Δήμητρας Σπανού καθηγήτριας Χημικού 1ου Λιλιγυμνάσιου Δάφνης (β/θμιας Εκπ/σης)
υπό κατασκευή
Ασκήσεις σύνθεσης οργαικών ενώσεων με αμετάβλητη την ανθρακική αλυσίδα
Άσκηση 1
Από χλωροαιθάνιο να παρασκευάσουμε οξικό οξύ
CH3CH2CH2Cl +AgOH ---> CH3CH2OH + AgCl (μετατροπή χαρακτηριστικής ομάδας)
5CH3CH2 OH + 2KMnO4 + 3H2 SO4 → 5CH3CHO + 2MnSO4 + K2 SO4 + 8Η2 O (οξειδοαναγωγική)
5CΗ3CHΟ + 2KMnO4 + 3H2 SO4 → 5CH3COOH + 2MnSO4 + K2 SO4 + 3Η2 O (οξειδοαναγωγική)
Άσκηση 2
Από ακεταλδεϋδη να παρασκευάσουμε αιθάνιο
CH3CHO + H2 (Ni) -----> CH3CH2OH (οξειδοαναγωγική)
CH3CH2OH + SOCl2 ---> CH3CH2Cl (δημιουργία αλκυλοαλογονιδίου)
CH3CH2Cl +H2 ----> CH3CH3 + HCl (από αλκυλαλογονίδιο αλκάνιο)
Άσκηση 3
Από ακετυλένιο να πάρουμε αιθανόλη
a.CH≡CH +H2O (Hg, HgSO4) ----> CH3CH=O
CH3CH=O +H2 ---> CH3CH2OH
b. a.CH ≡CH +H2 (Ni) ----> CH2=CH2 (αναγωγή)
CH2=CH2 + H2O ---> CH3CH2OH
Άσκηση 4
Από προπανόλη να πάρουμε προπίνιο
CH3CHOHCH3 ( Π H2SO4 και θέρμανση 170o)--> CH2=CHCH3+ Η-ΟΗ (αφυδάτωση)
CH3CH = CH2 + Br2 → CH3CHBrCH2Br (προσθήκη αλογόνου)
CH3CHBrCHBrCH3 + NaOH (δ.αλκοολης)--> CH3C≡CCH3 (κύριο προϊόν)+2NaBr +2 Η-ΟΗ (αφαλογόνωση)
Άσκηση 5
Από βουτίνιο 1 να πάρουμε βουτίνιο2
CH3CH2CH=CH2 + HBr ---> CH3CH2CHBrCH3
CH3CH2CHBrCH3 + NaOH (δ.αλκοολης)--> CH3CH=CHCH3 (κύριο προϊόν)+NaBr + Η-ΟΗ (αλλά και CH3CΗ2C=CH2 δευτερεύον προϊόν)
Άσκηση 6
Από προπένιο και ανόργανες ενώσεις να παρασκευάσετε προπανόνη και προπανόλη .
