Хлорацетон

3. Избыток рацемической кислоты СН₃CHClCOOH реагирует с (S)-2-метилбутанолом-1 с образованием эфира СН₃CHClCOOСН₂(СН₃)CН₂СН₃; реакционную смесь тщательно разгоняют и собирают три фракции, каждая из которых оптически активна. Напишите пространственные формулы соединений или соединений, входящих в состав каждой фракции.

№ 7

1. Предскажите порядок возрастания реакционной способности в реакциях S_N2-замещения следующие соединения: а) 2-хлор-2-метилбутан; б) 1-хлорпентан; в) 1-иодпентан; г) неопентилхлорид. Объясните ваш ответ.

2. При взаимодействии мезо- или (D,L)-2,3-дихлорбутана с избытком иодида натрия в ацетоне образуется смесь мезо- и (D,L)-2,3-дииодбутанов. Любое из исходных соединений одну и ту же смесь, в которой количества мезо- D,L-продуктов равны. Объясните эти факты.

3. Продукты каждой из приведенных ниже реакций разделены тщательной фракционной перегонкой или перекристаллизацией. Сколько фракций собрано в каждом случае? Напишите пространственные формулы соединений или соединений, входящих в состав каждой фракции, и обозначьте их по системе R,S. Какие фракции будут оптически активными, а какие - оптически неактивными?

а) н-пентан + Cl₂ (300 ⁰С) → C₅H₁₁Cl;

б) 1-хлорпентан + Cl₂ (300 ⁰С) → C₅H₁₀Cl₂.

№ 8

1. Реакция третбутилового спирта с соляной кислотой является S_N1-процессом. Продуктами этой реакции третбутилхлорид и вода. а) Напишите общее уравнение этой реакции. б) Напишите отдельные стадии, используя стрелки для движения электронных пар. в) Какая из стадий лимитирующая? г) Напишите уравнение выражения скорости реакции. д) Можно ли ожидать, что добавление хлорида натрия окажет заметное влияние на скорость.

2. 3-Хлор-1-бутен реагирует с раствором этилата натрия в этаноле с образованием 3-этокси-1-бутена. Суммарно это реакция второго порядка: первого по 3-хлор-1-бутену и первого по этокси-иону. Однако в отсутствии этоксид-иона 3-хлор-1-бутен реагирует с этанолом, давая как 3-этокси-1-бутен, так и 1-этокси-2-бутен. Объясните эти результаты.

3. Продукты каждой из приведенных ниже реакций разделены тщательной фракционной перегонкой или перекристаллизацией. Сколько фракций собрано в каждом случае? Напишите пространственные формулы соединений или соединений, входящих в состав каждой фракции, и обозначьте их по системе R,S. Какие фракции будут оптически активными, а какие - оптически неактивными?

а) (S)-2-хлорпентан + Cl₂ (300 ⁰С) → C₅H₁₁Cl;

б) (R)-2,3-диметилпентан + Cl₂ (300 ⁰С) → C₇H₁₄Cl₂.

№ 9

1. Расположите соединения в порядке изменения реакционной способности в S_N1-реакциях: 2-бром-2-метилбутан; бромистый амил; 2-бромпентан.

2. а) Напишите структуры этил-, пропил-, изобутил-, неопентилбромидов. Эти структуры можно рассматривать как полученные из бромистого метила заменой одного из его атомов водорода на различные алкильные группы (RCH₂Br). Какова в каждом случае группа R? Б) Относительные скорости реакции (с этилат-анионом) приблизительно равны: для бромистого метила 100; бромистого этила 6; н-пропилбромида 2; изобутилбромида 0,2; неопентилбромида 0,00002. Как влияет величина группы R у атома углерода, связанного с галогеном? Как сравнить эти данные с влиянием изменения числа групп?

3. Продукты каждой из приведенных ниже реакций разделены тщательной фракционной перегонкой или перекристаллизацией. Сколько фракций собрано в каждом случае? Напишите пространственные формулы соединения или соединений, входящих в состав каждой фракции, и обозначьте их по системе R,S. Какие фракции будут оптически активными, а какие - оптически неактивными?

