Органическая химия. Программа, методические указания и контрольные задания для СРС

Министерство образования Российской Федерации Восточно-Сибирский государственный технологический университет

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Программа, методические указания и контрольные задания для СРС спец.направления 6561, спец. 3511, 0701,2701,2703,3207 дневного, заочного обучения и ДОУ

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ программа, методические указания и контрольные задания для СРС спец. направления 656100, спец. 351100, 070100, 270100, 270300, 320700 дневного, заочного и сокращенного ускоренного обучения. Составитель В.В Вампилова Указания содержат программы теоретических коллоквиумов (I и II) по дисциплине «органическая химия» для спец. направления 656100 и спец. 351100, контрольные задания (домашние) для студентов всех специальностей дневного, заочного обучения, ДОУ. Для спец. направления 6561 – 2 контрольные работы, для остальных специальностей – 1 контрольная работа, а также указания к выполнению контрольных работ и перечень обязательной и дополнительной литературы. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: гибридизация, радикал, карбокатион, карбоанион, реакция, механизм, эффект, индукционный, мезомерный, углеводород, алкан, алкен, алкин, арен, производное углеводорода.

Составитель: В.В. Вампилова Подписано в печать 12.03.2002 г. Формат 60х 84 1/16. Усл.п.л. 2,09 уч.-изд. л.1,5. Тираж 100 экз. Заказ №41. Издательство ВСГТУ. г Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40, а.

Улан-Удэ, 2001 г.

 ВСГТУ, 2002 г.

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

1. Общие методические указания 3-5 2. Рекомендуемая литература 5-6 3. Программа I-II теоретического коллоквиума 6-7 4. Программа и варианты заданий для самостоятельной работы студентов (СРС) 8-14 • Вопросы теории органической химии. Углеводороды. 8-9 • Галогенопризводные углеводородов 10 • Кислородсодержащие соединения 11-12 • Азотсодержащие соединения 12-13 • Углеводы 13-14 5. Указания к выполнению контрольных работ 14-16 5. Задачи и вопросы контрольных заданий (для студентов заочного обучения и ДОУ) 16-34

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. Программа, методические указания и контрольные задания для СРС спец. направления 6561, спец. 3511, 0701, 3511, 2701, 2703, 3227 дн., заоч. обучения и ДОУ./ Улан-Удэ, ВСГТУ-2000. Методические указания предназначены для самостоятельной работы студентов спец. направления 6561 – «Технология и конструирование изделий легкой промышленности» дн., заоч. обуч., специальностей: 3511-«Товароведение и экспертиза товаров» (дн., заоч. обуч. и ДОУ), 0701-«Биотехнология» (заоч. обуч), 2701-«Технология хранения и переработки зерна» (ДОУ), 2703-«Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий» (ДОУ), 3227- «Охрана окружающей среды и рационального использования природных ресурсов» (ДОУ). Указания содержат программы теоретических коллоквиумов (I и II) по дисциплине «органическая химия» для спец. направления 6561 и спец. 3511, контрольные задания (домашние) для студентов всех специальностей дневного, заочного обучения, ДОУ и контрольные работы для студентов заочного отделения и ДОУ. Для спец. направления 6561 – 2 контрольные работы, для остальных специальностей – 1 контрольная работа, а также указания к выполнению контрольных работ и перечень обязательной и дополнительной литературы. Методические указания составлены в соответствии с рабочими программами по органической химии для студентов спец. легкой промышленности и пищевых специальностей.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Данные методические указания составлены в соответствии с современным уровнем развития органической химии. Курс состоит из теоретической части и лабораторного практикума. Содержание теоретического курса и объем требований, предъявляемых студенту при сдаче экзамена, определяются программой по органической химии для спец. легкой промышленности и пищевых специальностей. В соответствии с программой теоретический курс делится на 5 разделов (по количеству контрольных заданий). Усвоению и закреплению теоретического материала способствует выполнение контрольных заданий. К сдаче экзамена допускаются студенты, выполнившие все 5 контрольных заданий и отработавшие лабораторный практикум. Для студентов заочного отделения и ДОУ (дополнительное образование, ускоренное) изучение курса органической химии рекомендуется вести по темам в последовательности, изложенной в программе. На I, вводной лекции преподаватель знакомит студентов с программой курса и программой лекционного материала. Самостоятельное изучение органической химии представляет определенные трудности из-за большого объема фактического материала, значительного количества новых понятий, своеобразия номенклатуры органических соединений и самой тесной связи одного раздела с другим. Поэтому усвоение курса органической химии требует систематической и последовательной работы. При изучении курса надо особенно строго соблюдать последовательность, переходя к изучению каждого следующего раздела лишь после того, как усвоен материал предыдущего. Не следует механически запоминать формулы, константы, уравнения реакции и др. Необходимо суметь выделить главное, понять

сущность тех или иных превращений, найти взаимную связь различных классов соединений. Изучение каждой темы следует начинать с уяснения строения и свойств функциональной группы. Функциональная группа в основном определяет химические свойства данного класса соединений. Знания этих свойств позволяют найти связь между различными классами органических соединений, что дает возможность понять систему органической химии. Усвоению материала способствует правильно составленный краткий конспект. Его рекомендуется вести для каждого класса органических соединений по следующему плану: 1. Понятие класса и особенности строения данного класса соединений (характерная функциональная группа, ее строение). 2. Изомерия. 3. Номенклатура (тривиальная, радикальная, систематическая-научная, ИЮПАК) 4. Основные химические свойства. Качественные реакции. 5. Важнейшие представители данного класса соединений, имеющие значение в легкой, пищевой промышленности, экологии. При составлении конспекта следует избегать загромождения его второстепенным материалом из учебника. Конспект должен быть кратким, однако уравнения реакций надо писать так, чтобы были написаны формулы всех взятых и образующихся соединений, их номенклатура. В формуле вещества должен отражаться не только его состав, но и его строение. Формулы необходимо писать структурно. Не следует применять молекулярные (эмпирические) формулы. Например, формулу этилового спирта нельзя писать С 2Н 6 О, надо дать структурную формулу СН3 –СН2 – ОН.

