Zagadnienia w chemii organicznej, Chemia, Organiczna, Chemia organiczna
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
♦
Podane związki uszereguj wg wzrastającej temp. wrzenia:
a) 2-metylobutano-2-ol; 3-metylobutanol; 3-metylobutan-2-ol
♦
Anilina jest trudno rozpuszczalna w wodzie, natomiast benzyloamina w wodzie jest
dobrze rozpuszczalna. W jaki sposób można wytłumaczyć te fakty?
♦
Który związek z podanych par, i dlaczego ma wyższą temperaturę wrzenia?
a) etanol acetaldehyd (etanal)
b) kwas octowy octan etylu
c) bromek etylu chlorek etylu
d) azotyn metylu (CH
3
-O-NO) nitrometan (CH
3
-NO
2
)
e) chlorek etylu chlorek winylu (CH
2
=CH-Cl)
f) chlorek allilu (CH
2
=CH-CH
2
-Cl) chlorek propylu
g) chlorobutan 2-chlorobutan
h) heksan heptan
i) cis-1,2-diaminocyklopentan trans-1,2-diaminocyklopentan
♦
Który związek z podanych par, i dlaczego ma wyższą temperaturę topnienia?
a) o-ksylen p-ksylen
b) pentan 2,2-dimetylopentan
c) cykloheksan heksan
d) cis-but-2-en trans-but-2-en
♦
Który związek z podanych par, i dlaczego jest lepiej rozpuszczalny w wodzie?
a) etanol etanotiol (CH
3
-CH
2
-SH)
b) anilina chlorowodorek aniliny
c) cykloheksan cykloheksanol
d) kwas stearynowy stearynian sodu ( CH
3
(CH
2
)
16
COONa )
♦
W poniższych związkach wskaż kwaśny atom wodoru. Dlaczego uważasz, że on jest
kwaśny?
kwas propionowy; butanon; nitropropan; chlorek trimetylopropyloamoniowy;
bromek propylu; propanol; chlorek propyloamoniowy; chlorek propylooksoniowy;
propionian etylu; bezwodnik kwasu propionowego; butyronitryl; propanal, pro-
panotiol;
♦
Który związek z poniższych par ma silniejsze właściwości kwasowe i dlaczego?
a) CH
3
-CONH
2
CH
3
-SO
2
NH
2
b) NH
3
CH
3
-CONH
2
c) anilina amoniak
d) fenol alkohol benzylowy (C
6
H
5
-CH
2
OH )
e) amoniak fosforiak ( PH
3
)
f) chlorowodór jodowodór
g) kwas azotowy(V) kwas chlorowy(VII)
♦
Podane związki uszereguj według wzrastającej zasadowości:
wodorotlenek potasu, octan sodu, etanolan sodu, amidek sodu, jon chlorkowy, feny-
loamidek potasu, amoniak, butylolit, jon jodkowy
♦
Kwas mrówkowy, HCOOH, ma pK
a
=3,75, a kwas pikrynowy, ma pK
a
=0,38. Który
z tych związków jest mocniejszym kwasem.
♦
Jaka jest wartość K
a
dla HCN, jeśli jego wartość pK
a
=9,31?
♦
Czy poniższe reakcje zachodzą tak jak je zapisano?
HCN + CH
3
COO
-
Na
+
?
Na
+
+ CN
-
+ CH
3
COOH
CH
3
CH
2
OH + Na
+
CN
-
?
CH
3
CH
2
O
-
Na
+
+ HCN
CH
3
CH
2
OH pK
a
=16,00; CH
3
COOH pk
a
=4,76; HCN pK
a
=9,31
♦
Dla amoniaku wartość pK
a
≈36, a dla acetonu pK
a
≈19. Czy poniższa reakcja zachodzi?
O
C
+ NaNH
2
?
O
C
..
+ NH
3
H
3
C
CH
3
H
3
C
CH
2
Na
+
♦
Alkohol, podobnie jak woda, może reagować z mocnymi kwasami lub z mocnymi
zasadami. Zapisz równanie reakcji metanolu z kwasem nadchlorowym (chlorowym(VII)
oraz z amidkiem sodowym (NaNH
2
)
♦
Który z następujących reagentów działa jak kwas Lewisa, a który jak zasada Lewisa?
