Органическая химия - Московский педагогический

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Московский педагогический государственный университет»
Институт биологии и химии
Фонд контрольных заданий для оценки знаний студентов
III курса
по Органической химии
на 2014/2015 учебный год
Специальность
020201.65 Фундаментальная и прикладная химия, со специализацией
Химическая экспертиза пищевых продуктов
Москва
2014
5 семестр
Блок № 1. Теоретическое введение.
Письменный опрос № 1. Электронное строение органических соединений
1. Для приведенных структур определите ковалентность и коодинационное
число выделенного атома:
+
CH3 +NONH3
2. Нарисуйте схемы - и -связей. Укажите гибридизацию каждого атома:
СH3 - С(O)NH2 CO2 CHCl =CH – C(CH3)3
3. Расположите
Приведите
соединения
объяснения.
в
порядке
Укажите
убывания
виды
кислотных
индуктивного
свойств.
эффекта:3-
бромбутановая кислота, 2-бромбутановая кислота, 2,2-дибромбутановая
кислота, 4-бромбутановая кислота
4. Рассчитайте формальные заряды фрагментов молекул:
H
-Br-
-Br
-Br-
5. Приведите граничные структуры и мезоформулу для
CH2 = CCl – CH3
CH3 – NO2
Письменный опрос № 2. Стереохимия
1. Приведите проекционные формулы Фишера всех возможных оптических
изомеров для соединенияCH3 – CH(OH) – CH(NH2) – CHO. Определите
абсолютную конфигурацию асимметрических атомов углерода для одного
из изомеров и укажите антиподы, диастереомеры, эритро- и треоформы.
2. Приведите формулы к единообразию и определите, чем вещества являются
по отношению друг к другу (антиподы, диастереомеры, мезоформа, эритрои треоформы):
2
H
а)
б)
CH3
H
OH
COOH
HO
H
C2H5
COOH
CH3
COOH
д)
H
е)
CH2OH
OH
H
H
H
C
Br
CH3
Cl
O
H3C
H
г)
H
в)
Br
H
COOH
Cl
COOH C
C
H
Cl
OH
CH3
3. Напишите проекционную формулу Фишера для соединения, имеющего R,Rконфигурацию для С2 и С3.
устойчивой
конформации,
Приведите формулу Ньюмена наиболее
определите
ее
(эритро-
,
трео):
HOOC – CH(OH) – CHCl – COOH
4. Возможны ли геометрические изомеры для следующих соединений?
Приведите их проекционные формулы:
а)
H
H
C
Cl
C
Cl
б)
H3C
C
H3C
C
H
в)
CH3
H3C
H
C
C2H5
C
C3H7
5. Проведите конформационный анализ бутана с использований формул
Ньюмена.
Коллоквиум №1. Теоретические основы органической химии. Ковалентная
химическая связь, ее характеристики, примеры
1. Мезомерный эффект. Р--сопряжение, примеры.
2. Оптическая изомерия. Определение абсолютной конфигурации.
3. Определите строение соединения С8Н9FO , если в спектре ПМР
наблюдаются сигналы: 1,1 м.д. – дублет (3Н), 3,8 м.д. – уширенный сигнал
(1Н), 5,7 м.д. –квадруплет (1Н), 7 м.д. – синглет (4Н).
3
4. Приведите граничные структуры и мезоформулу для CH2 = C(Cl) –
C(O)NH2.
Блок № 2. Алифатические системы, содержащие σ-связи
Письменный опрос № 3. Алканы
1. Сколько изомеров можно вывести из углеводорода, заменяя атом водорода
на атом хлора:
CH3
H3C-CH-CH2-CH-CH3
CH3
2. Рассчитайте процентный состав монохлорпроизводных изобутана, полученныхпутем термического хлорирования при 300 ºС. Вероятность отрыва
атомов водорода от первичных и третичного атомов углерода составляет
1:3.
3. Углеводород С5Н12 при нитровании по Коновалову преимущественно
образует только одно третичное мононитрозамещенное соединение. Какое
строение имеет исходный углеводород?
4. Расположите
в ряд по устойчивости и реакционной способности
следующие радикалы: метил, трет-бутил, аллил, этил, водород, изопропил,
винил.
5. Напишите уравнения реакций. Укажите механизмы реакций, условия их
протекания. Отметьте случаи, где реакция не идет.
а. н-бутан + О2
t
б. н-бутан + Br2 (на свету) →
в. н-бутан + Сl2 (на свету)→
г. метилбромид + HI →
Письменный опрос № 4. Галоидпроизводныеалканов
1. Приведите общее уравнение реакции, механизм и стереохимию гидролиза
(водный раствор щелочи) 2-бромпентана (S-конфигурация) по механизму
4
SN1.
