Файл: Методичка по органике.doc

Напишите реакции получения триметилметана и 2,2,3,3-тетраметилбутана из соответствующего алкена, соли карбоновой кислоты и галогенопроизводного углеводорода.

Способы получения алканов

1. Из непредельных алифатических углеводородов:

2. Из солей карбоновых кислот:

а) электролизом (синтез Кольбе) - для получения симметричных алканов:

б) декарбоксилированием путем сплавления с твердой щелочью - универсальный способ получения алканов:

3. Из галогенопроизводных углеводородов:

а) взаимодействием галогеналканов с металлическим натрием (синтез Вюрца) - для получения симметричных алканов:

б) восстановление галогеналканов каталитическим гидрированием или иодоводородом (для иодалканов) - универсальный способ получения алканов

Решение

Триметилметан - несимметричный алкан, который можно получить:

- из соответствующего алкена:

- сплавлением со щелочью соответствующей соли карбоновой кислоты:

- восстановлением соответствующего галогеналкана:

2,2,3,3-Тетраметилбутан - алкан симметричного строения, который можно получить:

- электролизом соли соответствующей карбоновой кислоты:

- из соответствующего галогеналкана по реакции Вюрца:

Из непредельного углеводорода 2,2,3,3-тетраметилбутан получить невозможно, так как не существует алкенов, алкинов и диенов с соответствующим углеродным скелетом.

Пример решения задачи 8

Выполните схему превращений, назовите образующиеся на каждой стадии продукты реакций.

Основные химические свойства алканов

Атомы углерода в алканах образуют прочные СС и СН ковалентные связи, все четыре валентных электрона углерода образуют гибридизованные орбитали, которые прочнее негибридизованных. Поэтому для алканов характерен гомолитический разрыв ковалентныхCHили CCсвязей. Реакции алканов требуют жестких условий: облучение, высокая температура.

Приводим химические реакции алканов, которые идут с разрывом связи С–Н и относятся к реакциям радикального замещения S_R.Реакции бромирования протекают с высокой селективностью (избирательностью) у третичного атома углерода, требуют нагревания. Хлорированиепроцесс малоселективентребует охлаждения. Образуется смесь изомерных продуктов хлорирования. Нитрование алканов по Коновалову идет главным образом у третичного атома углерода. Реакции сульфохлорирования и сульфирования легче протекают у вторичного атома углерода ввиду пространственных затруднений реагентов.

При выполнении задач, требующих заполнения схемы превращений, не следует отдельно выписывать каждую реакцию и дважды переписывать структурные формулы продуктов, образующихся на промежуточных стадиях схемы. Необходимо только вставить формулы соответствующих веществ вместо букв, указанных в задании, и назвать получаемые вещества.

Если в реакции возможно образование смеси изомеров, достаточно привести структурную формулу только одного из них. Другой изомер так же, как и выделяющиеся в результате реакций неорганические вещества, нужно подписать под стрелкой в схеме превращений со знаком «–». Ниже представлен примервыполнения данного задания:

Пример решения задачи 9

Получите 2-метилпент-1-ен дегидрогалогенированием соответствующего галогенопроизводного углеводорода, дегидратацией соответствующего спирта и дегалогенированием соответствующего дигалогенопроизводного.

Способы получения алкенов

Правило Зайцева.Отщепление галогеноводорода или воды происходит от двух соседних атомов углерода, причем водород преимущественно отщепляется от соседнего атома углерода с меньшим числом атомов водорода (наименее гидрогенизированного).

1. Дегидрогалогенирование галогенопроизводных алканов– водород отщепляется по правилу Зайцева:

2. Дегидратация спиртов – водород отщепляется по правилу Зайцева. Кроме оксида алюминия в качестве водоотнимающего средства могут использоваться серная или фосфорная кислоты при 150200С.

3. Дегалогенирование вицинальных дигалогеналканов:

Решение

Приводим реакцию получения 2-метилпент-1-ена:

- из соответствующего галогеналкана:

- из соответствующего спирта:

- из соответствующего дигалогеналкана:

Пример решения задачи 10

Выполните схему превращений, назовите образующиеся на каждой стадии продукты реакций.

Химические свойства алкенов

1. Реакции присоединения электрофилов A_E: HHal (HBr, HCl, HI), Br₂, Cl₂, H₂O, H₂SO₄.

Присоединение несимметричных реагентов к несимметричным алкенам идет по правилу Марковникова: водород несимметричных реагентов присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода при кратной связи субстрата.

Реакция с бромной водой  Br₂, H₂O  является качественной на открытие алифатической кратной связи. Наблюдается обесцвечивание желтой окраски брома.

2. Реакции присоединения галогеноводородов в присутствии пероксидов A_R присоединение идет против правила Марковникова:

3. Реакции полимеризации алкенов:

4. Реакции окисления алкенов:

а) мягкое окисление реактивом Вагнера - образуются вицинальные двухатомные спирты  α-гликоли. Эта реакция является качественной на обнаружение алифатической кратной связи  наблюдается изменение окраски реактива и выпадает бурый осадок MnO₂:

б) жесткое окисление перманганатом или дихроматом калия в кислой среде - образуются карбоновые кислоты, если при углероде кратной связи нет углеводородного радикала, и кетоны, если есть заместитель:

в) озонолиз - образуются альдегиды и кетоны:

Решение

Выполняем схему превращений:

Пример решения задачи 11

Получите 2,3-диметилгекса-2,4-диен дегидрогалогенированием соответствующего дигалогенопроизводного углеводорода и дегидратацией соответствующего двухатомного спирта (диола).

Реакции дегидрогалогенирования и дегидратации протекают в соответствии с правилом Зайцева. Так как требуется получить алкадиен, то для введения двух двойных связей в реакциях необходимо использовать дигалогеналкан и двухатомный спирт с тем же углеродным скелетом, что и 2,3-диметилгекса-2,4-диен. Галогены и гидроксильные группы следует расположить таким образом, чтобы при отщеплении галогеноводорода или воды реализовывалось правило Зайцева.

Получаем 2,3-диметилгекса-2,4-диен из соответствующего дигалогеналкана:

Из соответствующего двухатомного спирта (диола):