Ароматические соединения

Вариант 1

1. Изобразите структурные формулы таких соединений: п-нитротолуол;; 1 -хлор-2-бром-4-аминобснзол.

2. Какое соединение образуется при действии дихлорметана на бензол, если соотношение реагентов один к двум.

3. Продукт реакции из задачи N 2 бронировали бромом при нагревании, при этом выделилось два моля бромистого водорода. Какое органическое соединение образовалось в результате бромирования?

4. Эквимолярную смесь толуола и метоксибензола в условиях моноалкилирования обработали пропнловым спиртом в присутствии серной кислоты. Правильным ли будет утверждение, что образуется эквкмолярная смесь продуктов алкнлирования. Какие продукты алкилирования образуются?

5. Почему раствор серного ангидрида в концентрированной серной кислого является более эффективным сульфирующим реагентом, чем сама кислота?

6. Какое соединение является основным продуктом бромирования пропилбензола при облучении?

7. Какие соединения образуются при апеллировании хлорбензола иропилхлоридом? Какие соединения можно использовать в качестве катализаторов этой реакции?

Вариант 2

1 .Ландебург в 1869 г. предположил, что бензол имеет структуру трехгранной призмы. Эгу структуру химики назвали бензолом Ландебург. Как бы вы опровергли существование бензола в виде такой структуры, если бы были химиком двадцатого века.

2. Предложите два возможных варианта синтеза третбутилбензола из бензола и необходимых реагентов.

3. Хлорноватистая кислота реагирует в растворе серной кислоты с бензолом, образуя продукт А. Известно, что если серную кислоту заменить концентрированной соляной кислотой, то реакция не протекает. Назовите продукт А, объясните, почему серная кислота является катализатором, а соляная- нет.

4. Назовите продукт реакции, который образуется в результате следующих одно за другим превращений: 1,2-днфенилэтанол бромировали в присутствии бромида алюминия, затем продукт реакции нагрели в присутствии серной кислоты. Выделенное соединение обработали раствором брома в четыреххлористом углероде при О °С. Выделенный продукт реакции привзаимодействии со спиртовым раствором гидроксида калия образует конечный продукт. Напишите уравнения всех названных реакций.

5. На основании механизма реакции электрофильного замещения в бензольном кольце и электронных эффектов докажите, что сульфо-группа является мета- ориентантом.

6. Предложите способ синтеза м-бромбензойной кислоты.

7. Напишите реакции озонолиза для этилбензола и толуола. Можно ли с помощью озонолиза различать изомерные триметилбензолы?

Вариант 3

1. Предложите два возможных варианта синтеза вторбутилбензола из бензола и необходимых реагентов.

2. Избыток три-(п-метилфенил)-метана бромируют при облучении. Что будет основным продуктом монобромирования?

3. Какое из данных соединений будет сульфироваться с наибольшей скоростью: бензолсульфокислота, метилбензол, фенол? Напишите уравнения реакций сульфирования.

4. Назовите продукт реакции, который образуется в результате таких превращений: бензол и ангидрид янтарной кислоты нагрели в присутствии хлорида алюминия, выделенный продукт реакции нагрели в присутствии фтористого водорода, при этом выделилась молекула воды и образовалось соединение, содержащее два атома кислорода. Это соединение восстановили амальгамой цинка в присутствии соляной кислоты. Напишите уравнения всех названных реакций и формулу конечного углеводорода.

5. Какое соединение будет основным при нитровании бифенила?

6. Предложите способ синтеза м-бромнитробензола из бензола и необходимых реагентов.

7. Хотя тропилийбромид С7Н7 ⁺Вг^¯— ароматическое соединение, но он не алкилируется по Фриделю — Крафтсу. Почему?

Вариант 4

1. При бромировании толуола в присутствии бромида алюминия образуется только 0,3% м-изомера, а при алкилировании толуола третбутилбромидом на долю м-изомера приходится уже 32 %, а орто-изомера почти нет. Объясните этот экспериментальный факт.

2. При окислении ароматического углеводорода общей формулы Сю Нм хромовой смесью при нагревании образуется терефталевая кислота, а при окислении в более мягких условиях - п-метилбензойная кислота. Какое строение имеет углеводород?

3. Расположите данные соединения в порядке увеличения реакционной способности в реакции сульфирования: бромбензол, нитробензол, м-ксилол, бензол.

4. Почему для получения изопропилбензола реакцией алкилирования необходимо использовать большой избыток бензола?Какие недостатки имеет этот способ введения алкильных групп?

5. При действии на бифенил дихлорметана в присутствии треххлористого алюминия образовался углеводород состава Ci4H₁₂. Окисление этого углеводорода перманганатом калия в щелочной среде позволило получить соединение состава С14Н10О4, ограниченно растворяющееся в воде и дающее кислую реакцию. Определите строение этих соединений.

6. Предложите метод синтеза нафталина из бензола и о-ксилола и необходимых неорганических реагентов.

7. Анилин мгновенно реагирует с бромом с образованием 2,4,6-триброманилина. Однако если анилин сначала проацетилировать [—NН2 переходит в —NHС(O)СН3], то монобромирование можно проводить нее опасаясь образования полибромидов. Объясните влияние ацетилирования на скорость бромирования.

Вариант 5

1. Смесь 1,3,5-триметилбензола, фтористого водорода и трехфтористого бора при низкой температуре дает неустойчивое соединение желтого цвета. Элементный анализ этого соединения показал, что соотношение триметилбензола, фтористого водорода и трехфтористого бора соответствует 1:1:1. Расплав этого соединения проводит электрический ток. Анализ установил наличие аниона BF4 . Какова структурная формула желтого

вещества?

2. В реакцию электрофильного замещения бифенил вступает с большей скоростью, чем бензол. Объясните этот экспериментальный факт.

3. При облучении смеси толуола и бромтрихлорметана УФ-светом образуются бензилбромид и хлороформ в почти эквивалентных количествах. В небольших количествах образуются бромистый водород и гексахлорэтан. Предложите наиболее вероятный механизм реакции.

4. Предложите метод синтеза 1-бром-З-пропилбензола из бензола или толуола и необходимых органических и неорганических реагентов.

5. Расположите данные соединения в порядке увеличения реакционной способности в реакции нитрования: метилфенилкетон, метоксибензол, бензойная кислота, анилин.

6. При действии на бензол циклогексена в присутствии ортофосфорной кислоты образовалось соединение, содержащее 12 атомов углерода. Бромирование избытка этого соединения бромом при облучении позволило выделить бромпроизводное, содержащее 1 атом брома. Действием спиртового раствора щелочи и последующим озонолизом получили из этого соединения продукт состава С12Н14О3. Установите строение всех неизвестных соединений, напишите уравнения реакций.

Вариант 6

1. Правильным ли будет утверждение, что использование эквимолярной смеси бензола и пропилхлорида приведет к образованию только пропилбензола?

2. Какие соединения образуются при взаимодействии бензола и хлористого

бензила в присутствии трехфтористого бора?

3. При действии на бензол фталевого ангидрида в присутствии хлориде алюминия образуется соединение, которое при нагревании с серной кислотой отщепляет молекулу воды, образуя карбонильное соединение состава C14H8O2. Восстановление его амальгамой цинка в соляной кислоте позволяет получить углеводород состава С14Н12.- Этот углеводород можно превратить в ароматическое соединение состава С14Н10. Установите строение всех названных соединений, напишите уравнения реакций.

4- Предложите метод синтеза транс-1-фенилпропена-1 из бензола или толуола и любых реагентов.

5. Расположите данные соединения в порядке убывания реакционной способности в реакции сульфирования: толуол; 1,3,5-триметилбензол; о-ксилол; м-ксилол. Напишите уравнения соответствующих реакций.