Приведите
уравнение
скорости
реакции,
кривую
изменения
потенциальной энергии системы, учитывая, что реакция экзотермическая.
Будет ли продукт реакции обладать оптической активностью? Приведите
механизм побочной реакции отщепления.
2. Приведите схему получения из неорганических реагентов
бромистого
третбутила.
3. Расположите следующие соединения в порядке уменьшения реакционной
способности
в
реакции
SN2:
2-бромпропан,
бромэтан,
2-метил-2-
бромпропан, 1-бромбутан, бромистый винил, 2-бромбутан, бромметан.
4. Сопоставьте основные и нуклеофильные свойства для следующих молекул
и частиц: HOH, CH3OH, HO-, CH3O-, CH3COO-, C2H5O-.
5. Допишите уравнения реакций, отметьте случаи, где реакции не пойдут:
а. хлористый пропил + Mg (абс. эфир) →
б. бромистый изобутил + NaOH→
в. бромистый изобутил + HI →
г. хлористый винил + NaOH (t,p)→
Контрольная работа №1
1. Приведите общее уравнение
аминобутана
с
азотистой
реакции и механизм взаимодействия 1кислотой
в
кислой
среде.
Назовите
промежуточные и конечные продукты.
2. Алкилирование спиртов. Приведите общее уравнение реакции и механизм
взаимодействия этанола с дипропилсульфатом в щелочной среде.
3. Спирт дает пробу Лукаса в течение трех минут. После окисления
перманганатом калия образуется кетон, который имеет два сигнала в
спектре ПМР: триплет и квадруплет (3:2). Установите формулу спирта и
приведите соответствующие уравнения реакций.
4. а) Сопоставьте основные и нуклеофильные свойства для следующих
молекул и частиц: HS-, CH3S-, NH2-, PH2-, C2H5S-.
5
б)Сравните кислотные свойства: вода, этанол, изопропанол, третбутанол,
аммиак, ацетилен, этан. Приведите основания, сопряженные этим кислотам.
5. Приведите схему получения из этанола диизопропилового эфира.
6. Допишите уравнения реакций, отметьте случаи, где реакции не пойдут:
а. хлористый пропил + NaCN →
б. этиламин + NaOH→
в. этан + Cl2 →
г. 2-аминопропан + HNO2(H+)→
д. пропандиол-1,2 + Н+→
7. Из неорганических реагентов почите 2,3,3-триметибутен-1, используя
пинаколиновую перегруппировку.
Коллоквиум №2
1. Магнийорганические
соединения
(механизм
образования,
свойства).
Использование их в синтезе алканов и спиртов.
2. Определите, правильно ли написаны уравнения реакций. Исправьте
ошибки:
а. (CH3)3N + C2H5Cl → (CH3)2NC2H5 + CH3Cl
б. HOCH2CH2Br + Mg→ HOCH2CH2 Mg Br
в. C2H5С(CH3)2Br + CH3ONa → C2H5С(CH3)2OCH3 + NaBr
3. Отношение первичных, вторичных и третичных спиртов к азотистой
кислоте. Механизмы реакций.
4. Предложите механизмы секстетных перегруппировок для карбкатионов:
CH3CH2CH2CH2+ ,CH2 = CH -CH2 - CH+ - CH2 -CH3.
5. Приведите комбинации нуклеофильного реагента и субстрата, которые
приведут
к
следующим
продуктам:метанол,
метилтретбутиловый эфир, изопропилизоцианат.
6
2-иодпропан,
Блок № 3. Алифатические системы,содержащие неполярные
π-связи
Контрольная работа №2
1. Реакции электрофильного присоединения к этиленовым и диеновым
углеводородам. Условия реакций, катализаторы, стереохимия. Приведите
механизм бромирования цис-бутена-2, бутадиена-1.3.
2. Полимеризация пропена в присутствии катализаторов Циглера-Натта.
3. Напишите уравнения реакций, отметьте случаи, где реакция не идет:
а. бутен-1 + хлор (500 ºС) →
б. бутадиен-1.3 + Na (C2H5OH) →
в. пропин + LiAlH4 →
г. ацетилен + этилмагнийбромид →
д. бутин-1 + Ag[(NH3)2]OH →
Блок № 4. Полярные алифатические системы, содержащие πсвязи. Полифункциональные алифатические системы
Письменный опрос №5
1. Расположите следующие соединения в порядке уменьшения активности в
реакции нуклеофильного присоединения: а) формальдегид; б) ацетальдегид;
в) ацетон; г) трихлорэтаналь (хлораль); д) метилэтилкетон.
