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.

A

1-bromo-2-metylobutan

CH

3

-CH

2

-CH-CH

2

-Br

CH

3

CH

3

-CH

2

-CH=CH

2

CH

3

HBr

nadtlenki (ROOR)

2-metylobut-1-en

B

2-bromo-3-metylobutan

CH

3

-CH

2

-CH-CH

3

CH

3

CH

3

-CH

2

-CH=CH

2

CH

3

3-metylobut-1-en

Br

HBr

CH

2

Br

2

CH

2

Br

C

1-bromo-1-(bromometylo)cykloheksan

metylenocykloheksan

Br

D

cis-1,2-cykloheksanodiol

cykloheksen

KMnO

4

, 0 °C

OH

OH

cykloheksen

Br

2

, H

2

O

OH

Br

E

trans-2-bromocykloheksanol

Zad. 2. (2 p)
Halogenek alkilowy A o wzorze sumarycznym C

6

H

13

Br poddano działaniu alkoholowego

roztworu wodorotlenku potasu, a powstały alken B – ozonolizie, otrzymując aldehyd
dimetylooctowy [(CH

3

)

2

CHCHO)] i aldehyd octowy (CH

3

CHO). Podać wzór wyjściowego

halogenku A oraz alkenu B.

CH

3

-CH-CH

2

-CH-CH

3

CH

3

Br

KOH
EtOH

CH

3

-CH-CH=CH-CH

3

CH

3

CH

3

-CH-C

CH

3

H

O

C-CH

3

H

O

+

aldehyd

octowy

1). O

3

2). Zn, H

2

O

B

4-metylopent-2-en

(zgodnie z reg. Zajcewa)

aldehyd

dimetylooctowy

A

2-bromo-4-metylopentan

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.

HC CH

CH

3

H

H

3

C

H

NaNH

2

HC C-Na

CH

3

I

HC C-CH

3

H

3

C-C C-CH

3

NaNH

2

Na-C C-CH

3

CH

3

I

CH

3

H

3

C

H

H

H

3

C-C C-CH

3

H

2

, Pd/CaCO

3

Na

NH

3

, -33 °C

acetylen

acetylenek

sodu

propyn

propynylosód

but-2-yn

B

(E)-but-2-en

A

(Z)-but-2-en

Pd/CaCO

3

- katalizator Lindlara

Zad. 4. (4 p)
Wskazać główne produkty dehydratacji następujących alkoholi:

CH

3

-CH

2

-CH-CH

2

-OH

CH

3

CH

3

-CH-CH-CH

3

CH

3

OH

CH

3

-CH

2

-C-CH

3

CH

3

OH

CH

3

-CH

2

-C-CH

2

-OH

CH

3

CH

3

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.

CH

3

-CH-CH-CH

3

CH

3

OH

CH

3

-CH

−

CH-CH

3

CH

3

OH

2

- H

2

O

CH

3

-CH-C-CH

3

CH

3

H

A

CH

3

-CH-C-CH

3

CH

3

H

+ H

2

O

HSO

4

CH

3

-CH=C-CH

3

CH

3

+ H

+

(st. H

2

SO

4

)

karbokation 2°

przegrupowanie

karbokationu

karbokation 3°

- H

+

2-metylobut-2-en

2

CH

3

-CH

2

-C-CH

3

CH

3

OH

B

HSO

4

CH

3

-CH=C-CH

3

CH

3

CH

3

-CH

2

-C-CH

3

CH

3

OH

2

+ H

2

O

- H

2

O

CH

3

-CH

2

-C-CH

3

CH

3

+ H

+

(st. H

2

SO

4

)

- H

+

karbokation 3°

2-metylobut-2-en

CH

3

-CH

2

-C-CH

2

-OH

CH

3

CH

3

C

CH

3

-CH

2

-C-CH

2

-CH

3

CH

3

HSO

4

CH

3

-CH

2

-C-CH

2

-OH

2

CH

3

CH

3

+ H

2

O

- H

2

O

CH

2

-CH=C-CH

2

-

CH

3

CH

3

CH

3

-CH

2

-C-CH

2

CH

3

CH

3

+ H

+

(st. H

2

SO

4

)

- H

+

karbokation 1°

przegrupowanie

karbokationu

karbokation 3°

3-metylopent-2-en

CH

3

CH

3

-CH

2

-CH-CH

2

-OH

D

CH

3

-CH

2

-C-CH

2

CH

3

H

HSO

4

CH

3

-CH

2

-CH-CH

2

-OH

2

CH

3

CH

3

-CH=C-CH

3

CH

3

+ H

2

O

- H

2

O

CH

3

-CH

2

-C-CH

2

CH

3

H

+ H

+

(st. H

2

SO

4

)

- H

+

karbokation 1°

przegrupowanie

karbokationu

karbokation 3°

2-metylobut-2-en

3

Zad. 5. (5 p)
Przedstawić schematy poniższych reakcji:

(a)

H

3

C

H

H

3

CO

2

C

CO

2

CH

3

H

∆

T

H

3

C

CO

2

CH

3

CO

2

CH

3

A

+

(b)

H

3

C

CH

3

CH

3

∆

T

H

3

C

CH

3

CH

3

B

+

KMnO

4

, ∆

T

H

3

C

CH

3

CH

3

O O

O O

HO

C

D

+

4

H

CO

2

CH

3

H

3

CO

2

C

H

2-metylobuta-1,3-dien + A

∆

T

∆

T

KMnO

4

, ∆

T

2-metylobuta-1,3-dien + but-2-yn B C + D