6. При обработке бензилового спирта холодной концентрированной серной кислотой образуется резиноподобное соединение. Какова возможная структура этого соединения?

Вариант 7

1. Правильным ли будет утверждение, что нитрование эквимолярной смеси бензола и нитробензола приведет к образованию эквимолярной смеси продуктов нитрования?

2. Назовите основные продукты в реакциях между: а) бензолом и 2,2-иметилпропанолом в присутствии серной кислоты, б) бромбензолом и пропиленом в присутствии серной кислоты, в) двумя молями бензола и молем дихлорэтана в присутствии хлорида алюминия. Напишите уравнения реакций.

3. Предложите метод синтеза бифенила из бензола и необходимых реагентов.

4. Расположите данные соединения в порядке возрастания реакционной способности в реакции алкилирования: бензол, бензолсульфокислота, п-ксилол.

5. О-ксилол обработали хлористым бензоилом в присутствии кислоты Льюиса, продукт этой реакции восстановили амальгамой цинка в присутствии соляной кислоты. Какое соединение образуется в результате таких превращений?

6. В ходе алкилирования избытка бензола изобутиленом в присутствии концентрированной серной кислоты выделили два изомерных алкилбензола. Какой из них образуется в большем количестве?

7. Является ли ароматическим циклогексадиен-1,3?

Вариант 8

1 .Смесь бензола и дейтеробензола ( СбД6) вводят в реакцию с ограниченным количеством нитрующей смеси. Одинаков ли выход продуктов нитрования?

2. Почему пиррол, фуран и тиофен относят к ароматическим соединениям?

3. Расположите данные соединения в порядке возрастания реакционной способности в реакции сульфирования: метоксибензол, о-нитротолуол, бромбензол, толуол.

4. Объясните, почему при присоединении 1 моля брома к 1-фенилбутадиену-1,3 образуется в основном 1-фенил-3,4-дибромбутен-1?

5. Предложите метод синтеза п-бутилфенола из фенола и необходимых реагентов.

6. Из бензола и необходимых реагентов синтезируйте п-нитробензойную кислоту.

7. Предложите способ синтеза дифенилдихлорметана из метана и бензола.

Вариант 9

1. Что такое аннулены? Почему [10 ]-аннулен не является ароматическим соединением, хотя и содержит десять я-электронов?

2. Напишите реакции взаимодействия дифенилэтилена с такими реагентами: а) бром в растворе четыреххлористого углерода; б) разбавленный водный раствор перманганата калия; в) раствор перманганата калия + серная кислота при нагревании; г) избыток водорода на никеле Ренея при нагревании под давлением.

3. Расположите данные соединения в порядке увеличения реакционной способности в реакции нитрования: трифторметилбензол; метилбензол нитробензол, напишите уравнения реакций.

4. При алкилировании избытка бензола 2-метилбутеном-2 образуется 2-метил-2-фенилбутан. Последнее соединение также образуется при взаимодействии бензола с неопентиловым спиртом в присутствии кислоты. Объясните этот экспериментальный факт.

5. При действии на 1,2-дифенилэтан бромом при облучении образуется соединение, содержащее два атома брома. Это соединение сначала обрабатывают спиртовым раствором гидроксида калия, а затем подвергают гидратации в присутствии солей ртути. Напишите уравнения всех упомянутых реакций и формулу конечного продукта.

6. Какой из сульфирующих реагентов будет более эффективным: концентрированная серная кислота или раствор серного ангидрида в концентрированной кислоте?

7. Почему галогенирование бензола 1С1 дает иодбензол, а не хлорбензол?

Вариант 10

1. Механизм электрофильного замещения в ароматическом ряду включает отщепление протона от образованного в результате присоединения электрофила сигма-комплекса, что приводит к восстановлению ароматической системы. Почему не происходит присоединение к сигма-комплексу находящихся в реакционной среде анионов?