2. Бутанол-2 был подвергнут каталитическому дегидрированию над медью
при 200ºС. Полученный продукт обработан синильной кислотой и далее гидролизу. Напишите уравнения реакций.
3. Напишите
уравнения
реакции
Канниццаро
для
триметилуксусного
альдегида. Укажите условия протекания этой реакции. Объясните, почему
триметилуксусный альдегид не способен к альдольной конденсации?
4. Предложите схемы синтезов 5,5-диметилгександиола-1,2 из метилацетилена
и триметилуксусного альдегида.
7
5. Как различить с помощью химических реакций ацетон, формальдегид,
бутен-2 и третбутанол?
Контрольная работа №3
1. Приведите
продукты
реакции
между
2-метил-2-этилбутаналем-1
и
концентрированной щелочью.
2. Получите
пентанон-2
следующими
способами:
а)
окислением
соответствующего спирта; б) гидролизом дигалогенпроизводного; в)
гидратацией алкина; г) пиролизом смеси органических кислот; д) с
помощью реактива Гриньяра; е) из хлористого пентила.
3. Предложите схему синтеза акрилового альдегида из глицерина.
4. Определите структурную формулу вещества С4Н8О, если оно реагирует с
гидроксиламином, дает реакцию серебряного зеркала и при окислении
образует метилпропановую кислоту.
5. Напишите уравнения реакций взаимодействия с водой следующих
соединений:а) хлороформа; б) нитрила уксусной кислоты; в) ортоэфира
муравьиной кислоты; г) хлорангидрида уксусной кислоты; д) амида
уксусной кислоты; е) амида 2-метилбутановой кислоты.
6. Расположите следующие соединения по возрастанию кислотности: а) вода;
б) ацетилен; в) уксусная кислота; г) муравьиная кислота; д) этанол; е)
пропановая кислота.
7. Расположите следующие соединения в ряд по увеличению реакционной
способности в реакции нуклеофильного замещения: а) уксусная кислота; б)
метиловый эфир уксусной кислоты; в) хлорангидрид уксусной кислоты; г)
ангидрид уксусной кислоты; д) ацетат натрия; е) ацетон; ж) уксусный
альдегид; з) амид уксусной кислоты; и) кетен.
8
6 семестр
Блок № 1. Алициклические углеводороды
Контрольная работа №1
1. Приведите способы образования циклов; укажите условия реакций:
COOEt
а)
COOEt
б)
2. Приведите
схему
получения
трео-рацемата
1,1-дихлор-2,3-
диметилциклопропана.
3. Из щавелевой кислоты и пентена-2 получите 1,3-диметилциклопентан.
4. Приведите схему циклоприсоединенияпропена. Укажите условия с учетом
взаимодействия ВЗМО и ННМО алкена.
5. Геометрическая, оптическая и конформационная изомерия 1-метил-4гидроксициклогексана. Приведите формулы
Ньюмена для
наиболее
устойчивых конформацийцис- и транс-изомеров.
6. Приведите уравнения реакций:
а. циклопропилхлорметан
б. циклобутан + Н2
в. бутадиен
AlCl3, -40oC
Ni, 120oC
Al(C2H5)3 + TiCl3
г. циклооктан + Cl2 h
д. 1,2-дипропилциклопропан
KMnO4, t
Блок № 2. Ароматические углеводороды и их функциональные
производные. Часть 1
Письменный опрос №1
1. Приведите электронное строение, предельные структуры, мезоформулу, вид
единой -МО для 2,4,6-тринитрохлорбензола.
2. Сравните реакционную способность в реакциях SЕ: бензол, бромбензол,
анизол, бензальдегид. Приведите объяснения. Объясните ориентацию
9
второго заместителя в реакциях SЕ для анизола и бензальдегида с учетом
статического и динамического факторов.
3. Приведите механизм реакции бензола с хлористым ацетилом в присутствии
кислоты Льюиса. Из полученного соединения получите этилбензол.
4. В каком порядке следует вводить заместители при получении из бензола
2,4-динитротолуола?
5. Закончите уравнения реакций:
а. этилбензол + раствор перманганата калия (t)→
б. бензол + водород (t,p,катализатор)→
в. бензол + конц. азотная кислота→
Контрольная работа №2
1. Сравните
реакционную
дихлорбензола
и
способность
в
реакциях
4-нитро-1,3-дихлорбензола.
SE
2-нитро-1,4-
Приведите
объяснения,
используя статический и динамический факторы. Приведите граничные
структуры и мезоформулы для -комплексов для преимущественного
направления реакций.
2. Приведите уравнение реакции и механизм нуклеофильного замещения при
взаимодействии 2.4-динитробензола с водным раствором щелочи.
