Тема Альдегиды и кетоны. Карбоновые кислоты и их производные Задание Методы получения и общие свойства альдегидов и кетонов



Дата21.06.2018
өлшемі164.92 Kb.
#76389
Тема 3. Альдегиды и кетоны. Карбоновые кислоты и их производные
Задание 1. Методы получения и общие свойства альдегидов и кетонов.
Записать схемы процессов, указать условия, для выделенных жирным шрифтом схем рассмотреть механизм:



Субстрат

Реагенты, процесс, условия

1

Этаналь

Пентанол-3



2-метилпропаналь

Этанол, 2 моль, Н+, Δ

Жесткое окисление

Гидразин


2

Пентанол-1

Пропаналь'>Формальдегид

Пропаналь

Окисление

EtMgI, НОН

Гидразин


3

2 –метилбутанол-1

Трихлороэтаналь

Ацетон

Окисление

Гидратация

PCl5


4

Пентанол-2

Пропаналь

Ацетальдегид

Окисление

МеMgBr, НОН

Фенилгидразин


5

Метилизопропилкетон

Пропаналь

Формальдегид

3I2, NaOH

HCN


МеMgBr, НОН

6

Этаналь

Ацетон


Бутаналь

Этанол, Н+

Этиленгликоль

Гидроксиламин


7

Бутанон

Метаналь

Пропин


NaHSO3

Фенилгидразин

2HBr, 2 HOH


8

Ацетон

Этилен


2-метилпропаналь

NaHSO3

СО, Н2, Со

Этанол, 2 моль


9

Ацетон

2-метилпропаналь

Формальдегид



HCN

Фенилгидразин

Полимеризация


10

Бутаналь

Бутанон


Пентанон-2

NaBH4

Иодоформная проба

Гидразин


11

Пропанол-1

Ацетальдегид



Этаналь

K2Сr2O7/H+

Тримеризация

Этанол, 2 моль


12

Бутанол-2

Акролеин

Пентанол-1



Жесткое окисление

HBr


Cu, 2000

13

Пропеналь

Пропилэтилкетон

Ацетальдегид


HCl

Жесткое окисление

Тетрамеризация


14

Ацетальдегид

Бутин-1

Бутанон

Cu(OH)2, t

Гидратация по Кучерову

EtMgI, НОН


15

Ацетон

Кротоновый альдегид



Ацетон

NaBH4

K2Сr2O7/H+

Гидразин


16

Пропаналь

2-метилбутен-2

Ацетон

Реактив Толленса

Озонирование, восстановление

HCN


17

Бутанон

Пропаналь

2,2-дихлоропропан



NaHSO3

PCl5

2НОН


18

Ацетон

Бутанон

Винилметилкетон



Гидразин

EtMgI, НОН

Литийалюмогидрид


19

Ацетальдегид

Трихлороэтаналь

Бутанон


PCl5

НОН


Сl2


Задание 2. Получение производных карбоновых кислот.




Реагент

Продукт

1

Пропионовая кислота

Пропионат аммония

2

Ацетамид

Уксусная кислота

3

Пропионовая кислота

α-бромопропионовая кислота

4

Амид пропионовой кислоты

Пропионовая кислота

5

α-хлоропропионовая кислота

Пропионовая кислота

6

Изобутирилхлорид

Изомасляный ангидрид

7

Метилпропионат

Пропанол-1

8

Пропионовый ангидрид

Амид пропионовой кислоты

9

Пропионовая кислота

Пропионилхлорид

10

Ацетамид

Метиламин

11

Формамид

Диметилформамид

12

2-гидроксипропановая кислота

2-хлоропропановая кислота

13

2-хлоропропановая кислота

2-гидроксипропановая кислота

14

Ацетилхлорид

Этилацетат

15

Метилпропионат

Пропионовая кислота

16

Кротоновая кислота

3-хлоробутановая кислота

17

Уксусный ангидрид

Ацетамид

18

Натрия пропионат

Пропионилхллрид

19

Серебра пропионат

Этилбромид


Задание 3. AN – реакции и реакционная способность альдегидов и кетонов в реакциях конденсации и диспропорционирования.
Выберите из каждой пары более активное в AN-реакциях карбонильное соединение. Объясните причины его более высокой реакционной способности. Запишите уравнение и рассмотрите механизм взаимодействия. Нужен ли для этой реакции катализатор? Если да, то какой и в чем заключается его роль?