2. При обработке горячим раствором гидроксида калия З-фенилпропен-1 изомеризуется в 1-фенилпропен. Предложите механизм изомеризации, если известно, что 1-фенилпропен-1 не изомеризуется в 3-фенилпропен.

3. Предложите схему синтеза п-бромбензойной кислоты из бензола и необходимых реагентов.

4. Бензол обработали ангидридом фталевой кислоты в присутствии хлорида алюминия. Выделенный продукт реакции нагрели с концентрированной фтористоводородной кислотой, при этом выделилась вода и органический продукт реакции, который в дальнейшем восстановили амальгамой цинка в соляной кислоте. Дегидрирование продукта восстановления привело к образованию соединения состава С14Н10- Установите строение всех названных соединений, напишите уравнения реакций.

5. Правильным ли будет утверждение, что нитрование эквимолярной смеси бензола и дейтеробензола (С6D6) даст эквимолярную смесь продуктов нитрования?

6. Расположите данные соединения в порядке увеличения реакционной способности в реакции сульфирования: изопропилбензол, бензол, фторбензол, анилин. Напишите уравнения соответствующих реакций .

7. Является ли ароматическим соединение:

Вариант 11

1. Предложите способ синтеза дифенилметана из бензола и необходимых реагентов.

2. Бензол, смешанный с дейтерированной серной кислотой, медленно превращается в пердейтеробензол (C₆D6). Объясните механизм этого превращения.

3. Расположите данные соединения в порядке увеличения реакционной способности в реации алкилирования: хлорбензол, метоксибензол, бензол, бензолсульфокислота. Напишите уравнения соответствующих реакций.

4. Хлорирование этилбензола хлором при облучении дает 91% 1-хлор-1-фенилэтана. Дайте объяснение этому экспериментальному факту с точки зрения механизма реакции и электронных эффектов.

5. Бензол алкилировали циклогексеном в присутствии ортофосфорной кислоты; продукт реакции бромировали при нагревании, а образовавшееся бромпроизводное обработали спиртовым раствором гидроксида калия. Продукт последней реакции окислили перманганатом калия в щелочной среде и выделили соединение состава С12Н14О3. Установите строение всех соединений; напишите уравнения реакций.

6. Объясните, почему нитрозогруппа — N=О является о,п-ориентантом, а нитрогруппа — м-ориентант? б) Почему фенильная группа — о,п-ориентант?

Вариант 12

1.Объясните, почему пиррол, фуран, тиофен проявляют свойства, характерные для ароматических соединений.

2. Предложите способ синтеза 1,2-дифенилэтана и винилбензола (стирола) из бензола и этилена.

3. При бромировании триметилфенилметана в присутствии хлорида алюминия образуются бромбензол, изобутилен и бромистый водород. Предложите возможный механизм такого превращения.

4. Расположите данные соединения в порядке увеличения реакционной способности в реакции нитрования: бензол, анилин, триметилфениламмонийхлорид. Напишите уравнения соответствующих реакций.

5. Из толуола и необходимых реагентов "синтезируйте" 1-нитро-2,5-бензолдикарбоновую кислоту.

6. Напишите структурные формулы для всех промежуточных продуктов в приведенном ниже синтезе 2-метилфенантрена. Укажите, реакции какого типа осуществляются на каждой стадии.

Вариант 13

1. Расположите приведенные ниже бромирующие реагенты в порядке увеличения их реакционной способности в реакции электрофильного бромирования: HOBr ; Br₂; Br₃ ; Br⁺ ; HBr ; BrCl.

2. Бромирование бензола катализируется добавками небольших количеств иода. Рассмотрите механизм каталитического действия иода.

3. Напишите уравнение и механизм реакции взаимодействия бензола с изобутиленом.

4. Сколько может существовать изомерных мононитронафталинов?