3. Определите, какой из атомов брома будет замещаться в первую очередь при
реакции
со
щелочью
в
1,4-дибром-2.6-динитробензоле
с
учетом
статического и динамического факторов.
4. Сопоставьте реакционную способность в реакциях SN следующих
соединений: бензилбромид, п-аминобензилбромид, о-нитробензилбромид,пметоксибензилбромид, м-этилбензилбромид. Для каждого случая укажите
механизм реакции.
5. Из бензола и неорганических реагентов получите фенилэтиленгликоль.
6. Приведите уравнения реакций, укажите механизмы, отметьте случаи, если
реакция не идет:
а. изопропилбензол + метилхлорид (в присутствии AlCl3) →
10
б. стирол + бромная вода→
в. 3-бромбензилхлорид + водный раствор щелочи→
Коллоквиум №1
1. Ароматичность. Строение бензола, его ароматические свойства.
2. Реакции электрофильного замещения, механизм, катализаторы. Определите
место вступления третьего заместителя, если два акцепторных заместителя
расположены в мета-положении.
3. Нуклеофильное замещение галогена в арилгалогенидах, где галоген
расположен в боковой цепи.
4. Вещество
C8H8Cl2
при
сульфопроизводное.
При
сульфировании
действии
разб.
образует
только
одно
раствора
щелочи
легко
превращается в C8H10O2, при окислении которого можно получить метадибензойную кислоту.
Блок № 3. Ароматические углеводороды и их функциональные
производные. Часть 2
Письменный опрос №2
1. Укажите, какая из нитрогрупп будет в первую очередь замещаться на
нуклеофильный реагент в 1,2,3.5-тетранитробензоле. Ответ поясните с
учетом статического и динамического факторов. Напишите уравнение
реакции и механизм.
2. Приведите способ получения из анизола 4-нитро-2.6-динитноброманизола.
3. Расположите соединения в порядке уменьшения реакционной способности
в реакциях нитрования: бензол, бромбензол, нитробензол, толуол, анилин.
4. Установите строение вещества, если при окислении перманганатом калия
оно превращается в о-сульфобензойную кислоту, а при сплавлении с едким
натром – о-крезол.Напишите уравнения реакций и механизмы.
5. Напишите уравнения реакций:
а. фенолят натрия + метиловый эфир п-толуолсульфокислоты →
11
б. фенилнитрометан + щелочь→
в. п-нитроанизол + Zn + щелочь→
Контрольная работа №3
1. Приведите уравнение и механизм получения фенола из изопропилбензола.
Укажите побочные процессы. Какими другими способами можно получить
фенол?
2. Определите, какие атомы или группы будут замещаться на нуклеофильный
реагент в соединениях: 2,3,4-тринитроанизол, 2,4-динитрохлорбензол, 3,4динитрохлорбензол.
Ответ
поясните
с
учетом
статического
и
динамического подходов.
3. Сопоставьте реакционную способность нуклеофилдьных реагентов в
реакции алкилированияиодистым метилом: этиловый спирт, метиловый
спирт, метиламин, п-метоксианилин, 2,4-динитроанилин, дифениламин.
Приведите
механизм
толуолметилсульфонатом
реакции
в
взаимодействия
щелочной
среде
с
анилина
целью
с
п-
получения
диметиланилина.
4. Напишите уравнения реакций, укажите условия и механизм. Отметьте
случаи, когда реакция не пойдет:
а. фенол + бромная вода→
б. нитробензол + Zn + щелочь→
в. анилин + серная кислота (180оС) →
г. 2,4,6-тринитрофенол + PCl5→
д. N-ацетанилид + п-толуолсульфохлорид + триэтиламин→
е. фенол + бикарбонат натрия→
5. Исходя из ацетилена и неорганических реагентов, приведите способ
получения
п-нитроанизола,
п-метил-м-нитробензолсульфамида,
метилоранжа.
12
6. Приведите строение азокрасителя, восстановление которого оловом в
кислой среде приводит к образованию смеси 4-нитро-2-сульфоанилина и 2гидрокси5-аминобензойной кислоты.
7. Вещество C7H6ClNO3 после восстановления железом в кислой среде и
дезаминировании превращается в п-хлоранизол. Если же исходное
вещество нагреть с водным раствором щелочи и подкислить, то получается
соединение С7H7NO4, которое легко перегоняется с паром. Установите
строение исходного вещества. Приведите схемы указанных реакций.
Коллоквиум №2
1. Нитрование
бензола,
хлорбензола,
толуола,
фенола,
анилина,
ацетанилида.Нитрующие средства. Механизм. Влияние нитрогруппы на
основные свойства ароматических аминов. Сопоставление основных
свойств о-, м-, ип-нитроанилинов.