  1. Пропаналь и метилэтилкетон (+ этилмагнийбромид).

  2. Формальдегид и пропаналь (+ синильная кислота).

  3. Ацетон и ди-трет-бутилкетон (+ гидросульфит натрия).

  4. Уксусный и трихлоруксусный альдегид (+ вода).

  5. Диметилуксусный и хлоруксусный альдегид (+ этиловый спирт).

  6. Бутаналь и метилизопропилкетон (+ метилмагнийиодид).

  7. Метилэтилкетон и 2-хлоропропаналь (+ фенилгидразин).

  8. Дизопропилкетон и метилуксусный альдегид (+ гидросульфит натрия).

9. Запишите реакцию муравьиного альдегида с изомасляным аль­дегидом в присутствии разбавленного раствора гидроксида натрия. Представьте механизм. Укажите в реакции карбониль­ную и метиленовую компоненты.

10. Запишите уравнение реакции формальдегида с 2-метилпропаналем в присутствии разбавленного раствора NaOH. Приве­дите механизм реакции. Какая побочная реакция возможна при повышении концентрации щелочи? Почему? Запишите ее уравнение и подробно рассмотрите механизм.

11. Запишите реакции взаимодействия трет-бутилуксусного альдегида: а) с концентрированным раствором NaOH; б) с му­равьиным альдегидом; в) с уксусным альдегидом. Укажите условия реакций (б) и (в), представьте механизм реакции (б).

12. Запишите превращения двух изомерных альдегидов: пентаналя и 2,2-диметилпропаналя - в присутствии NaOH. Пояс­ните, в чем причина различного характера этих превращений.



Какие карбонильные соединения и почему могут вступать в реакцию альдольной конденсации? Укажите условия протекания реакций. Подробно рассмотрите механизм и поясните роль катализатора.

  1. Пропаналь или формальдегид.

  2. Ацетальдегид или триметилуксусный альдегид.

  3. Ацетон или трихлоруксусный альдегид.

Расположите карбонильные соединения в порядке уменьшения скорости их взаимодействия с метанолом (1:1) в присутствии кислотного катализатора. Объясните причины наблюдаемой закономерности. Для вещества а) рассмотрите механизм:

  1. а) уксусный альдегид б) формальдегид в) пропаналь;

  2. а) Хлоруксусный альдегид б) уксусный альдегид в) метилуксусный альдегид.

  3. Расположите 2-хлоропропаналь, метилизопропилкетон и пропаналь в ряд по увеличению активности в реакции с HCN. Объясните этот ряд и приведите механизм реакции для первого вещества в условиях основного катализа.

  4. Запишите уравнение реакции диэтилацеталя из пропионового альдегида. Рассмотрите механизм реакции и поясните, почему образование промежуточного продукта – полуацеталя может происходить в условиях кислотного и основного катализа, а конечного продукта – только кислотного.


Задание 4. Синтез заданного вещества.




Исходный

Продукт



Исходный

Продукт

1

Пропаналь

Бутанон

11

Бутанон

2-метилбутанол-2

2

Этаналь

Бутанон

12

Этанол

Метилэтилкетон

3

Пропилен

Пропаналь

13

Метилацетилен

Метилэтилкетон

4

Этанол

Пропанол-2

14

Ацетальдегид

Метилизопропилкетон

5

Пропаналь

Пропин

15

Формальдегид

Пропаналь

6

Пропаналь

Пропанон

16

Формальдегид

3-метилбутаналь

7

Ацетон

Трет-бутил

овый спирт



17

формальдегид


Диметиуксусный альдегид

8

Бутаналь

Бутанон

18

Пропаналь

Диэтилкетон

9

Этаналь

Бутин-1

19

Этилацетилен

Метилэтилкетон

10

Бутаналь

Пентанол-2

20

Этанол

Ацетон


Задание 5. Реакции ацилирования.
Запишите уравнения реакций и сравните ацилирующую способность используемых в них ацилирующих агентов. Поясните наблюдае­мые различия. Укажите, нужен ли в этих реакциях катализатор. Если да, то какой и почему? Представьте механизм реакции для со­единения, являющегося более сильным ацилирующим средством:

1. а) Ангидрид пропионовой кислоты+аммиак; б) пропионилхлорид + этиламин.