При выполнении контрольных задач следует избегать длинных описаний. Решение должно обязательно содержать формулы и химические –уравнения. В схемах необходимо над стрелками указывать реогенты и условия химических превращений. Во время лабораторно-экзаменационной сессии читаются лекции и проводятся лабораторно-практические занятия. Лекции носят обзорный характер. Целью лекции является освещение основных теоретических представлений органической химии, разбор более сложных вопросов. Читаемые лекции не дают систематических знаний по всем разделам органической химии, они лишь помогают студенту обобщить и закрепить основные знания, приобретенные при самостоятельном изучении курса.

1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Основная литература: Березин Б.Д., Березин Д.Е. Курс современной органической химии. М.: Высшая школа, 1999. Швехгеймф М.-Г.А., Кобраков К.И. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1994. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. М.:Высшая школа, 1981. Степаненко Б.Н. Курс органической химии. М.:Высшая школа, 1981.-Т.1.-464 с.: Т.2.-302 с. Гранберг И.И., Органическая химия. М.:Высшая школа. 1974. Дополнительная литература: Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия. М.:Мир, 1974. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начало органической химии.-М.:Химия,1974. Терней А. Современная органическая химия./Пер. с англ.-М.:Мир, 1981-Т.1,Т.2.

4. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии:/Пер. с англ.-М.:Химия, 1991. – 448 с. 5. Альбицкая В.М., Серкова В.И. и др. Задачи и упражнения по органической химии. 2-е изд. М.:Высшая школа, 1973. 6. Цыбикова Д.Ц., Агрономов А.Е., Вампилова В.В. Взаимное влияние атомов в молекуле с точки зрения современного электронного строения. Учеб. Пособие. Улан-Удэ, 1991. Программа I теоретического коллоквиума по теме: Вопросы органической химии. Углеводороды. для спец. направления 6561 и спец. 3511 дн. обучения. Типы химических связей в органических молекулах (δ- и π-связи). Виды гибридизации АО углерода. (Sр3,Sр2,Sр - гибридизации), I,II,III – валентные состояния, донорно-акцепторная, водородная связи. Понятие углеводородных радикалов и их устойчивость. Понятие органических ионов (карбокатион и карбоанион). Кислоты и основания по Льюису. Классификация органических реакций. Понятие механизма органических реакций (SR, SE, S N, AR,AE , AN,E). Взаимное влияние атомов в молекуле. Формы взаимного влияния атомов в молекуле (+I,-I,+М,-М,Т). Факторы, определяющие реакционную способность органической молекулы. Углеводороды. Алканы, алкены, алкины, ароматические углеводороды. Строение, изомерия, номенклатура, способы получения, реакционная способность.

Программа II теоретического контроля по теме: Галогено-, кислород и азотсодержащие производные углеводородов для спец. направления 6561 и спец. 3511 дн. обучения. Галогенопроизводные углеводородов. Строение галогенопроизводных. Полярность молекулы галогеналкилов. Дипольные моменты. Изомерия. Номенклатура. Нуклеофильные реакции: с водой, аммиаком, алкоголятами, солями синильной кислоты и азотистой кислоты. Механизмы: SN1, SN2. Непредельные галогенопроизводные, хлористый винил, хлористый аллил. Особенности из реакционной способности. Галогенопроизводные ароматического ряда. Химическое поведение галогена, находящегося в ядре и боковой цепи, с точки зрения взаимного влияния атомов в молекуле (J, M - эффекты). Кислородосодержащие производные: спирты, фенолы, албдегиды, кетоны, карбоновые кислоты. Общая характеристика, строение. Понятие первичных, вторичных, третичных спиртов. Наиболее важные способы получения и химические свойства. Два типа реакций: с разрывом химической связи по типу I (R-O-∫H) и по типу II (R-∫OH). Альдегиды и кетоны. Строение функциональных групп. Полярность карбонильной группы. Важнейшие способы получения. Химические свойства, 4 типа реакций: 1) реакции нуклеофильного присоединения (АN) – реакции с HCN, бисульфитом натрия; 2) реакции замещения кислорода карбонильной группы – реакции с гидроксиламином, гидразином, фенилгидразином; 3) реакции окисления. Цветные качественные реакции на альдегиды; 4) межмоле-

кулярные реакции – реакции полимерализации и конденсации (адольная и кротоновая конденсация).Механизм альдольной конденсации. Специфика этих реакций. Отличие Карбоновые кислоты. Строение карбоксильной группы. Взаимное влияние атомов в молекуле (J, M - эффекты). Способы получения: окислением спиртов, альдегидов, гидролизом нитрилов, реакцией Гриньяра. Физические и химические свойства карбоновых кислот. Кислотный характер. Уравнение кислотной диссоциации. Константа кислотности, ее изменение в зависимости от строения радикала. Производные карбоновых кислот: соли, галогенангидриды, ангидриды, сложные эфиры, амиды. Получение и свойства. Азотсодержащие соединения. Амины. Общая характеристика, классификация аминов. Получение аминов восстановлением нитросоединений. Реакция Зинина. Химические свойства аминов. Основной характер. Константа основности, ее изменение в зависимости от строения и характера радикалов, связанных с аминогруппой. Реакции алкилирования и ацилирования аминов, реакции с HNO2, за счет бензольного кольца. Программа и варианты заданий для самостоятельной работы студентов (СРС)

1. 2.

Вопросы теории органической химии УГЛЕВОДОРОДЫ Задания к вариантам: Дать название соединению по соответствующей номенклатуре, рациональной или систематической (ИЮПАК) и написать все возможные их изомеры. В каком гибридном состоянии находится каждый атом углерода в данном соединении.

3. 4. 5.

Получить известными Вам методами, приведя уравнения реакций (2-3 метода). Написать реакции химических превращений и их механизмы (реагенты и механизмы указаны в скобках). Показать распределение электронной плотности в заданном соединении с учетом электронных эффектов (I, M; σ, π -сопряжения).

