Асилова Н.Ю., Бойко И.П., Колобова Т.П. и др. Сборник задач и упражнений по органической химии (2 часть)

Подождите немного. Документ загружается.

е)Dдиметиламин и пропаналь; ж) 2-бутанон и диметиламин; з) продукт

реакции «ж» и пропаноилхлорид.

35. При взаимодействии бутиламина с нитритом натрия и соляной

кислотой выделяется азот и образуется смесь следующих продуктов:

1-бутанол (25%), 2-бутанол (13%), 1-бутен и 2-бутен (37%),

бутилхлорид (5%) и втор-бутилхлорид (3%). Образование какого

промежуточного соединения, общего для всех этих продуктов,

наиболее вероятно. Напишите реакции, объясняющие образование

этих различных продуктов.

36. Предложите качественные реакции, позволяющие различить

следующие пары соединений: а) этиламин и нитроэтан; б) этиламин

и анилин; в) пропиламин и дипропиламин; г) трипропиламин и

тетрапропиламонийхлорид.

37. Из толуола и других необходимых реагентов получите следующие

соединения: а) анилин; б) мета-броманилин; в) 2-фенил-1-этанамин;

г) бензиламин; д) бензилдиметиламин; е) пара-броманилин; ж) 4-

амино-2-нитробензойную кислоту; з) 3-бром-4-метиланилин; и) пара-

толуидин; к) 2,6-дибромтолуол; л) орто- и пара-толуиловые кислоты;

м) орто-, мета- и пара-метоксибензойные кислоты; н) пара-крезол;

о) мета-крезол; п) мета-метилбензонитрил; р) 4-метил-3-

нитрофенол; с) 4-бром-2-нитротолуол; т) мета-иодбензойная

кислота.

38. Напишите уравнения реакций пара-толуидина со следующими

реагентами: а) NаNО

в присутствии НСI; б) уксусный ангидрид;

в)Dбромная вода; г) бутилиодид. Сравните основность продуктов

реакций «б» и «г». Из пара-толуидина получите следующие

соединения: 1) пара-ацетиламинобензойную кислоту; 2) 2-бром-4-

метиланилин.

39. Из анилина и других необходимых реагентов получите следующие

соединения: а) пара-аминобензолсульфамид (белый стрептоцид);

б)D2,6-диброманилин; в) мета- и пара-броманилин; г) N,N-диметил-

пара-фенилендиамин; д) пара-нитрозо-N-этиланилин; е) ацетанилид;

ж) N-фенилфталимид; з) N,N-диметиланилин; и) пара-

бромбензиламин; к) 1,3,5-трибромбензол; л) фенилдиазонийхлорид;

м) фенилдиазонийтетрафторборат; н) пара-нитроанилин;

о)Dбензонитрил; п) фторбензол; р) хлорбензол; с) иодбензол;

т)Dфенол; у) бензол; ф) 4-гидроксиазобензол; х) 3-фтор-4-карбокси-

4-диэтиламиноазобензол.

40. Из бензола и других необходимых реагентов получите

фенилдиазонийхлорид и напишите для него уравнения реакций: а) с

водным раствором гидроксида натрия; б) с мета-

диметоксибензолом; в) с N,N-диэтиланилином. Опишите механизм

реакции (в).

41. Сравните следующие соединения по основности: а) пара-

метиланилин, пара-нитроанилин, N-метиланилин, ацетанилид,

бензиламин; б) N,N-диметиланилин, пара-нитроанилин,

N-метиланилин, ацетанилид; в) метиламин, диметиламин, анилин,

N,N-диметиланилин, пара-метиланилин; г) бензиламин,

N-метиланилин, ацетанилид, циклогексилэтиламин, анилин;

д)DN-этилацетамид, бутиламин, диметилэтиламин, диэтиламин;

е)Dметиламин, триметиламин, гидроксид тетраметиламмония,

мочевина, сукцинимид.

42. Осуществите следующие превращения: а) анилин  нитробензол 

азоксибензол; б) анилин  пара-броманилин; в) этилбензол  орто-

этилбензойная кислота; г) толуол  4,4-диметилазобензол;

д)Dанилин  2,4,6-триброманилин; е) толуол  3,5-дибромтолуол;

ж)Dтолуол  4-метил-2-хлоранилин; з) анилин  2-метил-4-

нитробензойная кислота; и) мета-аминобензойная кислота 

2,4,6-трибромбензойная кислота; к) пара-хлоранилин 

пара-хлорфенилгидразин; л) анилин  фенилуксусная кислота;

м)Dанилин  пара-броманилин; н) анилин  сульфаниланилид;

о)Dнитробензол  бензойная кислота; п) бензол  4-гидрокси-4-

хлоразобензол.

