Галогенпроизводные ароматических углеводородов

1. Опишите строение бромбензола и винилбромида. В чем отличие и сходство в строении этих соединений? Охарактеризуйте взаимное влияние атома брома и алкильных групп в этих соединениях.

2. Приведите структурные формулы следующих соединений: 1) 1,2-дихлорбензол; 2) п-нитрофторбензол; 3) 1-трет-бутил-2-бром-бензол; 4) 1-хлор-2-(трибромметил)бензол; 5) 4-фторбензол-сульфокислота; 6) 1,4-диэтил-2-йодбензол; 7) (фторметил)бензол.

3. Напишите структурные формулы изомерных ароматических соединений состава С₇H₇Br и С₈H₉F, назовите их.

4. Напишите всеми известными вам способами синтезы хлорбензола и (хлорметил)бензола.

5. Почему при хлорировании толуола, изопропилбензола и трет-бутилбензола масса орто-изомера составляет соответственно 60, 22 и 0%? Какие факторы влияют на количественное соотношение орто- и пара-изомеров при электрофильном замещении в бензольном кольце?

6. Расположите приведенные ниже соединения в порядке увеличения скорости бромирования в присутствии FeCl₃: 1) бензолсульфокислота; 2) бензол; 3) этилбензол; 4) фторбензол; 5) м-ксилол.

7. Какие вещества получаются при монохлорировании на свету: 1) толуола; 2) изопропилбензола; 3) втор-бутилбензола.

8. Расположите галогенопроизводные углеводородов в порядке увеличения их реакционной способности в S_N-реакциях, приведите объяснение:

I) 1) бензилхлорид; 2) винилхлорид; 3) аллилхлорид; 4) хлорбензол.

II) 1) (хлорметил)бензол; 2) (2-хлорэтил)бензол; 3) хлорбензол.

III) 1) (1-хлорэтил)бензол; 2) (хлорметил)бензол; 3) хлорбензол.

IV) 1) (бромметил)бензол; 2) (1-бромвинил)бензол; 3) (2-бромэтил)бензол.

V) 1) п-нитробромбензол; 2) бромбензол; 3) п-бромтолуол;

4) п-бромбензойная кислота.

9. Напишите примеры реакций, протекающих по механизмам «присоединения-отщепления» и «отщепления-присоединения». В чем отличие этих механизмов? Приведите факты, доказывающие протекание реакций именно по этим механизмам.

10. Составьте уравнения реакций, протекающих при нагревании 2,4-динитрохлорбензола с: 1) диэтиламином; 2) этилатом натрия; 3) водным раствором NaOH; 4) метилатом калия.

11. Расположите приведенные ниже соединения в порядке уменьшения подвижности хлора в реакциях нуклеофильного замещения, протекающего по механизму «присоединения-отщепления»: 1) о-нитрохлорбензол; 2) м-нитрохлорбензол; 3) 2,4-динитрохлор-бензол; 4) 3,5-динитрохлорбензол; 5) 2,4,6-тринитрохлорбензол.

12. Какой из изомерных фторнитробензолов наиболее реакционноспособен по отношению к пропилату калия? Рассмотрите механизмы протекающих реакций.

13. Осуществите следующие превращения:

14. Напишите уравнения реакций бензилбромида со следующими соединениями: 1) водным раствором гидроксида калия; 2) метиламином; 3) цианидом калия; 4) метилатом натрия; 5) этилтиолятом натрия; 6) металлическим натрием; 7) магнием в эфире; 8) ацетатом серебра.

15. Бензилбромид с высокой скоростью реагирует с триметиламином. Напишите уравнение реакции и рассмотрите ее механизм, чем объясняется высокая реакционная способность бензилбромида.

16. Напишите уравнения реакций согласно следующим схемам:

17. Исходя из бензола, получите следующие соединения: 1) п-хлор-бензойная кислота; 2) о-нитрохлорбензол; 3) м-нитрохлор-бензол; 4) п-нитроанилин; 5) п-хлорэтоксибензол; 6) 4-нитро-2-хлорфторбензол; 7) м-нитробензойная кислота.

18. С помощью каких реагентов и в каких условиях можно осуществить превращения:

19. Фторарены обладают высокой реакционной способностью, которая используется в практических целях, например, для определения N-концевых аминокислот используется реактив Сенгера (2,4-динитрофторбензол). Объясните высокую реакционную способность фтораренов, закончите уравнение реакции:

20. Закончите уравнения реакций, рассмотрите механизм каждого превращения:

21. При нитровании п-иодхлорбензола было выделено соединение состава C₆H₃IClNO₂, которое при нагревании с водным раствором КOH превращается в соединение C₆H₄ClNO₃. Установите структурную формулу продукта нитрования и продукта его гидролиза.

