Задача 29

С помощью качественных реакций и проб различите между собой вещества А, Б и В (табл. 47). Составьте план эксперимента в виде приведенной ниже табл. 46. Запишите уравнения использованных реакций, опишите наблюдаемый результат.

Таблица 46

Опыт	Реагент	Наблюдаемый результат и вывод
		вещество А	вещество Б	вещество В
1 2 …
Общий вывод		формула А	формула Б	формула В

Таблица 47

Вариант	А	Б	В
1	изопропилацетат	бутан-1,2-диол	пентан-3-он
2	фенилуксусный альдегид	салициловая кислота	ацетилсалициловая кислота
3	метилфенилкетон	этилбензоат	диизопропилкетон
4	пара-крезол	пропан-1-ол	бутановая кислота
5	муравьиная кислота	винная кислота	4-хлорфенол
6	третбутиловый спирт	бензальдегид	бензойная кислота

Окончание табл. 47

Вариант	А	Б	В
7	пропан-1,2-диол	метилпропилкетон	бензилацетат
8	бутан-2,3-диол	хлораль	уксусная кислота
9	циклогексанол	циклогексанон	формальдегид
10	2-хлорфенол	этилформиат	бутаналь
11	этилбутиловый эфир	гексан-3-он	изопентилацетат
12	этилизобутилкетон	2,2-диметилпропа­наль	фталевая кислота
13	бензиловый спирт	галловая кислота	пентан-2-он
14	этандиол	этаналь	пропилбензоат
15	диэтилкетон	глицерин	3-метилбутан-2-ол
16	бутилацетат	бутан-2-ол	бут-3-ен-1-ол
17	2,3-дигидроксипро­па­наль	пирокатехин	метилизобутил­ук­сус­ный альдегид
18	мета-крезол	1,4-бензолдикар­боновая кислота	метилбензилкетон
19	бутановая кислота	2-нафтол	2-метилбутан-1,2-ди­ол
20	щавелевая кислота	4-изопропил­бен­заль­дегид	пропан-1,2-диол
21	3-метилгексан-2-он	бензилбензоат	3-метилгексаналь
22	коричная кислота	изопропил­фенил­ке­тон	терефталевая кислота
23	2-метилпентановая кислота	пентан-2-он	ксилит (пентан-1,2,3,4,5-пентаол)
24	4-гидрокси­бензойная кислота	метилбензоат	4-бромбензойная кислота
25	глицерин	2,4-диметил­­­-пен­тан-3-он	бензилпропиноат
26	адипиновая кислота	этилбутират	трихлоруксусная кислота
27	пентан-2,3-диол	щавелевая кислота	диметилкетон
28	диизобутиловый эфир	изобутиловый спирт	диизобутилкетон
29	3,4-диметилгексаналь	глицерин	гексановая кислота
30	4-гидроксибензаль­дегид	галловая кислота	метилфенилкетон

Задача 30

Установите строение соединения с молекулярной формулой А, которое соответствует приведенному в табл. 48 описанию. Обоснуйте выбор структурной формулы, сделав вывод по каждому из пунктов описания свойств. Назовите установленное вещество, напишите все упомянутые в условии уравнения реакций.

Таблица 48

Вариант	Молекулярная формула соединения А	Описание свойств соединения А
1	С4Н4О4	а) выделяет СО2 при взаимодействии с NaHCO3; б) обесцвечивает бромную воду и реактив Вагнера; в) может существовать в виде цис-транс-изомеров, один из которых легко, а другой трудно растворим в воде; г) при нагревании до 200 С образуется соединение состава С4Н2О3, которое не обладает кислотными свойствами и реагирует с водой
2	С8Н10О	а) дает цветную реакцию с FеCl3; б) алкилируется метилбромидом в щелочной среде; в) при окислении продукта алкилирования образуется 4-метоксибензойная кислота
3	С8Н8О3	а) реагирует с NaHCO3 с выделением газа; б) образует сложные эфиры как с карбоновыми кислотами, так и со спиртами; в) не дает цветную реакцию с FеCl3; г) при жестком окислении превращается в 1,2-бензол­дикарбоновую кислоту
4	С4Н6О4	а) проявляет кислотные свойства; б) с этанолом (в присутствии Н2SO4) образует производное состава С8Н14О4; в) при нагревании выделяет СО2 с образованием нового соединения С3Н6О2, которое также обладает кислотными свойствами
5	С5Н10О2	а) имеет рН 4; б) реагирует с NaHCO3 с выделением газа; в) с фосфор-пентахлоридом образует вещество состава С5Н9OCl; г) при cплавлении со щелочью его натриевой соли образуется 2-метилпропан
6	C8H6O3	а) реагирует с карбонатами с выделением газа; б) дает реакцию «серебряного зеркала»; в) с этанолом в кислой среде образует соединение состава С14Н20О4; г) при окислении хромовой смесью образует 1,4-бензолдикарбоновую кислоту