43. Напишите уравнения реакций следующих соединений с NаNО

и НСI:

а) орто-толуидин; б) бензиламин; в) метиламин; г)Dдиметиламин; д)

триметиламин; е) N,N –диметиланилин; ж) пара-нитроанилин. Для

продукта реакции «ж» опишите превращения при изменении рН-

среды от кислой до сильно щелочной.

44. Определите строение азосоединений, при восстановлении которых

получаются: а) пара-нитроанилин и 1-амино-2-нафтол;

б)Dсульфаниловая кислота и пара-фенилендиамин. Напишите

соответствующие уравнения реакций и опишите механизм

образования исходного азосоединения «а». Как называется этот

краситель?

45. Из бензола и других необходимых реагентов с использованием

солей диазония получите следующие соединения: а) мета-

дихлорбензол; б) мета-бромбензонитрил; в) 1,3,5-трибромбензол;

г)D1,3-дибром-2-иодбензол; д) 2,6-динитробензойная кислота;

е)D3,4,5-трибромфенол; ж) 1,3-дибром-5-нитробензол.

46. Опишите механизм следующей реакции:

TsCl

47. Назовите азо- и диазосоставляющие, из которых могут быть

получены следующие азосоединения:

N NOH

N N

(CH

)

N N

;

а)

б)

в)

;

Напишите уравнения соответствующих реакций. Назовите все

полученные соединения и предложите схемы получения

азосоставляющих из нитробензола.

48. Расположите в ряд по увеличению активности в реакции

азосочетания с фенилдиазонийхлоридом следующие соединения:

а)Dорто-нитрофенол, мета-хлорфенол, 2,6-динитрофенол, фенол,

пара–крезол; б) мета-толуидин, мета-нитроанилин,

3,5-динитроанилин, анилин, N,N-диметиланилин.

49. Напишите уравнения реакций азосочетания следующих соединений:

а) диметиланилин и 3-нитрофенилдиазонийхлорид; б) β-нафтол и

гидросульфат пара-толилдиазония; в) фенол и 3,4-

диметоксифенилдиазонийхлорид.

15. Аминокислоты

1. Напишите формулы следующих соединений: α-аминопропионовая

кислота; β-аминомасляная кислота; Ν-метил-γ-аминовалериановая

кислота; глицин; L-2-аминопентановая кислота; D-α-аминомасляная

кислота; L-α-аминоглутаровая кислота; N-ацетил-β-

аминопропионовая кислота.

2. Назовите следующие соединения:

CHCOOH

CONH

CH(CH

)

COOH

а) б) в)

COOH

NHCOCH

COOH

HNH

CHCOOH

г) д) е)

CHCH

CHCOOH

NHCH

CHCOOCH

NH O

O CH

ж) з)

и)

HOOCCHCH

COOH

NHCOCH

OCH

к) л) м)

3. Что такое изоэлектрическая точка? Сравните изоэлектрические точки

для следующих соединений: глицин (аминоуксусная кислота),

2,5-диаминопентановая кислота, глутаминовая кислота

(α-аминоглутаровая кислота). Ответ поясните. Объясните, почему

для глицина изоэлектрическая точка не равна 7 (рI 6,1).

4. Аминокислоты имеют аномально высокие температуры плавления.

Как можно объяснить это явление? Изобразите строение аланина

(α-аминопропионовой кислоты) при разных значениях рН раствора:

а) рН = рI; б) рН › рΙ; в) рН ‹ рІ.

5. Объясните, почему орто- и пара-аминобензойные кислоты

практически не образуют диполярные ионы, а сульфаниловая

кислота (пара-аминобензолсуфокислота) образует? Почему

сульфаниловая кислота растворяется в растворах щелочей и не

растворяется в кислотах?

6. Образует ли диполярный ион никотиновая кислота

(3-пиридинкарбоновая кислота)? Ответ поясните. Какой продукт

образуется при нагревании никотиновой кислоты с метилиодидом?

7. Получите следующие соединения из подходящих карбонильных

соединений методом Штреккера: а) α-аминопропионовая кислота;

б)Dα-аминомасляная кислота; в) α-аминофенилуксусная кислота; г) α-

аминовалериановая кислота.

