В неорганической химии чаще всего имеется строгое однозначное соответствие между составом вещества и его структурной формулой



жүктеу 64.13 Kb.
Дата11.04.2019
өлшемі64.13 Kb.
түріЗадача

Задача 1.
В неорганической химии чаще всего имеется строгое однозначное соответствие между составом вещества и его структурной формулой.

Например:



Формула

Состав









Однако в случае органических соединений по брутто-формуле не всегда понятно, о каком соединении идет речь.

Продолжите таблицу, предположив вероятные структуры органических соединений, исходя из их состава.



Формула

Состав


















































Задача 2.

В СМИ часто ошибочно утверждается, что консервант Е*** токсичен, вызывает гормональные сбои или даже рак. На самом деле Е*** в применяемых дозах совершенно безвреден для человека, что было подтверждено многократными исследованиями и более чем столетней практикой консервирования пищи. Консервант Е*** можно получить по следующей схеме




Расшифруйте схему синтеза и определите строение вещества Е***, если известно, что оно не вступает в реакцию серебряного зеркала, а при бромировании в присутствии FeBr3 образует преимущественно одно монобромпроизводное.
Ответ:
По использованию в первой реакции алкилгалогенида и AlCl3 можно заключить, что это алкилирование ароматического соединения по Фриделю-Крафтсу. Самое простое ароматическое соединение с формулой C7H8 – это толуол. Вторая реакция в цепочке выглядит немного необычно, однако легко расшифровывается, если вспомнить «кумольный способ» получения фенола из изопропилбензола. Дальнейшая реакция окисления должна приводить к кислоте, поскольку конечный продукт содержит три атома кислорода. Последняя стадия – простая этерификация.

На первой стадии алкилирования толуола возможно образование орто- или пара-изомера. Однако только пара-изомер конечного продукта E*** образует преимущественно одно монобромпроизводное при бромировании в присутствии FeBr3.



Метилпарабен (нипагин, метил-4-гидроксибензоат) — метиловый эфир пара-гидроксибензойной кислоты. Применяется в качестве консерванта и антисептика. Представляет собой белое кристаллическое вещество с характерным запахом. Вещество активно подавляет рост грам-положительных бактерий, менее активно против грам-отрицательных бактерий и плесневых грибов. Лучше других эфиров пара-гидроксибензойной кислоты растворяется в воде, но менее эффективен в антибактериальных целях. В основном применяется в комбинации с другими консервантами (например, феноксиэтанол, имидазолидинмочевина и другие). Широко применяется в качестве консерванта, в том числе в лекарствах и косметических средствах.
Задача 3.
Бытовой краситель красный стрептоцид (I) является первым в мире синтетическим препаратом, антибактериальные свойства которого в 1934 году обнаружил Герхард Домагк. Но уже год спустя ученые Пастеровского института установили, что I in vivo превращается в непосредственное действующее начало ― белый стрептоцид (II). В промышленности синтез II осуществляется согласно схеме

1. Расшифруйте вещества AC и II, укажите их структурные формулы. Красный стрептоцид получается в две стадии из белого стрептоцида:




2. Приведите структурные формулы соединений D, X (дизамещенное производное бензола, в спектре ЯМР 13С которого имеется четыре сигнала, легко получается полным восстановлением м-динитробензола) и I12H13SO2N5). Использование II для лечения бактериальных инфекционных заболеваний основано на его структурном сходстве с веществом C7H7O2N (в том числе, аналогичное расположение заместителей), которое бактериальная клетка использует для синтеза фолиевой кислоты.

Ответ:



Задача 4.
Как известно, основным направлением потребления углеводородов до сих пор является их сжигание. Однако известны и разнообразные примеры частичного окисления углеводородов, приводящего к тем или иным ценным продуктам. При этом в зависимости от используемого окислителя и условий проведения реакции один и тот же углеводород можно превратить в разные соединения. На приведённой схеме показаны наиболее часто используемые методы окисления алкенов на примере (транс)-пентена-2. Учтите, что соединение М содержит 69.8 % углерода, при действии MnO2 оно превращается в продукт N, дающий реакцию серебряного зеркала с образованием соли О; соединения J и L являются диастереомерами (оптическими изомерами, не являющимися зеркальным отображением друг друга), а соединения К и М – изомеры, имеющие разные функциональные группы.


1. Напишите структурные формулы соединений A–O.

2. Напишите уравнение реакции (Е)-пентена-2 с перманганатом калия в растворе серной кислоты.

3. Соединения D, F и H легко превращаются в А, а Е, G и I в В. На примере одного из продуктов реакции (А или В, на ваш выбор) напишите, с помощью каких реагентов можно осуществить эти превращения (один пример для каждого превращения).
Ответ:
1. Реакция окисления 1,2-дизамещённых этиленов перманганатом калия в кислой среде приводит к образованию двух кислот. Из 2-пентена образуются уксусная и пропионовая кислоты. А и В – CH3COOH и C2H5COOH.

Реакция озонирования алкенов даёт озонид, который в условиях окислительного расщепления (щелочной раствор перекиси водорода) превращается в соли тех же двух кислот. При восстановительном расщеплении озонида цинком в уксусной кислоте образуются соответствующие альдегиды, а если озонид восстанавливать боргидридом натрия – спирты.



Окисление алкенов водным раствором перманганата калия при комнатной температуре приводит к образованию вицинальных диолов. Эта реакция протекает как син-присоединение двух гидроксильных групп к двойной связи С=С.



Согласно условию, соединение L является диастереомером J. Иначе говоря, L отличается от J только тем, что имеет иную относительную конфигурацию двух стереоцентров (если НО-группа при атоме С2 направлена к нам, то НО-группа при атоме С3 будет направлена не к нам, а от нас).



Соединения К и М содержат по 69,8 % углерода. Считая, что при образовании К и М количество атомов углерода в молекуле не уменьшается, получаем, что их молекулярная масса равна (5·12 / 0,698) = 86. Это соответствует формуле С5Н10О, причём соединение М при действии оксида марганца окисляется в альдегид, вступающий в реакцию серебряного зеркала с образованием соли кислоты. Значит, М – первичный аллиловый спирт, N – соответствующий альдегид, а О – аммониевая соль соответствующей кислоты. С другой стороны, К образуется из алкена при действии надуксусной кислоты. Это – хорошо известная реакция Прилежаева, приводящая к образованию эпоксида.




2. 5 СН3СН=СНС2Н5 + 8 KMnO4 + 12 H2SO4 = 5 CH3CO2H + 5 C2H5CO2H + 4 K2SO4 + 8 MnSO4 + 12 H2O
3. Рассмотрим эти реакции на примере уксусной кислоты. Соединение D является солью кислоты А, т. е. для его превращения в А требуется просто добавить сильную кислоту. СН3CO2Na + HCl = CH3CO2H + NaCl. Этанол и уксусный альдегид превращаются в уксусную кислоту окислением, например, подкисленным раствором перманганата калия, MnO4. Можно использовать хромовую кислоту H2CrO4 и другие окислители. Однако нужно помнить, что при использовании щелочного раствора окислителя образуется не кислота (что требуется по условию), а её соль. Примером является превращение N в О.


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет