробензол; д) 2-нитро-2-метилбутан;
в) 2-нитро-2-метилпропан; е) 3-метилнитробензол.
4. Напишите схемы взаимодействия приведенных ниже аминов с HBr.
а) н-бутиламин, 3-метиланилин; г) изобутиламин, 2-метиланилин;
б) метилэтиламин, 2-хлоранилин; д) метилдиэтиламин, 4-нитроанилин;
в) триэтиламин, 3-нитроанилин; е) изопропиламин, анилин.
5. Осуществите следующие превращения в несколько стадий:
6. Расположите приведённые амины в ряд по возрастанию основных свойств:
7. Какие исходные амины и хлорангидриды каких карбоновых кислот необходимы (реакция ацилирования) для получения следующих амидов:
8. Пользуясь известными Вам методами получения ароматических аминов, напишите схемы реакций получения из бензола следующих соединений:
а) N, N-диметиланилин; б) п-метиланилин;
в) N-фенилацетамид; г) м-метиланилин;
д) N-метиланилин; е) п-аминобензолсульфокислота.
9. Напишите схемы предложенных реакций, назовите полученные продукты:
а) 2-аминопропан + СH3Cl 
;
б) 3-нитрофениламмоний хлорид 
;
г) диметиламин + CH3Br ;
д) диметилфениламмоний хлорид ;
е) анилин + 
.
10. Напишите формулы промежуточных и конечных продуктов в следующих реакциях. Дайте названия этим соединениям:
VIII Диазосоединения. Азосоединения. Азокрасители
При выполнении заданий по теме диазо- и азосоединения следует обратите основное внимание на:
1). диазосоединения – соли диазония получают по реакции производных первичных ароматических аминов с солями азотистой кислоты в присутствии минеральной кислоты при О˚ С (реакция диазотирования).
2). реакции азосочетания солей диазония с фенолами или с ароматическими аминами приводят к образованию азосоединений, эта реакция рассматривается как реакция электрофильного замещения в бензольном кольце фенола или амина. Азосочетание идет, преимущественно, в пара-положение к фенольному гидроксилу или аминогруппе, в случае если пара-положение занято азосочетание идет в орто-положение.
| 4-гидроксиазобензол |
4-(диметиламино)азобензол
Азосоединения – вещества окрашенные, на их основе получают красители для тканей.
Окраска вещества связана с его способностью поглощать из видимой части спектра порции энергии от 158 до 300 кДж/моль (в интервале длин волн от 800 до 400 нм). При этом непоглощенные лучи спектра, являясь дополнительными к поглощенным, воспринимаются как видимые, и тело становится окрашенным.
Окрашенность соединения связана с наличием в его структуре определенных групп, называемых хромофорными («хромос»- цвет): -N=N-, -NO2, -N=O, система сопряженных кратных связей. Ауксохромные группы («ауксо» – углубляю): -NH2, -N(CH3)2, -OH углубляют окраску и способствуют фиксации на материале.
Для того чтобы соединение было красителем необходимо присутствие в его молекуле и хромофорных и ауксохромных групп одновременно.
Задания для самостоятельной работы:
1. Назовите соединения, укажите в них диазо- или азогруппу:
2. Напишите схемы реакций диазотирования следующих ароматических аминов:
3. Из анилина через реакцию его диазотирования получите следующие соединения:
а) бромбензол, б) метилфениловый эфир (анизол),
в) йодбензол, г) нитробензол,
д) нитрил бензойной кислоты, е) хлорбензол.
4. Получите фенольные производные из приведённых ниже ароматических аминов (реакцией диазотирования и дальнейшего замещения диазогруппы):
5. Напишите продукт реакции азосочетания следующих азо- и диазосоставляющих:
6. Диазотированием какого ароматического амина можно получить следующее соединение:
а) бромид п-хлорфенилдиазония, б) хлорид о-нитрофенилдиазония,
в) йодид м-метоксифенилдиазония, г) хлорид м-бромфенилдиазония,
д) хлорид о-метоксифенилдиазония, е) хлорид 2, 5-диметилфенилдиазония.
7. Укажите условия проведения последовательных реакций:
IX Аминокислоты
При выполнении заданий по теме амины, аминокислоты следует обратите основное внимание на:
1) аминокислоты – соединения со смешанными функциями: в их структуре имеется карбоксильная группа (центр кислотности) и аминогруппа (центр основности). Аминокислоты способны образовывать соли как с кислотами (по аминогруппе), так и с основаниями (по карбоксильной группе). 
| натриевая соль аминоэтановой кислоты |
| гидрохлорид аминоэтановой кислоты |
В нейтральной среде в растворе аминокислоты существуют в виде биполярного иона (цвиттер-иона):
биполярный ион аминоуксусной кислоты
2)Конденсация аминокислот. Конденсация – это процесс образования новой углеродной связи (в данном случае С− N – связи), сопровождающийся выделением низкомолекулярного побочного продукта (в данном случае - воды).
