химический каталог




Органическая химия

Автор Р.Моррисон, Р.Бойд

ские алифатические углеводороды обладают теми же свойствами, что и их ациклические аналоги, и их можно охарактеризовать аналогичным образом: ииклоалканы по своей общей инертности, а цикло-алкены и циклоалкины по пробе на ненасыщенность (раствор брома в четырех хлористом углероде или водный раствор перманганата калия). То, что соединение, дающее положительную пробу на ненасыщенность, относится к числу циклических углеводородов, устанавливается по молекулярной формуле и характеру продуктов деструкции.

Например, свойства циклогексана свидетельствуют о том, что он является алканом. Однако элементный анализ и определение молекулярного веса показывают, что его молекулярная формула С6Н12. С этим набором данных совместима лишь циклическая структура (не обязательно шести-членное кольцо).

Аналогичным образом поглощение 1 моля водорода при гидрировании показывает, что циклогексен содержит лишь одну двойную углерод — углеродную связь; тем не менее его молекулярная формула С„Н,0, что требует наличия двух двойных или одной тройной связи для случая ациклической структуры. И в этом случае только циклическая структура соответствует всем этим фактам.

Задача 9.17. Сравните молекулярные формулы следующих соединений: а) «-гексана и циклогексана; б) м-пентана и циклопентапа; в) гексена-1 и циклогексена; г) додекаиа, «-гексилииклогексана и циклогекеилциклогексана; д) Каким образом в общем случае можно определить число колец в соединении по молекулярной формуле и степени не насыщенности?

Задача 9.18. Какова молекулярная формула следующих соединений: а) циклогексана; б) метилциклопентана; в) 1,2-диметилцикл обута на? г) Дает ли молекулярная формула какие-либо сведения о размере цикла в соединении?

Задача 9.19. Желтые растительные пигменты (а-, 0- и у-каротины) и красный пигмент томатов {литтин) превращаются в печени в витамин А. Все четыре вещества имеют молекулярную формулу C^Hf*. При каталитическом гидрировании а- и р-каротины дают соединение СшН,и, у-каротнн — С^Нцо, а ликопин — СдеН^. Содержатся ли циклы в молекулах этих соединений и если да, то сколько?

Характер продуктов расщепления циклоалкенов и циклоалкинов также указывает на циклическую структуру. Так, например, озонолиз циклогексена не приводит к разрыву молекулы на два альдегида с меньшим числом атомов углерода, а просто дает одно соединение с шестью атомами углерода, содержащее две альдегидные группы.

Задача 9.20. Предскажите, какие продукты образуются при озонолизе следующих соединений: а) циклогексена; б) 1-метилциклппентеиа; и) 3-метилцнклопентеяа; г) циклогек-садиена-1,3; д) циклогсксаднсна-1,4?

Задача 9.21. Как циклогексен, так и октадиен-1,7 дают диальдегид ОПС(СП;)1СПО при озонолизе. Какие дополнительные факты позволит различить эти два соединении/

(Анализ циклических алифатических углеводородов спектральными методами будет рассмотрен в разд. 13.16—13.18.)

ЗАДАЧИ

1. Напишите структурные формулы перечисленных ниже соединений:

а) метили клопеита на, д) ||ыс-2-бром-1 -метилииклолентана,

б) 1-метилниклогексена, е) циклorексилциклогексана,

в) 3-метилцнклопентена, ж) циклопентилацетилена,

г) транс-1.3-ди хлор ци к- з) 1,1 -диметил-4-хлорциклогептана.

лобутана,

2. Напишите структурные формулы и названия основных органических соединений,

которые получатся при следующих реакциях:

а) циклопропан + Вг^/СО*.

б) циклопропан -f- Вг, (300 СС),

циклопентан + Вг^/ССЬ,

циклопентан + Brt (300 °Q,

цмклопеитеи + Br^CCl*.

циклопентен -f Br, (300 Х),

1 -метил пи клогексен + HQ,

1-метилциклогексен -f- Brt (вода.)»

l-метилци клогексен + НВт (перекиси),

циклогексадиеи-1,3 + HQ,

циклопеитанол + Яг$0« (нагревание).

с) 1-1 т) 3-к

м) бромци клогексаи + КОН (спирт.), н) циклопентен + КМпО* (на холоду), о) циклопентен f НСО.ОН, п) циклопентен 4- КМпО« (горячий), р) х/горциклопентзн + Na,

I-метилциклопентен + конц. HtSO« (на холоду). 3-метилциклопентен + Оа, затем Zn/ftgO,

циклогексен + HfSO« • * С)ГН,в,

циклопентен + СНС13 +- mpem-CtHtOK. 8. Укажите все стадии лабораторных синтезов следующих соединений, используя цик-логексанол в качестве единственного органического вещества и любые необходимые неорганические реактивы:

а) циклогексена, з) бромциклогексана,

б) циклогексана, н) 2-хлорциклогексанола,

в) m/4J«c-l ,2-днбромциклогексана, к) 3-бромциклогексена,

г) «4Шг-циклогександиола-1,2, л) циклогексадиена-1,3,

д) г!рялс-циклогександиола-1,2, м) циклогексилциклогексана.

е) OHQCHthCHO.

ж) ади пи новой кислоты НООС(СНа)4СООН.

4. Напишите структурные формулы всех изомеров соединений, приведенных ниже.

Для производных циклогексана достаточно привести плоские формулы (стр. 289). Укажите пару энантиомеров и леэо-соедннения.

а) дихлорциклопропаны, г) дихлорциклогексаны,

б) дихлорцнклобутаны, д) хлор-1,1-диметилциклогексаиы,

в) дихлорциклопентаиы, е) 1,3,5-трихлорциклогексаны.