CH3CH=CH2 + HBr ---> CH3CH2CHBrCH3
CH3CHBrCH3+ NaOH (υδατικό Διάλυμα) --> CH3CHOHCH3+ NaX
CH3CH2CHOHCH3 + |O| ---> CH3CHOCH3
Άσκηση 7
Από προπένιο και ανόργανες ενώσεις να παρασκευάσετε αντιδραστήριο Grignarde
CH3CH=CH2 + HBr ---> CH3CHBrCH3 φτιάχνουμε το βρωμοπροπανιο2
CH3CHBrCH3 + Mg --> CH3CH (CH3) MgBr και το αντίστοιχο αντιδραστήριο grignard
Ασκήσεις με ανοικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας
Α. κατά 1 άτομο άνθρακα
Προσθήκη ΗCN και υδρόλυση:
Από αλδεϋδες παίρνω υδρόξυοξέα
Από αλκυλαλογονίδια παίρνω οξέα
Άσκηση 8α
Από αιθανόλη να παρασκευάσουμε 2 υδροξυπροπανικό οξύ (αυξηση κατά 1 άνθρακα και εισαγωγή ΟΗ)
5CH3CH2 OH + 2KMnO4 + 3H2 SO4 → 5CH3CHO + 2MnSO4 + K2 SO4 + 3Η2 O (οξείδωση αιθανόλης σε ακεταλδεύδη)
CH3HC=O + HCN -> CH3HC*(OH )CN (προσθήκη σε διπλό δεσμό καρβονυλίου (προς υδρόξυνιτρίλιο)
CH3HC*OH CN + 2ΗOH --> CH3HC*OH COOH + NH3 (υδρόλυση υδρόξυνιτρίλιου προς υδρόξυοξύ)
Άσκηση 8β
Από αιθανόλη να παρασκευάσουμε προπιονικό οξύ (αυξηση κατά 1 άνθρακα)
CH3CH2OH + SOCl2 ------> CH3CH2Cl + HCl +SO2 CCH3CH2Cl (δημιουργία αλκυλοαλογονιδίου)
CH3CH2Cl + HCN --->CH3CH2CN +HCl (αντικατάσταση)
CH3CH2CN + H2O --> CH3CH2COOH + NH3
Άσκηση 8γ
Από βουτανόνη να πάρουμε 2μεθυλοβουτανικό οξύ
CH3CH2CΟCH3 + HCN ---> CH3CH2COH (CN)CH3 (στο καρβονύλιο της βουτανόνης επιδρούμε υδροκυάνιο)
CH3CH2COH (CH3 )CN (πH2SO4)---> CH3CH=C(CH3)CN (αφυδατώνουμε παρουσία π. H2SO4 και θέρμανση 170ο )
CH3CH=C(CH3)CN + Η2 (Ni) ---> CH3CH2C(CH3)CN (αναγωγή)
CH3CH2C(CH3)CN +H2O ---> CH3CH2C(CH3)COOH (υδρολύουμε για το τελικό προϊόν)
Β. Αντιδρούμε με κυανυούχο κάλιο και υδρολύουμε
CH3CH2Cl +KCN --> CH3CH2CN + KCN
CH3CH2CN + 2H2O --> CH3CH2COOH + NH3
Β. ανοικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδαςσε διπλάσια άτομα άνθρακα (Wurtz )
Άσκηση 13
Από αιθανόλη να πάρουμε βουτάνιο
CH3CH2OH + SOCl2 → CH3CH2Cl + SO2↑ + HCl ↑
2CH3CH2Cl + 2Na (αιθερικό διάλυμα) --> CH3CH2CH2CH3+ 2NaCl ( Wurtz)
Άσκηση 14
Από μεθανόλη να πάρουμε βουτάνιο (εφαρμογή της μεθόδου wurtz δύο φορές
CH3OH + SOCl2 → CH3Cl + SO2↑ + HCl ↑
2CH3Cl + 2Na (αιθερικό διάλυμα) --> CH3CH3+ 2NaCl ( Wurtz)
CH3CH3 +HCl --->CH3CH2Cl
CH3CH2Cl +Mg---> CH3CH2MgCl (φτιάχνουμε το αντίστοιχο αντιδραστήριο Grignard)
2CH3CH2Cl + 2Na (αιθερικό διάλυμα) --> CH3CH2CH2CH3+ 2NaCl ( Wurtz)
Άσκηση15 (Συνδυασμός περιπτώσεων)
Από προπένιο και ανόργανες ενώσεις να παρασκευάσετε 2,3-διμεθυλοβουτάνιο.
