- •Я. М. Каток, о. Я. Толкач органическая химия задачи и упражнения
- •Предисловие
- •1. Классификация и номенклатура органических соединений
- •Классы органических соединений
- •Углеводороды и углеводородные радикалы (перечислены в порядке возрастания старшинства)
- •Основы рациональных названий и окончаний по систематической номенклатуре основных классов органических соединений
- •Примеры названий органических соединений по рациональной номенклатуре
- •Примеры названий органических соединений
- •2. Химическая связь
- •Индивидуальные задания Задача 3
- •Задача 4
- •3. Химическая реакция
- •Типы химических реагентов
- •Индивидуальные задания Задача 5
- •Задача 6
- •4. Алканы
- •Номенклатура
- •Примеры названий алканов по рациональной номенклатуре
- •Примеры названий алканов по систематической номенклатуре
- •Индивидуальные задания Задача 7
- •Задача 8
- •5. Непредельные углеводороды Номенклатура
- •Примеры названий непредельных соединений по рациональной номенклатуре
- •Примеры названий непредельных соединений по систематической номенклатуре
- •Индивидуальные задания Задача 9
- •Задача 10
- •Задача 11
- •Задача 12
- •Задача 13
- •Задача 14
- •Задача 15
- •Задача 16
- •6. Арены Номенклатура и изомерия замещенных бензола
- •Индивидуальные задания Задача 17
- •Задача 18
- •Задача 19
- •7. Галогенопроизводные углеводородов Номенклатура
- •Индивидуальные задания Задача 20
- •Задача 21
- •8. Спирты, фенолы, простые эфиры Классификация и номенклатура
- •Примеры номенклатуры спиртов
- •Индивидуальные задания Задача 22
- •Задача 23
- •Задача 24
- •9. Альдегиды и кетоны Классификация и номенклатура
- •Примеры номенклатуры альдегидов
- •Примеры номенклатуры кетонов
- •Индивидуальные задания Задача 25
- •Задача 26
- •10. Карбоновые кислоты и их производные Классификация и номенклатура
- •Примеры номенклатуры карбоновых кислот
- •Примеры названий кислотных остатков
- •Примеры названий функциональных производных карбоновых кислот
- •Индивидуальные задания Задача 27
- •Задача 28
- •Задача 29
- •Задача 30
- •11. Углеводы
- •Номенклатура
- •Тривиальные названия пентоз и гексоз
- •Индивидуальные задания Задача 31
- •Задача 32
- •12. Нитросоединения Классификация и номенклатура
- •Индивидуальные задания Задача 33
- •13. Амины, аминокислоты и пептиды Классификация и номенклатура
- •Природные -аминокислоты
- •Индивидуальные задания Задача 34
- •Задача 35
- •Задача 36
- •Задача 37
- •Задача 38
- •Литература
- •Оглавление
- •Органическая химия
- •Пример решения задачи 2
- •Решение
- •Пример решения задачи 3
- •Пример решения задачи 4
- •Решение
- •Пример решения задачи 5
- •Пример решения задачи 6
- •Пример решения задачи 7
- •Способы получения алканов
- •Решение
- •Пример решения задачи 8
- •Основные химические свойства алканов
- •Пример решения задачи 9
- •Способы получения алкенов
- •Решение
- •Пример решения задачи 10
- •Химические свойства алкенов
- •Решение
- •Пример решения задачи 11
- •Пример решения задачи 12
- •Химические свойства алкадиенов
- •Решение
- •Решение
- •Пример решения задачи 15
- •Пример решения задачи 17 Химические свойства ароматических соединений
- •Решение
- •Пример решения задачи 18
- •Способы получения аренов
- •Решение
- •Пример решения задачи 19
- •Пример решения задачи 20
- •Химические свойства галогенопроизводных углеводородов
- •Решение
- •Пример решения задачи 21
- •Выполнение схемы
- •Пример решения задачи 22
- •Кислотно-основные свойства спиртов и фенолов
- •Реакции, иллюстрирующие кислотные свойства спиртов и фенолов
- •Решение
- •Пример решения задачи 23
- •Основные химические свойства спиртов, фенолов и простых эфиров
- •Решение
- •Пример решения задачи 24
- •Способы получения спиртов
- •Способы получения фенолов
- •Химические свойства карбонильных соединений
- •Решение
- •Пример решения задачи 26
- •Пример решения задачи 27
- •Решение
- •Пример решения задачи 28
- •Способы получения карбоновых кислот
- •Решение
- •Пример решения задачи 29
- •Пример решения задачи 30
- •Решение
- •Пример решения задачи 31
- •Моносахариды (монозы), классификация
- •Химические свойства моносахаридов
- •Решение
- •Пример решения задачи 32
- •Химические свойства дисахаридов
- •Решение
- •Решение
- •Пример решения задачи 34
- •Решение
- •Пример решения задачи 35 Основные химические свойства аминов
- •Химические свойства аминокислот
- •Качественные реакции на аминокислоты
- •Решение
- •Пример решения задачи 36 Решение
- •Пример решения задачи 37
- •Пример решения задачи 38
- •Решение
Задача 36
С помощью качественных реакций отличите между собой три вещества А, Б и В (табл. 56). Составьте план экспе- римента в виде табл. 46. Запишите уравнения использованных реакций, опишите наблюдаемый результат.
