Р. Моррисон, Р. Бойд - Органическая химия (1125875), страница 137
Текст из файла (страница 137)
В масс-спектре беизойной кислоты наиболее важны пики с т/е 105, 122 и 77 (в порядке убывающей интенсивности). Объясните каждый нз зтнх пиков: напишите структуру соответствующего нона, схему расщепления, приводящего к его образованию и структуру образующегося нейтрального фрагмента. Кислоты также обнаруживают полосу валентных колебаний С вЂ” О примерно при 1250 см-з (сравните спирты, разд. 16.12, и простые эфиры, разд.
17.13), а также полосы деформапионных колебаний Π— Н-группы около 1400 и 920 см з (широкая). Виолы также обнаруживают поглощение как Π— Н-, так и С=О-групп; их можно отличить по значению частоты полосы карбонильной группы. Альдегиды, кетоиы и сложные эфиры имеют полосу поглощения группы С=О, но в их спектрах не содержится полосы поглощения Π— Н-группы. (Для сравнения некоторых кислородсодержащих соединений см. табл.
20.4.) ПМ1'-спектры. Отличительной особенностью ПМР-спектров карбоновых кислот является поглощение в слабом поле (т от — 2 до — 0,5; б 10,5 — 12) пРотона карбоксильной группы. (Ср. поглощение кислотного протона сульфокислот АгБОзН и фенолов АгОН, разд. 21.12 и 25.23.) Масс-спектРы. Как и другие соединения, содержащие карбонильную группу (равд. 19.20 и 20.28), карбоновые кислоты претерпевают расщепление с образованием относительно устойчивых аиилий-ионов (Равд 197)- 18 ~ Карболоеые кислоты ЗАДАЧИ 1.
Приведите тривиальные названия и названия по номенклатуре !1)РАС для яераэвет- вленных насыщенных яислот, содержащих 1, 2, 3, 4, 6, 6,8, 10, 12, 16 и 18 атомов уг- лерода. 2. Напишите структурную формулу и в тех случаях, где это возможно. приведите назва- ние по другой системе номенклатуры следующих соединений: а) из«валериановой кислоты„ и) фталевой кислоты, 6) тримегнлуксусной кислоты, к) нзофталевой кислоты, в) а,()-диметнлкапрояовой кисло л) терефталевой кислоты, ты, и) л-окснбензойной кислоты, г) 2-метил-4-зтвлоатановой кис. н) а-метилбутирата калия, лоты, о) 2-хлорпропзноата магния, д) фенилуксусной кислоты, п) триэтилацетата аммония„ е) у-феннлмасляиой кислоты, р) м-бромбензоата натрия, ж) беизойной кислоты, с) изобутиронятрнла, з) л-толуиловой кислоты, т) 2,4-диивтробензонйтрила.
3. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно следующее соединение превратить в бензойную кислоту: а) толуол, г) бензиловый спирт, 6) бромбензол, д) бензотрнхлорид, в) бензоннтрил, е) ажтофенон С,Н,СОСНв. (Указа«ив: см. равд. 16.11.) 4. Напишите уравнения реакций, прн помощи которых можно следующие соединения превратить в л-масляную кислоту: а) н-бутяловый спирт„ в) я-пропнловый спирт (вторым спо- 6) л-пропиловый спирт, собом), г) метил-л-пропилкегон.
Какой из перечисленных методов можно использовать для получения триметилуксусиой кнслотыг 6. Уяажнте„с какими нз следующих реагентов будет реагировать бензойиая квслота, и напишите уравнения реакций: а) КОН, ж) Нв/1ч1, 20'С, 1 атм„н) Вг,/Ре, 6) А1, з) ).!А1Нв, о) Вгв+ Р, в) СаО, и) горячйй КМпО . и) НХОв(Нв80д, к) Б р) дымящая Й,ЯОв, д) ХНв(водя.), л) РС1,, с) СНвС1.
А1С)в. е) продукт (д) + нагре- и) БОС!в. т) и-пропиловый спирт, Н+. ванне, 6. Ответьте па вопрос задачи 5 зля случая и-валериановой кислоты. 7. Напишите уравнения реакций, прн помощи которых можно превратить из«масляную кислоту в следующие соединения с использованием любых необходимых реагентов: а) зтилизобутират, г) нзобутнрат магния, б) нзобутирилхлоряд„ д) изобугилоаый спирт.