5. При облучении смеси толуола и бромтрихлорметана ультрафиолетовым светом образуется бензилбромид и хлороформ в почти эквимолярных количествах. Предложите наиболее вероятный механизм, если известно, что в небольших количествах образуются бромистый водород и гексахлорэтан.

6. Предложите способ синтеза дифенилметана из метана и бензола.

7. Можно ли бромировать фенол в растворе бензола? Примечание: сравните условия бромирования бензола и фенола.

Вариант 14

1. Укажите вещества с несогласованной ориентацией заместителей: а) п-бромфенол; б) м-дихлорбензол; в) м-динитробензол; г) п-хлортолуол; д) о-метилфенол.

2. Присоединение молекул водорода к бензолу протекает последовательно. Почему не удается выделить циклогексадиен в качестве промежуточного продукта?

3. При взаимодействии дифенила с хлористым метиленом в присутствии кислоты Льюиса образуется соединение состава С13Н10. Установите строение этого соединения.

4. Напишите структурные изомеры таких соединений: пропилбензол; 1,2-дифенилэтилен; о-диоксибензол.

5. При ацилировании бензола ангидридом янтарной кислоты образуется вещество, которое в присутствии фтористоводородной кислоты превращается в продукт состава С10Н8О2. В процессе восстановления амальгамой цинка в соляной кислоте и последующей реакции дегидрирования получают твердое, белое, очень летучее соединение с характерным запахом. Напишите уравнения реакций, установите строение названных соединений.

6. Расположите данные соединения в ряд по увеличению реакционной способности в реакции сульфирования: пропилбензол, нитробензол, фенол, бензол.

7. Напишите уравнения реакций сульфирования пропилбензола и нитробензола.

Вариант 15

1. Механизм электрофильного замещения в ароматическом ряду включает отщепление протона от сигма-комплекса, образованного в результате присоединения электрофила, что приводит к восстановлению ароматической системы. Почему не происходит присоединение к сигма-комплексу находящихся в реакционной среде анионов?

2. Предложите два возможных варианта синтеза изопропилбензола из бензола и необходимых реагентов.

3. Какое соединение образуется при действии дихлорметана на бензол, при разном соотношении реагентов?

4. Расположите данные соединения в порядке увеличения реакционной способности в реакции нитрования: трифторметилбензол; метилбензол; нитробензол, напишите уравнения реакций.

5. Предложите метод синтеза нафталина из бензола и о-ксилола и необходимых неорганических реагентов.

6. Укажите другую причину кроме стерических препятствий невозможности получения тетрафенилметана из бензола и четырёххлористого углерода. Примечание: образуется только трифенилхлорметан.

Вариант 16

1. Какие продукты образуются при реакции п-цимола с каждым из следующих реагентов? В каком случае реакция не идет?

а) хлором, б) хлором при облучении, в) хлором в присутствии железных опилок, г) хлором при температуре 200 О С, д) конц. хлористоводородной кислотой, е) конц. серной кислотой, тетрафторборатом нитрония, ж) третбутиловым спиртом в присутствии ортофосфорной кислоты, з) перманганатом калия при нагревании, и) озоном, к) водородом ( Pt, 25 O C, 1 атм, ) л) водородом ( Ni, 200 O C , 75 атм., н) бромистым фенилом в присутствии бромида алюминия, изобутиленом с ортофосфорной кислотой, о) хлористым ацетилом с хлоридом алюминия, п) н- пропилхлоридом с хлоридом алюминия.

2. Учитывая более сильное влияние на ориентацию одного из двух заместителей, укажите в какое место ядра будет преимущественно вступать третий заместитель у следующих производных бензола:

а) о-хлорфенол; б) п-крезол; в) п-бромфенол.

3. Составьте схемы получения из нафталина 4-бром-1-нитронафталина, 5-бром-1-нитронафталина.

4. Предскажите ориентацию в следующей реакции:

1-метилнафталин + хлористый ацетил + хлорид алюминия.