Варианты заданий: 1. СН3-СН-СН3 (хлорирование на свету и механизм SR) CH3 2. - // - (хлорирование в присутствии каt-AlCl3, мех-зм SE). 3. СН-С=СН2 (гидробромирование в отсутствии перекиСН3 сей, мех-зм АЕ). 4. - // - (гидрохлорирование, мех-зм AR). 5. СН3-СН-СН3 (бромирование, температура высокая, механизм SR). СН3 6. СН3-СН=СН2 (реакция гидратации, окисление КМnO4 разб., полимеризация) 7. СН3-СН2-С≡Н (бромирование, гидробромирование, с амидом натрия, а затем – с иодистым этилом). 8. СН3-СН-С=С-СН3 (хлорирование, окисление КМnO4 СН3 конц.) 9. Этилбензол (окисление, алкилирование, мех-зм SE). 10. Фенол (сульфирование, мех-зм SE). 11. Толуол (галоидирование, мех-зм SE). 12. - // - (галоидирование, механизм SR) 13. Бензольсульфокислота (нитрование, мех-зм SE). 14. Бензойная кислота (нитрование, мех-зм SE). 15. Бензол (алкилирование, нитрование, мех-зм SE). 16. Нитробензол (нитрование, мех-зм SE).

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ Задания к вариантам: 1. Написать структурные формулы соединений и возможные их изомеры. Дать названия. 2. Рассмотреть строение с современных электронных позиций (I, M – эффекты). 3. Получить галогенопроизводное любым способом. 4. Написать для приведенного соединения реакцию нуклеофильного замещения (реагент указан в скобках). По какому механизму (SN1 или SN2) будет протекать реакция? Написать механизм. Варианты Сравнить подвижность атома галогена в приведенном соединении с:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

1 – хлорпропан (Н2О) Хлористый этил (С4Н9ОН) Бромистый изопропил (КСN) Третичный хлористый бутил (Н2О) 2 – иодпропан (NаNH2) Иодистый бутил (NН3) 2 – фторпропан (NaNО2)

8. Хлорпропан (Н2О) 9. 2 – бромпропан (КСN) 10. Вторичный хлористый бутил (С2Н5ОН) 11. Иодистый изопропил (KNO2) 12. 1,2 – дихлорпропан (Н2О) 13. Хлорэтан (NH3) 14. Третичный иодистый бутил (С2Н5ОН) 15. 2 – иодпропан (KNO2) 16. Хлористый бутил (Н2О)

СН2 = СН – Сl - // - // - // - // - // СН2 = СН – СН2 - Сl - // - // хлорбезолом - // - // - // - // -

КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ Оксисоединения. Оксосоединения. Карбоновые кислоты и их производные. Для нижеприведенных соединений: 1. Написать структурные формулы и дать названия по соответствующей номенклатуре. 2. Показать строение функциональной группы с современных электронных позиций ( I, M – эффекты). 3. Получить известными Вам методами, приведя уравнения реакций (2-3 метода). 4. Написать реакции химических превращений для них (реагенты указаны в скобках). Дать названия продуктам реакции. Варианты заданий: 1. Бутанол – 1 (Nа мет., СН3-СН2-СН2-СООН, вторичный бутиловый спирт). 2. Изомасляный альдегид (альдольная конденсация, ее механизм). 3. Гексанон – 3 (NH2-OH, C6H5NH-NH2). 4. Масляная кислота (СаО, NH3, С2Н5ОН). 5. о –крезол (FeCl3, спиртовый раствор, бензойный альдегид, 0,5 моля) 6. Бензойный альдегид (реакция Канниццаро, окисление, избыток С6Н5NH2). 7. Акриловая кислота (PCl5, NH3, полимеризация). 8. Бензойная кислота (Са(ОН)2, С2Н5ОН, NН3 при нагревании). 9. 1,2,3 – пропантриол (С17Н35СООН, Си(ОН)2, избыток НNО3). 10. Фенол (FeCl3 водный раствор, NаОН, нитрование). 11. Ацетон (Н2/каt, бензойный альдегид, NаSO3H).

12. Уксусный альдегид (цветные качественные реакции, NH3, C3H7OH. 13. Диэтилкетон (НСN, NH3, окисление). 14. Щавелевая кислота (Н2SO4, при нагревании; избыток этилового спирта). 15. Глутаровая кислота (нагревание, избыток NаОН, SOCl2 избыток). 16. Бензиловый спирт (Н2SO4, CH3COOH, HBr).

АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ Нитросоединения. Амины. Аминокислоты. Белки. Задания к вариантам: 1. Написать структурную формулу и дать название по соответствующей номенклатуре. 2. Получить данное соединение одним из известных Вам методов. 3. Написать химические реакции с реагентами, которые указаны в скобках. 4. Показать распределение электронной плотности в заданном соединении с учетом электронных эффектов. Варианты заданий: 1. Нитробензол (реакция Зинина). 2. о-хлорнитробензол (восстановление в нейтральной среде) 3. м-сульфонитробензол (- // - в кислой среде) 4. п-оксинитробензол (- // - в щелочной среде) 5. метиламин (уравнение диссоциации в воде, выражение Кв, с иодистым метилом) 6. - // - (сравнить основный характер с NH3, с диметиламином, фениламином) 7. Анилин (с уксусным ангидридом, с азотистой кислотой в присутствии минеральной)

8. Диэтиламин (реакция алкилирования Гофмана) 9. Бензиламин (реакция с NaNO2 в присутствие минеральной кислоты, с хлористым ацетилом) 10. Аланин (образование внутренней соли, взаимодействие внутренней соли с ионом водорода, с ионом гидроксила) 11. Лейцин (написать лейцин в виде внутренней соли, образование дипептида лейцилвалина) 12. Изолейцин (- // -, образование дипептида изолейцилвалин) 13. Аланил-β-аланин (образование дипептида и реакцию гидролиза) 14. Глицил-глицил-аланин (образование трипептида, реакцию гидролиза) 15. Глицин (отношение к нагреванию, реакцию с азотистой кислотой) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 2.

УГЛЕВОДЫ Написать структурную формулу сложного сахара ( по Хеуорсу). Определите, будет ли давать цветные качественные реакции Ваш сахар и с какими реагентами? Если будет, напишите эти реакции. Определите, будет ли Ваш сахар обладать восстанавливающей способностью и почему? Написать реакцию гидролиза сахарида, указать условия. Для продуктов гидролиза напишите проекционные формулы сахаров по Э.Фишеру (D- и L-формы, S- и Rформы). Какое явление называют мутаротацией? Способен ли Ваш сахар к мутаротации? Варианты Мальтоза Лактоза

3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Сахароза Целлюлоза L- D – глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид 4-0-[-β-D-глюкопиранозил]- D-глюкопираноза 4-0-[α- D-глюкопиранозил]- D-глюкопираноза α- D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид Крахмал (фрагмент молекулы) Клетчатка (фрагмент молекулы) 4-0-[α- D-моннопиранозил]- D-глюкопираноза 4-0-[-β-D -моннопиранозил]- D-глюкопираноза 4-0-[α- D-галактопиранозил]- D-глюкопираноза 4-0-[-β-D-галактопиранозил]- D-глюкопираноза 4-0-[α- D-маннопиранозил]- D-маннопираноза 4-0-[-β-D-маннопиранозил]- D-галактопираноза

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ Студент по учебному плану должен выполнить 1 или 2 контрольные работы, в зависимости от специальности и формы обучения (заочная, ДОУ) Для студента спец. направления 6561 – «Технология и конструирование изделий легкой промышленности» (заочное обучение) – 2 контрольные работы (1 и 2); Для спец.3511 – «Товароведение и экспертиза товаров» (заоч. обуч. и ДОУ), 0701 – «Биотехнология» (заоч. обуч.), 2701 – «Технология хранения и переработки зерна» (ДОУ), 2703 – «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий» (ДОУ), 3227 – «Охрана окружающей среды и рационального использования природных ресурсов» (ДОУ) – 1 контрольную работу (1-ая). При выполнении и оформлении контрольных заданий студент должен придерживаться следующих правил: 1. В заголовке должны быть ясно написаны фамилия студента, его инициалы, шифр, номер контрольного задания,

2. 3. 4.

5.

название методического указания, которым пользовались при выполнении контрольного задания, дата отсылки в университет. Контрольные задания следует выполнять в тетрадях чернилами, оставляя поля для замечаний рецензента. При выполнении контрольной работы полностью выписывать условие задачи или вопрос. Ответ излагать достаточно подробно, избегая длинных описаний. Реагенты, участвующие в реакции и полученные соединения называть по рациональной, систематической и тривиальной номенклатурам. Студент выбирает задачи по контрольным заданиям в таблице следующим образом: задачу 1 он находит против начальной буквы своей фамилии, задачу 11 – против начальной буквы имени, задачу 111 – против начальной буквы отчества. Например, Иванов Николай Петрович выполняет в первом контрольном задании задачи 7, 29, 48, во втором 61, 83, 102. Контрольные работы Номера задач А Б В Г Д Е,Ж З,И К Л М Н,О П,Р

1 I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

II 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

С,Т У,Ф Х,Ц Ч,Ш Щ,Э Ю,Я

1.

2.

2 III 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

I 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

II 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

III 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102

3.

4.

13 14 15 16 17 18

31 32 33 34 35 36

49 50 51 52 53 54

67 68 69 70 71 72

85 86 87 88 89 90

103 104 105 106 107 108

ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ 1 контрольная работа I Напишите реакции присоединения к ацетилену ряда веществ, при которых образуются мономеры – исходное сырье для получения полимерных соединений. Покажите уравнением реакции образования поливинилхлорида. Напишите структурную формулу одного из изомеров состава С5Н10 при гидрохлорировании которого образуется третичное хлорпроизводное, а при бромировании – 1,2 – дибромпроизводное. Дайте названия для этого изомера по рациональной и систематической номенклатурам, напишите уравнения его полимеризации и укажите валентные состояния (тип гибридизации) атомов углерода. Какими методами можно получить изопропилэтилен? Дайте название по другой номенклатуре и укажите валентные состояния (тип гибридизации) атомов углерода для данного соединения и напишите формулу его полимера. Напишите реакцию получения стирола из соответствующего галогенопроизводного, дайте название по рациональной номенклатуре. Укажите валентные состояния (тип гибридизации) атомов углерода стирола и получите его полимер.

5.

Укажите, в какие химические превращения могут вступать 3-метил-1-бутен и изопрен? Напишите реакцию полимеризации изопрена и применение его полимерного продукта. Дайте название приведенным соединениям по другой номенклатуре. 6. Напишите все возможные изомеры гексана, назовите по соответствующим номенклатурам. В какой гибридизации находятся атомы углерода в изомерах гексана и какой тип реакции характерен для них? 7. Какое соединение получится, если на 1,2-дихлор-3метилбутан подействовать цинковой пылью при нагревании? Назовите полученное соединение по систематической и рациональной номенклатурам и обработайте его бромистым водородом (укажите по какому правилу идет присоединение и дайте объяснение с электронной точки зрения). 8. Получите из этилена хлористый этил, этиловый спирт, этиленглтколь, окись этилена и соответствующими превращениями – уксусную кислоту. Охарактеризуйте, в каком валентном состоянии (тип гибридизации) находятся атомы углерода в этилене, этиленовом спирте. 9. Какова структурная формула вещества состава С4Н6, если при действии на него амида натрия дает металлическое производное, а при обработке бромом, водой (в присутствии солей ртути и серной кислоты), синильной кислотой и бромистым водородом – продукты присоединения? Приведите доказывающие реакции, дайте названия по систематической и рациональной номенклатурам и укажите в какой гибридизации находятся атомы углерода в данном веществе. 10. Напишите реакции 2-метил-1,3-бутадиена с бромом, водородом и полимеризации его. Рассмотрите электронное строение атомов углерода в данном соединении и укажите тип гибридизации.

