Kraków, 5 IV 2010 r.
I ROK CHEMII  GRUPA B2
zadania  alkany, cykloalkany, alkeny cz. 1  odp. cz. 2
PROSZ
PAMI
TAĆ, ŻE W PIERWSZEJ KOLEJNOŚCI OBOWI
ZUJE
PODR
CZNIK I WYKA
AD!
3. Nazwij związki (w nazwie użyj deskryptorów E i Z do opisu konfiguracji wokół
wiązania podwójnego)  zastosuj reguły Cahna-Ingolda-Preloga!
2-metylo-1-[(E)-prop-1-enylo]cykloheksa-1,3-dien (E)-heks-4-en-1-yn
Cl
E
HO
2-butylobut-3-en-1-ol
podawanie konfiguracji 5-chloropent-1-en-4-yn
wiązań podwójnych
w pierścieniu sześcioczłonowym
bicykloheksyliden
nie jest potrzebne, ponieważ sa one
wymuszone geometrią pierścienia
(jest on zbyt mały, aby mogły istnieć
inne izomery geometryczne)
4. Określ konfigurację wokół wiązania podwójnego (E czy Z):
ani E, ani Z
H2N O
Cl I
E
E
Z
E
O NH2 Br Br
i-Pr t-Bu
A. Konformacje alkanów i cykloalkanów.
5. Narysuj rzut Newmana najtrwalszej konformacji 2-chlorobutanu wzdłuż wiązania C3
C2. Nazwij tÄ™ konformacjÄ™.
+ 60° - 60°
najtwalszÄ…
konformacjÄ…
czÄ…steczek
2-chlorobutanu
CH3
CH3
(zwiÄ…zku o chiralnych
czÄ…steczkach)
Cl H
H Cl
wzdłuż wiązania
C3-C2 jest
konformacja
synklinalna (sc)
H H
H H
CH3
CH3
dla jednego z jego
a dla drugiego
enancjomerów
konformacja
jest to konformacja
-synklinalna (-sc)
+synklinalna (+sc)
6. Jak wiadomo, cząsteczka cyklopropanu jest płaska, w cząsteczkach cyklobutanu i
cyklopentanu w każdym momencie jeden atom znajduje się nad średnią płaszczyzną
pierścienia, a cykloheksan przyjmuje konformację krzesłową. Jak myślisz, jak
wygląda to w przypadku wyższych cykloalkanów? W jaki sposób można by określić
wielkość sumarycznego naprężenia, przypadającego na jedną grupę  CH2 ?
Odp.: Wyższe cykloalkany mogą przyjmować wiele różnych konformacji, w
zależności od wielkości pierścienia i braku bądz
obecności jednego albo większej
liczby podstawników. Wielkość sumarycznego naprężenia przypadającego średnio na
jedną grupę  CH2 (metylenową) można określić metodą kalorymetryczną, poprzez
pomiar ciepła spalania danego związku. Im większe naprężenia w jego cząsteczce, tym
większa ilość energii wydzieli się przy spalaniu. Niepodstawioną cząsteczkę
cykloheksanu traktuje się jako punkt odniesienia, a wartość energii jej naprężeń
przyjmuje siÄ™ za równÄ… 0 kcal·mol 1.
7. Narysuj wzór krzesłowy najtrwalszej konformacji:
a. Izopropylocykloheksanu
b. trans-1,3-dimetylocykloheksanu
c. trans-1-neopentylo-4-tert-pentylocykloheksanu
d. trans-1-(1,1-dimetyloetylo)-3-(1-metyloetylo)cykloheksanu
B. Substytucja wolnorodnikowa w alkanach
8. 3-Metylopentan poddano chlorowaniu wolnorodnikowemu.
a. narysuj wzory i nazwij wszystkie produkty, które są wynikiem
monochlorowania
2-chloro-3-metylopentan 3-(1-chlorometylo)pentan
Cl
Cl
Cl
Cl
1-chloro-3-metylopentan
3-chloro-3-metylopentan
9. Oblicz stosunek wagowy produktów monobromowania izopentanu w temperaturze
127°C. Reaktywność atomów wÄ™gla I°, II° i III° wzglÄ™dem bromowania w tej
temperaturze ma siÄ™ jak 1:60:1800.
w czÄ…steczce izopentanu
istnieją cztery nierównocenne
I°
I°
grupy atomów wodoru; III°
II°
w każdej z nich jeden z atomów
wodoru może ulec podstawieniu
Br2, 127 °C
Br
Br
każdy z trzech
każdy z sześciu
równocennych
równocennych
atomów wodoru
atomów wodoru
w grupie CH3 (I°) może
w dwóch grupach CH3 (I°)
ulec podstawieniu
może ulec podstawieniu
(względna reaktywność
(względna reaktywność
wynosi 1)
wynosi 1)
Br
(0,17% m/m) (0,34% m/m)
Br
każdy z dwóch atom wodoru
równocennych w grupie CH (III°) może
atomów wodoru ulec podstawieniu
w grupie CH2 (II°) może (wzglÄ™dna reaktywność
ulec podstawieniu wynosi 1600)
(względna reaktywność
(90,5% m/m)
wynosi 80)
(9,0% m/m)
Stosunek wagowy izomerycznych produktów monobromowania w mieszaninie po
reakcji wynosi wiÄ™c: 3·1 : 2·80 : 1·1600 : 6·1 czyli 3:160:1600:6, co odpowiada ich
udziałom wagowym odpowiednio: 0,17%; 9,0%; 90,5% i 0,34%.
C. Trwałość karbokationów:
10. Uszereguj karbokationy pod względem trwałości. Które z nich ulegną przegrupowaniu
do trwalszych karbokationów? Narysuj ich struktury po przegrupowaniu.
1. 1. 3. 1. 2. 2. 2.
lub
Dr Bartosz Trzewik