э) изобутирамид, 8. Напишите уравнения, показывающие все стадно превращения бензойной кислоты в следующие соединения: а) беизоат натрия, д) н-пропллбензоэт, 6) бензоилхлорид, е) л-толилбензоат, в) беизамид, ж) л-бромфенилбензоат, г) бенэол, з) бензиловый спирт. й. Напишите уравнения реакций, при помощи которых феннлунсусную кислоту можно превратить в следующие соединения с использованием любых необходимых реагентощ а! феяилацетат натрия, ж) 8-фепплвтнловый спирт, 6) этилфенилацетат, з) а-бромфенилуксусвзя кисэотв, в) феиилацетилхлорнд, и) а-оксифенилуксусная кислота, г) фенилацетамид, к) а-аминофенилуксусная кислота, д) л-бромфеиилуксусная кислота, л) фенилмалоновая кислота е) л-ннтрофенилуксусная кисло- С,Н,СН(СООН)в.
та, 10. Дополните приведенные уравнения, приведите структуры и названия основных об- разующихся органических продуксов. а) СвНвСН=СНСООН+ КМпОд+ ОН + нагреванне; б) л-СНвСвНвСООН+ НХОв+ НвБОв' в) «-СНвСвНдСООН + 1!А!Й и далее+ Н+; г) СвН,СООЙ+ С„Н,СН,ОН+ Н+; д) продукт (г) + Йг(Ов+ Нв80в; е) СНвСООН+ ХНдОН с последующим аагревзннем; ж) никло-С,НыМ8Вг+ СОв с последующей обработкой Нв804; 582 Карбоновме кислоты ~ 18 з) продукт (ж) + С,НьОН+ Н+; и) продукт (ж) + БОС)з + нагревание; к) м СН С НзОСНз + КМпоз + ОН л» меэнтилен+ КзСгзО, + Йз80з; м) изомасляная кислота + изобутиловый спирт + Н+; и) салициловая кислота (о-НОСзН СООН)+ Вгз, Ре; о) ацетат натрия+ л-нитробензйлбромнд; п) линоленовая кислота + избыток Н, Н(; р) оленновая кислота + КМпо, нагревание; с) линолевая кислота+ Оз, а затем Н О, Еп; т) бензойиая кислота (Стйзо ) + Нз, %, нагревание, давление — ь СТНгзоз; у) бензойная кислота + этилеиглнколь+ Н+ — ь СгзНыо,; ф) фталевая кислота + этиловый спирт+ Н+ — ь С,зНгзОз; х) оленновая кислота + Вгз/СС!з; ц) продукт (х) + КОН (спирт.); ч) олеиновая кислота + НСОООН.
11. И) Напишите структуры всех соединений, образующихся в процессе превращения АвЕ, Пальмитнновая кислота + 16А!Нз — + А, А+Н+ — ч В, Б+ РВгз — -ь В, В + Щ, эфир — ь Г, г+со, д, Д+ Н+ — ь Е. б) Каков иной путь превращения В в Еу 12. Приведите схемы возможных лабораторных синтезов следующих меченых соедине- ний, используя в качестве источника гчс ВаыСОз нли ЫСНзОН: к) СН СН СН СООН, ) СнзззСН СН СООН, 6) сн,сн, сй,соон, г) ЫСНзСНзСНзСООН. 18. Укажите все стадии всаможных лабораторных синтезов следующих кислот из толуола с использованием любых необходимых алифатических н неорганических реагентов: а) бензойной, д) н-хлорбензойной, б) фенилуксусиой, е) п-бромфенилуксусиой, в) п-толунловой, ж) а-хлорфенилуксусной. г) м-хлорбензойной, 14.
Приведите схемы возможных лабораторных синтезов следующих соединений из бен- зола, толуола и спиртов (Сг — Сз) с использованием любых необходимых неорганнче- сяих реагентов; а) атил-а-метилбутирата, ж) л-толуамида, 6) З,б-динитробензонлхлорида, з) н-гексклбеязоата, в) а-амина-п-бромфеиилуксусвой и) 3-бром-4-метилбеизойиой кислоты, кислоты, к) а-метнлфенилуясусной кислоты, г а-оксипропионовой кислоты, л) 1,2,4-6енэолтрикарбоновой кислоты, и НОзЯсзНчсООН, и) 2-бром-4-ннтробензойной кислоты. е) пентей-2-овой кислоты, !6. Не сверяясь с таблицами. расположите следующие соединения в каждой группе в порядке изменения их кислотности: а) бутановая, 2-6ромбутановая, 8-бромбутаиовзя и 4-бромбутановая кислоты; 6) бензойная, п-хлорбензойная, 2,4-дихлорбензойная н 2,4,6-трихлорбензойивя кислоты; в) бензойная, и-ннтробензойнзя и и-толунловая кислоты; г) а-хлорфенилуксусназ, п-хлорфенилуксусная, февнлуксусная в а-феннлпропяо- новая кислоты; д) п-нитробензойиая, и-нитрофенилуксусная н (»-(я-иитрофенил)пропионовая кис- лоты; е) уксусная кислота, ацетилен, аммиак, этая, этиловый спирт, серная кислота, вода.
