Примеры задач 1.На примере реакции 1-бром-1

Примеры задач
1.На примере реакции 1-бром-1-фенилэтана с водным раствором щелочи рассмотрите
механизм мономолекулярного нуклеофильного замещения (SN1). Каким образом, используя
оптически активный 1-бром-1-фенилэтан можно подтвердить данный механизм реакции
гидролиза? Какая конкурирующая реакция при этом возможна и какие факторы будут
способствовать ее протеканию? Приведите уравнение этой реакции.
1. На примере присоединения НBr к пропилену и трифторметилэтилену рассмотрите
направление и механизм АE реакций. Сформулируйте правило Марковникова и приведите
его теоретическое обоснование.
1. Расположите в ряд по увеличению скорости присоединения НBr следующие соединения:
а) гексадиен-1,3; б) бутин-1; в) пропен. Для соединения а) приведите уравнение и механизм
взаимодействия с Br2/p-p (укажите субстрат, реагент, способ разрыва связи и символ
реакции); представьте строение интермедиатов, образующихся в лимитирующей стадии
кинетически и термодинамически контролируемых процессов.
1. Расположите в ряд по увеличению скорости бромирования (Br2/УФ-свет) следующие
соединения: а) толуол, б) 2-метилпропан, в) пропан. Приведите уравнения реакций. Для
соединения а) представьте механизм и укажите субстрат, реагент, способ разрыва связи и
символ реакции. Объясните различие в реакционной способности с позиции стабильности
интермедиатов, покажите их строение для а), б), в).
1. На примере следующих соединений и частиц рассмотрите возможность образования
делокализованных МО: CH2=CH-CH2+; C6H5CН=О; C6H5NH2; CH2=CH-Cl. Дайте
определения понятиям +I,-I и +М,-М электронным эффектам. Укажите графически
электронные эффекты заместителей для приведенных соединений.
1. Дайте определение кислоты и основания по Бренстеду и по Льюису. Соотнесите все
приведенные ниже молекулы и частицы к кислотам или основаниям Бренстеда и Льюиса:
Cl2; NH3; HOH; HO-; BF3 ; H+; CH3OH. Что такое Кa, рКa, рКBH+. На примере СН3NН2
напишите уравнения реакций, иллюстрирующих проявление этим соединением кислотных и
основных свойств. Укажите сопряженные кислоту и основание.
1. Дайте определения понятиям интермедиата и лимитирующей стадии реакции. Приведите
уравнения реакций щелочного гидролиза а) трет-бутилбромида; б) хлористого аллила (3хлорпропена); в) 2-иодбутана. Покажите строение интермедиатов, образующихся в этих
реакциях. Какие продукты реакций образуются при взаимодействии соединения в) с NaNO 2 в
протонном и апротонном растворителе? Сформулируйте правило Корнблюма.
1.Сформулируйте структурные и квантово-химические критерии ароматичности. Будут ли
обладать ароматическим характером следующие соединения: а) циклопропен; б) 1,3циклопентадиен; в) 1,3,5-циклогептатриен. Какие ионы, образованные из данных соединений
будут обладать ароматическим характером?
1. Расположите в каждом ряду соединения в порядке увеличения реакционной способности в
SN2-реакциях: а) 1-иодбутан, 2-иодбутан, 2-иод-2-метилпропан; б) 2-хлорпропан, 2иодпропан, 2-бромпропан. Приведите механизм реакции для 2-иодбутана с КСN (ДМФА).
Используйте механизм реакции для объяснения различий в реакционной способности для
соединений рядов а) и б).
1. Сопоставьте реакционную способность в реакции бромирования следующих соединений:
а) этилбензол (в ядро); б) бензол; в) анилин. Приведите механизм реакции и строение
интермедиатов для реакции а).
1. Сопоставьте реакционную способность в реакции нитрования в ядро следующих
ароматических соединений: а) толуол); б) бензойная кислота; в) бензол. Объясните
наблюдаемые различия при помощи электронных эффектов. Для реакции а) приведите
механизм (укажите субстрат, реагент, способ разрыва связи и символ реакции).
1. На примере реакций нитрования хлорбензола и трихлорметилбензола (бензотрихлорида)
приведите механизм (одной из реакций). Объясните, почему данные заместители проявляют
различную ориентирующую способность? Укажите условия и роль катализатора в этих
реакциях. Приведите строение интермедиатов, образующихся в лимитирующих стадиях
данных реакций.
1. Способы разрыва химической связи. Факторы, обуславливающие гомо- и
гетеролитический способы разрыва ковалентной связи. Карбкатионы, карбанионы и
радикалы, как интермедиаты в химических реакциях. Их пространственное строение и
факторы, влияющие на устойчивость. Расположите следующие свободные радикалы в
порядке увеличения их стабильности и дайте необходимые пояснения:
CH2
C
CH3CH2CH2
C CH3
H3C
H
1
CH3
H3C
2
3
4
C
CH3
5
1. Расположите следующие соединения в порядке увеличения скорости замещения галогена
при действии метилата натрия (СН3ОNа): а) п-нитрохлорбензол; б) п-этилхлорбензол; в)
бензилхлорид. Ответ поясните. Приведите механизмы замещения галогена для соединений а)
и б).
1. Сравните механизмы нуклеофильного замещения галогена в хлористом пропиле и 2,4динитрохлорбензоле. Как изменится скорость реакции замещения, если в обоих соединениях
заменить хлор на йод? Дайте необходимые пояснения.