11. Получите этилэтилен из галогенопроизводных. Для него напишите уравнения реакции окисления и полимеризации. Дайте название по другой номенклатуре. 12. В какой гибридизации находятся атомы углерода в изопропилэтилене. Дайте название по другой номенклатуре и напишите взаимодействие изопропилэтилена с водородам, хлором и хлористым водородом. Назовите полученные продукты. 13. В какие химические превращения вступает метилацетилен? Дайте названия по другой номенклатуре и укажите валентное состояние атомов углерода в данном соединении. 14. Получите из ацетилена продукты неполного присоединения галогеноводорода, цианистого водорода, этилового спирта. Дайте название полученным веществам. С одним из полученных продуктов напишите схему реакции полимеризации. 15. Назовите хлоропрен по систематической номенклатуре, напишите для него реакции взаимодействия с водородом, хлором, хлористым водородом и полимеризации. Где находят применение продукты полимеризации? 16. Напишите структурную формулу соединения состава С4Н6, которое взаимодействует с молекулами водорода, галогеноводородами, образуя непредельные соединения (изомерные по положению двойной связи), а при полимеризации синтетический каучук. Для него напишите уравнения реакции присоединения водорода, хлористого водорода и полимеризации. Укажите, в какой гибридизации находятся атомы углерода в данном соединении. 17. В какие химические реакции вступают циклопропан и циклогексан? Чем обусловлены их отличия? Укажите, в какой гибридизации находятся атомы углерода в данных соединениях?

18. По каким реакциям можно отличить изомерные циклогексан и I-гексен? Для I-гексена напишите уравнение реакции полимеризации. В какой гибридизации находятся атомы углерода в данных соединениях? II 19. Чем объяснить устойчивость циклогексана и малую устойчивость циклопропана? Химическими реакциями покажите ненасыщенный характер циклопропана. В какой гибридизации находятся атомы углерода в данных соединениях? 20. В чем выражается «ароматический характер» бензола и его гомологов? Покажите уравнениями реакций. Изложите современные представления о строении бензола. 21. Напишите формулы изомеров для соединения состава С8Н10. Получите монозамещенный гомолог бензола по реакции Фиттига-Вюрца и для него напишите уравнение реакции окисления. 22. В какие химические превращения вступает этилбензол? Приведите примеры реакции взаимодействия с галогенами при различных условиях и по какому механизму протекают реакции галогенирования. Напишите механизмы реакций. 23. Получите кумол (изопропилбензол) по реакции Фриделя-Крафтса и Фиттига-Вюрца. Подвегните кумол окислению и галоидированию. Укажите, в какой гибридизации находятся атомы углерода в кумоле. 24. Получите гомолог бензола – пропилбензол известными вам методами. Укажите в какой гибридизации находятся атомы углерода в пропилбензоле. Для него напишите уравнения реакции окисления и бромирования в присутствии катализатора. Назовите полученные продукты. Для последней реакции напишите механизм.

25. Как подразделяются заместители бензольного ядра? Какие атомы или группы атомов относятся к заместителям первого родя? Приведите примеры замещения бензольного кольца с заместителями первого рода. Какое правило при этом соблюдается. Объясните это правило замещения с электронной точки зрения. 26. Какие атомы или группы атомов относятся к заместителям второго рода? Покажите на примере бензольного ядра с заместителями второго рода реакцию нитрования. Назовите полученные соединения. Какое правило при этом соблюдается. Дайте объяснение ему с электронной точки зрения. 27. На примере реакции нитрования фенола, бензойной кислоты объясните ориентирующее влияние гидроксильной и карбоксильной групп. Напишите уравнения реакции. С каким из этих соединений реакция идет легче и почему? 28. Напишите реакцию взаимодействия толуола с хлором в присутствии катализатора и без катализатора на свету. Сравните механизм этих реакций. Назовие полученные вещества. 29. Вещество состава С8Н8 обесцвечивает бромную воду, при окислении дает бензойную кислоту, а при полимеризации дает широко известное высокомолекулярное соединение. Напишите формулу данного вещества и реакции взаимодействия с бромом, окислителем и полимеризации. Назовите данное вещество. 30. Какие вещества образуются при галоидировании нитробензола и фенола? Дайте названия. Покажите ориентирующее влияние нитро- и гидроксильной групп на бензольное кольцо. К заместителям какого рода относятся эти группы? 31. Чем объяснить различную подвижность атома галогена в хлорбензоле и хлористом бензиле? Дайте объяснение

32.

33.

34.

35.

36.

с электронной точки зрения и покажите уравнением реакции. Напишите структурные изомерные формулы вещества состава С7Н7С1, которое при окислении дает изомерные хлорбензойные кослоты, покажите уравнениями реакции и дайте названия всем изомерам. Какие продукты образуются при хлорировании метана? Дайте названия им и укажите, где находят они применения. По какому механизму протекает хлорирование метана, если реакция идет на свету. Покажите механизм реакции. Из 1,2-дихлорэтана получить: а) спирт, б) винилхлорид, в) соединение с тройной связью. Дайте названия всем соединениям и укажите область применения полученных соединений. Напишите структурную формулу соединения состава C F4 , которое обесцвечивает бромную воду, при полимеризации дает ценное высокомолекулярное соединение. Дайте название, укажите область применения полимера и напишите уравнение реакции с бромом и полимеризации. Как влияет природа органического радикала на подвижность галогена? Покажите на примере хлористого этила и хлористого винила. Дайте этим соединениям названия по рациональной и систематической номенклатурам, укажите область их применения.

III 37. Приведите промышленные способы получения уксусной кислоты. Объясните причины изменения кислотных свойств в ряду: уксусная, муравьиная, хлоруксусная, трихлоруксусная кислоты. Укажите стрелками смещение электронной плотности с учетом J- и M- эффектов.