8. Из подходящего карбонильного соединения и малоновой кислоты

получите следующие соединения: а) β-аминомасляная кислота; б) 3-

амино-3-фенилпропановая кислота; в) 3-амино-3-метилбутановая

кислота; г) 3-аминопентановая кислота.

9. Какие аминокислоты можно получить: а) при нагревании

бензальдегида, малоновой кислоты и аммиака; б) при

взаимодействии 3-бромбутановой кислоты с избытком (› 2 эквив.)

аммиака; в) при каталитическом гидрировании мононитрила

малоновой кислоты; г) при нагревании пропаналя, малоновой

кислоты и аммиака; д) при взаимодействии коричной кислоты с

избытком аммиака (› 2 эквив.)?

10. Глутаминовая (α-аминоглутаровая) кислота может быть получена по

методу Штреккера из акролеина. Изобразите схему

последовательных реакций, которые при этом необходимо

осуществить.

11. Осуществите следующие превращения: а) акриловая кислота →

4-аминобутановая кислота; б) акрилонитрил → 3-аминопропановая

кислота; в) пропановая кислота → 3-амино-2-метилпропановая

кислота; г) пропановая кислота → 2-аминопропановая кислота;

д)Dакролеин → 2-аминоглутаровая кислота; е) толуол → пара-

аминобензойная кислота; ж) фталевая кислота → орто-

аминобензойная кислота; з) толуол → мета-аминобензойная

кислота.

12. Как различные аминокислоты относятся к нагреванию? Напишите

уравнения реакций, которые происходят при нагревании следующих

соединений: а) 2-аминобутановая кислота; б) 2-амино-3-

метилпентановая кислота; в) 2-амино-3-фенилпропановая кислота;

г)D3-аминопропановая кислота; д) 3-амино-2-метилбутановая

кислота; е) 4-аминобутановая кислота; ж) 5-аминогептановая

кислота; з) орто-(аминометил)бензойная кислота; и) (орто-

аминофенил)уксусная кислота.

13. Изобразите схему получения -капролактама из фенола с

использованием перегруппировки Бекмана. Почему это соединение

нельзя получить нагреванием 6-аминогексановой кислоты?

14. Предложите схему получения -аминовалериановой кислоты из

адипиновой кислоты (с использованием перегруппировки Бекмана).

15. Напишите уравнения следующих реакций: а) глицин и бензиловый

эфир хлоругольной кислоты в присутствии основания; б) продукт

реакции «а» и тионилхлорид; в) продукт реакции «б» и

2-аминопропановая кислота в присутствии основания. Какое

соединение получится при действии на продукт реакции «в»

водорода на палладии, если при этом также образуются толуол и

диоксид углерода?

16. Напишите уравнения следующих реакций: а) 2-аминопропановая

кислота и бензоилхлорид в присутствии основания; б) 2-

аминобутандиовая кислота и нитрит натрия в соляной кислоте;

в)Dглутаминовая кислота и избыток (› 2 эквив.) этанола в присутствии

хлороводорода; г) глицин и избыток (› 3 эквив.) метилиодида в

присутствии гидрокарбоната натрия; д) фталимид и акрилонитрил с

последующим гидролизом образующегося продукта в кислой среде.

17. Предложите способ получения гиппуровой кислоты

(N-бензоилглицина) из уксусной кислоты и других необходимых

реагентов. Напишите уравнения следующих реакций: а) гиппуровая

кислота и тионилхлорид при нагревании; б) продукт реакции «а» и

избыток (› 2 эквив.) аммиака; в) продукт реакции «а» и этанол в

присутствии кислоты Бренстеда; г) продукт реакции «а» и глицин.

18. Предложите схему получения -валеролактама из акрилонитрила,

малоновой кислоты и других необходимых реагентов.

19. Анестезин (этил-пара-аминобензоат) и новокаин

(2-диэтиламиноэтил-пара-аминобензоат) – известные анестетики.

Предложите схему их получения из толуола и других необходимых

реагентов.

20. Получите фенилаланин (3-фенил-2-аминопропановую кислоту)

двумя способами: синтезом Штреккера и по Габриэлю. Превратите

фенилаланин в следующие соединения: а) N-бензоилфенилаланин;

б) этил-2-амино-3-фенилпропаноат; в) 3,6-дибензил-2,5-

диоксопиперазин; г) 2-гидрокси-3-фенилпропановая кислота. Какой

продукт образуется при нагревании фенилаланина с избытком

(›D3Dэквив.) метилиодида?