1. Рассмотрите на примере синтеза пропена основные методы получения алкенов: реакции
дегидрирования, дегидратации, дегидрогалогенирования, дегалогенирования, гидрирования
алкинов, конденсации карбонильных соединений, реакции экструзии. Какой тип реакций
наиболее характерен для алкенов. Приведите уравнения этих реакций и механизм одной из
них.
1. Строение и стабильность карбокатионов; факторы, обуславливающие их стабильность.
Расположите следующие частицы порядке увеличения стабильности. Приведите примеры
реакций, в которых такие частицы могут являтся интермедиатами.
CH2
C
CH3CH2CH2
CH3
H3C
C CH3
H
H3C
C
CH3
1
2
3
4
5
1. Классификация органических реакций: по характеру превращений; по способу
образования и разрыва химической связи. Понятие реагента, субстрата. Типы реагентов: Н,
C, N, O, S, Hal-нуклеофилы и Н, С, O, N, Наl-электрофилы. Приведите примеры реагентов.
1. Дайте определение понятий +I, -I и +M, -M эффектам. С помощью I и M эффектов
опишите взаимодействие заместителей с ароматическим циклом в соединениях: а)
нитробензол; б) этилбензол; в) аминобензол; г) бензотрихлорид. Охарактеризуйте влияние
этих заместителей на направление и скорость SE-реакций. Рассмотрите механизм
бромирования соединения а), укажите субстрат, реагент, способ разрыва связи. Какой
катализатор используется в данной реакции и какова его роль?
1. На примере получения изо-бутилена рассмотрите основные методы синтеза алкенов:
реакции дегидрирования, дегидратации, дегидрогалогенирования, дегалогенирования.
Можно ли получить изо-бутилен реакцией гидрирования подходящего алкина? Для изобутилена приведите механизм одной из наиболее характерных реакций для алкенов. Укажите
субстрат, реагент, способ разрыва связи, символ реакции.
1. Рассмотрите электронное строение молекулы бензола. Объясните причину низкой
реакционной способности бензола в реакциях присоединения и окисления. Какой тип
реакций наиболее характерен для аренов? Приведите механизм одной из них и рассмотрите
строение интермедиатов, образующихся на лимитирующей стадии.
1. Расположите следующие свободные радикалы в ряд по увеличению их стабильности.
Дайте обоснование. Приведите примеры реакций, в которых указанные радикалы могут
.
.
.
являться промежуточными частицами. а) СН3- СН-СН3; б) СН3-СН2- СН2 ; в) СН2=СН- СН2
1. Расположите следующие соединения в порядке уменьшения реакционной способности
галогенопроизводного углеводорода в SN-реакциях: а) (СН3)2СНСН2СН2Br; б)
(СН3)2С=СBrСН2СН3; в) (СН3)2С=СН-СН2Br; Ответ поясните. Рассмотрите механизм
взаимодействия соединения а) с водным раствором NaOH. Какая конкурирующая реакция
при этом возможна и какие факторы будут способствовать ее протеканию?
1. Приведите реакции мягкого и жесткого окисления алкенов: а) реакции эпоксидирования
кислородом и надкислотами (реакция Прилежаева); реакция гидроксилирования (реакция
Вагнера); аллильное окисление. Окисление алкенов с разрывом С=С связи - озонолиз и
окисление сильными окислителями в кислой среде. Приведите механизм реакции цисгидроксилирования и озонолиза.
1. Строение и электронные эффекты нитрогруппы. Физические свойства нитроалканов и
нитроаренов. На примере получения 3-нитропентана и 4-нитротолуола приведите уравнения
реакций получения алифатических и ароматических нитросоединений.
1.Приведите схемы синтеза нитросоединений ароматического ряда на примере получения 4нитроанилина и 3-нитробензойной кислоты. Поясните различие условий нитрования 1. СНкислотность и таутомерные превращения первичных и вторичных нитроалканов – аци- и
нитроформы. На примере 3-нитропентана приведите уравнения реакций взаимодействия с
Восстановление нитроалканов и нитроаренов. Восстановители, условия, продукты реакции 1.
Влияние нитрогруппы на легкость замещения атома Н (SE-реакции) и атомов галогенов (SNреакции). Рассмотрите на примере уравнений реакций 1-бром-4-нитробензола с KNO3/H2SO4
(SE-реакция) и KOH, t0C (SN-реакция). Приведите механизм второй реакции.
1.Классификация, строение физические свойства и стереохимия алифатических и
ароматических аминов и солей аммония. Гибридное состояние атома азота в алифатических
и ароматических аминах. Водородная связь в аминах, её влияние на физические свойства.
1. Методы синтеза аминов. Приведите уравнения соответствующих реакций на примере
получения бутан-2-амина, диметиламина, триэтиламина и анилина. Опишите механизм
реакции получения бутан-2-амина реакцией замещения, предскажите её стереохимический
результат.
1.Методы защиты аминогруппы ароматических аминов в реакциях SE: а) с сохранением
ориентации, б) с изменением ориентации. Приведите схемы реакций получения о-, п- и мнитроанилинов .
1. Охарактеризуйте химические свойства аминов как нуклеофилов. Приведите примеры
реакций изопропиламина и анилина с С-, N-, O-, S- электрофилами (реакции алкилирования,
ацилирования, нитрозирования, сульфирования и др.).
1. Основность алифатических и ароматических аминов. Расположите в ряд по усилению
основных свойств следующие соединения: 1) пентан-2-амин. 2) метилэтилизопропиламин, 3)
диэтиламин, 4) аммиак. Обоснуйте полученную зависимость. Приведите уравнение реакции
амина 2) с HBr и Н2SO4.