ж) Существует ряд стереоизомер ных 1,2,3,4,5,6-гекса хлор ци клогекса нов. Не пытаясь изобразить структуры их всех, напишите структурную формулу наиболее устойчивого изомера и покажите его предпочтительную конформацию.

5. а) 2.5-Диметилциклоленган 1,1-дикарбоновяя кислота (I) может быть получена в виде

двух неактивных веществ (А и Б), различающихся по температурам плавления. Напишите структурные формулы этих веществ, б) При нагревании соединение А дает две 2,5днметнлциклоиеитанкарбоновые кислоты (11), а соединение^— лишь одну. Уточнит*,

какая структура соответствует А, а какая — Б.

соон

н соон

I

6. я) тролс-1,2-Диметилциклогексан существует примерно на 99% в днэкваториальной

конформации. трансЛ ,2-Дибромциклогексан (или транс-1,2-дихлорциклогексан), с

другой стороны, существует в виде смеси примерно равных количеств диэквяториаль-ного и диаксиального конформеров; более того, доля диаксиальиого конформера уменьшается с увеличением полярности растворителя. Каким образом вы объясните столь резкое: различие между диметил- и дибрс*«(дихлор)производными? (Указание: см. разд. 4.7.)

б) Если гггра«с-3-чг<г-4дибром-/п/7т-бутнлцикло1екса1[, подвергаете» длительному нагреванию, он превращается п равновесную смесь (примерно 50 : 50) этого вещества и его диастереомера. Какова вероятная структура этого дийстереомера? Кик вы объясните примерно равную устойчивость этих двух диастереомеров? [В этом пункте, как и в пункте (в), наиболее стабильной коиформацией каждого диастергомера следует считать кон-формацию с экваториальной трр/я-бутнльной группой. 1

п) Имеется еще два диастереомерных 3,4-дибром-лгр?гп-бутилциклогексана. Какие именно? Как вы объясните тот факт, что ни один из них не присутствует в заметных количествах в равновесной смеси?

7. Декалин CiyHig содержит два сконденсированных циклогексановых кольца

декалин

а) Используя модели, покажите, почему возможны два изомерных декалина — цис-и транс-, б) Сколько разных конформации, свободных от углового напряжения, возможно для цые-декалина; для тралг-декалина? в) Какова наиболее стабильная конформация цшг-декалина; трояс-декалина? (Указание: рассмотрите каждое из колец по очереди. Что является заместителем наибольшего размера для каждого кольца?) г) Объясните, почему трше-декалин устойчивее, чем цис-декалии. д) Разность между энергиями цис-и /лралс-декад и нов составляет примерно 2 ккал/моль (8,37-10* Дж/моль); превращение одного в другой происходит лишь в очень жестких условиях. С другой стороны, конформации кресла и ванны различаются по устойчивости примерно на 6 ккал/моль (25,12-10* Дж/моль), но тем не менее легко взаимопревращаются при комнатной температуре. Как вы объясните такое резкое»различие в легкости превращения? Для иллюстрации нарисуйте энергетическую диаграмму.

8. Аллинджер (стр. 287) показал, что разность между энергиями цис- и т/?е«с-1,3-дж-яфет-бутилциклогсксаиов составляет 5,9 ккал/моль (28,89- 10s Дж/моль), и предположил, что эта величина соответствует различию в энергиях конформации кресла и ванны циклогексана. Дайте обоснование этому предположению.

9. Предположим, что в некоторых замещенных циклопентанах цикл существует предпочтительно в виде конверта

Пользуясь моделями, предложите объяснение каждому из следующих фактов: а) Присоединение метильной группы к сильно напряженному кольцу циклопентана увеличивает теплоту сгорания лишь немного больше, чем введение метильной группы в ненапряженное циклогексановое кольцо. (Укааание: где находится метильная группа в конформации конверта? б) Для 1,2-диметилцйклопентанов более устойчивым является транс-тштер, а для 1,3-диметилциклопентанов — цис-изомер, в) ^ыс-Изомер метилового эфира 3-ме-тилциклобутанкарбоновой кислоты устойчивее треда-изомера.

СООСН,

си,

10. а) Фотолиз диазометана в жидком циклогексене дает четыре продукта, содержащих семь атомов углерода? Какова их структура? б) Каким образом, используя химические методы (не обязательно простейшие пробы), идентифицировать эти четыре вещества?

в) Какие вещества, по вашему мнению, образуются, если обработать цнклогексен хлороформом и /«/ж/я-бутилатом калия?

11. 1-Бромциклогексен реагирует с бромистым водородом в присутствии перекисей с образованием цис-1,2-днбромциклогексана. В аналогичных условиях 1 - метил ци кл огексен дает цыс-2-бром-1 -метилциклогекса н. а) Что можно сказать на основания этих данных о стерической направленности (цис- или транс) свободнораднкального присоединения НВг? (Внимание: обязательно используйте модели!) б) Предскажите строение продукта присоединения BrCQa к циклогексеиу в присутствии перекисей.

12. Напишите стереохимические формулы с обозначением пар энантиомеров и МЕАО-структур) для продуктов реакции цц^пентена-2 со следующими реагентами:

д) Ответьте на те же вопросы для реакции с транс-пентеиом-2. 13. Ниже приведен ряд реакций, продукты которых разделяются тщательной перегонкой, перекристаллизацией или хроматографией. Укажите для каждой из реакций, сколько разных фракций будет при этом выделено. Напишите стерео х и ми чес к у ю формулу для продукта или продуктов, входящих в каждую из фракций.

страница 68
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136

Скачать книгу "Органическая химия" (15.87Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
3d кинотеатр сколько стоит
обрезание цена тула
взять в кредит видеокарту
матрас пронто ортопедический

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(16.12.2017)