Таблица 56
Вариант |
А |
Б |
В |
1 |
2-метиланилин |
триптофан |
цистеин |
2 |
4-аминобензойная кислота |
глицин |
этандиамин |
3 |
-аланин |
анилин |
-аминовалерьяновая кислота |
4 |
N,N-диметиланилин |
тирозин |
бутиламин |
5 |
глутаминовая кислота |
лейцин |
N-пропиланилин |
6 |
2-аминобензойная кислота |
бутиламин |
4-метиланилин |
7 |
тирозин |
анилин |
-аланин |
8 |
2-метиланилин |
-фенилаланин |
диэтиламин |
9 |
аспарагиновая кислота |
глицин |
4-броманилин |
10 |
N-метиланилин |
цистеин |
валин |
11 |
-фенилаланин |
анилин |
глицин |
12 |
N,N-диметиланилин |
4-метиланилин |
2-аминобензойная кислота |
13 |
2-метиланилин |
пропиламин |
тирозин |
14 |
гексаметилендиамин |
-аланин |
дипропиламин |
15 |
4-аминобензойная кислота |
-фенилаланин |
цистеин |
16 |
N-пропиланилин |
анилин |
4-аминобензойная кислота |
Окончание табл. 56
Вариант |
А |
Б |
В |
17 |
триптофан |
4-метиланилин |
бутиламин |
18 |
N,N-диметиланилин |
глицин |
дифениламин |
19 |
дипропиламин |
тирозин |
цистеин |
20 |
изопропиламин |
-фенилаланин |
2-аминобензойная кислота |
21 |
N-метиланилин |
цистеин |
-аминобутановая кислота |
22 |
2-аминобензойная кислота |
анилин |
-фенилаланин |
23 |
цистеин |
3-метиланилин |
глицин |
24 |
диэтиламин |
-аланин |
глутаминовая кислота |
25 |
N,N-диметиланилин |
2-метиланилин |
4-аминобензойная кислота |
26 |
лейцин |
дифениламин |
анилин |
27 |
2-аминобензойная кислота |
N-метиланилин |
дипропиламин |
28 |
4-броманилин |
-фенилаланин |
3-аминобензойная кислота |
29 |
-аланин |
пропиламин |
дифениламин |
30 |
-фенилаланин |
3-метиланилин |
тирозин |
Задача 37
Установите строение соединения с молекулярной формулой А, которое соответствует приведенному в табл. 57 описанию. Обоснуйте выбор структурной формулы, сделав вывод по каждому из пунктов описания свойств. Напишите все упомянутые в условии уравнения реакций, назовите установленное вещество.
