МИНОБРАЗНАУКИ

МГУТУ им. Разумовского

Технологический факультет

Контрольная работа

По дисциплине «Органическая химия»

Вариант 19

2013

Оглавление

Стр. Введение……………………………………………………… 3

1. 
   Задание 1……………………………………………………. 4
   
2. 
   Задание 2……………………………………………………. 4
   
3. 
   Задание 3……………………………………………………. 5
   
4. 
   Задание 4……………………………………………………. 7
   
5. 
   Задание 5……………………………………………………. 8
   
6. 
   Задание 6…………………………………………………….. 9
   
7. 
   Задание 7…………………………………………………….. 10
   
8. 
   Задание 8…………………………………………………….. 11
   

Заключение………………………………………………….. 13

Список литературы…………………………………………. 14

Введение

Данная контрольная работа имеет целью восстановить и закрепить основы органической химии, необходимые для усвоения всего цикла химических дисциплин. Некоторые задания вызывают затруднения, поскольку у них нет однозначного и точного ответа. В связи с этим, они более интересны и полезны.

Я не могу утверждать, что мною всё сделано правильно, но, тем не менее, полагаю, что мой подход к предмету содержит некоторый элемент актуальности, который заключается в стремлении использовать в работе как традиционные, так и современные концепции органической химии.

Задание 1

Проведите гидрогенолиз циклопропана. Для полученного соединения проведите реакции: а) с хлором под действием света; б) нитрования; в) дегидрирования.

Решение.

СН2 ─ СН2 + Н2 → СН₃ ─ СН2 ─ СН3.

СН2

Реакции хлорирования и нитрования протекают неоднозначно - образуется смесь изомеров, состоящая из первичных и вторичных производных:

hν → СН₃ ─ СН2 ─ СН2 ─ Cl + HCl.

СН₃ ─ СН2 ─ СН3 + Cl2 → СН₃ ─ СН ─ СН3 + HCl.

Cl

tº → СН₃ ─ СН2 ─ СН2 ─ NO2 + H2O.

СН₃ ─ СН2 ─ СН3 + HNO3 → СН₃ ─ СН ─ СН3 + H2O.

Cl

tº, Pt

СН₃ ─ СН2 ─ СН3 → СН₂ = СН ─ СН3 + H2.

Задание2

Напишите промежуточные и конечный продукты в следующей схеме:

CH₃Cl HCl H₂ KOH Cl₂

1-хлорпропин-1 ------------ А ----- В --- С ----------- Д --- Е

2Na(метал.) спирт.р-р

Назовите соединения по систематической номенклатуре.

Решение

CH₃Cl

Cl ─ C ≡ C ─ CH3 ------------ CH3 ─ C ≡ C ─ CH3 + 2NaCl.

2Na(метал.)

Вещество А – это бутин – 2.

CH3 ─ C ≡ C ─ CH3 + HCl → CH3 ─ CH = CCl ─ CH3.

Вещество В – это 2-хлорбутен-2.

CH3 ─ CH = CCl ─ CH3 + Н2 → CH3 ─ CH2 ─ CНCl ─ CH3.

Вещество С – это 2-хлорбутан.

КОН

CH3 ─ CH2 ─ CНCl ─ CH3 ----------- CH3 ─ CH = CН ─ CH3.

спирт.р-р

Вещество Д – это бутен-2.

CH3 ─ CH = CН ─ CH3 + Cl2 → CH3 ─ CCl ─ CНCl ─ CH3.

Вещество С – это 2,3-дихлорбутан.

Задание 3
Приведите схему и соответствующие уравнения реакций синтеза фенола из 1,2-дихлорэтана. Напишите для полученного фенола реакции: а) с хлорметаном; б) бромирования. Разберите механизм последней реакции.

Решение

Схема синтеза фенола из 1,2-дихлорэтана может быть такой:

KOH tº, C(акт.)

Cl─CH2─CH2─Cl ----------- CH ≡ CН -------------→ →

спирт.р-р

Н2SO4, SO3 KOH

-------------→ ─SO3H -----→ ─OH

Уравнения соответствующих реакций:

KOH

Cl─CH2─CH2─Cl ----------- CH ≡ CН + 2KCl + 2H2O;

спирт.р-р

tº, C(акт.)