a) AlBr
3
; b) CH
3
NH
2
; c)
3
;d) HF;
e) CH
3
-S-CH
3
; f) TiCL
4
; g) FeCl
3
♦
Czy można otrzymać wodny roztwór
tert-
butanolanu potasu? (Wartość pK
a
alkoholu
tert-
butylowego wynosi ok. 18
CH
3
C
+
NH
2
CH
2
NH
2
H
3
C
OH
H
3
C
CH
3
NH
3
Cl
CH
3
anilina
benzyloamina
p-ksylen
chlorowodorek
aniliny
tert
-butanol
CH
3
CH
2
CH
2
CN
butyronitryl
CH
3
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
-
Li
NO
2
CH
3
CH
2
CH
2
N
+
CH
3
Cl
O
2
N
OH
CH
3
butylolit
chlorek trimetylopropyloamoniowy
NO
2
kwas pikrynowy
CH
3
CH
2
CH
2
NO
2
O
+
+
Cl
chlorek propylo-
amoniowy
Cl
chlorek propylooksoniowy
CH
3
CH
2
C
nitropropan
CH
2
CH
3
propionian etylu
O
- 1 -
CH
3
CH
2
CH
2
NH
3
CH
3
CH
2
CH
2
OH
2
♦
Uszereguj następujące związki w porządku wzrastającej kwasowości:
O
C
O
C
O
•
Ile elektronów walencyjnych ma każdy z następujących atomów:
Na; Si; S; P; Cs; F; C; Pb; Mg; Al.; B; N; Be
•
Narysuj wzory strukturalne Lewisa (elektron w postaci kropki, struktury elektrono-
we) następujących związków:
HOS(O)OH; HONO
2
; HONO; CH
3
SH
•
Jaka jest hybrydyzacja każdego atomu w następujących cząsteczkach:
CH
4
; CH
3
CN; CH≡CH; CH
3
COOH
•
Jaka jest hybrydyzacja atomu azotu w anilinie?
•
Zapisz wzory konstytucyjne dla następujących związków:
C
3
H
8
; C
2
H
6
O (2 możliwości); C
2
H
4
O (3 możliwości); CH
5
N;
C
3
H
7
Br (2 możliwości); C
3
H
9
N (4 możliwości);
•
Jakich wartości kątów między wiązaniami możesz oczekiwać dla:
kąta C-O-C w CH
3
OCH
3
; kata H-N-H w CH
3
NH
2
; kąta C-N-C w CH
3
NHCH
3
;
kąta H-N-H w CH
3
CONH
2
•
We wszystkich trwałych związkach węgiel jest czterowartościowy, chociaż są wyjąt-
ki. Zapisz struktury elektronowe (Lewisa) dla izocyjanku metylu: CH
3
NC, oraz dla
tlenku węgla. W tych związkach atom węgla ma charakter elektrofilowy czy nukleo-
filowy?
•
Określ rzędowość wszystkich atomów węgla w następujących związkach:
CH
3
CH
3
H
3
C
CH
2
C CH
3
OH
CH
3
COOH
H
3
C
CH
3
kwas octowy
pK
a
=4,76
Który z tych związków będzie reagował z wodorowęglanem sodu (pK
a1
kwasu wę-
glowego wynosi 6,37)
•
Określ ładunki formalne na zaznaczonych atomach (dla wszystkich atomów spełnio-
na jest reguła oktetu):
aceton
pK
a
=19
acetyloaceton
pK
a
=9
fenol
pK
a
=9,9
CH
2
N N
:
OOO
CH
2
CH
3
P
CH
3
N O
CH
3
•
Znajdź atomy dla których wartościowość jest różna od wartościowości formalnej i
oblicz dla nich ładunki formalne.
Uwaga!
Reguła oktetu nie musi być spełniona.
H
H
O
:
..
:
H
O
..
H
H
H
3
C
CH
2
N
H H
H
O
H
..
H
H
H
H
H
:
..
:
NHNN
..
..
:
:
..
..
..
CNCH
3
O
N
..
..
OS
O
O
:
..
:
..
:
CH
CH
2
CH
3
CH
3
C
+
CH
3
CH
3
CH
CH
3
CH
+
CH
3
CH
3
CH
2
•
Zapisz struktury rezonansowe dla następujących układów:
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
..
+
..
:
..
O
+
O
:
..
..
NH
2
Cl
:
..
N
H
2
C
N
•
Narysuj wzór związku, który:
ma jedynie pierwszorzędowe i trzeciorzędowe atomy węgla
nie ma pierwszorzędowych atomów węgla
ma cztery drugorzędowe atomy węgla
•
Nazwij następujące związki:
:
O
:
-
NH
2
•
Odpowiedz na następujące pytania
i
Który związek ma wyższą temp. wrzenia,
dlaczego?