Таблица 57
Вариант |
Молекулярная формула соединения А |
Описание свойств соединения А |
1 |
С8H11N |
а) существует в виде энантиомеров; б) легко растворяется в HCl; в) алкилируется и ацилируется; г) с азотистой кислотой при 05 С образует вещество состава С8Н10О, окисление которого хромовой смесью приводит к бензойной кислоте |
Продолжение табл. 57
Вариант |
Молекулярная формула соединения А |
Описание свойств соединения А |
2 |
С3Н7NО2 |
а) дает соли как с минеральными кислотами, так и со щелочами; б) при взаимодействии с PCl5 с последующим подщелачиванием образует вещество состава С3Н6ClNO; в) с нингидрином дает фиолетовое окрашивание; г) при нагревании до температуры выше Тпл превращается в вещество состава С6Н10N2О2 |
3 |
C5H13N |
а) обладает оптической активностью; б) в водном растворе имеет рН 7; в) ацилируется и алкилируется; г) с азотистой кислотой при 05 С моментально выделяет азот с образованием спирта, который при дегидратации образует пент-2-ен |
4 |
С7Н7NО2 |
а) проявляет амфотерные свойства; б) не образует комплекс синего цвета с CuO; в) при взаимодействии с азотистой кислотой образует соль диазония, которая при добавлении -нафтола дает азокраситель красного цвета; г) с бромной водой образует дибромпроизводное; д) не способно к образованию внутримолекулярной водородной связи |
5 |
С4Н11N |
а) легко растворяется в воде и кислотах; б) алкилируется, но не ацилируется; в) в сильнокислой среде не реагирует с азотистой кислотой; г) получается по реакции Гофмана из этиламина и иодметана |
6 |
С5Н11NО2 |
а) образует соли с NaOH и с HCl; б) с этанолом в кислой среде образует вещество состава С7Н15NО2; в) при нагревании выше Тпл выделяет аммиак с образованием органического соединения, которое при жестком окислении дает смесь щавелевой кислоты и пропанона |
Продолжение табл. 57
Вариант |
Молекулярная формула соединения А |
Описание свойств соединения А |
7 |
С7Н9N |
а) обладает основными свойствами; б) алкилируется и ацилируется; в) при взаимодействии с азотистой кислотой образует соль диазония, которая при добавлении -нафтола дает азокраситель красного цвета; г) с бромной водой дает белый осадок, молекулярная формула которого С7Н6Br3N |
8 |
С5Н11NО2 |
а) может существовать в виде двух оптических изомеров (энантиомеров); б) образует соли с KOH и H2SO4; в) не дает биуретовую и нингидриновую реакции; г) в реакции с азотистой кислотой при 05 С выделяется газ; д) при нагревании выше Тпл образует вещество состава С5Н9NO |
9 |
C8H11N |
а) образует соли с минеральными кислотами; б) алкилируется; в) не способно ацилироваться по атому N; г) обесцвечивает бромную воду с образованием светлого осадка; д) в реакции с NaNO2 + HCl при 05 С вначале образует вещество желто-оранжевого цвета, которое после нейтрализации Na2CO3 переходит в соединение состава C8H10N2O зеленого цвета |
10 |
С4Н7NО4 |
а) образует соли с кислотами и щелочами; б) горячий водный раствор имеет рН 4; в) в реакции с азотистой кислотой выделяет газ; г) при нагревании выше Тпл одновременно выделяет аммиак, воду и образует непредельную (фумаровую) кислоту и циклический дипептид (дикетопиперазин) |
11 |
С12Н11N |
а) способно медленно растворяться в концентрированной H2SO4; б) алкилируется и ацилируется; в) с азотистой кислотой образует соединение состава С12Н10N2О |
Продолжение табл. 57
Вариант |
Молекулярная формула соединения А |
Описание свойств соединения А |
12 |
C9H11 NO3 |
а) растворяется в растворах HCl, NaOH и NaHCO3; б) образует комплекс синего цвета с CuO; в) дает положительную ксантопротеиновую реакцию (HNO3); г) в реакции с азотистой кислотой при 05 С выделяется газ; д) дает цветную реакцию с FeCl3 |
13 |
C7H9N |
а) не обладает оптической активностью; б) растворяется в минеральных кислотах; в) алкилируется и ацилируется; г) с бромной водой дает светлый осадок трибромпроизводного; д) в реакции с азотистой кислотой реагирует по N-атому с образованием желтого вещества состава C7H8N2О |
14 |
С9Н11NО2 |
а) образует соли с кислотами и основаниями; б) не дает цветную реакцию с нингидрином; в) дает положительную ксантопротеиновую реакцию (HNO3); г) в реакции с азотистой кислотой при 05 С выделяется газ; д) при нагревании выше Тпл выделяет аммиак с образованием коричной кислоты |
15 |
C5H13N |
а) не может существовать в виде энантиомеров; б) образует соли с кислотами; в) ацилируется и алкилируется; г) с азотистой кислотой при 0–5 С моментально выделяет азот с образованием вторичного спирта |
16 |
С5Н11NО2 |
