Р. Моррисон, Р. Бойд - Органическая химия (1125875), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Количественное сжигание, если оно проводится, показывает отсутствие кислорода; вместе с определением молекулярного веса сжигание дает молекулярную формулу С„Н +з, которая характерна для алканов. Алканы нерастворимы ие только в воде, но также и в разбавленных кислотах н щелочах и в концентрированной серной кислоте (обычно органические соединения растворимы в одном или нескольких нз этих растворителей). Алканы не реагируют с большинством химических реагентов. В ИК- спектре алканов отсутствуют полосы поглощения, характеристичные для групп атомов, имеющихся в других классах органических соединений (ОН, С=О, С=С и т.
п.). Если установлено, что неизвестное вещество является алканом, то остается установить, какой это алкан. На основании физических свойств — температур кипения и плавления, плотности, показателя преломления и наиболее надежных из всех данных ИК- и ЯМР-спектров — его можно идентифицировать как изученный прежде алкан известного строения. Если это новый алкин, то доказательство строения может быть трудным. Сжигание и определение молекулярного веса дает молекулярную формулу. Ключ к расположению атомов дает ИК- н ЯМР-спектры (для алканов, по-видимому, необходимо использование в основном методов дифракции рентгеновских лучей и масс-спектрометрии). 4 ~ А лианы 141 11.
а) Какой из изомерных гексанов можно получить с хорошим выходом и в относительно чистом виде по реакции Вюрца? Почему этот метод непригоден длн получении других изомеров? б) Какие изомерные октаны можно получить реакцией Вюрца? 12. а) Какие алканы образуются при реакции натрии со смесью (50: 50) л-бутилхлорнда и изобутилхлорида? б) Считая, что два алкилгалогенида реагируют с натрием с одинаковой скоростью и с одинаковой скоростью с каждым из натрийалкилов, укажите, в каком соотношении образуются эти алканы? 13.
Не учитывая стереоизомеров, напишите структуры всех продуктов, образующихся при монохлорировании при комнатной температуре: а) л-гексана; б) изогексана; в) 2,2,4-триметилпентана; г) 2,2-диметилбутана. 14. Предскажите соотношение изомеров в задаче 13. 15. Какие вещества в задаче 13 диссимметричны? Напишите структуры всех энантиомеров и обозначьте их символом К или 3. 16. а) При хлорировании пропана были вьшелекы четыре продукта (А, Б, В и Г) общей формулы СзНзС1 . Напишите их структуры. б) Каждый из изомеров хлорировалн дальше и количество трихлорпроизводных (СзНзС!з), полученных нз каждого изомера, определили методом гачожидкостной хроматографии. Из А образовалось одно трнхлорпроиз.
водное, из Б — два, из В и à — по три. Напишите структуры соединений А, Б, В и Г. в) Другим синтетическим методом соединение В было получено в оптически активной форме. Каково строение В и Г? г) Прн хлорировании оптически активного соединения В один из трихлорпропанов (Е) оказался оптически активным, а два других — неактивными. Каково строение Е и двух других соединений? 17. Дипольный момент смеси соединений Х и г можно представить следующим выражением: где ?? — мольнаи доли каждого типа молекул.
Используя данные задачи 4.6 (стр. 10х), рассчитайте конформациоииый состав 1,2-дихлорэтана прн 32'С в газовой фазе. 18. Исходя из данных энергий связей, приведенных в табл. 2.1 (стр. 50), добавьте следующие радикалы в ряд устойчивости, приведенный в равд. 4.26: а) винил СН =СН", б) палия СНз=СНСНз.; в) бензил СзНзСНз.. Проверьте ваш ответ на стр. 374. 19. На основании вашего ответа на задачу 18 предскажите, как следующие соединении укладываются в ряд (разд.
4.25), который показывает легкость отрыва атомов водорода: а) винильиый водоРод СНа=СН вЂ” Н; б) ахзиланый водоРод СНз=СНСНз — Н; в) белзиль. ньи? водоРод СзНзСНз — Н. СРавиите ваш ответ с экспеРиментальными данными иа стР. 374. 20. а) )Кидкофазйый фотолнз диазомсгана в и-гептане приводит к следующим продуктам в указанных количествах: н-окган (38%), 2-метилгептаи (25%), 3-метилгептзн (24%) и 4-метилгептан (13%).
Являетси ли внедрение произвольным нлн селективным? В какой форме реагирует метилен? б) Аналогичная реакция в 2,2,4-трнмстилпентане приводит к четыРем пРодУктам с фоРмУлой С,Нш в следУющем соотношении: 51, 35, 1О и 4%. Исходя из (а), укажите, какие это продукты и каково процентное содержание каждого? в) Один из продуктов в (а) днссимметричен.