38. Соединение состава С5Н10О2 взаимодействует с едким натром с образованием вещества С5Н9О2Na. Это последнее при нагревании с натронной известью дает углеводород нормального строения С4Н10. Исследуемое соединение является оптически активным. Установите строение этого соединения. 39. Для акриловой кислоты характерны реакции присоединения: а) воды (в кислой среде), б) галогеноводородов, в) аммиака, г) водорода. Напишите уравнения этих реакций. Объясните, почему реакции присоединения к α, β- непредельным кислотам идут вопреки правилу Марковникова. 40. Напишите структурные формулы уксусной и щавелевой кислот. Объясните, почему щавелевая кислота является более сильной, чем уксусная (учтите электронные J- и М- эффекты). Какие продукты образуются при нагревании кислот: а) щавелевой, б) малоновой, в) янтарной, г) метилмалоновой, д) глутаровой. Напишите уравнения реакций. 41. Напишите структурные формулы всех изомерных карбоновых кислот состава С5Н11СООН и назовите их. Один из изомеров, валериановую кислоту, получите всеми возможными способами. Что называется ацилом, какие ацилирующие агенты вам известны? Напишите реакции получения ангидрида и галогенагидрида для валериановой кислоты. 42. Аспирин (ацетилсалициловую кислоту) получают по схеме: бензол→фенол→салициловая кислота (ооксибензойная)→ацетилсалициловая кислота. Напишите соответствующие уравнения реакций. 43. Полиэтилентерефталат – линейный полимер, используемый для получения лавсана, - синтезируют из терефталевой кислоты и этиленгликоля. Сначала терефталевой кислоту этерифицируют метанолом, получен-

44.

45.

46.

47.

ный диметилтерефталат переэтерифицируют этиленгликолем, затем проводят поликонденсацию дигликольтерефталата. Напишите уравнения перечисленных реакций. Сколько ассиметрических атомов углерода содержится во вторичном бутиловом спирте,α-броммасляной, βоксимасляной, α, β-диоксикапроновой кислотах, αаланине. Сколько оптических изомеров и рацематов имеют эти соединения? Напишите проекционные формулы стереоизомеров. Какими химическими свойствами обладает β-оксимаслянная кислота? Основность аминов и амидов уменьшается в ряду: (СН3)2NH>CH3NH2>NH3>C6H5-NH2>(C6H5)2NH> O CH3-CO CH3-C > NH NH2 CH3-CO Объясните, используя электронную теорию, причины уменьшения основности. α-аминокислоты могут быть получены: из альдегидов через оксинитрилы и из α-галогенозамещенных жирных кислот при действии на них аммиака. Напишите уравнения реакций получения этими способами следующих аминокислот: а) аланина, б) валина (αаминоизовалериановой кислоты). Какие продукты образуются при действии на аланин водного раствора едкого натра, соляной кислоты и гидроксида аммония? Напишите уравнения реакций получения βаминокислоты двумя способами. Что такое внутренняя соль аминокислоты? По каким физическим свойствам сделан вывод о существовании аминокислот в виде внутренних солей? Напишите формулы внутренних солей следующих аминокислот: а) аминоуксусной (глицина), б) аминоянтарной (аспарагиновой), г) αаминоглутаровой (глутаминовой).

48. В лаборатории полипептиды были синтезированы Э.Фишером действием хлорангидрида галогенозамещенной кислоты на α-аминокислоту. Напишите уравнения реакций синтеза следующих дипептидов: а) глицил-глицина,б) аланил-глицина, в) глицил-лейцина. 49. Напишите структурные формулы всех возможных изомеров: а)метилфурана, б) диметилтиофена, в) метилпиррола. Назовите их. Объясните ароматический характер метилфурана и напишите для него уравнения реакций сульфирования, нитрования, ацилирования и бромирования. Разберите механизм для реакции сульфирования. 50. Отметьте сходство и различие в строении и свойствах пиридина и бензола. В какие химические превращения вступает пиридин, как ароматическое соединение и как третичный амин? Приведите реакции. Сравните основные свойства пиридина и продукта его гидрирования. Дайте объяснения. 51. К какому классу относятся жиры? Какие карбоновые кислоты входят в состав жиров? В какие химические превращения вступают жиры? На примере триглицерина пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот покажите уравнения реакций окисления, полимеризации, переэтерификации. 52. Напишите проекционные (по Фишеру) и перспективные (по Хеуорсу) формулы Д- и L- глюкозы. Какие продукты образуются из Д-глюкозы при действии на нее водорода в присутствии амальгамы натрия, концентрированной азотной кислоты, фенилгидразина, метилового спирта в присутствии сухого хлороводорода и уксусного ангидрида. 53. Какие высшие полисахариды вы знаете? Где они распространены и какое находят применение? Напишите схемы постепенного расщепления крахмала и клетчат-

54.

55.

56.

57. 58.

59.

ки при гидролизе. Напишите реакции получения тринитроцеллюлозы и триацетилцеллюлозы, укажите промышленное использование этих соединений. Какова структура белковых молекул? Какими физикохимическими свойствами обладают белки? Какие продукты образуются при расщеплении белковой молекулы? Какую роль играют белки в питании и жизнедеятельности организма? Что такое незаменимые аминокислоты? 2 Контрольная работа I Какие продукты образуются из дихлорэтана при гидролизе и дехлорировании его, а также при частичном и полном дегидрохлорировании. Укажите, где находят применение полученные вещества? Для спирта состава С4Н9ОН напишите все изомеры. Дайте названия по рациональной и систематической номенклатурам. С одним из изомеров напишите уравнения реакции с уксусной кислотой и этиловым спиртом и назовите полученные продукты. Напишите уравнение реакции взаимодействия фенола с муравьиным альдегидом. Какое полимерное вещество образуется и где находит применение? Полимерное вещество «лавсан» получается из этиленгликоля и терефталевой кислоты. Напишите уравнения реакции получения и укажите область применения лавсана и к какому классу органических соединений относится. Дайте сравнение в химических свойствах фенола и бензилового спирта. Чем они отличаются и почему? Объяснение дайте с электронной точки зрения и уравнениями реакций. Укажите, где находит применение фенол.

