ΧΗΜΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Ομάδας Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών Κεφ7 Οργανική Χημεία Από την Παρ7.3 Οργανικές συνθέσεις Εφαρμογές- Ασκήσεις

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

 CH3CH2COCH2CH  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)

Μετατρέπω την φορμαλδεϋδηHCH=O σε CH3MgCl (αντίστοιχο αντιδραστήριο Grignard)

την 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  --> CHCNa  +  1/2 H2

 CHCNa  RX   --->  CHCR   +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

εικόνα

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 Η24.) --->CH2=CH2  + H2O

CH2=CH2  +H2   (Ni)---> CH3CH3