CH
3
-CH
2
-Cl
CHCCl
NH
2
i
CH
2
-NH
2
Który związek jest silniejszą zasadą
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
Chlorobenzen ma większy moment dipolo-
wy niż fluorobenzen. Dlaczego?
CH
3
CH
2
CH
CH
2
CH
2
CH
3
CH
2
CH
CH
3
CH
2
CH
CH
3
CH
2
CH
CH
3
(CH
3
)
3
CC(CH
3
)
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
OH
i
O
2
N
OH
CH
2
CH
2
CH
p-Nitrofenol czy fenol jest silniejszym kwa-
sem?
CH
3
CH
2
CH
CH
2
CH
CH
3
CH CH
2
CH
3
- 2 -
:
..
:
O
:
..
..
..
•
Narysuj wzory konstytucyjne następujących związków:
2-metyloheptan 4-etylo-22-dimetyloheksan
4-etylo-3,4-dimetylooktan 2,4,4-trimetyloheptan
3,3-dietylo-2,5-dimetylononan 4-izopropylo-3-metyloheptan
•
Określ rodzaj atomów węgla (1
o
, 2
o
, 3
o
lub 4
o
) w następujących cząsteczkach:
•
Sporządź wykres energii dla jednoetapowej reakcji endotermicznej. Oznacz części
wykresu odpowiadające substratom, produktom, stanowi przejściowego, ∆G
o
, ∆G
#
. Czy
wartość ∆G
o
jest dodatnia czy ujemna?
•
Sporządź wykresy energii dla szybkiej i wolnej jednoetapowej reakcji egzotermicz-
nej. Oznacz części wykresu odpowiadające substratom, produktom, stanowi przejścio-
wego, ∆G
o
, ∆G
#
. Czy wartości ∆G
o
są dodatnie czy ujemne?
•
Sporządź wykres energii dla reakcji o K=1. Jaka jest wartość ∆G
o
dla tej reakcji.
•
Sporządź wykres energii dla dwustopniowej reakcji egzotermicznej, dla której etap
pierwszy jest szybszy od etapu drugiego.
•
Gdy mieszanina metanu i chloru zostanie naświetlona, reakcja rozpoczyna się na-
tychmiast. Po wstrzymaniu naświetlania, reakcja stopniowo zanika, ale nie zatrzymuje
się natychmiast. W jaki sposób wytłumaczysz takie zachowanie się mieszaniny reakcyj-
nej.
•
W podanych reakcjach wskaż reagent i odczynnik:
CH
3
CH
3
CH
CH
2
CH
3
CH
3
(CH
3
)
2
CHCH(CH
2
CH
3
)
2
CH
3
•
Nazwij następujące związki:
CH
3
CH
3
CH
CH
2
CH
3
(CH
3
)
2
CHCH(CH
2
CH
3
)
2
(CH
3
)
3
C(CH
3
)
2
CH
2
CH
2
CH
3
-
+
CH
2
CH
2
CH
3
CH
2
CH
3
CH H
+ NaNH
2
CHC
:
Na + NH
3
CH
3
CH
CH
2
CH
2
C
CH
3
O
OH
H
+
CH
3
CH
3
C
+ HO-CH
3
CH
3
C
H
O CH
3
H
•
Które struktury przedstawiają ten sam związek?
A
CHC
-
+
:
+ CH
3
CH
2
CH
2
Br
CH
3
CH
2
CH
2
C CH
+ Br
-
B
C
D
•
Względne reaktywności wiązań C-H dla reakcji halogenowania w gazie gazowej w
27
o
C wynoszą:
fluorowiec
Cl
H
H
Cl
Cl
CH
3
Cl
H
Cl
H
H
Cl
H
Cl
H
1
H
H
3
C
CH
3
H
3
C
Cl
H
3
C
CH
3
H
3
C
CH
3
1
o
wiązanie C-H 2
o
wiązanie C-H 3
o
wiązanie C-H
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
F
2
1
1,2
1,4
Cl
H
H
Cl
H
Cl
Cl
H
2
H
Cl
H
Cl
Cl
H
Cl
H
Cl
2
1
3,9
5,1
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
Br
2
(w 127
o
C)
1
32
1600
Cl
H
H
Cl
Cl
H
H
Cl
Oblicz skład mieszaniny poreakcyjnej w reakcjach:
fluoru z butanem;
CH
3
CH
3
fluoru z izobutanem
3
CH
3
CH
3
H
CH
3
H
CH
3
Cl
Cl
chloru z butanem;
chloru z izobutanem
H
H
Cl
Cl
CH
3
CH
3
bromu z butanem;
bromu z izobutanem
•
Oblicz wartość ∆H
o
dla reakcji substytucji rodnikowej chloru z metanem, prowadzo-
nej w fazie gazowej
Zinterpretuj otrzymane wyniki
- 3 -
•
Za pomocą wzorów projekcyjnych (Newmana i konikowych), oraz wzorów per-
spektywicznych narysuj konformacje synperiplanarną i antyperiplanarną dla1-bromo-2-
chloroetanu.
