Задание 1. Приведите структурные формулы следующих соединений: нафталин-1,5-дисульфоновая кислота; В-нафтол; 4,4'-диметил-2,2'-дихлордифенил; 4,4'-дигидроксидифенилдихлорметан;…
Задание 1. Приведите структурные формулы следующих соединений: нафталин-1,5-дисульфоновая кислота; В-нафтол; 4,4'-диметил-2,2'-дихлордифенил; 4,4'-дигидроксидифенилдихлорметан; 4,4'-динитротрифенилхлорметан. Задание 2. Напишите структурные формулы всех углеводородов, состоящих из двух и трех конденсированных колец. Назовите их. Какой углеводород имеет линейное сочленение, а какой - угловое? В каком порядке нумеруют атомы углерода этих углеводородов? Задание 3. Рассмотрите строение молекул нафталина, антрацена и фенантрена. Охарактеризуйте влияние сочленения на распределение п-электронной плотности. Конкретными примерами реакций проиллюстрируйте меньшую ароматичность многоядерных ароматических конденсированных углеводородов по сравнению с бензолом. Задание 4. Как объяснить различие в реакционной способности а- и В-положений нафталина в Se реакциях? Укажите особенности правил ориентации в ряду нафталина в Sk-реакциях. Напишите схемы следующих реакций; а) хлорирование а-бромнафталина; б) нитрование В-нафтола; в) сульфирование а-нитронафталина (при 80 °C). Задание 5. Напишите реакции нафталина со следующими реагентами а) Na, C,H,OН, 78°C; б) Na, C2H,ОН, 132°C; в) 5 H2, Ni, 300°C, p; г) CrO3, CH2COOН; д) O2, V2O5, 450°C, Назовите образующиеся соединения. Объясните, почему нафталин в отличие от бензола восстанавливается химическими восстановителями; почему при окислении нафталина затрагивается только одно бензольное кольцо? Задание 6. Получите любым способом трифенилметан и подвергните его окислению. Для продукта окис- Задание ления напишите реакцию с серной кислотой, 7. Рассмотрите строение катиона, аниона и радикала, образующихся при гетеролитическом или радикальном разрыве связи С-Н в трифенилметане. Объясните относительно высокую стабильность этих частиц по сравнению с СН3", СН3 и СН3 Задание 8. Объясните следующие факты: a) бесцветный раствор трифенилметана в эфире при добавлении амида натрия приобретает красный цвет; б) трифенилкарбинол растворяется в концентрированной серной кислоте с образованием темно-красного раствора, при добавлении воды окраска исчезает;
Задание 1.
Нафталин-1,5-дисульфоновая кислота: Это соединение можно представить структурной формулой, где два сульфогруппы (-SO3H) привязаны к первому и пятому углеродным атомам нафталина.
В-нафтол: В-нафтол имеет гидроксильную группу (-OH), присоединённую к втором углеродному атому нафталина.
4,4'-диметил-2,2'-дихлордифенил: Здесь две метильные группы и две хлорные замены на дифениловом каркасе.
4,4'-дигидроксидифенилдихлорметан: Гидроксильные группы привязаны к дифениловому каркасу на 4 и 4'-позициях, с дихлорметановой группой.
4,4'-динитротрифенилхлорметан: Здесь две нитрогруппы в 4- и 4'-позициях, а также трифенильный радикал.
Задание 2.
Для вычисления углеводородов из двух и трех конденсированных колец, можно начать с простых структур:
Два конденсированных кольца:
- Нафталин (C10H8): два конденсированных бензольных кольца.
Три конденсированных кольца:
- Антрацен (C14H10): три бензольных кольца в линейной конфигурации.
- Фенантрен (C14H10): три бензольных кольца в угловой конфигурации.
Линейное сочленение: это антрацен.
Угловое сочленение: это фенантрен.
Нумерация атомов углерода
Нумерация атомов в углеводородах начинается с одного конца цепи и продвигается к другому, причем должны быть пронумерованы так, чтобы заместители получили минимальные номера.
Задание 3.
Строение молекул:
- Нафталин: 10 углеродов, 8 водородов, все углероды участвуют в ароматических связях.
- Антрацен: 14 углеродов, 10 водородов, менее стабильный, чем нафталин из-за более низких уровня пи-электронной плотности на границах конденсации.
- Фенантрен: тоже 14 углеродов, переживает меньшее взаимодействие с пи-электронами, чем бензол.
Реакционная способность: Меньшая ароматичность многоядерных углеводородов приводит к более легким реакциям в условиях электрофильного замещения, например, нафталин легче подвергается нитрованию, чем бензол.
Задание 4.
Различие реакционной способности а- и В-положений нафталина: В-положение у нафталина более активны к электрофильным заменам по сравнению с a-положениями из-за стабильности образуемого карбокатиона.
Примеры реакций: а) Хлорирование а-бромнафталина. б) Нитрование В-нафтола. в) Сульфирование а-нитронафталина (при 80 °C).
Задание 5.
Реакции нафталина: а) Na, C2H5OH, 78°C: образование алкоголя. б) Na, C2H5OH, 132°C: образование более сложного соединения. в) 5 H2, Ni, 300°C, p: полное насыщение. г) CrO3, CH2COOH: окисление нафталина. д) O2, V2O5, 450°C: окисление с образованием угольной кислоты.
Объяснение: Нафталин восстанавливается благодаря наличию двух кольцевых структур, которые могут накапливать и выдерживать электроны. При окислении нафталина затрагивается только одно кольцо, так как образуется менее стабильный промежуточный карбокатион.
Задание 6.
Для синтеза трифенилметана можно использовать метод, который включает реакцию трифенилбромметана с сильным основанием, например, NaOH или KOH.
Окисление трифенилметана приводит к образованию трифенилкарбинола.
Задание 7.
Строение катиона, аниона и радикала трифенилметана при разрыве C-H связи:
- Катион: положительный заряд на углероде, стабилизирован за счет резонанса.
- Анион: негативный заряд, который может раскладываться на три фенила, что облегчает распад.
- Радикал: содержит один неупаренный электрон, также стабилизированный благодаря резонансу.
Высокая стабильность этих частиц достигается благодаря делокализации, связывающей электроды с ароматическими структурами.
Задание 8.
a) Бесцветный раствор трифенилметана при добавлении амида натрия приобретает красный цвет из-за образования радикала, который обладает цветовой активностью. b) Трифенилкарбинол растворяется в концентрированной серной кислоте, что вызывает протонное присоединение и изменение структуры, в результате чего получается темно-красный раствор, который исчезает при добавлении воды вследствие разрыва связи.