2. Из бензола получите 2-нитро-1,3,5-трибромбензол.
3. Укажите способы получения и химические свойства 1,4-бензохинона.
4. Сравните кислотные свойства ацетанилида, п-нитроацетанилида, воды,
фенола, м-нитрофенола, п-метоксифенола, серной кислоты, пикриновой
кислоты.
5. Способы получения фтор-, хлор-, бром- и йодбензола. Укажите механизмы
реакций.
Письменный опрос №3
1. Строение трифенилметильных радикала, катиона и аниона. Способы их
получения.
2. Получение и химические свойства антрахинона.
3. Осуществите превращения: бензол → фенолфталеин; нафталин → βнафтиламин.
4. Установите строение соединения С13Н12О, которое образует соли со
щелочами,
метилируетсядиметилсульфатом.
13
Если
продукт
метилированияокислить пермаганатом калия в водной среде и раствор затем
подкислить, то выделяется 4-метокси-4’-дифенилкарбоновая кислота.
Блок4. Гетероциклические системы
Письменный опрос №4
1. Электронное строение тиофена. Схема σ- и π-связей, граничные структуры,
мезоформулы. Получение тиофена.
2. Реакции
нуклеофильного
замещения
пиридина,
получение
α-
аминопиридина.
3. Сопоставьте:
а. основные свойства следующих соединений: пиррол, анилин, пиридин,
п-нитроанилин.
б. реакционную способность в реакциях нитрования: фуран, пиррол,
ацетанилид, фенол, тиофен, нафталин, бензол, нитробензол, пиридин.
Приведите нитрующие средства для каждого соединения.
4. Напишите уравнения реакций:
а. окись пиридина + серная кислота →
б. пиррол + едкий натр →
в. фуран + бензолдиазонийхлорид →
Примерные вопросы для экзамена
5 Семестр
1. Теоретические представления Бутлерова. Понятие изомерии.
2. Развитие классической теории
строения органических соединений;
представления электронных смещениях (I- и M-эффекты), сопряжение.
3. Стереохимические представления в органической химии. Оптическая
изомерия.
4. Реакции с увеличением углеродного скелета. Механизмы. Использование в
органическом синтезе.
14
5. Алканы. Химические особенности этих соединений, их значение для
теоретических исследований и практики, общие закономерности реакций
гомолитического замещения.
6. Галоидные алкилы. Электронное строение, пути химических превращений и
аспекты синтетического использования. Активные металлорганические
соединения.
7. Реакции нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода и
элиминирование элементов галоидоводородных кислот
от галоидных
алкилов.
8. Амины. Электронное строение. Химические
особенности первичных,
вторичных и третичных аминов.
9. Алканы.
Электронное
строение,
пути
химических
превращений,
направления синтетического использования.
10.Альдегиды, строение, изомерия, химические свойства.
11.Алкены. Электронное строение. Геометрическая изомерия.
Основные
направления синтетического использования алкенов.
12.Перегруппировка Бекмана. Её механизм и синтетическое использование.
13.Алкины. Электронное строение. Химические особенности алкинов, пути их
использования в синтезе и других химических областях.
14.Окисление в органической химии. Химическое содержание направлений
синтетического и аналитического использования. Применяемые реагенты.
15.Реакции амидов карбоновых кислот.
16.Алкадиены.
Изомерия
этих
соединений.
Сопряженные
алкадиены,
особенности их электронного строения и химических превращений.
17.Полиатомные спирты. Их синтез и особенности химических превращений.
18.Спирты: электронное строение, методы получения, свойства,
пути
синтетического использования.
19.Альдегиды и кетоны. Электронное строение. Реакции гомолитического и
гетеролитического
типа,
затрагивающие
карбонильную
группу.
Производные альдегидов и кетонов, их значение для анализа и синтеза..
15
20.Альдегиды
и
кетоны.
Проявление
σ-,π-
сопряжения..
Реакции,
затрагивающие α-метиленовую группу.
21.Карбоновые кислоты. Распространение в природе. Практическая важность.
Электронное
строение.
Методы
получения
карбоновых
кислот,
используемые в лабораторной практике и промышленности.
22.Таутомерия. Прототропия карбонильных соединений. Влияние структуры,
растворителей. Роль катализатора.
23.Реакции нуклеофильного замещения (SN1, SN2)в галоидных алкилах,
спиртах. Механизмы, стереохимия.
24.Карбоновые кислоты. Основные пути химических превращений. Соли
карбоновых кислот.
25.Сложные эфиры карбоновых кислот. Электронное строение.
Синтез.
Основные пути химических превращений. Практическое использование.
26.Амиды карбоновых кислот. Электронное строение. Химические свойства
амидов карбоновых кислот.
27.Алканолы. Их синтез, химические свойства и направления использования в
химическом эксперименте.
28.Галоидирование кетонов. Химизм и избирательность этой реакции.
Аналитические приложения
29.Амбидентные ионы. Электронное строение, регулирование их реакционной
способности.
30.Механизм и условия проведения реакций SR.
31.Теломеризация алкенов с четыреххлористым углеродом. Синтетическое
значение этой реакции.
32.Реакция SN(C-sp2). Механизм.
33.Сопоставьте
строение
химические
особенности
и
перспективы
практического использования алкенов и алкинов.
34.Сложноэфирная
конденсация.
Катализ.
использование.
35.Окислительные реакции алкенов, алкинов.
16
Механизмы,
синтетическое
36.Реакции нуклеофильного присоединения. Примеры. Механизм.
37.Оптическая изомерия органических соединений.
38.Конформационная изомерия.
39.Алкилирование в органической химии, алкилирующие средства, механизмы
реакций.
40.Альдольная конденсация карбонильных соединений.
41.Ангидриды карбоновых кислот, их электронное строение,
получения
и
химические
свойства.
Кетены.
Общая
методы
химическая
характеристика.
42.Двухосновные
карбоновые кислоты. Их свойства и особенности
термолиза.
43.Амины. Электронное строение способы получения, химические свойства.
44.Малоновый эфир. Строение, свойства, использование в синтезе.
45.Кротоновая конденсация. Механизм, использование в органическом синтезе.
46.Восстановление
в органической химии. Реагенты и
механизмы в
восстановительном процессе. Роль катализа.
47.Сульфохлорирование и сульфоокисление алканов. Химическое содержание
и практическое значение этих реакций.
48.Ацилирование
в
органическойхимии.
Механизмы
реакций
и
их
синтетическое значение. Используемые реагенты.
49.Геометрическая изомерия.
50.Таутомерия. Классификация. Кето-енольная таутомерия, её связь с
двойственной реакционной способностью.
51.Реакции магнийорганических соединений.
52.Химия ацетоуксусного эфира. Синтез, пути практического использования.
53.Пинаколиновая
перегруппировка.
Механизм,
пути
синтетического
использования.
54.Ацилирование в органической химии. Механизмы
реакций и их
синтетическое значение. Используемые реагенты.
55.Проекционные формулы Фишера. Их особенности, правила построения.
17
56.Методы создания углерод-углеродных связей. Основные принципы, их
практическое использование.
57.Реакция Кучерова. Химическое содержание, синтетическое значение.
58.Секстетные перегруппировки в органической химии. Их химическое
содержание, катализ, направления использования в синтезе..
59.Гидроформилирование алкенов. Механизм, значение для синтеза.
60.Из пропилена и неорганических реагентов
получите амид изомасляной
кислоты.
61.Из 1-бутанола
получите 2- аминобутан, используя Гофмановское
упрощение.
62.Из ацетилена и диметиламина получите N,N-диметилацетамид.
63.Из этилена, используя кротоновую конденсацию, получите 4-метил-октен4-он-6.
64.Из неорганических реагентов
получите N,N-диметилацетамид. В
ходе
синтеза получите кетен.
65.Сравните кислотные свойства следующих соединений:
вода, метанол,
триметилкарбинол, изопропиловый спирт, аммиак, метиламин, ацетилен,
уксусная кислота,. щавелевая кислота.
66.Сравните кислотные свойства следующих соединений: уксусная кислота
муравьиная,
янтарная,
ацетилендикарбоновая,
угольная,
щавелевая,
малоновая кислоты.
67.Сравните
устойчивость
изопропильный,
карбкатионов:
третбутильный,
этильный,
аллильный,
метильный,
изобутильный,
3,3-
диметилаллильный, винильный.
68.Сопоставьте способность к реакциям нуклеофильного присоединения (АN)
соединений:
метилацетилен,
уксусный
альдегид,
трихлоруксусный
альдегид, ацетон, метилэтилкетон, диизопропилкетон.
69.Расположите соединения в порядке увеличения подвижности α-водородного
атома: этаналь, дихлоруксусный альдегид, ацетон, ацетат натрия, ацетамид,
уксусная кислота, диэтилкетон.
18
70.Расположите соединения в порядке уменьшения активности в реакциях
SN(C-sp2): ацетат натрия, ацетилбромид, ацетилфторид, N- метилацетамид,
уксусный ангидрид, метилацетат.