а) не может существовать в виде энантиомеров; б) образует соли с NaHCO3 и HCl; в) не образует комплекс синего цвета с CuO; г) в реакции с азотистой кислотой при 05 С выделяется газ; д) при нагревании выше Тпл образует вещество состава С5Н9NO |
Продолжение табл. 57
Вариант |
Молекулярная формула соединения А |
Описание свойств соединения А |
17 |
C9H13N |
а) растворяется в минеральных кислотах; б) алкилируется и ацилируется; в) не реагирует с бромной водой; г) в реакции с азотистой кислотой при 05 С образует соль диазония, которая при нагревании превращается в фенол с тривиальным названием «мезитол» |
18 |
C3H7NO2S |
а) входит в состав белков; б) образует соли с KOH, H2SO4 и CuO; в) в реакции с азотистой кислотой при 05 С выделяется газ; г) в реакции Фоля (NaOH, t, С, затем (CH3COO)2Pb) образует черный осадок |
19 |
С8Н11N |
а) дает соли с минеральными кислотами; б) не реагирует с бромной водой; в) с азотистой кислотой при 05 С моментально выделяет азот с образованием первичного спирта. г) при жестком окислении KMnO4, H2SO4, t, С образует терефталевую кислоту (1,4-бензолдикарбоновую) |
20 |
С6Н14N2O2 |
а) существует в виде энантиомеров; б) имеет неразветвленный углеродный скелет; в) входит в состав белков; г) водный раствор имеет рН 8; д) с азотистой кислотой при 05 С моментально выделяет азот; е) в реакции с NaHCO3 выделяет СО2 |
21 |
С6Н16N2 |
а) хорошо растворяется в органических и минеральных кислотах с образованием солей; б) водный раствор имеет рН 9; в) дает два ряда алкильных и ацильных производных; г) с азотистой кислотой при 05 С моментально выделяет азот с образованием двухатомного спирта, у которого ОН-группы связаны с первичными С-атомами; д) имеет неразветвленный углеродный скелет; е) используется в реакциях поликонденсации с двухосновными карбоновыми кислотами с целью получения синтетических волокон |
Продолжение табл. 57
Вариант |
Молекулярная формула соединения А |
Описание свойств соединения А |
22 |
С3Н7NO3 |
а) образует соли с кислотами и щелочами; б) дает фиолетовое окрашивание с нингидрином; в) с азотистой кислотой при 05 С моментально выделяет азот с образованием глицериновой кислоты, которая при добавлении щелочного раствора Cu(OH)2 дает комплекс ярко-синего цвета |
23 |
С6Н8N2 |
а) образует соли с минеральными кислотами; б) дает два ряда алкильных и ацильных производных; в) обесцвечивает бромную воду с образованием светлой мути; г) в реакции с азотистой кислотой при 05 С образует соль диазония, которая при нагревании превращается в вещество состава С6Н6О2, дающее цветную реакцию с FeCl3; д) в веществе С6Н6О2 функциональные группы находятся в пара-положении друг относительно друга |
24 |
С4Н9NO3 |
а) имеет четыре оптических изомера; б) входит в состав белков; в) имеет три функциональные группы, две из которых взаимодействуют с РСl5; г) с азотистой кислотой при 05 С моментально выделяет азот с образованием вещества состава С4Н8О4, которое при добавлении щелочного раствора Cu(OH)2 дает комплекс ярко-синего цвета |
25 |
С10Н9N |
а) растворяется в HCl; б) алкилируется и ацилируется; в) в реакции с азотистой кислотой при 05 С образует соль диазония, которая при нагревании превращается в вещество состава С10Н8О, дающее с FeCl3 характерное зеленое окрашивание |
26 |
С6Н13NO2 |
а) проявляет амфотерные свойства; б) может существовать в виде энантиомеров; в) не входит в состав белковых молекул; г) не дает биуретовую и нингидриновую реакции; д) при нагревании выше Тпл выделяет аммиак и образует вещество состава С6Н10O2, которое при жестком окислении хромовой смесью превращается в щавелевую кислоту и бутан-2-он |
Окончание табл. 57
Вариант |
Молекулярная формула соединения А |
Описание свойств соединения А |
27 |
С7Н9N |
а) в водном растворе имеет рН 8; б) с H2SO4 образует соль; в) алкилируется и ацилируется; г) с азотистой кислотой при 05 С моментально выделяет азот; д) при жестком окислении хромовой смесью образует бензойную кислоту |
28 |
С6Н13NO2 |
а) не может существовать в виде энантиомеров; б) содержит один четвертичный С-атом; в) образует соли с кислотами и основаниями; г) с азотистой кислотой при 05 С моментально выделяет азот; д) при нагревании выше Тпл образует лактам состава С6Н11NO |
29 |
С5Н13N |
а) в водном растворе имеет рН 8; б) может существовать в виде энантиомеров; в) при алкилировании 2 моль СН3Cl образует четвертичную аммонийную соль |
30 |
С8Н9NO2 |
а) образует соли с NaHCO3 и H2SO4; б) алкилируется и ацилируется; в) с азотистой кислотой при 05 С моментально выделяет азот; г) при жестком окислении KMnO4, H2SO4, t, С образует фталевую кислоту (1,2-бензолдикарбоновую) |