5. Учитывая более сильное влияние на ориентацию одного из двух заместителей, укажите в какое место ядра будет преимущественно вступать третий заместитель у следующих производных бензола:

а) о-хлорфенол; б) п-крезол; в) п-бромфенол.

6. Что получится, если толуол обработать фталевым ангидридом в присутствии хлорида алюминия, а затем конечный продукт обработать концентрированной серной кислотой? Известно, что конечное соединение не содержит полосы νОН в ИК-спектре.

Вариант 17

1. Написать уравнение следующих реакций:

CH3Cl K2Cr2O7 нитрование сульфирование H2SO4,нагревание

C6H6 → A → B → C → X

AlCl3

2. Написать уравнения реакций нитрования следующих соединений (в молекулу вступает одна нитрогруппа): а) этилбензола, б) м-этилтолуола, в) бензойной кислоты, г) м-дихлорбензола. Расположите указанные соединения в ряд по убывающей легкости нитрования.

3. Расположите атомы водорода в следующих соединениях в порядке ожидаемой легкости отщепления атомами брома. Обозначьте цифрой 1 – наиболее реакционноспособный, цифрой 2 – следующий и т.д.:

а) 1-фенилгексен-2; б) 4-метил-4'-н-пропилбифенилметан; в)1,2,4-триметилбензол.

4. γ-Пирон – основание. Какой из атомов кислорода имеет более основной характер? Почему?

5. Какие продукты и по какому механизму получатся при действии на бензол следующих агентов:

а) хлористого циклогексила в трифторида бора;

б) 1-хлорбицикло-[2,2,1]-гептана в присутствии хлорида железа;

в) циклогесена в присутствии ортофосфорной кислоты;

г) третбутилового спирта в присутствии серной кислоты.

6. Напишите реакции синтеза следующих соединений, исходя из толуола:

а) п-ксилола, б) бромистого бензила.

Вариант 18

№ 1

1. Написать формулы изомерных ароматических углеводородов состава: а) С8Н10, б) С9Н12.

2. Какое соединение образуется при действии на бензол хлористого пропила в присутствии хлористого алюминия?

3. Какие соединения образуются, если сульфируются следующие соединения: а) этилбензол, п-ксилол, в) нафталин, г) бромбензол, д) нитробензол, е) 4-хлор-1-метилбензол, ж) п-динитробензол.

4. Какое строение имеет ароматический углеводород состава С9Н12, если при его окислении получена 1,4-бензолдикарбоновая кислота?

5. Является ли ароматическим циклогептатриенильный анион?

6. Определите строение углеводорода состава С8Н6, если он обесцвечивает бромную воду, образует осадок с аммиачным раствором оксида серебора, а при окислении дает бензойную кислоту.

7. Напишите структурные формулы соединений (одну или несколько), удовлетворяющих следующим условиям:

а) С6Н3Вг3, может давать три продукта монохлорирования;

б) С6Н3С12Вг, может давать два продукта мононитрования;

в) С8Н10, может давать только один продукт мононитрования.

Вариант 19.

1. Получите этилбензола из ацетилена и неорганических реагентов.

2. Каково строение соединений А и Б, получающихся при следующих превращениях:

А

Б

3. Напишите какие соединения образуются при взаимодействии транс-1-фенилбутена-1 со следующими соединениями (если она идет):

а) Н2, Ni, комн. тем-ра, низкое давление;

б) Н2, Ni, 200 0С, 600 атм.;

в) Br2 в CCl4;

г) Br2, Fe;

д) HCl;

е) НСl;

ж) Br2, H2O;

з) HCOOOH;

и) Br2, 300 0С;

к) горячий KMnO4.

4. При обработке бензилового спирта холодной концентрированной серной кислотой образуется высококипящее резиноподобное вещество. Какова возможная структура этого вещества и как оно образуется?

5. Предскажите ориентацию в следующей реакции:

1-метилнафталин + хлористый ацетил + хлорид алюминия.