Какой? Если бы этот продукт образовывался прямым внедрением метилена, можно было бы ожидать, по ои будет оптически активным? Если бы он образовывался в результате отщепления — присоединения? Подробно объясните. 21. Если газофазный фотолиз диазометана в изобутане (задача 4.27„стр. 135) проводить в присутствии кислорода, то соотношение изопеитан: неопентан в продукте значительно увеличивается.
Как зто объяснить) 22. Свободиораднкальное хлорирование пропил- или нзопропилбромнда приводит к 1-бром-2-хлорпропану„ а изобутил- или жрет-бутилбромида †' к 1-бром-2-хлор-2-метилпропану. Что происходит? Есть ли какое-нибудь объяснение таким реакциям? 23. а) Если бы ракету заполнили керосином и жидким кислородом, какое количество кислорода потребовалось бы на каждый литр керосина (считайте, что керосин имеет средний состав н-С,зНзз)? Какое количество тепла выделилось бы при сгорании ! л ке. росина (считайте 157 икал/моль (557,33 10з Дж/моль) на каждую СНз-группу и 186 ккал/моль (778,70.10з Дж/моль) на каждую СНз-группу)? в) Если бы появилась возможность наполнять ракету свободными атомами водорода, какое количество топлива потребовалось бы для получения такого же количества тепла, какое данг 1 л керосина и соответствующее количество кислорода (считайте Н,О единственным продуктом)? 24.
Какими двумя количественными методами можно показать, ннляетсн ли продукт хлорирования пропана монохлор- или дихлорпроизводным пропана? Укажите точно, какие результаты следует ожидать в каждом методе. 25. Бромистый алкил (А) образует реактив Гриньяра, который под действием воды пре. вращается в л.гексан. При обработке натрием получается 4,5-дизтнлоктан. Каково строение А? Назовите его. Приведите путь вашего доказательства, включая уравнения. 26. Найдено, что неизвестный горючий газ нерастворим в концентрированной серной кислоте. При пропускании в раствор перманганата или в раствор брома в четыреххло- Алланы ~ 4 ристом углероде окраска растворов не изменяется.
142 мл газа, собранные при 20'С и 760 мм рт. ст. (10,13 10е Па) весят 0,337 г. Что это за газ? Если существует несколько возможных структур, предложите простой эксперимент (или эксперименты), чтобы их различить? 27. На основании определенных данных, включая ИК-спектры, предполагают, что соединение с формулой Стейзз является 2,7-диметилоктаиом. Как можно подтвердить или опровергнугь эту предварительно предложенную структуру? 28. а) Раствор неизвестного количества метилового спирта (СНэОН) в н-октзне добавили к язбытку мсгнлмагнийиодида в высококипящем растворителе, л-бутнловом эфире.
Выделившийся газ собрали и измерили его объеьс 1,04 ил (условия нормальные). Что это за газ и как он образуется? Какое количество метилового спирта добавили к реактиву Грниьяра? б) 4,12 мг неизвестного спирта КОН прибавили к метилмагняйиодиду, как описано выше; вьгиелилось 1,56 мл газа (условии нормальные). Какой молекулярный вес спирта? Предлшкяте возможную структуру нли структуры спирта.
в) 1,79 мг соединения с молекулярным весом около 90 дало 1,34 мл газа (условия нормальные). Сколько активных (т. е. кислых) водородов имеется в молекуле? Считая, что все онн находятся в виде ОН-групп, предложите структуру спирта. (Зто пример определения активного водорода по Церевитииову.) Алнены. 1. Строение и получение ЭЛИМИНИРОВАНИЕ (ОТШЕПЛЕНИЕ) 5.1. Ненасыщенные углеводороды При обсуждении алканов кратко упоминался другой класс углеводородов— алкены, которые содержат меньше атомов водорода, чем алканы, и которые можно превратить в алканы присоединением водорода. Указывалось, что алкены получаются из алканов в результате потери водорода при крекинге.
Алкены содержат водорода меньше, чем максимально возможно, и поэтому их называют ненасыщенными углеводородами. Эта неьасыщенность может быть компенсирована н другими реагентами, кроме водорода, и характеризует химические свойства алкенов. 5.2. Строение этилена. Деойиая углерод-углеродная связь Простейшим представителем ряда алкенов является этилен С Н,.
Поскольку этилен легко превращается в этан, можно ожидать определенных аналогий в строении этих двух соединений, Сначала атомы углерода соединяют ковалентной связью и затем присоединяют по два атома водорода к каждому атому углерода. Таким образом, каждый атом углерода имеет только шесть электронов на своемвалентном уровне вместо требуемых восьми; чтобы вся молекула была нейтраль.
ной, необходима еще пара электронов. Обе эти проблемы можно решить, если предположить, что оба атома углерода владеют совместно двумя парами электронов. Обычно говорят, что атомы углерода связаны двойной связью. Двойная углерод-углеродная связь является отличительной особенностью строения алкенов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