Ακολουθούμε τα βήματα της Άσκησης 8 και Άσκησης 9
Έτσι από την 8 παίρνουμε την προπανόνη και από την 9 το αντιδραστήριο grignard από το βρωμοπροπάνιο
Αυτά αν αντιδράσουν μεταξύ τους δίνουν το 2,3 διμέθυλοβουτάνιο
CH3CHOCH3 + CH3CH(CH3)MgBr ---> CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3 +Mg(OH)Br
Γ. ανοικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας με μ άτομα άνθρακα
με αλυσίδα με άτομα άνθρακα 2μ-1
Πύρωση αλάτων ασβεστίου κορεσμένων μονοκαρβοξυλικών οξέων
Άσκηση
Με πρώτη ύλη προπανικό οξύ και ανόργανες ενώσεις να παρασκευάσετε 3-πεντανόλη.
2CH3CH2COOH + Ca(OH)2 → (CH3CH2COO)2Ca + 2H2O
(CH3CH2COO)2Ca (θέρμανση) --> CaCO3 + CH3CH2COCH2CH3
CH3CH2COCH2CH3 + H2 (Ni)
Άυξηση της αθρακικής αλυσίδας κατά οποιονδήποτε αριθμό ανθράκων
Ασκήσεις με ανοικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας
με περισσότερα άτομα άνθρακα
A. Με αντιδραστήριο grignard προσθήκη αλκυλίου R σε μονάδα
C=O (αλδεϋδες, κετόνες , διοξείδιο του άνθρακα)
Άσκηση 9
Από μεθανάλη (φορμαλδεύδη ) να παρασκευαστεί ακεταλδεύδη(αυξηση κατά 1 άνθρακα)
HCH=Ο + Η2 (Ni) --->H3 C OH (αναγωγή προς μεθανόλη)
H3 C OH +SOCl2 --> CH3Cl +SO2 +HCl (αντικατάσταση ΟΗ με αλογόνο)
CH3Cl +Mg---> CH3MgCl (φτιάχνουμε το αντίστοιχο αντιδραστήριο Grignard
HCH=Ο + CH3MgCl ---> CH3CH2OMgCl (επίδραση σε φορμαλδϋδη)
CH3CH2OMgCl + H2O ---> CH3CH2OH + Mg(OH)Cl (υδρολύουμε και παίρνουμε αιθανόλη)
CH3CH2OH +|Ο|-->CH3CΗ=O (οξειδώνουμε και παίρνουμε ακεταλδεύδη)
αντίστοιχα
Από μεθανάλη (φορμαλδεύδη ) να παρασκευαστεί προπανόλη2 και προπανόνη (αυξηση κατά 1+1 =2 άνθραες)
-στην συνέχεια παρασκευάζω ακεταλδεϋδη όπως προηγουμένως
-στην ακεταλδεϋδη επιδρώ εκ νέου με το αντιδραστήριο grignard CH3MgCl
CH3CH=Ο + CH3MgCl ---> CH3CH(CH3)OMgCl
CH3CH(CH3)OMgCl + H2O ---> CH3CH(OH)CH3 + Mg(OH)Cl (υδρολύουμε και παίρνουμε propaνόλη)
CH3CH(OH)CH3 + |Ο| ---> CH3COCH3 (οξειδώνουμε)
Άσκηση 10
Από την προπανάλη και την φορμαλδεϋδη να πάρουμε βουτανόλη και βουτανόνη
HCH=Ο + Η2 (Ni) --->H3 C OH (αναγωγή προς μεθανόλη)
H3 C OH +SOCl2 --> CH3Cl +SO2 +HCl (αντικατάσταση ΟΗ με αλογόνο)
CH3Cl +Mg---> CH3MgCl (φτιάχνουμε το αντίστοιχο αντιδραστήριο Grignard
CH3CH2CH=Ο + CH3MgCl ---> CH3CH2OMgCl (επίδραση σε φορμαλδϋδη)