•
Uszereguj w kolejności malejącej ważności następujące zestawy podstawników:
-H, -Br, -CH
3
, -CH
2
-CH
3
-H, -D, -OH, -CH
3
–CH=CH
2
, -
3
, -OH, -CN
–CHO, -CN, -OH, -C
2
H
5
•
Podane związki zapisz w projekcji Fischera:
•
Narysuj konfiguracje dla związku o nazwie:
(R)-2-chlorobutan, (2R,3S)-2-bromo-3-chlorobutan,
(1R,2R)-1-chloro-2-metylocyklopropan,
(2R,3S)-2,3-dibromobutan.
Które z cząsteczek tych związków są chiralne?
•
Istnieją trzy stereoizomeryczne kwasy cyklopentano-1,2-dikarboksylowe. Narysuj
ich wzory konfiguracyjne. Tylko jeden z nich (który?) tworzy bezwodnik wg reakcji:
O
O
OH
∆
przykładowa reakcja tworzenia bezwodnika
OH
O
CH
3
C
CH
3
C
Cl
Br
CH
3
C
Cl
Br
O
O
CH
3
C
H
3
C
C
H
O
C
Istnieją również trzy stereoizomeryczne kwasy cykloheksano-1,2-dikarboksylowe,
wszystkie tworzą bezwodnik. Jak można wytłumaczyć te fakty.
•
Nazwij podane związki zgodnie z regułami IUPAC:
Cl
Br
H
Cl
H
C
2
H
5
C
2
H
5
H
OH
CH
3
•
Przypisz konfigurację R, S następującym związkom:
CH
3
CH
3
CH
3
C
2
H
5
COOH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
C
H
3
Cl
C
CH
3
C
CH
3
C
COOH
C
H
CH
3
H
2
CH CH
2
CH
CH
CH
3
H
3
C
CH
2
C C
CH
CH
3
H
3
C
CH CH CH C
CH
CH
3
C
CH
3
•
Które z podanych związków mogą istnieć jako pary izomerów cis i trans. Narysuj
każ
d
ą z tych par i
w
skaż geometrię każdego zw
ią
zku.
C
C
H
OH
Cl
H
CH
3
OH
C
2
H
5
Cl
Br
C
2
H
5
C
2
H
5
H
CHO
•
Ile centrów stereogenicznych posiadają podane związki. Ilu spodziewasz się stereo-
izomerów dla tych związków:
H
3
CCl CHCl
H
3
CH CH
2
Cl CH CH Cl
H
3
CH C(CH
3
)
2
H
3
CH CH CH
3
CHO
•
Który ze związków następujących parach jest trwalszy:
cis-1,2-dimetylocyklohekasan trans-1,2-dimetylocykloheksan
cis-1,3-dimetylocyklohekasan trans-1,3-dimetylocykloheksan
cis-1,4-dimetylocyklohekasan trans-1,4-dimetylocykloheksan
cis-buten trans-buten
but-1-en 2-metylopropen
1-metylocykloheksen 3-metylocykloheksen
•
Z jakich alkenów i w jakiej reakcji można otrzymać następujące związki:
broocykloheksan; 1-bromopropan; 2-bromo-2-metylobutan; 1-bromoprpan-2-
ol; trans-cyklopentano-1,2-diol, cykloheksno-1,2-diol (obie grupy hydroksylowe
w położeniu ekwatorialnym)
•
Zaproponuj mechanizm dla następującej reakcji:
H
OH
CH
2
OH
H
CHO
Cl
H
OH
H
CH
3
O
OH
H
O
H
H
O
OH
H
H
OH
H
H
O
H
CH
2
OH
H
OH
OH
H
O
H
CH
2
OH
•
Narysuj wszystkie możliwe stereoizomery dla związku o wzorze C
4
H
8
Cl
2
. Wskaż
zależności między nimi. Które stereoizomery są optycznie czynne
•
Które z następujących par związków przedstawiają ten sam enancjomer:
H
OH
H
H
H
O
CH
3
H
CH
3
H
O
CH
3
H
5
C
2
OH
C
2
H
5
C
2
H
5
C
2
H
5
CH
3
CH
3
CH
2
COOH
COOH
H
O
H
CH
3
CH
3
CH
3
H
3
C
OH
C
CH
3
CH
3
NH
2
NH
2
H
H
O
H
+ HCl
H
3
C
H
O
H
Cl
H
CH
3
CH
3
H
CH
3
- 4 -
C
C
C
C
 •
W jaki sposób można otrzymać następujące związki:
