В задании 20 напишите букву, соответствующую правильному ответу.
20. Реакция азосочетания по типу относится к реакциям: а) SE, б) SN, в) Е, г) АE, д) АN
В заданиях 21-23 каждое предложение представляет собой два утверждения, связанные словами «потому что». Определите достоверность каждого из утверждений и причинно-следственную связь между ними. Напишите букву, соответствующую правильному ответу:
| Ответ | Утверждение 1 | Утверждение 2 | Связь |
| А Б В Г Д | верно верно верно неверно неверно | верно верно неверно верно неверно | верно неверно неверно неверно неверно |
21. При азосочетании с аминами в сильнокислой среде дезактивируется азосоставляющая, потому что идет протонирование аминогруппы и заместитель I рода превращается в заместитель II рода.
22. Адреналин может быть использован как азосоставляющая, потому что относится к ароматическим аминам.
23. Пара-гидроксибензолдиазоний хлорид является более активной диазосоставляющей, чем п-сульфобензолдиазоний хлорид, потому что заместители II рода увеличивают положительный заряд в катионе соли диазония.
В заданиях 24-30 закончить ответы.
24. Уравнение диазотирования п-нитроанилина в среде соляной кислоты имеет вид...
25. 3,5-Диметилбензолдиазоний хлорид получают диазотированием вещества, имеющего структурную формулу...
26. Бензолдиазоний хлорид разлагается раствором гидроксида натрия по схеме...
27. Взаимодействие п-изопропилбензолдиазоний хлорида с нитритом натрия в присутствии меди описывается уравнением...
28. Соединение "Y" имеет тривиальное название...
29. 4-Гидрокси-4¢-карбоксиазобензол может быть получен в результате сочетания соответствующих соединений по схеме...
30. Парацетамол (п-гидроксиацетанилид) подвергли гидролизу. Полученное вещество продиазотировали и обработали N,N-ди-метиланилином. Схема превращений следующая...
Ответы
| 1. а 2. Б 3. А 4. B 5. B | 6. Г 7. в 8. б 9. в 10. а | 11. г 12. д 13. д 14. б 15. г | 16. а 17. а 18. а 19. б 20. а | 21. А 22. В 23. Г | |||
| 24. |  | ||||||
| 25. |  | ||||||
| 26. |  | ||||||
| 27. |  | ||||||
| 28. Салициловая кислота | |||||||
| 29. |  | ||||||
| 30. |  | ||||||
Глава 3. Гидрокси- и оксокислоты
Вопросы к семинару
1. Гидроксикислоты: классификация, номенклатура, изомерия (структурная и пространственная).
2. Способы получения гидроксикислот.
3. Химические свойства гидроксикислот как гетерофункциональных соединений: а) реакции по гидроксигруппам, б) реакции по карбоксигруппам, в) специфические реакции. Лактоны. Лактиды. Их отношение к гидролизу.
4. Фенолокислоты. Салициловая кислота: получение по реакции Кольбе-Шмидта, химические свойства.
5. Производные салициловой кислоты, применяемые в медицине: натрия салицилат, салициламид, ацетилсалициловая кислота, метилсалицилат, фенилсалицилат - получение, общая характеристика реакционной способности.
6. Оксокислоты как гетерофункциональные соединения. Получение, химические свойства. Кето-енольная таутомерия b‑карбонильных соединений на примере ацетоуксусного эфира..
Опыты к лабораторной работе
1. Доказательство наличия в виннокаменной кислоте гидрокси- и карбоксигрупп. Приготовление реактива Фелинга (оп. 80)
2. Образование лактата железа (оп 81-б)
3. Разложение молочной кислоты в кислой среде (оп. 82)
4. Доказательство наличия в салициловой кислоте гидрокси- и карбоксигрупп (оп.85)
5. Ацилирование салициловой кислоты (оп. 86)
6. Изучение свойств ацетилсалициловой кислоты (оп. 87)
Задания к самостоятельной работе
ВАРИАНТ 1
1. Назовите следующие вещества и дайте определение классам соединений, к которым они относятся:
2. Какое соединение из задания 1 и почему обладает оптической активностью? Изобразите его D- и L‑изомеры при помощи проекционных формул Фишера и определите их конфигурацию в R,S-системе.