3 CH ≡ CН -----------

H2SO4

+ SO3 ---------→ ─ SO3H

tº

─ SO3H + KOH → ─ OH + KHSO3.

При алкилировании фенола по Фриделю-Крафтсу и его бромировании образуется смесь орто- и пара-изомеров:

AlCl3

─ OH + CH3Cl -------→ CH3─ ─OH + ─OH

- НCl CH3

Fe³⁺

─OH + Br2 -------→ Br─ ─OH + ─OH

Br

Бромирование фенола протекает по механизму электрофильного замещения. Роль катализатора заключается в продуцировании электрофильных частиц Br⁺, которые и атакуют молекулу фенола с образованием π-комплекса:

─ОН + Br⁺ → ─OH →

Br⁺

который перегруппировывается в σ-комплекс:

→ ─ОН ---→ ─OH + H⁺.

Br Br

H

Стабилизация σ-комплекса происходит путём выброса катиона Н⁺ и

восстановления ароматической системы.

Задание 4

Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме, и назовите все соединения по систематической номенклатуре:

HCl KOH O

сим.-диметилэтилен ---- А --------- В ---- С

водн.р-р

Приведите для последнего продукта уравнения реакции с: а) PCl₅; б) NH₂-NH₂.

Решение

CH3─CH=CH─CH3 + HCl = CH3─CH2─CHCl─CH3.

2-Хлорбутан

CH3─CH2─CHCl─CH3 +КОН + Н2О → CH3─CH2─CHОН─CH3.

Бутанол-2

CH3─CH2─CHОН─CH3 + Н2CrO4 = CH3─CH2─C─CH3 + Н2CrO3 + H2O.

O

Бутанон-2

CH3─CH2─C─CH3 + PCl5 = CH3─CH2─CCl2─CH3 + POCl3

О 2,2-Дихлорбутан

CH3─CH2─C─CH3 + NH2─ NH2 → CH3─CH2─C─CH3 + H2O.

О N─NH2

Гидразон бутанона-2

Задание 5

На пропен подействуйте последовательно: а) иодистым водородом; б) магнием в абс.эфире; в) углекислым газом; г) соляной кислотой; д) гидрокарбонатом натрия. Приведите соответствующие уравнения реакций.

Решение

СН₂ = СН ─ СН3 + HI → СН₃ ─ СНI ─ СН3.

эфир абс. СН3

СН₃ ─ СНI ─ СН3 + Mg ---------→ СН─MgI.

СН3

СН3 CH3

СН─MgI + CO2 → CH─COOMgI.

СН3 CH3

CH3 CH3

CH─COOMgI + HCl → CH─COOH + MgICl.

CH3 CH3

CH3 CH3

CH─COOH + NaHCO3 → CH─COONa + CO2 + H2O.

CH3 CH3

Задание 6

Какими способами можно синтезировать метоксиэтан, 1-этоксипропан, 2-метоксибутан? Напишите соответствующие уравнения реакций.

Решение

Указанные простые эфиры могут быть получены двумя способами:

1. 
   из соответствующих спиртов с участием серной кислоты
   

С2Н5ОН + Н2SO4 = С2Н5О─SO2OH + H2O,

С2Н5О─SO2OH + CH3OH = С2Н5─О─CH3 + Н2SO4;

С3Н7ОН + Н2SO4 = С3Н7О─SO2OH + H2O,

С3Н7О─SO2OH + С2Н5ОH = С3Н7─О─C2H5;

С4Н9ОН + Н2SO4 = С4Н9О─SO2OH + H2O,

С4Н9О─SO2OH + CH3OH = С4Н9─О─CH3 + Н2SO4;

2. 
   из спиртов и соответствующего диалкилсульфата по Вильямсону:
   

2С2Н5ОН +2Na = 2С2Н5ОNa + H2,

С2Н5ОNa + (CH3)2SO4 = С2Н5─О─CH3 + CH3OSO3H;

2С3Н7ОН +2Na = 2С3Н7ОNa + H2,

С3Н7ОNa + (C2H5)2SO4 = С3Н7─О─C2H5 + C2H5OSO3H;

2С4Н9ОН +2Na = 2С4Н9ОNa + H2,

С4Н9ОNa + (CH3)2SO4 = С4Н9─О─CH3 + CH3OSO3H.