71.Расположите соединения в порядке уменьшения активности в реакциях AE:
изопрен, ацетилен, метилацетилен, пропилен, бутадиен-1,3
,
2,3-
диметилбутен-2.
72.Расположите
в ряд по устойчивости и реакционной способности
следующие радикалы: метил, трет-бутил, аллил, этил, водород, изопропил,
винил.
73.Сравните способность к гидролизу следующих соединений: 1-бромпропан,
1-хлорпропан, хлористый метил, 2-метил 2-хлорпропан,.2-хлорбутан.
74.Вещество С7Н12О3 образует вишнёво-красный раствор с FeCl3 , а при
нагревании с разбавленной соляной кислотой образует метиловый спирт,
оксид углерода
(IV) и соединение состава С5Н10О, которое
при
каталитическом гидрировании дает 2-пентанол. Какое строение имеет
вещество С7Н12О3? Приведите уравнения реакции.
6 семестр
1. Основные методы синтеза пяти-, шести-, семи-
и восьмичленных
алициклов. Взаимодействие α,-дибромалканов с активными металлами,
декарбоксилирование солей дикарбоновых кислот, конденсация Дикмана,
диеновый синтез, электроциклические реакции сопряженныхтриенов,
каталитическая тетрамеризация ацетилена.
2. Алициклические
углеводороды.
Способы
получения
трех-
и
четырехчленных циклов.
3. Химические
особенности
средних
циклов.
Трансаннулярные
взаимодействия. Валентная таутомерия, ее проявление в превращениях
циклооктатриена и циклононатриена.
4. Бензол. Классическое и квантово-химическое описание строения. Понятие
ароматичности,
правило
Хюккеля.
19
Небензоидные
ароматические
соединения.
Циклопропенил-катион,
циклопентадиенил-анион,
циклогептатриенил-катион. Антиароматические циклические полиены с
4n-электронами.
5. Реакции циклоприсоединения как метод синтеза алициклов.
6. Геометрическая и оптическая изомерия дизамещенныхциклогексанов.
Конформационное равновесие в растворах замещенныхциклогексанов с
одинаковыми заместителями.
7. Реакция Дильса-Альдера как метод создания шестичленного кольца. Диены
и
диенофилы.
Стереохимия
реакций.
Использование
в
синтезе
алициклических и гетероциклических соединений.
8. Внутримолекулярное
циклоприсоединение.
молекулчрныхорбиталей.
Фотохимическая
Стереохимия.
циклизация
Значение
Правило
симметрии
Вудворда-Гофмана.
транс-2-цис-4-транс-6-октатриена-2,4,6(3S-
цис-5S-цис-).
9. Бензол и его алкильные производные. Синтез и химические свойства.
Реакции электрофильного замещения в алкилбензолах. Получение и
применение
этилбензола,
изопропилбензола,
толуола.
Получение
и
химические особенности стирола.
10.Правила ориентации при электрофильном и нуклеофильном замещении в
бензольном ядре. Влияние распределения электронной плотности в
исходном
ароматическом
соединении
и
влияние
устойчивости
интермедиата на соотношение продуктов -, -, -замещения.
11.Правила
ориентации
электрофильного
в
бензольномколдьце.
замещения.
Обобщенный
Скорости
механизм
реакций
реакций
электрофильного замещения. Стадии процесса, потенциальная кривая
реакции. Особенности реакций сульфирования. Методы исследования
механизмов реакции на примере реакции SE.
12.Алкилирование и ацилирование по Фриделю-Крафтсу: реагенты, условия,
механизмы и особенности реакций.
13.Реакции присоединения в ряду ароматических и квазиароматических
20
соединений.
Механизмы.
Условия
проведения.
Использование
в
органическом синтезе.
14.Процессы алкилирования и ацилирования ароматических спиртов и аминов.
Механизмы, катализаторы. Использование этих реакций в органическом
синтезе.
15.Арилгалогениды. Способы получения фтор-, хлор-, бром- и йодбензолов.
Нуклеофильное замещение галогена. Реагенты, условия, механизмы
реакций.
16.Аринный механизм нуклеофильного замещения в ароматическом ряду.
Экспериментальное
подтверждение
механизма.
Дегидробензол.
Использование в органическом синтезе реакций, протекающих по аринному
механизму.
17.Механизм электрофильного ароматического замещения. Основные стадии,
используемые электрофилы, экспериментальное подтверждение механизма.
18.Фенол. Строение, получение, особенности химических превращений,
использование.
19.Фенолы. Способы получения. Механизмы реакций. Жирноароматические
спирты, их получение. Сопоставление кислотно-основных свойств фенолов
и спиртов. Влияние заместителей на кислотные свойства фенолов. О- иСалкилирование, аллилирование и ацилирование фенолов. Перегруппировки
Кляйзена и Фриса.