Продолжение табл. 48

Вариант	Молекулярная формула соединения А	Описание свойств соединения А
7	С8Н8О2	а) образует оксим и гидразон; б) дает положительную иодоформную реакцию; в) дает цветную реакцию с FеCl3; г) функциональные группы в искомом соединении имеют согласованную ориентацию в SE-реакциях; д) не способно к образованию внутримолекулярной водородной связи
8	С3Н4О3	а) не дает реакцию «серебряного зеркала»; б) дает положительную иодоформную реакцию; в) образует оксим, гидразон, хлорангидрид; г) в реакции с натрий-гидрокарбонатом выделяет газ
9	C8H8O3	а) выделяет СО2 при взаимодействии с карбонатами; б) с этанолом образует вещество состава С9Н10О3; в) при нагревании с концентрированной НI образует салициловую кислоту
10	С6Н12О3	а) образует соль с СаСО3; б) при взаимодействии с РСl5 образует вещество состава C6H10Cl2; в) при нагревании с серной кислотой образует соединение, обладающее кислотными свойствами, состава С6Н10О2; г) соединение С6Н10О2 дает бурый осадок с реактивом Вагнера, а при окислении хромовой смесью образует метилэтилкетон и щавелевую кислоту
11	С4Н6О6	а) реагирует с NaHCO3 с выделением газа; б) вступает в реакцию этерификации с метанолом с образованием соединения состава С6Н10О6; в) в сильно щелочной среде образует комплекс темно-синего цвета с Сu(OH)2
12	C8H6O4	а) не растворяется в воде, но растворяется в растворах NaOH и NaHCO3; б) при интенсивном нагревании образует соединение состава C8H4O3, которое не проявляет кислотные свойства; в) вещество C8H4O3 легче, чем искомое, вступает в реакции ацилирования с этанолом и метиламином

Продолжение табл. 48

Вариант	Молекулярная формула соединения А	Описание свойств соединения А
13	С9Н12О	а) реагирует с металлическим натрием с выделением газа; б) при нагревании с водоотнимающим средством образует соединение состава С9Н10, которое обесцвечивает бромную воду, а при окислении KMnO4 + H2SO4 образует 1,4-бензолдикарбоновую кислоту; в) при дегидрировании (Cu, 630 C) образует кетон
14	С3Н8О2	а) выделяет водород при взаимодействии с металлическим натрием; б) при взаимодействии с избытком РСl5 образует соединение состава C3H7СlO; в) при нагревании с концентрированной НI образует иодметан и вещество состава С2H6O2, которое растворяет Сu(OH)2 с образованием комплекса темно-синего цвета
15	C8H8O3	а) способно к образованию внутримолекулярной водородной связи; б) дает фиолетовое окрашивание при добавлении раствора FeCl3; в) обесцвечивает бромную воду с образованием светлого осадка; г) при кислотном гидролизе образует метанол и вещество состава C7H6O3, которое при добавлении раствора NaHCO3 выделяет углекислый газ
16	С6Н12О2	а) образует кристаллический осадок с натрий-гидросульфитом; б) реагирует с металлическим натрием без нагревания; в) при нагревании с Cu(ОН)2 образует красный осадок Cu2О; г) может быть получено реакцией альдольной конденсации пропаналя
17	С6Н14О2	а) молекула имеет симметричное строение; б) выделяет водород при взаимодействии с металлическим натрием; в) не образует комплекс темно-синего цвета с Сu(OH)2; г) при дегидратации образует алкадиен состава С6Н10, который при окислении KMnO4 в кислой среде образует 2 моль СО2 и 1 моль бутандиона

Продолжение табл. 48

Вариант	Молекулярная формула соединения А	Описание свойств соединения А
18	С4Н8О2	а) реагирует с металлическим натрием при комнатной температуре с выделением газа; б) при взаимодействии с PCl5 образует соединение состава С4Н7Cl3; в) дает положительную реакцию «серебряного зеркала»; г) окисление хромовой смесью приводит к образованию янтарной кислоты
19	С9Н8О2	а) сгорает с выделением сажи; б) с реактивом Вагнера образует бурый осадок MnO2; в) существует в виде цис-транс-изомеров; г) реагирует с натрий-гидрокарбонатом с выделением газа
20	С5Н8О3	а) выделяет СО2 при взаимодействии с NaНСО3; б) с метанолом в кислой среде образует соединение состава С6Н10О3; в) присоединяет молекулу HCN в щелочной среде; г) образует желтый осадок иодоформа при взаимо- действии с I2 + NaOH; д) имеет неразветвленный углеродный скелет
21	С5Н8О2	а) не проявляет кислотные свойства; б) обесцвечивает бромную воду; в) при гидролизе в водном растворе щелочи образует два органических продукта, один из которых метанол; г) легко вступает в реакцию полимеризации с образованием полимера, который использует­ся для изготовления органического стекла
22	С7Н8О2	а) хорошо растворяется в NaOH; б) ацилируется уксусным ангидридом в щелочной среде; в) обесцвечивает бромную воду с образованием соединения состава С7Н5Br3О2; г) при нагревании с концентрированной HI образуется иодметан и вещество, которое с раствором FeCl3 дает цветную реакцию