2. а) Бутирилхлорид + пропанол-2; б) бутилацетат + метанол.

3. а) Уксусный ангидрид + аммиак; б) ацетамид + NaOH (НОН).

4. а) Уксусная кислота + метанол; б) уксусный ангидрид + фенол.

5. а) Гидролиз хлорангидрида уксусной кислоты; б) гидролиз ацетамида.

6. а) Ангидрид уксусной кислоты + аммиак; б) ацетилхлорид + этиламин.

7. а) Изобутирилхлорид + пропанол-1; б) изобутилацетат + метанол.

8. а) Уксусный ангидрид + метиламин; б) ацетамид + аммиак.

9. Сравните условия гидролиза следующих соединений: а) ацетилхлорид; б) этилацетат. Объясните различия, наблюдаемые в реакционной способности этих соединений. Запишите урав­нения реакций и разберите их механизм.

10. Сравните условия гидролиза следующих соединений: а) ук­сусный ангидрид; б) ацетамид. Объясните наблюдаемые различия в реакционной способности этих соединений. Запишите уравнения реакций и разберите их механизм.

11. В каком порядке и почему изменяется скорость щелочного гид­ролиза следующих производных масляной кислоты: метило­вого эфира, этиламида и ангидрида? Запишите уравнения ре­акций и подробно рассмотрите механизм гидролиза ангидрида.

12. Как влияет на реакцию этерификации строение кислоты и спирта? Какой из эфиров: mpem-бутилацетат или этилпропионат – может быть получен с хорошим выходом по реак­ции этерификации? Почему? Предложите метод получения другого эфира. Запишите уравнения обеих реакций получе­ния указанных зфиров, представьте их механизм.

13. Рассмотрите влияние различных факторов на реакцию этери­фикации. Какой из эфиров: бутилацетат или этилформиат – может быть получен по этой реакции без добавления минеральной кислоты? Почему? Приведите уравнения реакций и разберите механизм одной из них.

14. Чем объяснить, что скорости этерификации этиловым спир­том уксусной, пропионовой, изомасляной и триметилуксусной кислот уменьшаются в том порядке, в каком перечислены эти кислоты? Запишите уравнения и разберите механизм ре­акции для пропионовой кислоты.

15. Приведите уравнения и механизм кислотного и щелочного гид­ролиза этилпропионата. Объясните, почему щелочи катали­зируют только гидролиз сложных эфиров, но не их образование.

16. Запишите уравнение реакции взаимодействия этилового спирта с ацетилхлоридом и рассмотрите механизм процесса.

17. Какое из следующих соединений: метипропионат, уксусная кислота, уксусный ангидрид, ацетат натрия – можно использовать для О-ацилирования изопропилового спирта и почему? Рассмотрите механизм реакции для второго вещества.

18. Для метилпропионата приведите реакции: а) переэтерификация этиловым спиртом б) аммонолиз. Укажите условия и представьте механизм обеих реакций.

Скорости щелочного гидролиза этиловых эфиров уксусной и трихлороуксусной кислоты относятся как 1 : 107. Какова причина такого различия? Запишите схемы реакций и рассмотрите их механизмы.