21. Используя фталимидный метод Габриэля, превратите масляную

кислоту в 2-аминобутановую кислоту и для последней напишите

уравнения следующих реакций: а) с уксусным ангидридом; б) с

этанолом в присутствии хлороводорода; в) с тионилхлоридом в

кислой среде; г) избытком (› 3 эквив.) этилиодида; д) с нитритом

натрия в соляной кислоте.

22. Из подходящего карбонильного соединения, малоновой кислоты и

аммиака получите 3-аминопентановую кислоту и превратите ее в

следующие соединения: а) 2-пентеновая кислота; б) 3-

гидроксипентановая кислота; в) N-ацетил-3-аминопентановая

кислота; г) метил-3-аминопентаноат; д) N-бензилиден-3-

аминопентановая кислота. Что происходит с 3-аминопентановой

кислотой при нагревании?

16. Углеводы

1. Дайте определения следующим понятиям: а) углеводы;

б)Dмоносахариды (монозы); в) дисахариды (биозы); г) олигосахариды;

д) полисахариды; е) эпимеры; ж) аномеры.

2. Изобразите проекционные формулы всех D-альдогексоз.

Конфигурация какого из асимметрических атомов углерода в этих

соединениях определяет принадлежность этих гексоз к D-ряду?

3. Изобразите проекционные формулы всех альдопентоз L-ряда.

Укажите среди них эпимеры.

4. Изобразите проекционные формулы Фишера следующих соединений:

а) D-глицериновый альдегид; б) D-эритроза и ее энантиомер; в) L-

рибоза и ее эпимер; г) D-глюкоза и ее эпимер; д) -L-маннофураноза

и ее аномер; ж) D-глюцит и его энантиомер; з) D-галактоновая

кислота; и) L-маннаровая кислота.

5. Назовите следующие соединения:

OHH

H OH

CH O

HHO

HO H

COOH

HO H

HHO

OHH

HHO

HO H

OHH

а) б) в)

г)

д) е)

ж)

6. Напишите формулы следующих соединений: а) D-галактаровая

кислота; б) L-глюкоза; в) D-маннит; г) L-манноновая кислота; д) α-L-

глюкопираноза и ее аномер; е) бензил-α-D-маннопиранозид; ж) β-D-

рибофураноза и ее аномер; з) 4-О-(α-D-галактопиранозил)-α-D-

глюкопираноза и ее аномер; и) 1-О-(α-D-глюкопиранозил)-β-D-

фруктофуранозид.

7. Что такое кольчато-цепная изомерия моносахаридов? Изобразите

кольчато-цепные равновесия для следующих соединений: а) D-

манноза; б) D-треоза; в) L-рибоза; г) L-фруктоза; д) (3S,4S,5S)-

1,3,4,5,6-пентагидрокси-2-гексанон; е) (2R,3S,4R)-2,3,4,5-

тетрагидроксипентаналь; ж) L-галактоза; з) L-эритроза.

8. Что такое мутаротация? Чем объясняется это явление? Для каких из

приведенных ниже соединений возможна мутаротация: а) α-D-

галактопираноза; б) метил-ß-D-маннофуранозид; в) α-L-

эритрофураноза; г) β-D-фруктофураноза; д) фенил-β-D-

рибопиранозид; е) 4-О-(α-D-глюкопиранозил)-α-D-глюкопираноза;

ж)DD-галактоновая кислота; з) 6-О-(β-D-глюкопиранозил)-β-D-

маннопираноза; и) D-маннит; к) 1-О-(α-D-маннопиранозил)-α-D-

маннопиранозид. Изобразите процессы, объясняющие мутаротацию

для тех соединений, для которых она возможна.

9. Изобразите энергетически наиболее выгодные конформации

следующих соединений: а) α-D-глюкопираноза; б) β-D-

маннопираноза; в) β-D-галактопираноза; г) β-D-рибопираноза;

д)Dметил-β-D-глюкопиранозид; е) метил-α-D-глюкопиранозид. Какой

из аномеров D-глюкозы преобладает в термодинамическом

равновесии? Почему?

10. Осуществите следующие превращения: а) D-арабиноза →

D-манноза; б) L-ликсоза → L-галактоза; в) D-эритроза →

D-арабиноза; г) D-галактоза → D-ликсоза; д) L-глюкоза →

L-арабиноза.