3. Предложите способы получения молочной кислоты (не менее трех).
4. На примере гидроксимасляных кислот охарактеризуйте отношение a, b и g-гидроксикислот к нагреванию. Приведите для a-гидроксимасляной кислоты по две реакции, протекающей по -ОН и -СООН группам.
5. При помощи каких реакций можно отличить следующие соединения (привести не менее трех реакций).
Какое из соединений и как используется в медицине?
6. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, укажите, под действием каких реагентов они протекают:
фенол → фенолят натрия → салицилат натрия → салициловая кислота → ацетилсалициловая кислота.
ВАРИАНТ 2
1. Напишите формулы следующих кислот: а) α-гидроксимасляной, б) пировиноградной, в) салициловой. Назовите их по заместительной номенклатуре. Укажите, какие из этих соединений и почему можно отнести к: 1) гидроксикислотам, 2) фенолокислотам.
2. Какое из соединений (задание 1) и почему обладает оптической активностью? Изобразите при помощи проекционных формул Фишера L-изомер и определите его конфигурацию в R-, S-системе.
3. Приведите по одному способу получения молочной кислоты из соответствующих: а) альдегида, б) оксокислоты, в) аминокислоты.
4. Для соединения «а» (задание 1) приведите не менее трех реакций по гидрокси- и карбоксигруппам. Какой продукт образуется, если нагреть эту гидроксикислоту?
5. Назовите соединения:
Укажите, какой из изомеров является лекарственным средством? Каким фармакологическим действием он обладает? Приведите уравнения реакций, доказывающих наличие всех функциональных групп в структуре этих кислот.
6. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, назовите все органические вещества:
ВАРИАНТ 3
1. Дайте названия следующим соединениям по заместительной номенклатуре:
Укажите, к каким классам органических соединений можно отнести эти вещества. Какие из них полифункциональны и гетерофункциональны?
2. Какое из приведенных соединений (задание 1) и почему обладает оптической активностью? Изобразите проекционную формулу L-изомера этого соединения и определите его конфигурацию в R-, S-системе.
3. Для соединения «б» (задание 1) приведите по две реакции на каждую функциональную группу.
4. Предложите по одному способу получения каждого вещества из задания 1.
5. Проанализировав строение фенилсалицилата и ацетилсалициловой кислоты, предложите метод анализа, позволяющий различить эти соединения. Укажите область их применения.
6. Предложите способ получения фенилсалицилата из бензола (с помощью последовательных реакций).
ВАРИАНТ 4
1. Напишите структурные формулы следующих кислот, дайте им тривиальные названия: а) 2-гидроксипропановой, б) 2‑оксопропановой, в) 2,3‑дигидроксибутандиовой, г) орто-гидроксибензойной.
2. Из соединений задания 1 выберите те, которые могут существовать в виде пространственных изомеров. Постройте формулы этих изомеров и на их примере объясните понятия «энантиомеры», «диастереомеры», «мезоформа».
3. Приведите не менее трех способов получения 2,3-дигидроксибутандиовой кислоты. Укажите, к каким классам относятся исходные вещества.
4. Сравните химические свойства молочной и пировиноградной кислот. Укажите общие и разные свойства, подтвердите уравнениями реакций (не менее шести в общей сложности).
5. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, укажите, под действием каких реагентов и при каких условиях они протекают. Укажите область применения конечного продукта:
нитробензол → м-нитробензолсульфокислота → м-нитрофенол → м-аминофенол → м-аминофенолят натрия → 4-амино-2-гидроксибензойная кислота.
6. Объясните, валентные колебания каких функциональных групп и в каких областях ИК-спектра будут наблюдатся для конечного продукта из задания 5.