60. Напишите уравнение реакции получения этилового спирта, этиленгликоля из этилена. Какие продукты образуются при взаимодействии полученных веществ с уксусной, адипиновой кислотами и метанолом. 61. Вещество состава С6Н6О2 является двухатомным фенолом. Напишите для него структурные формулы всех изомеров. Укажите, где находят применение эти изомеры. С одним из изомеров напишите уравнение взаимодействия с хлорангидридом адипиновой кислоты. 62. Используя магнийорганический синтез напишите реакции получения метилпропилкарбинола, пентанола-1. Напишите реакции дегидрации этих спиртов и укажите условия их протекания. 63. Приведите способы получения уксусного альдегида. Какие из них могут быть использованы в промышленности? Напишите реакции нуклеофильного присоединения к карбонильной группе ацетальдегида. 64. Напишите уравнения альдольной конденсации пропионового и изомасляного альдегида. Чем обусловлена подвижность у α-углеродного атома альдегида? Какой из данных альдегидов может вступить в кротоновую конденсацию? Напишите уравнение реакции. 65. Какие из альдегидов и кетонов будут давать бисульфитные производные: а) уксусный альдегид, б) пропилвтор.-бутилкетон, в) ацетон, г) триметилуксусный альдегид. Для одного из этих соединений напишите уравнение реакции. Как можно из бисульфитного соединения выделить обратно альдегид или кетон? Напишите уравнения реакций. 66. Предложите химические реакции, позволяющие отличить масляный альдегид от метилэтилкетона. Получите данные вещества из соответствующих галогенопроизводных.

67. Напишите формулы кетонов, изомерных капроновому альдегиду. Дайте им названия. Для капронового альдегида напишите уравнения реакций полимеризации, альдольной и кротоновой конденсации. Разберите механизм альдольной конденсации. 68. Напишите уравнения реакций получения полуацеталя и полного ацеталя из 3-метилбутаналя. Объясните механизм реакции. Что получится при кислотном гидролизе ацеталя ? 69. Из фенилацетилена по реакции Кучерова получите соответствующее карбонильное соединение. Напишите реакции восстановления, окисления, взаимодействия с гидроксиламином, фенилгидразином, избытком фенола и диметиланилина. 70. По реакции Готтермана-Коха получите п-толуиловый альдегид и напишите для него реакции бензоиновой конденсации, Перкина и Канниццаро. Укажите условия протекания данных реакций. 71. Получите муравьиную кислоту всеми возможными способами. Укажите, какие из них являются промышленными? В чем особенности ее по сравнению с другими карбоновыми кислотами? Напишите реакции. Чем объясните, почему муравьиная кислота является более сильной, чем ее гомологи. 72. Напишите реакции получения масляной кислоты, сходя из пропана. Какие производные масляной кислоты получаются при действии на нее следующих соединений: водного раствора едкого натра, пятихлористого фосфора, масляной кислоты и избытка аммиака при нагревании. Назовите полученные соединения. II 73. Непредельные кислоты являются диенофилами, они способны к реакции Дилься-Альдера. Напишите урав-

74.

75.

76. 77.

78.

79.

нение реакции взаимодействия 1,3-бутадиена с кислотами: а) акриловой, б) кротоновой, в) метакриловой. Приведите промышленные способы получения акриловой кислоты. Какое применение в промышленности имеют акриловая кислота и ее эфиры – акрилаты? Напишите уравнения реакции. Какие кислоты образуются при окислении изобутил-птолилкетона? Назвать полученные карбоновые кислоты. Для данных кислот напишите реакции взаимодействия с водяным раствором NaOH, CaCO3, C2H5OH, PСl3, н-С4Н9NH2.Назовите продукты карбоновых кислот. Предложите схемы получения: а) амида бензойной кислоты (бензамида) из бензола, б) этилового эфира бензойной кислоты (этилбензоата) из толуола. Предложите схемы синтеза метиловых, этиловых и бутиловых эфиров фталевой кислоты. Какое практической применение находят диметилфталат (ДМФ), диэтилфтолат и дибутилфталат? При поликонденсации фталевого ангидрида с глицерином получают глифталевые полимеры. Реакция протекает в несколько стадий. Сначала при взаимодействии равномолекулярных количеств фталевого ангидрида и глицерина образуется линейный полиглицерофталат, в котором сложноэфирными связями соединены карбоксильные группы фталевой кислоты с первичными гидроксильными группами глицерина. При дальнейшем нагревании с избытком фталевого ангидрида происходит «сшивание» линейных макромолекул, в результате чего образуются полиэфиры пространственного строения. Напишите уравнение реакций получения глифталевого полимера. Какие продукты образуются при нагревании изомерных нормальных оксимасляных кислот. Напишите

80.

81.

82.

83.

84.

уравнения реакций, характеризующих химические свойства гликолевой и молочной кислот, назовите по систематической номенклатуре. Для каких приведенных кислот возможны оптические изомеры? Напишите структурные формулы изобутиламина, диметилэтиламина и реакции получения при восстановлении соответствующих нитросоединений. Какой из них является первичным, вторичным и третичным амином, какие продукты образуются при действии на них азотистой кислоты и хлористого ацетила? Какие из изомерных аминов общей С4Н9N могут ацилироваться уксусным ангилридом. Напишите уравнения реакций. Какие продукты образуются при взаимодействии изомерных аминов с соляной и серной кислотами? Ответ подтвердите уравнениями реакций. Напишите структурные формулы изомерных ароматических аминов состава С7Н9N и назовите их. Для одного из изомеров напишите следующие реакции: а) образование солей с кислотами, б) алкилирование при действии галогеналкилов, в) получение ацетанилида, г) хлористого диазония. Напишите уравнения реакции получения хлористого о-толуолдиазония и взаимодействия его со следующими веществами: а) водой, б) метиловым спиртом, в) нитритом натрия (в присутствии СuNO2), г) диметиланилином (в слабокислой среде). Назовите следующие аминокислоты по рациональной и систематической номенклатурам: a) H2N-CH2-COОH б) CH3-CH-COOH NH2 в) ОH2N-CH2-CH2-COOH г)СH2N-CH2-CH2-CH2-COOH д) CH3-CH-CH2-COOH CH2-NH2

85.

86.

87.

88.

89.

Напишите проекционные формулы оптических изомеров для соединения «б» и формулу дипептида. Дайте название дипептиду. Какие продукты образуются при взаимодействии глицерина с уксусным ангидридом и азотистой кислотой? Исследуемое вещество имеет эмпирическую формулу C3H7O2N. Установите его строение зная, что оно обладает амфотерными свойствами, с метиловым спиртом дает вещество состава C4H9NO2, а при нагревании выделяет аммиак и образует вещество состава C3H4O2 обнаруживающее кислотные свойства. Дайте определение реакции поликонденсации. В чем отличие реакций поликонденсации от реакций полимеризации. Синтетическое волокно «найлон» получают реакцией поликонденсации гексаметилендиамина и адипиновой кислоты. Напишите уравнения реакций. Осуществите следующие превращения и назовите все образующиеся соединения: CH2 C=О H2C + H2N-OH …. H2SO4 …. H2C СН2 CH2 …. изомеризация …. гидролиз ….поликонденсация …. Какое практическое значение имеет продукт поликонденсации? Фенилаланин и тирозин (п-оксифенилаланин) образуются при гидролизе белковых веществ. Напишите для них уравнения реакций взаимодействия с бромистым этилом, бромистым ацетилом, водным раствором едкого натра, пятихлористым фосфором. Напишите схему взаимного превращения фурана, тиофена и пиррола по Ю.К. Юрьеву. Каковы условия ре-

акции? Объясните ароматический характер этих гетероциклов. 90. Напишите уравнения реакции электрофильного замещения пиррола. Чем обусловлен ароматический характер пиррола? Пиррол обнаруживает очень слабые кислотные свойства. На конкретных примерах покажите химическое сходство пиррола с фенолом. III 91. Установите строение соединения С8Н10О, которое дает цветную реакцию с FeCl3, метилируется с диметилсульфатом (СН3)2SO4 в щелочной среде. При окислении продукта метилирования образуется пметоксибензойная кислота. 92. Соединение C4H7BrO2 обладает следующими свойствами: а) в воде дает слабокислую реакцию. б) реагирует с растворами NaHCO3 с выделением СО2. в) при нагревании в воде образует С4Н6О2, нереагирующее с бромной водой и с NaHCO3. Установите строение веществ в C4H7BrO2 и С4Н6О2. 93. Установите строение азокрасителя C12H9N3O6S, который при восстановлении образует сульфаниловую кислоту и вещество C6H6N2O3. Последнее при диазотировании и нагревании диазоновой соли с этиловым спиртом в слабощелочной среде превращается в мнитрофенол.Приведите схемы реакции. Получите азокраситель из соответствующих диазо- и азосотавляющих. 94. Напишите ряд превращений, укажите действующие реагенты, дайте название продуктам каждой стадии (номенклатурное).

? ? ? ? НС≡СН→альдегид→перв.спирт→ альдегид→ карбоноI III IV V ? II ? вая кислота→ галоидоангидрид→ карбоновая кислота VI VII ? → сложный эфир. VIII

Показать полярность вещества VII, объяснить кислотный характер на основе взаимного влияния атомов в молекуле. 95. Распишите изомеры галогенопроизводного состава C7H7Cl. Какие два типа галогенопроизводных можно обнаружить. Напишите реакцию гидролиза для обоих типов. Одинаково ли пойдут реакции? Если нет, то объясните причины их разной реакционноспособности на основе взаимного влияния атомов в молекуле. 96. Предложите метод выделения масляной кислоты из смеси ее с бутиловым спиртом и хлористым бутилом. 97. Установите строение веществ С4Н6О4, обладающего кислыми свойствами, образующего при взаимодействии с этиловым спиртом в присутствии H2SO4. Соединения состава С8Н14О4 при нагревании исходное вещество выделяет СО2 и, образует вещество состава С3Н6О2, водный раствор которого дает кислую реакцию. 98. Укажите виды электронных эффектов заместителей в следующих соединениях: а) СН2=СН-Cl; б) CH3-CH2O C≡N; в) C6H5Cl; г) СН3-СН2С ОН 99. Осуществите превращения, укажите условия реакций: лактоза→ лактобионовая кислота → глюконовая кислота + галоктоза. Установите на основании этих данных, к какому моносахариду принадлежит глюкозидный гидроксил в молекуле лактозы.

100. Напишите реакцию α-аланина со следующими реагенО тами: а) Н–С ; б) HNO2; в) ацетилхлоридом; Н г) С2Н5ОН (усл.?) 101. Синтезируйте дипептид: глутаминовая кислота - глицин с использованием "защиты" (бензиловым эфиром хлормуравьиной кислоты) и "активации" (тионилхлоридом). Укажите пептидную связь, С- и N- концевые группы, рН среды полученного дипетида ( рН > 7 или рН < 7 и объясните, почему?) 102. Напишите уравнение реакции α-Д-моннопиранозы с избытком диметилсульфата в щелочном растворе (реакция метилирования) и проведите гидролиз полученного продукта в присутствии разбавленной хлороводородной кислоты. 103. Осуществите превращения, продукты назовите: глицин O СН3-С ─ Cl С2Н5ОН 2NaOH HCl t0C HCl (сух). водн. 1 моль 104. Какие качественные реакции используются для открытия альдегидной группы в глюкозе? Приведите их. 105. Напишите реакцию полного щелочного гидролиза моноолеат-дистеаратглицерида. Какие продукты гидролиза при этом получаются, назовите их. Превратите триглицерид реакцией переэтерификации в метиловые эфиры соответствующих карбоновых кислот. Каким образом можно разделить метиловые эфиры и выделить карбоновые кислоты в чистом виде.

106. Сравните ароматические свойства фурана, тиофена и пиррола. Дайте объяснение. Напишите схему взаимного превращения этих соединений по Юрьеву. 107.Напишите уравнения реакций пиридина с HCl, CH3J, NaNH2, KOH. Какое соединение получится при гидрировании пиридина? Сравните отношение пиридина и продукта его гидрирования к действию уксусного ангидрида. 108.При помощи каких реакций можно обнаружить присутствие в смеси изопропилового спирта, пропионового альдегида и пропановой кислоты. Приведите уравнения реакций.