CH3CH2CH2CH2OMgCl + H2O ---> CH3CH2CH2CH2OH + Mg(OH)Cl (υδρολύουμε και παίρνουμε προπανόλη)
CH3CH2CH2CHOH +|Ο|-->CH3CH2CH2CΗ=O (οξειδώνουμε και παίρνουμε προπανάλη)
Άσκηση 11
Από μεθανάλη (φορμαλδεύδη ) να παρασκευαστεί βουτανόνη(αυξηση κατά 3 άνθρακες)
Έως την ακεταλδεύδη όπως προηγούμενα
CH3CΗ=O Η2 (Ni) --->CH3 CH2 OH
CH3 CH2 OH +SOCl2 --> CH3CH2Cl +SO2 +HCl
CH3CH2Cl +Mg---> CH3CH2MgCl (φτιάχνουμε το αντίστοιχο αντιδραστήριο Grignard
CH3CH=Ο + CH3CH2MgCl ---> CH3CH2CH(CH3)OMgCl
CH3CH2CH(CH3)OMgCl + H2O ---> CH3CH2CHΟΗCH3 + Mg(OH)Cl (υδρολύουμε και παίρνουμε βουτανόλη2)
CH3CH2CHΟΗCH3 +|Ο|--> CH3CH2CΟCH3 (οξειδώνουμε και παίρνουμε βουτανόνη)
Ασκηση 12
Από το χλωροαιθάνιο να παρασκευάσουμε προπανικό οξύ με δύο τρόπους (αυξηση κατά 1 άνθρακα)
Α. To μετατρέπουμε σε αντιδραστήριο grignard και επιδρούμε σε διοξείδιο του άνθρακα
CH3CH2Cl +Mg---> CH3CH2MgCl (φτιάχνουμε το αντίστοιχο αντιδραστήριο Grignard)
CH3CH2MgCl +CO2 ----> CH3CH2COOH +Mg(OH)Cl (προσθήκη στον C=O του διοξειδίου του άνθρακα)
B. από την αλκυλίωση του ακετυλένιου και των αλκίνιων1
CH ≡CH +Να --> CH≡CNa + 1/2 H2
CH≡CNa RX ---> CH≡CR +NaX
¨Ασκηση 13
Με πρώτη ύλη ακετυλένιο και ανόργανες ενώσεις να παρασκευάστε 3-εξίνιο.
HC≡CH + Na → HC≡Na + ½H2
HC≡CH + H2 (καταλύτης) --->CH2=CH2
CH2=CH2 + HCl → CH3CH2Cl
HC≡CNa + CH3CH2Cl → HC≡CCH2CH3 + NaCl
HC≡CCH2CH3 + Na → NaC≡CCH2CH3 + ½H2
NaC≡CCH2CH3 + CH3CH2Cl → CH3CH2C≡CCH2CH3 + NaX
CH3CH2C≡CCH2CH3 + 2H2 (Ni, Pt) ----> CH3CH2CH2CH2CH2CH3
Aποικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας
Αλοφορμική αντίδραση (Αποικδόμηση κατά 1 άνθρακα- σε αλκοόλες 2 , μεθυλοκετόνες και ακεταλδεϋδη)
Άσκηση
Με πρώτη ύλη 1-προπανόλη και ανόργανες ουσίες να παρασκευάσετε αιθάνιο
Χρειαζόμαστε την 2 προπανόλη για να μειώσουμε κατά 1 άνθρακα με την αλογονοφορμική αντίδραση
από το σχολικό βιβλίο έχουμε έτοιμο τον τρόπο με αφυδάτωση και ενυδάτωση της 1προπανόλης
Από την 2 προπανόλη με αλογονοφορμική θα πάρουμε οξικό νάτριο
CH3CH2(OH)CH3 + 4I2 +6NaOH --->CHI3 + CH3COONa + 5NaI + 5H2O
CH3COONa + HCl ----> CH3COOH +NaCl
CH3COOH (αναγωγή) --> CH3CH2OH
CH3CH2OH ( 170 οC παρουσία πυκνού Η2SΟ4.) --->CH2=CH2 + H2O
CH2=CH2 +H2 (Ni)---> CH3CH3