ВАРИАНТ 5
1. Назовите следующие соединения по заместительной номенклатуре. Укажите к каким классам они относятся:
2. Дайте определение понятию "оптическая активность". Какие из соединений, приведенных выше (задание 1), и почему обладают оптической активностью? Как она определяется? Приведите проекционные формулы D- и L- изомеров одного из соединений и определите их конфигурацию в R-, S- системе.
3. Предложите способы получения b-гидроксибутановой кислоты (не менее трех), назовите исходные соединения.
4. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, назовите все органические вещества:
5. м-Нитрофенол ввели в реакцию Зинина. Продукт обработали щелочью, а затем провели синтез Кольбе - Шмидта. Приведите уравнения указанных превращений, укажите область применения конечного продукта.
6. Предложите ход анализа, позволяющий доказать наличие каждой из функциональных групп в п-аминосалициловой кислоте. Подтвердите уравнениями реакций.
ВАРИАНТ 6
1. Дайте названия следующим соединениям по заместительной номенклатуре, объясните, почему они относятся к гетерофункциональным:
2. Какое из приведенных соединений (задание 1) и почему обладает оптической активностью? Дайте определение понятиям «хиральный центр, энантиомер, диастереомер». Изобразите при помощи проекционных формул Фишера D-изомер, определите его конфигурацию в R-, S-системе.
3. Предложите способы получения соединения «а» из задания 1 (не менее трех).
4. Сравните реакционную способность соединений «а» и «б» (задание 1). Укажите причину общих и разных свойств. Ответ подтвердите уравнениями реакций (тремя общими и тремя различными).
5. С помощью последовательных реакций, предложите способ синтеза метилсалицилата из фенола.
6. Предложите метод анализа, позволяющий различить п‑этоксианилин, метилсалицилат, фенилсалицилат. Подтвердите уравнениями реакций, укажите аналитические эффекты.
ВАРИАНТ 7
1. Дайте названия следующим соединениям по заместительной номенклатуре, укажите к каким классам они относятся:
2. Для соединения «в» (задание 1) приведите по одному примеру изомеров цепи, положения функциональной группы, межклассового. Объясните, какое или (какие) из них оптически активны.
3. Предложите способы получения соединения «в» из соответствующих: а) галогенопроизводного, б) оксопроизводного, в) аминопроизводного.
4. Сравните реакционную способность соединений «а» и «в» из задания 1 Укажите причину общих и разных свойств. Ответ подтвердите уравнениями реакций (тремя общими и тремя разными).
5. Путем последовательных превращений предложите способ получения ацетилсалициловой кислоты из бензола. Укажите область применения этого препарата.
6. Отнесите аспирин, п‑аминосалициловую кислоту и метилсалицилат к определенным классам органических соединений. Предложите химические и спектральные методы их идентификации. Подтвердите уравнениями реакций.
ВАРИАНТ 8
1. Назовите следующие соединения, укажите к каким классам они относятся:
2. Укажите, какие из соединений задания 1 хиральны (поясните это понятие). Используя проекционные формулы Фишера, изобразите энантиомеры, соответствующие S‑конфигурации.
3. Приведите уравнения реакций получения соединения «б» (задание 1) из соответствующего: а) лактида, б) альдегида и синильной кислоты, в) галогенкарбоновой кислоты, г) оксокислоты.
4. Сравните реакционную способность соединений «а» и «б». Приведите уравнения соответствующих реакций (трех общих и трех разных).
5. Укажите фармакологическое действие пара-аминосалициловой кислоты. Предложите способ ее получения из толуола.
6. Приведите уравнения реакций, доказывающих наличие функциональных групп в молекуле п-аминосалициловой кислоты. Укажите аналитические эффекты.
ВАРИАНТ 9
1. Объясните термины и проиллюстрируйте примерами следующие понятия: 1) альдегидокислота, 2) кетонокислота, 3) фенолокислота, 4) γ-гидроксикислота. Назовите все соединения по заместительной номенклатуре.