1б. Расположите мононатрневые соли кислот задачи 15„е в порядке изменения их основ- ности. 17. Два нерастворимых и воде твердых вещества — беизойнзя кислота и о-хлорбен- зойная кислота — можно разделить путем обработки водным раствором формиата натрия. Какая реакция при этом пронсходиту (Указание: обратитесь к значениям Ка в табл. ~8.2.) Гй Пользуясь даннымн табл. 18.2, укажите, каков должен быть характер индуктивного эффекта феинльной группы С„Нь? 19. Расположите соединения каждой группы в порядке возрастании реакционной спо- собности в указанных превращениях: 18 ~ Карбоноаые кислоты а) этерификация бензойной кислоты: вяюр-бутиловый, метнловый, трельпевти- ловый и н-пропиловый спирты; б) зтерификация этилового спирта: бензойнзя„ 2,6-диметилбензойиая и о-толуило- вая кислоты; в) этерификация метилового спирта: уксусная, муравьиная, изомасляивя, пропио- новая и тримегилуксуснзя кислоты.
20. Напишите структуры всех соединений, образующихся в процессе превращения со- единения А в СН,(СООН)з. Ацетилен + СНзМдВг — ь А + СНю н+ А -ь СОз — ь Б — + В(С,Н,О,), Н,О, Н«ЗОа. НЗЗ0« — гслзз. у+ КМпО, — + СН,(СООН),. 21. Опишите простейшие химические пробы (но не изменение окраски индикатора), которые позволили бы отличить друг от друга следующие соединения: а) пропионовую кислоту н я-пентиловый спирт, б) изовзлериаиовую кислоту и и-октаи; в) зтил-н-бутнрзт и изомасляную кислоту; г) пропионнлхлорнд и пропионовую кислоту; д) я-зминобензойную кислоту и бензамнд; е) С,Н,СН=СНСООН и С,Н,СН=СНСНз. Укажите точно, что вы будете делать н наблюдать. 22.
Срэвните следующие сзойсгез бензойной кислоты и бензозтз натрия: а) летучесть, д) степень кониззции в твердом состояб) температура плавления, иии, в) растворимость в воде„ е) степень нонизэции а воде, г) растворимость в эфире, ж) кислотность н основность. Будут лн сохраняться найденные соотношения для любых кислот и их солейР 23. Укажите, кэк можно разделить химическим путем приведенные ниже смеси, причем каждый из компонентов необходимо выделить в достаточно чистом виде: а) капроновая кислота н зтилквпроат, б) ди-я-бутиловый эфир и и-масляная кислота, в) изомаслянзя кислота и гексанол-1, г) бензозт натрия и трифенилкзрбннол.
Укажите подробно, что вы будете делать и наблюдать. 24. Предполагается, «то неизвестное соединение может быть одним из перечисленных ниже веществ. Опишите„как вы поступнте, чтобы выяснить, чтб оио собой представляет. В тех случаях, где зто возможно, используйте простые химические пробы; в более слож- ных случаях примените более сложные химические методы, тэкие, кзк количественное гидрирование, расщепление, определение ззвивзлеятэ нейтрализации и т. д. Используй. те любые необходимые таблицы физических констант. а) акриловзя (СНз=СНСООН, т. кнп. 142 'С) и яропионовая (т. кип.
141 'С) кис- лоты, б) миндальная (С«НзСН(ОН)СООН, т. пл. !20 'С) н бензойная (т. пл. 122 'С) кис- лоты, в) о-хлорбензойнзя (т. пл. 141 'С), мезовннная (т. пл. 140 'С), и-нитробензойная (т. пл. 141 "С) и субероновзя (НООС(СН ),СООН. т. пл. 144 'С) кислоты, г) хлоруксуснзя (т. кнп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