22. Определите структурную формулу ароматического соединения состава С₈H₉Cl, зная о нем следующее: 1) получается хлорированием на свету углеводорода С₈H₁₀; 2) легко гидролизуется водой по S_N1-механизму c образованием первичного спирта; 3) углеводород С₈H₁₀ при бромировании в присутствии AlСl₃ дает только одно монобромпроизводное.

23. Предложите структурную формулу соединения состава С₈H₈ClBr, которое существует в виде энантиомеров, а при взаимодействии с водой образует соединение С₈H₉ClО, при окислении последнего получается соединение С₇H₅ClО₂, содержащее заместители с несогласованным ориентационным влиянием в реакциях электрофильного замещения в бензольное кольцо.

24. Определите структурную формулу ароматического соединения состава С₉H₁₁Cl, зная: 1) вещество обладает оптической активностью; 2) легко образуется из углеводорода С₉H₁₂ при его хлорировании на свету; 3) при действии на него спиртового раствора NaOH превращается в соединение, которое существует в виде цис-транс-изомеров.

25. Определите структурную формулу ароматического соединения состава С₉H₉Br, зная: 1) вещество не обладает оптической активностью; 2) обесцвечивает бромную воду; 3) легко гидролизуется водой с образованием двух изомерных соединений состава С₉H₁₀O, при кипячении которых с перманганатом калия в кислой среде образуется бензойная кислота.

Спирты

1. Напишите структурные формулы следующих соединений: 1) изобутиловый спирт; 2) амиловый спирт; 3) изопропанол; 4) 3-метил-пентанол-2; 5) 5-метилгексанол-3; 6) 3-этилгексанол-2; 7) 2,3-диме-тилбутанол-2; 8) 4-бромгексанол-2; 9) 3,3-диметилпентанол-2;
10) бутандиол-1,3; 11) 2-метилбутандиол-2,3; 12) аллиловый спирт; 13) диметилизопропилкарбинол; 14) этилвинилизобутилкарбинол; 15) диизопропилкарбинол.

2. Назовите следующие соединения:

3. Напишите структурные формулы всех изомеров спиртов состава: 1) С₃H₇OH; 2) С₄H₉OH; 3) С₅H₁₁OH. Назовите их по карбинольной системе и номенклатуре IUPAC, укажите какие из них являются первичными, вторичными и третичными.

4. Напишите структурные формулы третичных спиртов состава
1) С₆H₁₃OH; 2) С₇H₁₅OH и назовите их.

5. Напишите структурные формулы всех двухатомных спиртов с четырьмя и пятью углеродными атомами и назовите их.

6. Напишите структурные формулы ненасыщенных спиртов состава 1) С₃H₅OH; 2) С₄H₇OH; 3) С₅H₉OH и назовите их. Отметьте структуры с цис- транс-изомерией.

7. Приведите структурные формулы двухатомных спиртов (гликолей): 1) этандиола-1,2; 2) пропандиола-1,2; 3) пропандиола-1,3;
4) бутандиола-1,4; 5) 2,3-диметилпентандиола-2,3.

8. Какие спирты образуются в результате щелочного гидролиза следующих соединений: 1) изобутилбромид; 2) изопропилхлорид;
3) трет-бутилбромид; 4) неопентилиодид; 5) 1-иод-2,3-диметилпентан; 6) 1-фторбутен-2; 7) 2,3-дибромбутан; 8) 3-бром-2-метилбунол-2. Напишите уравнения реакций, разберите их механизм. Назовите полученные соединения.

9. Какие спирты получаются при гидратации следующих этиленовых углеводородов: 1) изобутилена; 2) пропилена; 3) 2,2-диметилгексена-3; 4) 2-метилпентена-2.

10. Напишите уравнения реакций получения метилового, этилового и изопропилового спиртов в промышленности.

11. Из каких непредельных углеводородов при гидратации могут образоваться следующие спирты: 1) пентанол-2; 2) втор-бутиловый спирт; 3) изопропанол; 4) 2-метилгексанол-3; 5) 2-метилбутанол-2.

12. Напишите уравнения реакций получения из соответствующих галогенопроизводных следующих спиртов: 1) изобутилового;
2) пентанола-1; 3) бутандиола-1,3.

13. Предложите, с помощью каких реакций можно синтезировать следующие спирты из любых подходящих алкенов: 1) гексанол-3;
2) пентанол-2; 3) пентанол-1; 4) метилэтилпропилкарбинол;
5) триметилкарбинол.

14. Как можно получить пентанол-2, исходя из ацетилена и необходимых неорганических веществ? Написать уравнения реакций.