2. Для γ-гидроксикислоты (задание 1) приведите по одному примеру изомеров: а) положения гидроксигруппы, б) углеводородной цепи, в) межклассового. Объясните, какое (или какие) из них и почему оптически активно.
3. Приведите по одному способу получения каждой кислоты из задания 1.
4. Предложите метод анализа, позволяющий с помощью ИК-спектроскопии и химическим путем различить все кислоты из задания 1, подтвердите ответ уравнениями соответствующих реакций, укажите аналитические эффекты.
5. Из нижеперечисленных соединений выберите те, с которыми реагирует салициловая кислота, напишите уравнения реакций: а) соляная кислота, б) бром в присутствие АlBr3, в) метанол, г) ацетилхлорид, д) нитрующая смесь. Объясните, какая ориентация – согласованная или несогласованная – будет наблюдаться для салициловой кислоты в реакциях SE.
6. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, назовите все органические вещества:
ВАРИАНТ 10
1. Назовите следующие соединения, отнесите их определенным классам:
2. Из соединений задания 1 выберите вещество, обладающее оптической активностью, определите число стереоизомеров, на их примере поясните понятия «энантиомер», «диастереомер», мезоформа».
3. Опишите химические свойства соединения «а» из задания 1.
4. Из этаналя путем последовательных реакций получите ацетоуксусный эфир (на одной стадии используйте альдольную конденсацию).
5. На примере ацетоуксусного эфира поясните явление кето-енольной таутомерии. Объясните её причины.
6. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, укажите, под действием каких реагентов и при каких условиях они протекают; на одной из стадий используйте оксосинтез:
ВАРИАНТ 11
1. Назовите следующие соединения по заместительной номенклатуре:
2. Какие из соединений задания 1 и почему обладают оптической активностью? С помощью проекционных формул Фишера изобразите все возможные стереоизомеры, которые могут иметь эти соединения. Укажите, какие из них будут являться энантиомерами и диастереомерами.
3. Сравните кислотные свойства карбоновых кислот и a-гидрокси-кислот с одинаковым числом углеродных атомов. Какие из них обладают более выраженными кислотными свойствами? Дайте объяснения. Для более активного соединения напишите уравнения реакций, доказывающих кислотные свойства.
4. Предложите способ получения молочной кислоты из: а) лактида молочной кислоты, б) пировиноградной кислоты, в) галогенкарбоновой кислоты.
5. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, укажите, под действием каких реагентов и при каких условиях они протекают:
6. Укажите фармакологическое действие ацетилсалициловой кислоты и салициламида и напишите уравнения гидролиза этих соединений в кислой и щелочной средах.
ВАРИАНТ 12
1. Назовите следующие соединения по заместительной номенклатуре:
2. Изобразите проекционные формулы R- и S‑энантиомеров соединения «а» из задания 1. Объясните, почему соединения «б», «в» и «г» не проявляют оптическую активность.
3. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, назовите все органические вещества:
4. Сравните химические свойства соединений «а» и «б» из задания 1. Приведите уравнения реакций (три общие и три разные).
5. Лактат кальция получают в результате следующих процессов: брожение глюкозы; обработка продуктов реакции карбонатом кальция. Напишите уравнения реакций. Предложите качественные реакции на лактат-ион и катион кальция, укажите аналитические эффекты.
6. Отношение к нагреванию a-, b-, g‑гидроксикислот на примере гидроксивалериановых кислот: схемы превращений, названия продуктов.
ВАРИАНТ 13
1. Назовите следующие соединения; укажите к каким классам они относятся:
2. Для соединения «а» из задания 1 приведите по одному примеру изомеров а) цепи, б) положения функциональной группы, в) относящегося к другому классу. Для каких из них и почему возможно существование пространственных изомеров?
3. Предложите не менее трех способов получения соединения «б» (задание 1).
4. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, назовите все органические вещества:
5. Предложите ситнез п-ацетилсалициловой кислоты, исходя из бензола. Назовите все промежуточные продукты.