Залание 7

Получите все теоретически возможные сложные эфиры, используя в качестве реагентов: а) этиловый спирт, пропионовую кислоту и ее хлорангидрид; б) этилкарбинол и его алкоголят, хлористый ацетил. Напишите соответствующие уравнения реакций.

Решение

а) из этилового спирта,пропионовой кислоты и её хлорангидрида:

Н⁺

1. 
   СН3─СН2─СООН + С2Н5ОН ------→ СН3─СН2─СОО─ С2Н5,
   

Этилпропионат

С2Н5ОNa

2. СН3─СН2─СОО─ С2Н5 + СН3─СН2─СОО─ С2Н5 -----------→

→ СН3─СН2─СО─CH─ СОО─ С2Н5 + С2Н5ОН.

CH3 Этиловый эфир α-пропионилпропионовой кислоты

3. CH3 NaH

СН3─СН2─СО─CH─ СОО─ С2Н5 + СН3─СН2─СОCl ------→

CH3

→ СН3─СН2─СО─CH─ СОО─ С2Н5 + HCl.

СН3─СН2─СО

Этиловый эфир α,α-дипропионилпропионовой кислоты

4. CH3 пиридин

СН3─СН2─СО─CH─ СОО─ С2Н5 + СН3─СН2─СОCl ----------→

CH3

→ СН3─СН2─С = C─ СОО─ С2Н5.

СН3─СН2─СО─О

б) из этилкарбинола, его алкоголята и хлористого ацетила:

Н⁺

1. 
   СН3─СН2─СН2ОН + СН3СООН ------→ СН3─СОО─ С3Н7 + Н2О,
   

Пропилацетат

С3Н7ОNa

2. СН3─СОО─ С3Н7 + СН3─СОО─ С3Н7 -----------→

→ СН3─СО─CH2─ СОО─ С3Н7 + С3Н7ОН.

Пропиловый эфир ацетоуксусной кислоты кислоты

NaH

3. СН3─СО─CH2─ СОО─ С3Н7 + СН3─СОCl ------→

→ СН3─СО─CH─ СОО─ С3Н7 + HCl.

СН3─СО

Пропиловый эфир диацетилуксусной кислоты

пиридин

4. СН3─СО─CH2─ СОО─ С3Н7 + СН3─СОCl ----------→

→ СН3─С = CН─ СОО─ С3Н7.

СН3─СО─О

Задание 8

Напишите уравнения реакций, соответствующие схеме:

PCl₅ H₂O SOCl₂ NH₃

пропионовая кислота ----- А ----- В ------ С ---- Д

Назовите промежуточные и конечное соединения.

Решение

Пропионовая кислота действием пятихлористого фосфора может быть превращена в её хлорангидрид или даже в 1,1,1-трихлорпропан. Допустим, что реакция проводтися в условиях, позволяющих получить тригалогенпроизводное, тогда:

СН3─СН2─СООН + 2PCl5 = СН3─СН2─СCl3 + 2POCl3 + HCl,

1,1,1-трихлорпропан

СН3─СН2─ СCl3 + 3H2O = СН3─СН2 ─СООН + 3HCl,

Прпионовая кислота

СН3─СН2─СООН + SOCl2 = СН3─СН2─СОCl + SO2 + HCl,

Пропионилхлорид

СН3─СН2─СОCl + NH3 = СН3─СН2─СОNН2 + HCl.

Пропиониламид

Заключение

Цель работы, сформулированная во введении, достигнута. В ходе выполнения контрольной работы мне пришлось ознакомиться с большим объёмом современной литературы по курсу органической химии, изучить и вникнуть в подходы и приёмы решения задач по органической химии. Полученные знания и навыки несомненно будут полезны в дальнейшем при изучении других естественных и технических дисциплин.

Список литературы

1. Тюкавкина Н.А., Бауков Б.И. Биоорганическая химия, М., Дрофа»,2009

2. Грандберг И.И. Органическая химия. М., «Дрофа», 2009.

3. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. С-Петербур Иван Фёдоров, 2002г.

4. Нечаев А.П., Еременко Т.В. Органическая химия. М., Высшая школа, 1985.

5. Тюкавкина Н.А., Зурабян С.Э.,Белобородов В.Л. и др. Органическая химия – Кн.1: Основной курс/ под ред. Н.А.Тюкавкиной – М.:Дрофа, 2008