11. Из подходящей альдопентозы получите D-глюкозу. Изобразите для

полученного соединения кольчато-цепную изомерию и напишите

уравнения следующих реакций: а) с гидроксиламином; б) с бромной

водой; в) с бензиловым спиртом в присутствии хлороводорода; г) с

избытком (› 5 эквив.) этилиодида в присутствии подходящего

основания; д) с избытком (› 5 эквив.) ортоиодной кислоты.

12. Из подходящей альдотетрозы получите L-рибозу. Изобразите для

полученной монозы кольчато-цепную изомерию и напишите

уравнения следующих реакций; а) с этанолом в присутствии

хлороводорода; б) с разбавленной азотной кислотой при нагревании;

в) с избытком (› 4 эквив.) уксусного ангидрида в кислой среде; г) с

боргидридом натрия. Обладает ли оптической активностью продукт

реакции «г»? Ответ поясните.

13. Из подходящей альдогексозы получите L-ликсозу. Изобразите для

полученной монозы кольчато-цепную изомерию и напишите

уравнения следующих реакций: а) с избытком (› 4 эквив.)

метилиодида в присутствии подходящего основания; б) с синильной

кислотой; в) с аммиачным раствором оксида серебра; г) с

насыщенным раствором аммиака в метаноле. Мутаротирует ли в

растворе продукт реакции «а»? Ответ поясните.

14. Из подходящей альдогептозы получите D-глюкозу и напишите для

нее уравнения следующих реакций: а) с избытком (› 2 эквив.)

ацетона в кислой среде; б) с 1-пропанолом в кислой среде; в) с

избытком (› 5 эквив.) бензоилхлорида в пиридине; г) с насыщенным

раствором аммиака в метаноле. Что происходит с глюкозой в

присутствии оснований?

15. Рассмотрите кольчато-цепную изомерию D-фруктозы и напишите

для нее уравнения следующих реакций: а) с ацетоном в кислой

среде; б) с избытком метилиодида в присутствии основания; в) с

избытком (› 5 эквив.) уксусного ангидрида в кислой среде.

Объясните, почему, в отличие от «обычных» кетонов, D-фруктоза

дает реакцию «серебряного зеркала» при взаимодействии с

аммиачным раствором оксида серебра?

16. Напишите уравнения реакций следующих соединений с ацетоном в

кислой среде: а) α-D-галактопираноза; б) α-D-глюкофураноза;

в)Dметил-β-D-рибофуранозид; г) β-D-фруктофураноза; д) α-D-

глюкопираноза. Почему сахароза не реагирует с ацетоном в кислой

среде, в то время как моносахариды, из остатков которых состоит эта

биоза, – D-глюкоза и D-фруктоза – реагируют?

17. Напишите уравнения следующих реакций: а) метил-α-D-

рибофуранозид и 3-пентанон в кислой среде; б) продукт реакции «а»

и перманганат калия при нагревании; в) продукт реакции «б» и

разбавленный раствор соляной кислоты при нагревании.

18. Установите строение альдогексозы, которая при нагревании с

разбавленной азотной кислотой образует оптически неактивное

соединение, а при деградации по Волю превращается в D-рибозу.

Напишите уравнения указанных превращений. Рассмотрите

кольчато-цепную изомерию этой альдогексозы и напишите для нее

уравнения реакций: а) с синильной кислотой; б) с бромной водой; в) с

метанолом в присутствии хлороводорода; г) с боргидридом натрия.

19. Установите строение альдогексозы, которая при взаимодействии с

боргидридом натрия превращается в оптически неактивное

соединение, а при деградации по Волю образует L-ликсозу.

Напишите уравнения указанных превращений. Рассмотрите

кольчато-цепную изомерию этой альдогексозы и напишите для нее

уравнения реакций: а) с гидроксиламином; б) с избытком (› 5 эквив.)

этилиодида в присутствии основания; в) с анилином. Подвержен ли

мутаротации продукт реакции «б»? Ответ поясните. Что произойдет с

этим продуктом при последовательном действии на него

разбавленной соляной кислоты и затем аммиачного раствора оксида

серебра?

20. Из D-маннозы получите соответствующую альдопентозу. Для

последней рассмотрите кольчато-цепную изомерию и напишите

уравнения следующих реакций: а) с избытком (› 2 эквив.) ацетона в