2-mettlylocykloheksanol z 1-metylocykloheksenu
1-metylocykloheksanol z 1-metylocykloheksenu
cykloheksylometanol z metylidenocykloheksanu
cis-1,2-dimetylocyklopropan z cis-butenu
•
Jaki produkt powstanie w następującej reakcji:
•
Zaproponuj mechanizmy następujących reakcji:
O
CH
2
Br
Br
2
H
2
O
CH
2
CH CH
2
CH
2
CH
2
OH
CH
2
CH CH
CH
3
CH
3
HCl
C
2
H
5
OH
CH
3
CH
2
CH
3
O CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
+ HBr
CH
2
CH N
+
CH
3
+ HCl
CH
2
CH
2
N
+
CH
3
Cl
-
Cl
Cl
-
+ ICl
♦
Związek
A
C
8
H
18
, znany jako paliwo lotnicze, otrzymywany jest w reakcji związków
B
C
4
H
8
, oraz
C
C
4
H
10
w obecności stężonego kwasu siarkowego(VI) w temperaturze
273K. Związek
B
potraktowany stężonym kwasem siarkowym(VI) w temperaturze
353K dimeryzuje do dwóch izomerycznych alkenów,
D
i
E
, o wzorze sumarycznym
C
8
H
16
. Uwodornienie, zarówno
D
jak i
E
prowadzi do związku
A
. W wyniku ozonolizy
D
i
E
otrzymano odpowiednio: aceton i formaldehyd (najbardziej lotne produkty). Uwo-
dornienie
B
prowadzi do związku
C
.
Zaproponuj wzory strukturalne dla wymienionych związków, napisz równania
reakcji obrazujące opisane przejścia.
♦
W wyniku uwodornienia związku
A
(C
9
H
16
) otrzymano
B
(C
9
H
20
). Ozonoliza
A prowadzi do równomolowych ilości kwasu octowego, kwasu dimetylooctowego, oraz
kwasu pirogronowego (CH
3
-CO-COOH).
Podaj strukturę (struktury) dla związku A i przedyskutuj jego stereoizomerię.
♦
W związku
X
o wzorze sumarycznym C
5
H
8
metodą Kuhna-Rotha wykryto jedną
grupę metylową. Potraktowanie
X
rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego(VI)
i siarczanu(VI) rtęci(II) dało związek
Y
, C
5
H
10
O, zawierający dwie grupy metylowe.
Utlenianie związku
Y
roztworem nadmanganianu potasu prowadzi między innymi do
kwasu propionowego.
Zidentyfikuj związki
X
i
Y
.
♦
Penta-1,4-dien ma, ∆H
o
hydrog.
=254KJ/mol co równa się mniej więcej podwójnej war-
tości dla pent-1-enu (∆H
o
hydrog.
=126KJ/mol). Penta-1,2-dien ma ∆H
o
hydrog.
=298KJ/mol.
Który z pentadienów jest trwalszy?
•
W reakcji bromu z propenem w wodnym roztworze DMSO (DMSO – dimetylo-
sufotlenek stosowany dla polepszenia rozpuszczalności propenu i bromu w wodzie)
otrzymano 1-bromopropan-2-ol. Czy jest to orientacja zgodna, czy niezgodna z regułą
Markownikowa.
H
3
C
O CH
3
CC
+ HBr
H
3
C
H
CH
3
CH CH CH CH
3
CH
3
+ H
2
O
H
+
•
Z jakich alkenów w reakcji ozonolizy można otrzymać:
O
CH
3
C
CH
2
CH
CH
3
CH
2
CHO
istnieje tylko 1 alken
CH
3
CH
2
CHO
H
3
C
CHO
istnieją 2 stereoizomeryczne alkeny
O
OHC CHO
H
3
CHO
C
istnieją 2 stereoizomeryczne alkeny
H
3
CHO
C
CH
3
CH
2
CHO
OHC
CH
2
CHO
istnieją 3 stereoizomeryczne alkeny
•
Jakie produkty mogą powstać w reakcjach:
H
O
Br
2
HBr
OsO
4
NaHSO
3
BH
3
H
2
O
2
OH
-
CH
2
I
2
, Cu,Zn
- 5 -
[ Pobierz całość w formacie PDF ]