22. АРОМАТИЧНI НIТРОСПОЛУКИ

Питання для самопідготовки

Класифікація та номенклатура. Способи добування. Фізичні властивості. Відмінність властивостей ароматичних нітросполук. Вплив нітрогрупи на реакційну здатність інших груп у бензольному ядрі. Відновлення нітросполук. Роль нітросполук у промисловості. Токсичність та вибухонебезпечність нітросполук.

Контрольні завдання

22.1.Добути з бензолу 3,5-динiтрохлорбензол.Обгрунтувати послiдовнiсть проведення реакцiй, навести схеми та пояснити механізм реакції нітрування.

22.2.Назвати такi сполуки:

а)		б)	в)	г)
			Cl	O2N	NO2
CH3	NO2		CH2NO2 HO	NO2
д)		е)		є)
H	O		CH3
N	C			ONO	NO2
	CH3	O2N	CH2	NO2

O2N

Навести схеми добування сполук а)–б).

22.3.Навести структурнi формули сполук а)–е): а) тринiтротолуол; б) фенiлнiтрометан; в) 3- етилнiтробензол; г) 3-хлор-4-нiтротолуол; д) 1,8-дiнiтронафталiн; е) сим.тринiтробензол. Для сполуки а) навести схему добування iз бензолу, умови перебігу всiх перетворень та пояснити механiзм нiтрування. Як у технiцi називають сполуку а)? Де вона застосовується?

22.4.Iз бензолу добути м-хлорнiтробензол. Послiдовнiсть реакцiй обгрунтувати, пояснити їх механiзми.

22.5.Навести схему та пояснити механiзм реакції хлорування нiтробензолу. Пояснити вплив нiтрогрупи на стiйкiсть -комплексу. Порiвняти умови хлорування бензолу та нiтробензолу. Навести рівняння реакції продуктів хлорування з водним розчином лугу, дати відповідні пояснення.

22.6.За допомогою яких реакцiй можна здiйснити перетворення:

118

а)		NO2
Cl	O2N	OH
		NO2
б)		OMe
Br	H2N

Вiдповiдь обгрунтувати,назвати всi органiчнi сполуки.

22.7.Навести схеми реакцiй нiтрування сполук (а–є). Вказати, якi iз сполук мають узгоджену орiєнтацiю двох замiсникiв.

а)	H3C	CH3	б) О2N		в)	H3C
				NO2		CH3
г)	OCH3		д)	OH	є)	NH C CH3
						O
		CH3
				NO2		CH3

Для сполуки, яка нiтрується в найжорсткіших умовах, навести механiзм реакцiї.

22.8.Навести схему вiдновлення п-нiтротолуолу в лужному середовищi. Вказати та назвати всi промiжнi продукти вiдновлення. Якi вiдновники застосовуються при цьому?

22.9.Навести схеми нiтрування в ядро сполук а)–д):

а)		б)	NO2	в) OCH3
H3C	CH	O	HO
				CH3
г) COOH		д)	SO3H
	OH		OCH3

Для продукту реакції д) навести схему гiдролiзу (з перегрітою водяною парою, у кислому середовищі).

22.10.Iз толуолу добути о-, м-, п-нiтробензойнi кислоти. Пояснити послiдовнiсть проведення реакцiй. Навести механiзм реакції нiтрування толуолу.

22.11.Здiйснити такi перетворення:

119

	CH3		CH3
O2N	Cl	O2N	NH2
	CH3
NH2	NH2

Вказати умови перебігу всiх реакцiй, назвати продукти.

22.12.Навести схеми синтезу iз толуолу: a) м-амiнобензойної кислоти; б) п-амiнобензойної килоти. Пояснити механiзм реакцiї електрофiльного замiщення у випадку а) i механiзм вiдновлення у випадку б).

22.13.Написати схеми мононiтрування в ароматичне ядро: а) iзопропiлбензолу; б) бензойноi кислоти; в) п-нiтробромбензолу. Яка iз сполук (а–в) найлегше вступає в реакцiю нiтрування? Для цiєї сполуки навести механiзм нiтрування. Для сполуки в реакції в) написати рівняння реакцiї з водним розчином лугу при кип’ятiнні.

