химический каталог




Органическая химия

Автор Р.Моррисон, Р.Бойд

Укажите, будут ли какие-нибудь из фракций оптически активными.

а) (К>3-оксициклогексен + КМп04 * С Н,-03.

б) (Я)-З-оксициклогексен + H0OtOH ?—-г СвНи08,

в) (5,5)-1,2-дихлорциклоиропан + С12 (300 °С) « С,Н,С13,

г) рацемический 4-метилциклогексен -f Br2/COr

И. Укажите все стадии возможного лабораторного синтеза приведенных ниже вещеегъ, исходя из спирта с четырьмя или меньшим числом атомов углерода в качестве единственного органического сырья и используя любые необходимые неорганические реагенты.

а) рацемический /лралс-1-метил-2-этил-3,3-дихлорциклопропэн,

б) ,*?»-3,4-дибромгексан,

в) (2R,3R; 2S,3S)-renTaHflHCwi-2,3, рацемат.

15. Опишите простейшие химические пробы, которые позволяют различить соединения

в следующих парах:

а) циклопропан и пропан,

б) циклопропан и пропилен,

в? 1,2-димстмлциклопропан и циклопентан,

г) циклобутан и бутен-1,

д) циклопентан и пенген-1,

е) циклопентан и циклопентен.

ж) циклогексяиол и «-бутилциклогексан,

з) 1,2-диметилииклопентеп и циклопеитанол,

и) циклогекенн, цнклогексен, циклогексанол и бромциклогексаи.

16. Сколько циклов содержит каждое из перечисленных ниже соединений?

а) КПМФАН (C10HIS) — терпен, родственный камфоре; водорода (при гидрировании) не поглощает, б) ХОЛЕСГТТ (С..?Н«) — стероид с тем же циклическим скелетом, что и холестерин, кортизон и половые гормоны; водорода при гидрировании не поглощает, в) Р-ФЕМАНДРЕН (CWHW) — терпен; реагирует с Вг8, давая Cl0HteBr4. г) ВИТАМИН DT (С^НыО) — спирт, дает СдаНиО при каталитическом гидрировании, д) Сколько двойных связей 'содержит витамин D2?

17. Основываясь на данных каталитического гидрирования, укажите, сколько циклов

содержит каждый из следующих ароматических углеводородов:

ж) хрнзен (СцН,г) -—» СМНЭД, Проверьте ваши ответы, пользуясь предметным указателем. 18. а) Углеводород с формулой C,0Hw поглощает только I моль водорода при гидрировании. Сколько он содержит колец? б) При'озонолизе он дает цнклодекандион-1,6 (111). Кахова структура этого углеводорода?

1! О

CHgCOOH

IV

18, Лимонен (С1фН1в) — терпен, содержащийся в кожуре апельсинов, лимонов и грейпфрутов, поглощает лишь 2 моля водорода, образуя п-ментан СыНщ, Окисление лимонена перманганатом дает соединение IV. а) Содержатся ли никлы в структуре лимонена и, если да, то сколько? б) Какие структуры для лимонена соответствуют данным окисления? в) Пользуясь изопреновым правилом (разд. 8.25). укажите, какая структура наиболее вероятна для лимонена; для л-метана? г) Присоединение 1 моля Н20 превращает лимонен в а-терпинеол. Каковы наиболее вероятные структуры для а-терпимеола? д) Присоединение 2 молей Н-0 к лимонену дает терпингидрат. Какова наиболее вероятная структура последнего?

20. а-Терпинен С|ЯН„,— терпен, содержащийся в кориандровом масле, поглощает только 2 моля водорода с образованием л-ментана CJH^,. Озонолиз сс-терпинена дает соединение V, а расщепление перманганатом — соединение VI.

VI

а) Содержатся ли кольца в молекуле а-терпиненя и если да, то сколько? б) На основании данных об образовании продуктов V и VI при расщеплении и изопренового правила предложите наиболее вероятну ю структуру Для ri-терпиненя. п) Как вы объясните наличие ОП-1 рупп в соединении VI?

21. Испольчуя только уже известные вам данные о химических реакциях, можете ли вы предложить мехаггичм для превращения нерола (Cl0HllsO) я н-териинсол (С10Н1вО) в присутствии разбавленной IJ3S04?

10

Бензол

РЕЗОНАНС. АРОМАТИЧНОСТЬ

10.1. Алифатические и ароматические соединения

Химики считают целесообразным разделять ice органические соединения на два больших класса: алифатические и ароматические соединения. В настоящее время эти названия уже совершенно потеряли свой первоначальный буквальный смысл: алшфатический=жирадй» а* ароматический=фшдатыб.

К алифатическим соединениям относятся ациклические соединения и похожие на них циклические. Рассмотренные в предыдущих главах классы' соединений — алканы» алкены, алкины и их циклические аналоги — все принадлежат к массу апифатнческих соединений.

К ароматическим соединениям относятся бензол и вещества» напоминающие его по своему химическому поведению. Бензолу присущи особые свойства, отличающие его от алифатических углеводородов, называемые ароматическими свойствами. Некоторые соединения, строение которых, казалось бы, существенно отличается от строения бензола, также обладают ароматическими свойствами. Однако в действительности эти соединения и бензол обладают сходной электронной конфигурацией (разд. 10.14).

Как было показано выше, алифатические углеводороды претерпевают главным образом реакции присоединения и свободнораднкального замещения; присоединение происходит по кратным связям, а свободнораднкальное замещение — в другие положения алифатической цепи. Однако для ароматических углеводородов характерна тенденция вступать в реакцию ионного замещения. Ниже будет показано, что те же особенности сохраняются при переходе от углеводородов к другим классам соединений (т. е. кислоатм, аминам, альдегидам и т. д.).