6. Объясните, почему ацетилсалициловая кислота в процессе хранения становится «недоброкачественной» (подтвердите уравнением реакции) и как определяется доброкачественность этого лекарственного средства.
ВАРИАНТ 14
1. Напишите структурные формулы следующих соединений, назовите их по заместительной номенклатуре: а) гликолевая кислота, б) глиоксалевая кислота, в) молочная кислота, г) салициловая кислота, д) пировиноградная кислота. Укажите, какие из них можно отнести к оксо- и фенолокислотам, поясните эти понятия.
2. Из соединений задания 1 выберите вещество, для которого возможна и структурная, и пространственная изомерии, подтвердите примерами. Укажите, какими именно изомерами относительно друг друга они являются.
3. Предложите по одному способу получения каждой кислоты из задания 1.
4. Сравните химические свойства гликолевой и глиоксалевой кислот, подтвердите уравнениями реакций (тремя общими и тремя разными).
5. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, назовите все органические вещества:
6. Лактат железа (II) получают в результате следующих процессов: молочнокислое брожение глюкозы; обработка продукта карбонатом кальция; взаимодействие полученной соли с сульфатом железа (II). Напишите уравнения всех реакций, приведите уравнения качественной реакции на лактат-ион.
ВАРИАНТ 15
1. Дайте названия следующим соединениям по заместительной номенклатуре. Объясните, почему их относят к гетерофункциональным соединениям.
2. Какие из приведенных в задании 1 структур хиральны? Почему? для соединения «в» напишите проекционную формулу Фишера L‑изомера. Определите его конфигурацию в R-, S -системе.
3. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, назовите все органические вещества:
4. Объясните, почему для соединения «г» из задания 1 возможна кето-енольная таутомерия. Приведите схему данных превращений и укажите какая из таутомерных форм и почему будет: а) обесцвечивать бромную воду, б) давать окраску с хлоридом железа (III), в) реагировать со щелочью, г) взаимодействовать с гидроксиламином.
5. Предложите не менее трех способов получения соединения «б» (задание 1).
6. С помощью последовательных реакций, исходя из ацетилена, предложите синтез ацетилсалициловой кислоты (все органические вещества, используемые в синтезе, должны быть получены из ацетилена и продуктов его превращений).
ВАРИАНТ 16
1. Объясните термины и проиллюстрируйте примерами следующие понятия: альдегидокислота, кетонокислота, двухосновная дигидроксикислота, фенолокислота. Назовите соединения.
2. Сколько стереоизомеров и почему может иметь двухосновная дигидроксикислота из задания 1? Приведите их формулы, укажите среди них энантиомеры и диастереомеры, поясните эти понятия.
3. Предложите метод анализа, позволяющий различить все соединения из задания 1. Напишите уравнения соответствующих реакций и укажите их аналитические эффекты.
4. Предложите по одному способу получения каждой кислоты из задания 1.
5. Запишите уравнениями реакций следующие превращения, используя на некоторых стадиях разложение a-гидроксикислот конц. серной кислотой и декарбоксилирование:
6. В качестве лекарственных средств используют соли молочной, лимонной, салициловой кислот. Приведите по одному примеру таких солей, укажите область применения и напишите уравнения качественных реакций на лактат, цитрат и салицилат – ионы.
Вопросы для самоконтроля;
Для каждого утверждения в заданиях 1-16 напишите букву, соответствующую правильному ответу, учитывая, что ответ может быть использован один раз, несколько раз или не использован совсем.