а) мезо-НОСН₂СН(ОН)СН(ОН)СН₂ОН + НNO₃ → НОСН₂СН(ОН)СН(ОН)СOОН;

б) (R)-втор-бутилхлорид + KOH (спирт) →

№ 10

1. Предскажите порядок возрастания реакционной способности в реакциях S_N1-замещения следующих соединений: о-нитробензилбромид; м-метанитробензилбромид; о-метилбензилбромид; бензилхлорид. Объясните ваш ответ.

2. В колбе содержатся две молекулы (2R,3R)-2-хлор-3-метилпентана и один хлорид-ион. а). Что образуется в результате первого удачного столкновения алкилгалогенида с ионом хлора? б) Какова конфигурация продукта? в) Может ли S_N2-реакция между большим количеством (2R,3R)-2-хлор-3-метилпентана и хлорид-ионом привести к рацемизации. г) Будет ли конечный продукт оптически активным?

3. Продукты каждой из приведенных ниже реакций разделены тщательной фракционной перегонкой или перекристаллизацией. Сколько фракций собрано в каждом случае? Напишите пространственные формулы соединения или соединений, входящих в состав каждой фракции, и обозначьте их по системе R,S. Какие фракции будут оптически активными, а какие - оптически неактивными?

а) (S)-3-хлорбутен-1 +HСl →

б) рацемический С₆Н₅СОСН(ОН)С₆Н₅ + Н₂, катализатор → С₆Н₅СН(ОН)СН(ОН) С₆Н_5.

№ 11

1. Проведите гидролиз 1- хлор-2-бутена. По какому механизму вероятнее всего будет протекать реакция?

2. Приведенная ниже реакция представляет собой интересное замещение. Объясните механизм этого процесса. Промежуточный продукт С₈H₁₈NCl с предосторожностями можно выделить из реакционной смеси. Он растворим в воде. Если исходное вещество оптически активно, то продукт реакции также оптически активен.

3. Укажите абсолютные конфигурации и обозначьте по системе R, S cоединения А – В.

а) (R)- HOСН₂СН(ОН)СН═CH₂ + холодный щелочной раствор KMnO₄ →

→ A (оптически активное) + Б (оптически неактивное);

б) (S)- 1-хлор-2-метилбутан + Na → В.

№ 12

1. Бромистый бензил реагирует с водой в растворе муравьиной кислоты с образованием бензилового спирта. Скорость реакции не зависит от концентрации воды. В тех же условиях п-метилбензилбромид реагирует в 58 раз быстрее. Бромистый бензил реагирует с этилат-ионом в сухом спирте с образованием этилбензилового эфира, скорость реакции зависит от концентрации обоих реагентов. В тех же условиях п-метилбензилбромид реагирует в 1,5 раза быстрее. Объясните эти результаты. Как влияет на скорость реакции: а) полярность растворителя; б) нуклеофильная сила реагента; в) электронодонорная способность заместителя?

2. Предложите нуклеофил, под действием которого н-бутилбромид превратится в следующие соединения: а) н-бутилхлорид; б) н-октан; в) метил-н-бутиловый эфир (СН₃ОСН₂СН₂СН₂СН₃); г) 2-метилгексан.

3. Укажите абсолютные конфигурации и обозначьте по системе R, S cоединения А – В.

а) (R,R)- HOСН₂СН(ОН)СН(ОН)СН(ОН)CH₂OH + HBr →

→ A [HOСН₂СН(ОН)СН(ОН)СН(ОН)CH₂Br];

б) (R)- 3-метил-2-этилпентан + Н₂/Ni → Б (оптически активное) + В (оптически неактивное).

№ 13

1. Любую ионную пару можно рассматривать как реакцию между донором электронной пары (нуклеофил) и акцептором электоронной пары (электрофил). В следующих реакциях определите 1) нуклеофил; 2) электрофил; 3) уходящую группу: