Praca domowa 2 - rozwiązanie Zad. 1. (5 p) W wyniku addycji do odpowiednich alkenów otrzymano podane niżej związki A-E.
Zaproponować schematy tych reakcji oraz podać wzory wyjściowych alkenów.
A – 1-bromo-2-metylobutan; B – 2-bromo-3-metylobutan; C – 1-bromo-1-
(bromometylo)cykloheksan; D – cis-1,2-cykloheksanodiol; E – trans-2-bromocykloheksanol.
CH3
CH3
HBr
CH3-CH2-CH=CH2
CH3-CH2-CH-CH2-Br
nadtlenki (ROOR)
2-metylobut-1-en A
1-bromo-2-metylobutan CH3
Br
CH3
HBr
CH3-CH2-CH=CH2
CH3-CH2-CH-CH3
3-metylobut-1-en B
2-bromo-3-metylobutan Br2
Br
CH
CH
2
2Br
C
metylenocykloheksan 1-bromo-1-(bromometylo)cykloheksan KMnO4, 0 °C
OH
OH
cykloheksen
D
cis-1,2-cykloheksanodiol Br2, H2O
OH
Br
cykloheksen
E
trans-2-bromocykloheksanol Zad. 2. (2 p) Halogenek alkilowy A o wzorze sumarycznym C6H13Br poddano działaniu alkoholowego roztworu wodorotlenku potasu, a powstały alken B – ozonolizie, otrzymując aldehyd dimetylooctowy [(CH3)2CHCHO)] i aldehyd octowy (CH3CHO). Podać wzór wyjściowego halogenku A oraz alkenu B.
CH3
CH
CH
3
3
1). O
O
CH
KOH
O
3
3-CH-CH2-CH-CH3
CH
CH
+
C-CH
EtOH
3-CH-CH=CH-CH3
3-CH-C
2). Zn, H
H
3
H
Br
2O
aldehyd
aldehyd
A
B
dimetylooctowy
octowy
2-bromo-4-metylopentan 4-metylopent-2-en (zgodnie z reg. Zajcewa) 1
Zad. 3. (4 p) Wykorzystując acetylen, odpowiedni halogenek alkilowy oraz niezbędne odczynniki nieorganiczne zaproponować metody syntezy (A) ( Z)-2-butenu oraz (B) ( E)-2-butenu.
NaNH
CH
NaNH
CH3I
HC CH
2
3I
2
HC C-Na
HC C-CH
H
3
Na-C C-CH3
3C-C C-CH3
acetylen
acetylenek
propyn
propynylosód
but-2-yn
sodu
H
CH
H
3
2, Pd/CaCO3
H
Na
3C
CH3
H
H
3C-C C-CH3
NH
3C
H
3, -33 °C
H
H
B
A
( E)-but-2-en ( Z)-but-2-en Pd/CaCO3 - katalizator Lindlara Zad. 4. (4 p) Wskazać główne produkty dehydratacji następujących alkoholi: OH CH
CH3
CH3
CH
3
3
CH
CH3-CH2-C-CH3
CH3-CH2-C-CH2-OH
CH
3-CH-CH-CH3
3-CH2-CH-CH2-OH
OH
CH3
A
B
C
D
Dehydratacji alkoholi często towarzyszy przegrupowanie karbokationu powstałego w pierwszym etapie reakcji. Przegrupowanie to (na rysunkach pokazane kolorem czerwonym) polega na przesunięciu anionu wodorkowego lub grupy alkilowej (arylowej) wraz z parą elektronową od sąsiedniego atomu węgla do atomu obdarzonego ładunkiem dodatnim (przesunięcie 1,2); w konsekwencji powstaje najtrwalszy z możliwych karbokationów.
Produktem dehydratacji alkoholu jest alken powstały w wyniku odszczepienia protonu od najtrwalszego karbokationu, od atomu węgla sąsiadującego z atomem węgla obdarzonym ładunkiem dodatnim, zgodnie z regułą Zajcewa.
+ H+
OH CH3
OH CH
(st. H
2
3
2SO4)
- H
CH
2O
3
CH3-CH-CH-CH3
CH3-CH− CH-CH3
CH3-CH-C-CH3
+ H
- H+
2O
H
A
karbokation 2°
przegrupowanie
karbokationu
CH3
CH
HSO
3
CH
4
3-CH-C-CH3
CH3-CH=C-CH3
H
2-metylobut-2-en karbokation 3°
2
CH3
(st. H
CH3
2SO4)
- H
CH
2O
3
CH3-CH2-C-CH3
CH3-CH2-C-CH3
CH3-CH2-C-CH3
OH
- H+
OH
+ H
2
2O
B
karbokation 3°
CH
HSO
3
4
CH3-CH=C-CH3
2-metylobut-2-en
+ H+
CH3
CH
CH
(st. H
3
2SO4)
- H
3
CH
2O
3-CH2-C-CH2-OH
CH3-CH2-C-CH2-OH2
CH3-CH2-C-CH2
CH
- H+
+ H
3
CH
2O
3
CH
C
3
karbokation 1°
przegrupowanie
karbokationu
CH
HSO
3
CH
4
3-CH2-C-CH2-CH3
CH2-CH=C-CH2-CH3
CH3
3-metylopent-2-en karbokation 3°
+ H+
CH
CH
3
3
(st. H
CH3
2SO4)
- H2O
CH3-CH2-CH-CH2-OH
CH3-CH2-CH-CH2-OH2
CH3-CH2-C-CH2
- H+
+ H2O
H
D
karbokation 1°
przegrupowanie
karbokationu
CH3
CH
HSO
3
CH
4
3-CH2-C-CH2
CH3-CH=C-CH3
H
2-metylobut-2-en karbokation 3°
3
Zad. 5. (5 p) Przedstawić schematy poniższych reakcji: (a)
H
CO2CH3
∆ T
2-metylobuta-1,3-dien + A H3CO2C
H
H
H3CO2C H
∆ T
H3C
CO2CH3
3C
+
H CO
CO
2CH3
2CH3
A
∆ T
(b)
KMnO4, ∆ T
2-metylobuta-1,3-dien + but-2-yn B C + D
H3C
CH3
O O
CH
C
H
3
∆ T
H3C
CH3
3C
KMnO
+
4, ∆ T
+
CH
CH
3
3
O O
B
HO
CH3
D
4