22.14.Визначити будову ароматичноi сполуки C6H4ClNO2, яка не реагує за звичайних умов нi з лугами, нi з амiаком. Синтезувати сполуку iз бензолу, навести механiзм реакції нiтрування.

22.15.Перетворити толуол у: а) фенiлнiтрометан; б) орто-нiтротолуол. За допомогою яких реакцiй можна розрiзнити цi сполуки? Навести механiзми нiтрування толуолу.

22.16.Визначити будову сполуки C7H7NO2, яка в результаті хлорування при освiтленнi перетворюється в сполуку C7H4Cl3NO2, при гiдролiзi якої утворюється п-нiтробензойна кислота. Синтезувати C7H7NO2 iз бензолу. Навести механiзм реакцii нiтрування.

22.17.Запропонувати оптимальну схему синтезу iз хлорбензолу промислово важливого продукту 2-хлор-4-амiноанiзолу.

22.18.Одержати iз толуолу 2-бром-6-нiтротолуол. Який продукт утвориться, при його взаємодії з концентрованим розчином KМnO4 з подальшим нагріванням з твердим NaOH i відновленням цинком у лужному середовищi.

22.19.Запропонувати рацiональний спосiб добування iз бензолу сполук а), б):

а) Br				SO3H	б)	Cl
					NO2				SO3H
		NO2
							NO2

Вiдповiдь обгрунтувати.Пояснити механiзм нiтрування при одержаннi сполуки а).

22.20.Запропонувати рацiональну схему синтезу iз бензолу сполуки:

120

COOH

NO2

SO3H

Назвати цю сполуку. Навести реакцiї одержаної сполуки: а) з водним розчином лугу; б) з

твердим NaOH, 300 С.

22.21.Якi iз динiтрохлорбензолiв (а-г) при кип’ятiннi з водним розчином соди замiщують атом хлору на гiдроксил?

а) Cl

б)

Cl

в) Cl

г) Cl

NO2

O2N

NO2

NO2

NO2

NO2

NO2

NO2

Навести схеми синтезу цих сполук iз бензолу і механiзм нуклеофiльного замiщення атома галогену.

22.22.Навести схеми та механiзм реакцii мононiтрування: a) толуолу; б) нiтробензолу. Пояснити вплив замiсникiв на стiйкiсть -комплексiв у цих реакцiях. Вказати умови нiтрування толуолу та нiтробензолу.

22.23.Заповнити схему послiдовних перетворень та назвати всi сполуки:

п-нітрохлорбензол	H2SO4!	HNO !			Б	NaOH (H O)		В	HCl	Г
	1200С А	H	SO !			2
			3
		2	4

Привести механiзм А Б.

22.24.Добути iз бензолу iзомернi о-, м- i п-бромнiтробензоли. Пояснити вплив нiтрогрупи на реакцiйну здатнiсть атома брому при його нуклеофiльному замiщеннi в реакції гідролізу. Навести та пояснити механiзм реакцій гiдролiзу найбiльш реакцiйноздатного бромнiтробензолу.

22.25.Одержати iз бензолу п-нiтротолуол та фенiлнiтрометан .Запропонувати хiмiчний метод роздiлення їх сумiшi. Навести схеми відповідних реакцій.

22.26.Якi з наведених сполук реагуватимуть з розчином лугу: а) 1-нiтро-1-фенiлетан; б) n- нiтротолуол; в) 2-нiтро-2-метил-1-фенiл-пропан ; г) мета-нiтрохлорбензол; n- нiтрохлорбензол. Навести та пояснити схеми реакцiй.

22.27.Навести та пояснити схеми нiтрування сполук (а – д): а) хлорбензолу; б) нiтробензолу; в) бензойноi кислоти ; г) фенолу; д) етилбензолу. Якi з цих сполук i чому будуть нiтруватися легше, нiж бензол? Для одного з них навести механiзм нiтрування.

22.28.Здiйснити перетворення в кілька стадій:

121