Однако не следует придавать исключительного значения различиям между алифатическими и ароматическими соединениями. Хотя подобная классификация полезна, она подчас менее существенна, чем другие классификации. Так, например, сходство между алифатическими и ароматическими кислотами или между алифатическими и ароматическими аминами более важно, чем различия между ними.

10.2. Структура бензола

Из определения ароматических соединений очевидно, что изучение их химии следует начинать с изучения бензола. Бензол известен с 1825 г.; его химические и физические свойства изучены, пожалуй, лучше, чем свойства любого другого органического соединения. Несмотря на это, лишь в 1931 г. была предложена удовлетворительная структура для бензола, но прошло еще примерно 10—15 лет, прежде чем эта структура стала общепринятой для химиков-органиков.

Трудности были связаны не со сложностью молекулы бензола, а скорее с теми ограничениями, которые были присущи сложившейся к тому времени теории строения. Поскольку ясное понимание структуры бензола важно как для изучения ароматических соединений, так и для углубления знаний о теории строения» то подробнее будут рассмотрены те факты, на которых основано представление о структуре бензола.

10.3. Молекулярная формула, Число изомеров. Структура Кекуле

а) Бензол имеет молекулярную формулу СяНа. Данные элементного анализа и молекулярный вес показали, что бензол содержит шесть атомов углерода и шесть атомов водорода. Как же они расположены?

В 1858 г. Август Кекуле (Боннский университет) предположил, что атомы углерода могут соединяться друг с другом с образованием цепей. Позднее, в 18G5 г., он предложил ответ на вопрос о строении бензола — эти углеродные цепи иногда могут замыкаться с образованием колец.

«Я сидел и писал учебник, но работа продвигалась плохо; мои мысли блуждали где-то далеко. Я подвинул мое кресло к камину и задремал. Снова атомы запрыгали перед моими глазами. На этот раз малые группы ?.томов скромно оставались на заднем плане. Мой мысленный взор, обостренный повторением таких видений, мог теперь различить структуры большего размера в многочисленных конформациях; длинные цепи иногда тесно iрунпировались, псе они изгибались и поворачивались, подобно змеям. Но что это!* Одна из змей ухватила свой собственный хвост, и эта фигура заЪертелась перед моими глазами, как бы насмехаясь надо мной. К>ь; от вспышки молнии, я пробудился... Остаток ночи к провел, обдумывая следствие из моей гипотезы. Научимся мечтать, и тогда может быть, мы постигнем истину» (Август Кекуле, 1865 г.).

Структура Кекуле для бензола с современных позиций выражалась

бы формулой I.

дюрхула Пегсуле формат Дьюара

CHa=ffi--fe?-ffl=CHs

?

Молекулярной формуле СеНв отвечают также и другие структуры, например II—V. Из всех этих структур структура Кекуле была наиболее удовлетворительной; доводы в ее пользу основаны на уже знакомой нам аргументации о числе изомеров (разд. 3.2).

6} Бензол дает лишь один монозамещенный продукт QH5Y. Лишь один бромбензол С„Н5Вг образуется при замене одного атома водорода на бром; аналогично можно получить всего лишь по одному изомеру хлорбензола СвН5С1 или нитробензола СвН5Шг и т. д. Этот факт накладывает строгие ограничения на структуру бензола: каждый атом водорода должен быть совершенно эквивалентен всем другим, поскольку замещение любого из них дает один и тот же продукт.

Структура V, например» на этом основании может быть отброшена» поскольку она будет давать два изомерных монобромида — 1-бром- и 2-бром-производные; в структуре V не все атомы водорода эквивалентны... Аналогичным образом можно убедиться, что структуры II и III также непригодны. (Сколько монозвмещенных продуктов даст каждая из них?). В качестве возможных структур остаются структуры 1 и IV.

в) Бензол дает три -изомерных дизамещенных продукта CeH«Y2 или CeH4YZ. Так, удается получить три (и только три!) изомерных дибрем-бензола С,Н4Вг„ три хлорнитробензола С,Н4СШО, и т. д. Этот факт дополнительно ограничивает выбор возможных структур; например, структура IV должна быть отброшена. (Сколько дизамещенных. производных даст структура IV?)

На первый взгляд кажется, что структура I согласуется с этими фактами, т. е. можно ожидать образования трех изомерных дибромидов—1,2-, 1,3- и 1,4-дибромпронзводных — следующего строения;

1,2-вчИранбензол it3 вабромбснзол {,4-дибром6ензиЛ

Более внимательное изучение структуры I показывает, однако, что возможно два 1,2-дибром-изомера (VI и VII), различающихся по положению брома относительно двойной связи.

Вг Вг

А 1

Н-С С-Н Н-С С-Н

V V

А н

VI VII

Но Кекуле представлял себе бензольную молекулу как динамическое образование: «...Фигура завертелась перед моими глазами, как бы насмехаясь надо мной...» Он описывал ее при помощи двух структур VIII и IX, между которыми осциллирует молекула бензола.

Н н

i i

—II

н-с с-н н-i с-н

V V

я А

VIII IX

Позднее, когда было сформулировано понятие таутомерии

страница 69
< 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
компьютерное кресло москва
лайтбоксы для ресторана
ближайшие концерты лепса в москве 2017
5 seconds of summer питер

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
(20.07.2017)