| 1. Салициловая кислота относится к... 2. Молочная кислота относится к... 3. 4-Гидроксибутановая кислота относится к ... 4. п-Гидроксибензойная кислота относится к... | а) a-гидроксикислота б) b-гидроксикислота в) g -гидроксикиcлота г) фенолокислота |
| 5. Соли молочной кислоты называются… 6. Соли лимонной кислоты называются... 7. Соли винной кислоты называются... | а) цитраты б) оксалаты в) лактаты г) тартраты |
| 8. При нагревании a‑гидроксикислоты дают... 9. При нагревании b‑гидроксикислоты дают... 10. При нагревании g‑гидрокcикислоты дают... | а) a,b-непредельные кислоты б) b,g-непредельные кислоты в) лактоны г) лактамы д) лактиды |
| 11. Присоединяя воду, пропеновая кислота превращается в... 12. Продуктом декарбоксилирования салициловой кислоты является... 13. Продукт гидролиза 1,1,1‑трихлорпропанона восстановили. Полученное вещество называется... | а) 3-гидроксипропановая кислота б) 2-гидроксипропановая кислота в) бензол г) фенол |
14. a-Гидроксипропионовая кислота при нагревании с серной кислотой разлагается с образованием муравьиной кислоты и... 15. Продукт окисления 3-хлорпропаналя гидролизуется с образованием... 16. Соединение «А» имеет формулу ...  |  |
Для каждого утверждения в заданиях 17-20 несколько ответов являются верными. Напишите букву, соответствующую правильной комбинации ответов:
А - если верно 1,2,4
В - если верно 1,3,5
С - если верно 2,4
Д - если верно 3,4
Е - если верно 3,5
17. Соединение, имеющее формулу СН3-СН(ОН)-СООН называется: 1) молочная кислота, 2) винная кислота, 3) 2‑гидроксипропановая кислота, 4) a-гидроксимасляная кислота, 5) a-гидроксипропионовая кислота.
18. Окраску с раствором хлорида железа (III) дают: 1) салицилат натрия, 2) ПАСК, 3) ацетилсалициловая кислота, 4) метилсалицилат, 5) цитрат натрия.
19. Салициловая кислота реагирует по гидроксигруппе со следующими реагентами: 1) бром, 2) хлороводород, 3) уксусный ангидрид, 4) раствор хлорида железа (III), 5) раствор карбоната натрия.
20. Салициловая кислота реагирует по карбоксигруппе со следующими реактивами: 1) серная кислота, 2) раствор хлорида железа (III), 3) тионилхлорид, 4) раствор карбоната натрия, 5) раствор хлорида натрия.
В заданиях 21-22 каждое предложение представляет собой два утверждения, связанные словами «потому что». Определите достоверность каждого утверждения и причинно-следственную связь между ними. Напишите букву, соответствующую правильному ответу.
| Ответ : | Утверждение1 | Утверждение 2 | Связь |
| А | верно | верно | верно |
| В | верно | верно | неверно |
| С | верно | неверно | неверно |
| Д | неверно | верно | неверно |
| Е | неверно | неверно | неверно |
21. При нагревании молочная кислота превращается в лактон, потому что относится к a-гидроксикислотам.
22. Молочная кислота проявляет оптическую активность, потому что ее молекула хиральна.
В заданиях 23-25 вместо прочерков напишите соответствующие числа.
23. Винная кислота имеет хиральных центров ...
24. Для винной кислоты существует ... стереоизомеров.
25. Оптической активностью обладают ... стереоизомера винной кислоты.
В заданиях 26-30 закончить ответы.
26. Энантиомер D-молочной кислоты имеет следующую проекционную формулу Фишера ...
27. Структурная формула продукта взаимодействия b‑гидроксимасляной кислоты и хлорангидрида пропионовой кислоты такова...
28. Образование лактона d-валериановой кислоты протекает по схеме...
29. Метанол обработали металлическим натрием и на полученное органическое вещество подействовали хлорангидридом салициловой кислоты. Схема превращений...
30. Аспирин может быть получен из фенола путем последовательных реакций по схеме...
Ответы
| 1. г 2. а 3.в 4. г 5. в | 6. а 7. г 8. д 9. а 10. в | 11. а 12. г 13. б 14. а 15. г | 16. а 17. В 18. А 19. Д 20. Д | 21. Д 22. А 23. 2 24. 3 25. 2 |
| 26. |  |
| 27. |  |
| 28. |  |
| 29. |  |
| 30. |  |