20.Особенности реакций электрофильного замещения в фенолах. Реакции
фенолов,
приводящие
к
образованию
углерод-углеродной
связи
(карбонилирование, формилирование, гидроксиметилирование, реакции с
кетонами и фталевым ангидридом).
21.Полиатомные фенолы: пирокатехин, резорцин, гидрохинон. Методы
синтеза, химические свойства.
22.Основные свойства аминогруппы, находящейся в бензольном кольце в
боковой цепи. Алкилирование аминов хлористым ацетилом и уксусным
ангидридом.
Сопоставление
реакционной
21
способности
в
реакциях
алкилирования, ацилирования следующих аминов: анилин, м-нитроанилин,
2,4-динитроанилин, N-ацетанилид.
23.Соли диазония. Взаимодействие с азотистой кислотой первичныхжирных и
ароматических
аминов.
Механизм
реакции
диазотирования.
Взаимодействие с азотистой кислотой вторичных и третичных аминов
жирных и жирно-ароматических аминов, механизм реакции.
24.Замещение функциональных групп (галогена, сульфогруппы, нитрогруппы)
при
бензольном
ядре.
Реагенты
и
механизмы.
Использование
в
органическом синтезе.
25.Ароматические
сульфокислоты.
сульфирования
Синтез,
(изотопный
эффект).
строение.
Механизм
Химические
свойства
арилсульфокислот и их использование.
26.Методы
синтеза
дикарбоновых
обычных
кислот,
циклов:
реакции
декарбоксилирование
конденсации,
диеновый
солей
синтез,
электроциклические реакции сопряженныхтриенов. Химические свойства
обычных циклов.
27.Восстановление
ароматических
нитросоединений.
Условия
реакций,
продукты. Бензидиновая перегруппировка. Механизм. Использование в
органическом синтезе.
28.Замещение гидрид-иона в бензольном и пиридином кольце. Необходимые
реагенты, условия. Механизм замещения. Использование в органическом
синтезе.
29.Многоядерные соединения с изолированными ядрами. Методы синтеза
трифенилметана. Триарильметильные катион, анион и радикал: методы
получения,
делокализация
электронной
превращения.Триарилметановые
красители
плотности,
(малахитовый
пути
зеленый,
бриллиантовый зеленый, кристаллический фиолетовый). Методы синтеза.
Получение малахитового зеленого из бензола. Описание строения молекул
методом граничных структур, мезоформула. Причины изменения окраски в
кислой среде.
22
30.Трифенилметановые красители. Получение малахитового зеленого из
бензола.
31.Нафталин.
Строение,
особенности
химических
превращений,
квазиароматические свойства.
32.Антрацен. Методы синтеза. Электронное строение, ароматичность. Реакции
присоединения. Окисление антрацена. Получение антрахинона. Химические
свойства антахинона.
33.Хиноны. Методы синтеза и химические свойства бензохинонов. Получение
и краткая характеристика свойств нафтохинонов и антрахинона.
34.Пиррол.
Электронное
Кислотные
свойства
строение,
пиррола,
ароматичность.
его
Методы
металлические
синтеза.
производные.
Восстановление пиррола. Реакции электрофильного замещения в пирроле
(ориентация
замещения,
особые
условия
проведения
реакции
электрофильного замещения).
35.Электронное строение и химические свойства пиридина. Основные
свойства. Восстановление пиридина. Пиперидин. Электрофильное и
нуклеофильное замещение в пиридине, реакция Чичибабина. Свойства αметилпиридина.
36.Получение и химические свойства N-окиси пиридина.
37.Пятичленные
гетероциклы
с одним
гетероатомом:
фуран,
тиофен.
Электронное строение, ароматичность. Синтез на основе -дикетонов.
Взаимные переходы гетероциклов по Юрьеву. Реакции присоединения и
электрофильного замещения для фурана и тиофена, их использование в
органическом синтезе.
38.Получите из кумола капролактам.
39.Получите из толуола -бромтолуол.
40.Расположите соединения в порядке убывания способности вступать в
реакции SE: бензол, пиридин, нитробензол, ацетофенон, толуол, фенол,
анизол, пиррол, тиофен.
41.Сравните по кислотным свойствам: этанол, вода, фенол, уксусная кислота,
23
п-нитрофенол, анилин, пиррол.
42.Из бензола получите 3-гидрокси-5-хлорфенол.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: К.х.н., доц.
Т.С. Кухарева
Утверждено на заседании кафедры 08 сентября 2014 г., протокол №1.
И.о. зав. кафедрой органической химии
М.К. Грачев
24