19. Запишите уравнение и подробно рассмотрите механизм процесса этерификации, приводящей к образованию этилбутирата. Почему этерификация большинства кислот не идет без добавления сильной минеральной кислоты? Почему высокая концентрация кислоты снижает скорость реакций?
Задание 6. Линейные синтезы.
Условные обозначения реагентов

Реагент

Обозначение

Реагент

Обозначение

Реагент

Обозначение

KCN, ДМФА

1

Na, EtOH

9

HBr, ROOR

17

KMnO4/H+

2

NaHCO3, HOH

10

CO2

18

Mg, эфир

3

MeOH/H+

11

Н2О/Н+

19

НCl

4

PCl5

12

LiAlH4

20

HBr

5

Br2/NaOH

13

H2, Pt

21

NH3/HOH

6

Ac2O/AcCl

14

Br2, hν

22

NaOH, HOH

7

NH3

15

Этиленоксид

23

EtOH/H+

8

MeI

16

КОН/ROH, Δ

24




  1. 2-бромо-3-метилпентан A B C D E F.

  2. А В C DE ацетон.

  3. Изомасляная кислота A B C D.

  4. Бутанол-1 A B C D E F .

  5. А B C D Е 2-бромопропановая кислота.

  6. Пропан A B C D E F.

  7. Уксусная кислота A B CDEFG.

  8. Пропилен A BCDEFG.

  9. 3-хлоропропановая кислотаABCDE.

  10. Изомасляная кислотаABCDE.

  11. Изопропилбромид A BCDЕ.

  12. С2Н5СООНABCDEFG.

  13. Бутен-2ABCD.

  14. ПропенABCDEF.

  15. Изопропилбромид A BC DE.

  16. ПропиленA BCDEF.

  17. Бутен-1A BCDEF

  18. Метилиодид A B CDE F.

  19. Ацетонитрил A B C D.


Задание 7. Линейные синтезы с участием гетерофункциональных производных карбоновых кислот


  1. Ацетоуксусный эфир + 1) EtONa, 2) PrCl → A + NaNO2, H+ → B + H2, Ni → C + MeBr → D + H2O/OH- → E + H2O/H+ → F;

Из ацетоуксусного эфира получите заданные вещества, приведите механизм процесса:

  1. а) Изобутилметилкетон; б) 3,4-диметилпентанон-2;

  2. а) Валериановую кислоту; б) диэтиловый эфир 2,5 –диэтиладипиновой кислоты.

Запишите схемы и рассмотрите механизмы кетонного и кислотного расщепления:

  1. а) изопропилацетоуксусного эфира; б) α,α-дибромоацетоуксусного эфира;

  2. а) метилэтилацетоуксусного эфира; б) α,γ–дихлороацетоуксусного эфира.

  3. EtCOOEt + EtONa, Δ → A + H3O+ → B + EtONa/EtOH → С + PrBr → D;

  4. Малоновый эфир + Na/EtOH → A + CH3(CH2)2COCl → B + H3O+, Δ → D;

  5. Ацетоуксусный эфир + Br2 → A –HBr → B + Br2 → C – HBr → D;

  6. Ацетоуксусный эфир + EtONa → A + MeBr → B + Br2 → C + Na → D + H3O+ → E, Δ → F;

  7. A + HCN → B + EtOH → C + Br2/H2O → D + H3O+пировиноградная кислота;

  8. Малоновый эфир + EtONa → A + EtBr → B + HNO2 → C + H2/Ni → D + H3O+ → E, Δ → F;

  9. A + Cl2 → B +2NaCN → C + H3O+ → D +PBr3 → E + NH3 → F + 2EtOH, H+ → G + OH- → α-аминодиэтилсукцинат;

  10. Малоновый эфир + Br2 → A + фталимид → B + H2O, H+ → C, Δ → D;

  11. Пропаналь + NH4CN → A + H3O+ → B + EtONa, H+ → C + NaOH → D, Δ → E;

  12. Синтезировать 5-оксокапроновую кислоту из пропилена;

  13. Синтезировать диэтиловый эфир 2,5 –диэтиладипиновой кислоты из малонового эфира;

  14. Метилмалоновый эфир + Na/EtOH → A + CH3COCl → B + H3O+, Δ → D;

  15. Ацетоуксусный эфир + Na, ЕtOH → A + EtBr → B + Br2 → C + Na → D + H3O+ → E, Δ → F;

  16. Этаналь + NH4CN → A + H3O+ → B + EtONa, H+ → C + NaOH → D, Δ → E;



Достарыңызбен бөлісу:




©stom.tilimen.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет