Kraków, .........................................

Zakres materiału do 12 ćwiczeń z chemii organicznej

1. Nitrozwiązki alifatyczne - nazewnictwo, budowa, otrzymywanie.

2. Tautomeria nitro-izonitrozowa.

3. Właściwości chemiczne nitroalifatów - rozróżnianie rzędowości, redukcja, reakcje kondensacji.

4. Nitrozwiązki aromatyczne - wpływ grupy nitrowej na układ aromatyczny.

5. Otrzymywanie związków nitrowych - metody bezpośrednie i pośrednie.

6. Właściwości chemiczne nitrozwiązków aromatycznych - redukcja nitrobenzenu w zależności od środowi­ska (cykl Habera).

7. Aminy alifatyczne - budowa, rzędowość, nazewnictwo, otrzymywanie, zasadowość, reakcje z kwasem azotawym, wodą, kwasami, wyczerpujące metylowanie, eliminacja Hoffmanna, utlenianie, odróżnianie rzędowości amin.

8. Aminy aromatyczne - nomenklatura, otrzymywanie.

9. Reakcje chemiczne amin aromatycznych - acylowanie, alkilowanie, arylowanie, sulfonowanie, reakcja Hinsberga, utlenianie amin aromatycznych.

10. Reakcje amin aromatycznych zachodzące w pierścieniu, zabezpieczanie grupy aminowej.

11. Przegrupowanie benzydynowe.

ZADANIA:

1. Napisać wzory strukturalne: a) 3-nitro-3-metylobutenu, b) 2,4-dinitro-3,3-dimetyloheksanu, c) 2-nitro-2-metylobutanu, d) 2-nitro-3,5-dimetylo-3-heptenu, e) o-nitrotoluenu, f) p-nitroetylobenzenu, g) sym-trini­trobenzenu, h) metylofenylonitrometanu, i) 2,4,6-trinitrofenolu.

2. Podać nazwy związków:

3. Napisać wzory strukturalne nitrozwiązków izomerycznych do: a) azotynu izopropylu, b) azotynu sec-bu­tylu, c) azotynu amylu. Podać ich nazwy.

4. Nitrowanie w fazie gazowej kwasem azotowym jest metodą stosowaną w przemyśle. Jakie nitropochodne otrzyma się w tej reakcji z butanu? Napisać równania reakcji.

5. Napisać reakcje otrzymywania z halogenopochodnych: a) 2-nitropropanu, b) 2-nitro-2-metylopropanu. Dlaczego przy prowadzeniu tej reakcji obok nitropochodnych powstają estry?

6. Dla otrzymania nitrometanu w laboratorium na sól kwasu chlorooctowego działa się azotynem sodu. Zapi­sać równania reakcji i podać jej mechanizm.

7. Zaproponować schematy syntezy produktów z podanych substratów i dowolnych odczynników nieorga­nicznych: a) kwasu m-nitrobenzoesowego z toluenu, b) kwasu 2-bromo-4-nitrobenzoesowego z toluenu,
   c) kwasu 4-bromo-2-nitrobenzoesowego z toluenu.

8. Jakie związki należy zastosować jako reduktory, aby przekształcić m-dinitrobenzen w: a) m-feny­leno­diaminę, b) m-nitroanilinę? Napisać równania reakcji.
   

9. Jak można odróżnić od siebie:

10. Jakie środki nitrujące stosuje się w celu wprowadzenia grupy nitrowej do pierścienia aromatycz­nego? Które z nich należy zastosować w syntezie każdego z następujących nitrozwiązków:
    
    

11. Wychodząc z toluenu otrzymać kwasy: o-, m-, i p-nitrobenzoesowy.

12. Nazwać produkty pośrednie redukcji nitrobenzenu:
    
    
    W jakich warunkach należy przeprowadzić redukcję, aby otrzymać każdy z tych związków?

13. Napisać wzory strukturalne związków, w przypadku amin alifatycznych określić ich rzędowość: a) mety­loizopropyloamina, b) alliloamina, c) sec-butyloamina, d) trimetylodiamina, e) dimetyloizopropyloamina, f) etanoloamina, g) t-butyloamina, h) 3-dimetyloaminopropanol, i) 4-(N-me­tylo-N-etyloamino)-1-penten,
    j) 3-(N-butylo-N-winyloamino)-1-pentanol, k) jodek metylo-etylo-izopropy­lo-propyloamoniowy, l) p-tolu­idyna, m) nitroanilina, n) o-fenyle­nodiamina, o) o-anizydyna, p) p-fenetydy­na, r) sym-tribromoanilina,
    s) N-benzylo-N-etyloanilina, t) benzydyna.

14. Jak można otrzymać n-propyloaminę z następujących związków: a) bromku n-propylu, b) alkoholu n-pro­pylowego, c) aldehydu propionowego, d) 1-nitropropanu, e) propionitrylu, f) amidu kwasu masłowego, g) alkoholu n-butylowego.

15. W jaki sposób można przeprowadzić poniższe przemiany, podać równania reakcji: a) kwasu octowego
    w metyloaminę, b) acetonu w izopropyloaminę (dwie drogi), c) chlorku metylu w etyloaminę, d) propylenu w izobutyloaminę, e) etanu w etyloaminę.

16. Którą z trzech możliwych metod otrzymywania amin I-rzędowych: (A) redukcję amidu, (B) redukcję oksymu, (C) redukcję nitrylu - można zastosować do przeprowadzenia następujących przekształceń: a) kwas benzoeso­wy
    N-etylobenzyloamina, b) 1-bromopentan
    heksyloamina, c) kwas propanowy
    tripropyloamina, d) 2-butanon
    sec-butyloamina.

17. Zaproponować syntezę propyloaminy oraz pentyloaminy z alkoholu butylowego.

18. Zaprojektować syntezę izopropyloaminy z izomaślanu etylu, wykorzystując do tego celu hydroksyloaminę i inne substraty nieorganiczne.

19. Napisać pełne równania reakcji etyloaminy z następującymi odczynnikami, podać nazwy produktów: a) kwas solny, b) kwas siarkowy, c) kwas octowy, d) bezwodnik octowy, e) chlorek kwasu izomasłowego, f) chlorek kwasu benzenosulfonowego, g) bromek etylu.

20. Co powstaje z butyloaminy pod wpływem odczynników: a) nadmiar jodku metylu, następnie Ag₂O, potem silne ogrzewanie, b) NaNO_­2 + HCl.

21. Porównać zachowanie się etyloaminy, dietyloaminy i trietyloaminy w reakcjach z następującymi odczynni­kami: a) NaNO_­2 + HCl, b) jodkiem metylu, c) chlorkiem kwasu benzenosulfonowego, d) bezwodnikiem kwasu octowego.

22. Pierwszorzędowe aminy poddano wyczerpującemu metylowaniu, a następnie termicznej degradacji,
    a uzyskane olefiny ozonowano. Z podanych produktów rozkładu hydrolitycznego ozonków określić struk-

tu­rę wyjściowych amin oraz podać struktury otrzymanych olefin (uwzględniając stereochemię): a) aceton
i 2,2-dimetylopropanal, b) formaldehyd i propanal, c) etanal i propanal.

23. Zaproponować metodę otrzymywania aniliny z każdego z poniższych związków: a) benzenu, b) bromoben­ze­nu, c) benzamidu, d) toluenu.

24. Napisać równania przedstawiające reakcje aniliny z następującymi odczynnikami: a) wodą bromową,
    b) chlor­kiem acetylu, c) bezwodnikiem octowym.

25. Napisać równania reakcji redukcji: a) p-nitrotoluenu chlorkiem cyny(II) w kwasie solnym, b) 2,4-dimetyloni­trobenzenu wodorem na katalizatorze niklowym, c) p-nitroaniliny hydrazyną w obecności niklu Raneya, d) m-dinitrobenzenu siarczkiem sodu w środowisku wodnym.

26. Napisać schematy reakcji benzyloaminy z następującymi reagentami i podać nazwy produktów: a) HCl aq, b) H₂SO₄ aq, c) (CH₃CO)₂O, d) acetonem / H⁺, potem LiAlH₄, d) benzaldehydem / H⁺, temp., potem LiAlH₄, e) bromkiem metylomagnezowym, f) NaNO₂ + HCl, 0^oC, g) CH₃I (nadmiar).

27. Zaproponować schematy syntez następujących związków z prostych reagentów organicznych (benzen, toluen, etylen, alkohol etylowy) oraz niezbędnych odczynników nieorganicznych: a) p-toluidyny, b) m-aminoetylo­benzenu, c) p-bromoaniliny, d) p-nitroaniliny, e) m-nitroaniliny, f) m-bromoaniliny, g) kwasu p-aminobenzo­esowego, h) kwasu m-aminobenzoesowego.

28. Zaproponować schematy syntez następujących amin aromatycznych, wychodząc z benzenu: a) m-nitroani­liny, b) m-chloroaniliny, c) m-bromoaniliny, d) p-bromoaniliny, e) p-nitroaniliny, f) p-chloroaniliny.

29. Otrzymać m-aminofenol z kwasu benzenosulfonowego.

30. Napisać schematy otrzymywania wszystkich izomerycznych fenylenodiamin wychodząc z benze­nu.

31. Jak reagują z kwasem azotawym następujące aminy: a) o-toluidyna, b) benzyloamina, c) N-etyloani­lina,
    d) N,N-dimetyloanilina, e) trietyloamina? Nazwać produkty reakcji.

32. Otrzymać m-nitroanilinę biorąc jako związek wyjściowy: a) anilinę, b) m-dinitrobenzen. Który sposób otrzymywania m-nitroaniliny jest bardziej słuszny i dlaczego?

33. Napisać schemat przekształcenia hydrazobenzenu w benzydynę. W jakich warunkach przebiega ta reak­cja?

34. Następujący schemat podaje drogę przemian od benzenu do p-fenylenodiaminy. Uzupełnić w nim miejsca B - F podając wzory strukturalne i nazwy uczestniczących związków i odczynników:
    
    

---