15. Напишите уравнения реакций синтеза спирта из указанного продукта с использованием реактива Гриньяра:

16. Напишите уравнения реакций получения аллилового спирта из пропана.

17. Предложите пути превращения бутена-1 в каждое из следующих соединений: 1) бутан; 2) бутанол-1; 3) бутанол-2; 4) пентен-1; 5) пентин-2; 6) изопропиловый спирт; 7) 2-бром-3-метилпентан; 8) изобутилен.

18. Напишите уравнения реакций получения этиленгликоля и глицерина в промышленности.

19. Назовите одноатомные спирты, получающиеся при восстановлении следующих карбонильных соединений:

20. Какие спирты образуются при взаимодействии этилмагнийбромида со следующими карбонильными соединениями (с последующим гидролизом): 1) метаналь; 2) этаналь; 3) бутанон; 4) циклопентанон; 5) пентаналь; 6) циклогексанон; 7) этилацетат; 8) изоамилацетат.

21. Получите следующие вещества по реакции Гриньяра, исходя из
н-пропилмагнийхлорида и любых подходящих реагентов:
1) пентанол-2; 2) 2-метилпентанол-2; 3) н-бутиловый спирт;
4) пентанол-1; 5) диэтилпропилкарбинол.

22. Осуществите синтезы:

23. Объясните природу водородной связи в спиртах. Изобразите водородные связи для метилового и этилового спиртов.

24. Расположите следующие спирты в порядке увеличения кислотных свойств в водном растворе: 1) трет-бутиловый спирт; 2) пропанол-2; 3) метанол; 4) этиловый спирт; 5) пентанол-3; 6) изопропиловый спирт; 7) 1-метилциклогексанол; 8) втор-бутиловый спирт.

25. Напишите структурные формулы изомерных спиртов состава С₄H₉OH и расположите их в порядке увеличения температур кипения.

26. Напишите уравнения реакций между этиловым и втор-бутиловым спиртами и следующими веществами: 1) этилмагнийбромидом;
2) металлическим натрием; 3) хлороводородной кислотой; 4) хлоридом фосфора (III); 5) хлористым тионилом.

27. Составьте уравнения реакций бромоводородной кислоты со спиртами: 1) этанолом; 2) пропанолом-1; 3) пропанолом-2; 4) 2-метил-пропанолом-2. Рассмотрите механизмы протекающих реакций.

28. Какие вещества (не мене четырех) могут быть получены из пропанола-1 при взаимодействии с серной кислотой в различных условиях? Напишите уравнения протекающих реакций.

29. Какие непредельные соединения получаются при дегидратации следующих спиртов:

30. 2-Метилгексанол-3 подвергли дегидратации, получившийся продукт озонировали. Образовавшийся озонид обработали раствором перекиси. Назовите конечные продукты реакции.

31. Предложите, с помощью каких химических проб можно отличить друг от друга соединения в следующих парах:

1) бутанол-1 и бутан;

2) пентанол-1 и пентан;

3) пропанол-1 и пропанол-2;

4) бутанол-1 и бутин;

5) 2-метилпропанол-2 и 2,2-диметилпропанол-1;

6) пропен-2-ол-1 и 2-метилпропанол-2;

7) циклогексанол и 1-метилциклогексанол.

Что можно наблюдать при использовании ваших проб?

32. Напишите уравнения реакций пропанола-1 и бутанола-2 с уксусной кислотой в присутствии серной кислоты. Рассмотрите механизмы протекающих реакций.

33. Составьте уравнения взаимодействия этанола и пропанола-2 со следующими реагентами: 1) этилмагнийбромидом; 2) бромоводородной кислотой; 3) тионилхлоридом; 4) хлоридом фосфора (V); 4) пропановой кислотой; 5) металлическим натрием; 6) хромовой кислотой.

34. Напишите структурные формулы промежуточных и конечных продуктов реакции в следующих превращениях:

35. Предложите схемы следующих синтезов:

36. Составьте схемы получения глицерина из пропилена и этиленгликоля из этана.

37. Составьте уравнения взаимодействия этанола и этиленгликоля со следующими реагентами: 1) Na; 2) NaOH; 3) СaO; 4) Сu(OH)₂.

38. Напишите структурную формулу соединения C₄H₁₀O, зная что:
1) с реагентом Лукаса (смесь HCl_конц. и ZnCl₂) вещество реагирует не мгновенно, а в течении 5 минут, без выделения тепла; 2) обладает оптической активностью.

39. Установите строение молекулы спирта состава C₆H₁₄O, при дегидратации которого образуется углеводород C₆H₁₂, при действии на последний озоном с последующим окислительным расщеплением образуется пропановая кислота. Приведите схемы реакций.