При конденсации аминокислот образуются соединения с пептидными (амидными) связями.
Конденсация проходит в особых условиях, схематично её можно представить: 
| α -аминопропионовая кислота | α -аминоуксусная кислота | дипептид α -аминопропионовой и α -аминоуксусной кислоты |
В реакцию конденсации могут вступать одинаковые или различные аминокислоты. В зависимости от количества аминокислот различают дипептиды, трипептиды и т.д.
Дипептид образуется при взаимодействии двух аминокислот, трипептид – при взаимодействии трех аминокислот. Полипептид образуется при образовании полимера по подобной схеме взаимодействия.
Пептидная или амидная связь 
образуется при взаимодействии свободной амино- и карбоксильной группы, эта группировка связывает между собой остатки α -аминокислот в полимерной молекуле белка.
3) Синтетические (полученные путем химического синтеза) полиамидные волокна: капрон (перлон), энант, найлон (полиамид-6, 6) имеют большое практическое значение.
Синтетические полиамиды устойчивы к действию разбавленных растворов кислот, щелочей; при повышенных температурах разлагаются растворами кислот и щелочей; растворяются в сильно полярных растворителях.
Капрон получают полимеризацией ξ -капролактама:
величина n – порядка 250. Эту смолу можно рассматривать как продукт конденсации ξ -аминокапроновой кислоты (6-аминогексановой кислоты).
Энант получают поликонденсацией ω -аминоэнантовой кислоты (7-аминогептановой кислоты):
Найлон получают сополиконденсацией 1, 6-диаминогексана (гексаметилендиамина) с гександиовой (адипиновой) кислотой:
Задания для самостоятельной работы:
1. Изобразите в виде биполярных ионов (цвиттер-ионов) следующие аминокислоты:
а) 2-аминопропановая кислота; г) 2-амино-2-метилпентановая кислота;
б) 4-аминобутановая кислота; д) 3-амино-2-метилбутановая кислота;
в) 3-аминобутановая кислота; е) 2-амино-4-метилгексановая кислота.
2. Напишите схемы реакций предложенных ниже аминокислот c каждым из следующих реагентов:
HCl, NaOH (водный раствор), PCl5, CH3Br, C2H5OH, 
; назовите конечные продукты.
а) 2-аминогексановая кислота;
б) 3-амино-2-метилпентановая кислота;
в) 6-аминогексановая кислота;
г) 3-аминобутановая кислота;
д) 4-аминопентановая кислота;
е) 2-аминобутановая кислота.
3. Изобразите формулы трипептидов, состоящих из остатков следующих аминокислот и схемы реакции их гидролиза в присутствии KOH или HCl:
а) 2-амино-2-метилпропановая кислота;
б) аминоуксусная кислота (глицин);
в) 2-аминопропановая кислота (аланин);
г) 2-аминобутановая кислота;
д) 2-амино-3-метилбутановая кислота;
е) 2-амино-2-метилбутановая кислота.
4. Напишите схемы реакций получения полиамидных смол из следующих соединений:
а) 7-аминогептановая кислота;
б) капролактам;
в) 7-аминооктановая кислота;
г) 6-аминогексановая кислота;
д) гексаметилендиамин + адипиновая кислота;
е) 5-аминопентановая кислота;
XI Оптическая изомерия. Моно- и полисахариды
При выполнении заданий по теме оптическая изомерия, моносахариды следует обратите основное внимание на:
1) термины:
Энантиомеры - оптические изомеры, обладающие полным зеркальным подобием;
диастереомеры - оптические изомеры, не обладающие полным зеркальным подобием;
мезоформа - симметрично построенный оптически недеятельный непарный изомер;
моносахарид - углевод, который нельзя превратить гидролизом в более простое соединение.
2)Моносахариды (монозы).Наиболее важны и чаще всего встречаются в природе монозы состава С5Н10О5. Исследования показали, что строение таких соединений отвечает неразветвленной цепи углеродов, имеющих одну карбонильную группу (альдегидную или кетонную) и несколько гидроксильных групп, то есть соединения относятся к классу оксикарбонильных.
В зависимости от количества углеродных атомов в цепи монозы называют C3– триозы, С4 –тетрозы, С5 – пентозы, С6 –гексозы и т.д. Моносахариды, содержащие в оксикарбонильной форме альдегидную группу называют альдозами, а кетонную группу - кетозами.
Изомерия моносахаридов связана с п
|
|