Продолжение табл. 48

Вариант	Молекулярная формула соединения А	Описание свойств соединения А
23	C9H8O	а) обесцвечивает бромную воду; б) с NaHSO3 образует кристаллический осадок; в) дает реакцию «серебряного зеркала»; г) при окислении KMnO4 в кислой среде образует бензолдикарбоновую кислоту с согласованной ориентацией в SE-реакциях
24	С10Н12О2	а) не проявляет кислотные свойства; б) при гидролизе в кислой среде образует два органических соединения, одно из которых при взаимодействии с NaHCO3 выделяет углекислый газ; в) искомое вещество может быть получено ацилированием фенолята натрия хлорангидридом кислоты с разветвленным углеродным скелетом
25	С6Н14О	а) растворяется в холодной концентрированной H2SO4 с образованием оксониевой соли; б) не взаимодействует с металлическим натрием при комнатной температуре, но при нагревании претерпевает расщепление с образованием двух органических продуктов; в) может быть получено по реакции Вильямсона из трет-бутилата натрия и алкилиодида
26	С6Н12О3 (2 изомера)	а) образуют соли с СаСО3; б) в реакции с РCl5 образуют соединения состава С6Н10Cl2О; в) в результате внутримолекулярной дегидратации обоих изомеров получается одно и то же соединение состава С6Н10О2, которое образует бурый осадок при взаимодействии с реактивом Вагнера; г) вещество С6Н10О2 при жестком окислении хромовой смесью образует ацетон и малоновую кислоту
27	С9Н8О3	а) выделяет СО2 при взаимодействии с карбонатами; б) при гидролизе образует уксусную кислоту и соединение состава С7Н6О3, которое дает фиолетовое окрашивание с FeCl3 и образует осадок с бромной водой; в) искомое вещество широко используется в медицине

Окончание табл. 48

Вариант	Молекулярная формула соединения А	Описание свойств соединения А
28	С3Н6О3	а) с C6H5NHNH2 образует фенилгидразон; б) в щелочной среде присоединяет HCN; в) дает реакцию «серебряного зеркала»; г) растворяет Cu(OH)2 с образованием раствора темно-синего цвета
29	С8Н6О4	а) не растворяется в воде, но растворяется в растворах NaOH и NaHCO3; б) с этанолом образует соединение состава С12Н14О4; в) вступает в реакцию поликонденсации с этандиолом с образованием полимера, который используется в производстве синтетического волокна лавсан
30	С5H10О	а) с гидроксиламином образует оксим; б) не восстанавливает Сu(OH)2; в) присоединяет водород с образованием спирта, который при нагревании с водоотнимающим средством дает углеводород С5Н10; г) вещество С5Н10 при жестком окислении образует смесь этановой и пропановой кислот

Пример решения и оформления задачи на установление строения неизвестного вещества.

Установить строение соединения состава С₁₀Н₁₀О, которое: а) обесцвечивает бромную воду и реактив Вагнера; б) может cуществовать в виде цис-транс-изомеров; в) образует осадок с NaHSO₃; г) при нагревании восстанавливает Cu(OH)₂ до Cu₂O; д) при окислении хромовой смесью образует терефталевую кислоту.

Экспериментальные данные	Выводы о строении
С10Н10О т. е. СnH2n10O	сильно ненасыщенное кислородсодержащее соединение (возможно содержит бензольное кольцо)
обесцвечивает бромную воду и реактив Вагнера	содержит алифатические кратные связи
Экспериментальные данные	Выводы о строении
может существовать в виде цис-транс-изомеров	содержит не концевую двойную связь
образует осадок с NaHSO3	является альдегидом или метилкетоном
при нагревании восстанавливает Cu(OH)2 до Cu2O	содержит альдегидную группу, не связанную с бензольным кольцом
при окислении хромовой смесью образует терефталевую кислоту	содержит две боковые цепи, находящиеся по отношению друг к другу в пара-положении

На основании выводов о строении устанавливаем, что искомое соединение имеет следующую структурную формулу:

3-(4-метилфенил)пропеналь

(пара-метилкоричный альдегид)

Уравнения реакций, подтверждающие строение искомого соединения: