6.16: مشکلات اضافی
- Page ID
- 216624
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)16 • مشکلات اضافی
تجسم شیمی
مسئله 16-24 محصول را از واکنش هر یک از مواد زیر با (1) Br 2، FeBr 3 و (2) CH 3 CoCl، AlCl 3 بکشید.
(الف) (ب)
مشکل 16 -25 مدل مولکولی زیر از یک بی فنیل جایگزین دی متیل نشان دهنده کمترین ترکیب انرژی مولکول است. چرا دو حلقه بنزن با زاویه 63 درجه نسبت به یکدیگر کج می شوند به جای اینکه در یک صفحه قرار بگیرند تا اوربیتال p آنها همپوشانی داشته باشد؟ چرا چرخش کامل در اطراف پیوند منفرد که به دو حلقه می پیوندد رخ نمی دهد؟
مشکل 16 -26 چگونه ترکیب زیر را با شروع از بنزن سنتز می کنید؟ بیش از یک قدم لازم است.
مشکل 16 -27 ترکیب زیر را نمی توان با استفاده از روش های مورد بحث در این فصل سنتز کرد. چرا که نه؟
مشکلات مکانیسم
مکانیسم جایگزینی الکتروفیل
مشکل 16 -28 ید آروماتیک را می توان با تعدادی از واکنش ها، از جمله مونوکلرید ید، ICL انجام داد. جهت قطبش iCl چیست؟ مکانیزمی برای ید کردن یک حلقه معطر با iCl پیشنهاد دهید.
مسئله 16-29 سولفوناسیون یک حلقه معطر با SO 3 و H 2 SO 4 برگشت پذیر است. یعنی گرم کردن بنزن سولفونیک اسید با H 2 SO 4 باعث تولید بنزن می شود. مکانیسم واکنش سولفوناسیون را نشان دهید. الکتروفیل چیست؟
مسئله 16 -30 الکتروفیل کربوکاتیون در یک واکنش فریدل-کرفت می تواند با وسیله ای جایگزین نسبت به واکنش یک آلکیل کلرید با AlCl 3 ایجاد شود. به عنوان مثال، واکنش بنزن با 2-متیل پروپن در حضور H 3 PO 4 باعث ایجاد ترت بوتیل بنزن می شود. یک مکانیسم برای این واکنش پیشنهاد دهید.
مشکل 16 -31 گروه N، N، N -تری متیل آمونیوم، -(CH 3) 3، یکی از معدود گروه هایی است که یک غیرفعال کننده متا هدایت است اما هیچ اثر تشدید الکترون را ندارد. توضیح بده
مشکل 16 -32 گروه نیتروسو، - NO، یکی از معدود غیر هالوژن هایی است که یک غیرفعال کننده اورتو و پارا-هدایت است. این رفتار را با رسم ساختارهای تشدید واسطه های کربوکاتیون در واکنش اورتو، متا و پارا الکتروفیل بر روی نیتروزوبنزن، C 6 H 5 N توضیح دهیداُ.
PROBLEM 16-33 تری فنیل متان را می توان با واکنش بنزن و کلروفرم در حضور AlCl 3 تهیه کرد. یک مکانیسم برای واکنش پیشنهاد دهید.
مشکل 16 -34 با استفاده از ساختارهای رزونانس واسطه ها، توضیح دهید که چرا برومیناسیون بی فنیل در موقعیت های اورتو و پارا به جای متا رخ می دهد.
PROBLEM 16-35 بنزن و بنزن های جایگزین شده با آلکیل را می توان با واکنش با H 2 O 2 در حضور کاتالیزور اسیدی هیدروکسیله کرد. ساختار الکتروفیل واکنشی چیست؟ یک مکانیسم برای واکنش پیشنهاد دهید.
تمرین مکانیسم اضافی
مسئله 16-36 افزودن HBr به 1-فنیل پروپن فقط (1-بروموپروپیل) بنزن تولید می کند. مکانیزمی برای واکنش پیشنهاد کنید و توضیح دهید که چرا هیچ یک از regioisomer های دیگر تولید نمی شوند.
PROBLEM 16-37 هگزاکلروفن، ماده ای که در ساخت صابون های میکروب کش استفاده می شود، با واکنش 2،4،5-تری کلروفنل با فرمالدئید در حضور اسید سولفوریک غلیظ تهیه می شود. یک مکانیسم برای واکنش پیشنهاد دهید.
PROBLEM 16-38 بنزندیازونیوم کربوکسیلت هنگام گرم شدن تجزیه می شود تا N 2، CO 2 و یک ماده واکنشی تولید شود که نمی تواند جدا شود. هنگامی که بنزن-دیآزونیوم کربوکسیله در حضور فوران حرارت داده میشود، واکنش زیر مشاهده میشود:
چه واسطه ای در این واکنش دخیل است؟ مکانیسم تشکیل آن را پیشنهاد دهید.
مشکل 16 -39 4-کلروپیریدین تحت واکنش با دی متیل آمین قرار می گیرد تا 4-دی متیل آمینو پیریدین تولید کند. یک مکانیسم برای واکنش پیشنهاد دهید.
مسئله 16-40 مکانیزمی را پیشنهاد می کند که واکنش زیر را در نظر بگیرد:
مسئله 16 -41 در واکنش گاترمن-کخ، یک گروه فرمیل (- CHO) به طور مستقیم بر روی یک حلقه بنزنی وارد می شود. به عنوان مثال، واکنش تولوئن با CO و HCl در حضور مخلوط CuCl/AlCl 3، p -methylbenzaldehyde را می دهد. یک مکانیزم را پیشنهاد دهید.
مشکل 16 -42 درمان p - ترت-بوتیل فنول با یک اسید قوی مانند H 2 SO 4 باعث تولید فنل و 2-متیل پروپن می شود. یک مکانیزم را پیشنهاد دهید.
مشکل 16 -43 بنزیل برمید با حرارت دادن در دی متیل سولفوکسید به بنزالدهید تبدیل می شود. یک ساختار برای واسطه پیشنهاد کنید و مکانیسم های دو مرحله در واکنش را نشان دهید.
مشکل 16 -44 پیشنهاد یک مکانیزم برای بازآرایی Smiles در زیر.
مشکل 16-44 به دلیل ترکیب آنها، رنگ های آزو ترکیبات بسیار رنگی و منبع اصلی رنگ مصنوعی برای منسوجات و مواد غذایی هستند. رنگهای آزو از واکنش نمکهای آریل دیآزونیوم با یک ترکیب آروماتیک دوم تولید میشوند. در محصول، حلقههای آروماتیک توسط یک پل دیازو (— N=N —) به هم مرتبط میشوند. از واکنش دهنده های ارائه شده، یک ساختار برای هر رنگ آزو پیشنهاد می شود و مکانیسم فشار الکترون را ترسیم کنید.
(آ)
(ب)
(ج)
واکنش پذیری و جهت گیری جایگزینی الکتروفیلیک
مسئله 16 -4 6 هر یک از گروه های زیر را به عنوان فعال کننده یا غیرفعال کننده و به عنوان مدیر o، p -director یا m -director مشخص کنید:
(الف) (ب)
(ج)
(د)
مشکل 16 -4 7 محصول (های) اصلی نیترات مواد زیر را پیش بینی کنید. کدام یک سریعتر از بنزن واکنش نشان می دهند و کدام کندتر؟
(الف) بروموبنزن (ب) بنزونیتریل (ج) اسید بنزوئیک (د) نیتروبنزن (ه) بنزن سولفونیک اسید (f) اتوکسیبنزن
PROBLEM 16-48 ترکیبات موجود در هر گروه را با توجه به واکنش پذیری آنها نسبت به جایگزینی الکتروفیل رتبه بندی کنید.
- (a) کلروبنزن، o -دی کلروبنزن، بنزن
- (ب) p -برومونیتروبنزن، نیتروبنزن، فنل
- (ج) فلوروبنزن، بنزالدهید، o -زایلن
- (د) بنزونیتریل، p -متیل بنزونیتریل، p -متوکسیبنزونیتریل
مشکل 16 -49 محصولات اصلی مونوآلکیلاسیون را که انتظار دارید از واکنش مواد زیر با کلرومتان و AlCl 3 بدست آورید پیش بینی کنید:
(a) بروموبنزن (b) m -بروموفنول (c) p -کلروآنیلین (د) 2،4-دی کلرونیتروبنزن
(e) 2،4-دی کلروفنل (f) اسید بنزوئیک (g) p -متیل بنزن سولفونیک اسید (h) 2،5-دی بروموتولوئن
مشکل 16 -50 محصول اصلی کلرزنی الکتروفیل ترکیبات زیر را نام گذاری و ترسیم کنید:
(a) m -نیتروفنول (b) o -زایلن (ج) p -نیتروبنزوئیک اسید (د) p -اسید بروموبنزن سولفونیک
مشکل 16 -51 پیش بینی محصول (های) اصلی که از سولفوناسیون ترکیبات زیر بدست می آورید:
(a) فلوروبنزن (b) m -بروموفنول (c) m -دی کلروبنزن (د) 2،4-دی بروموفنول
PROBLEM 16-52 ترکیبات معطر زیر را به ترتیب مورد انتظار واکنش پذیری آنها نسبت به آلکیلاسیون Friedel-Crafts رتبه بندی کنید. کدام ترکیبات واکنش پذیر نیستند؟
(الف) بروموبنزن (ب) تولوئن (ج) فنل (د) آنیلین (e) نیتروبنزن (f) p -بروموتولوئن
مشکل 16 -53 از واکنش های زیر انتظار دارید چه محصول (هایی) بدست آورید:
(الف) (ب)
(ج) (د)
مشکل 16 -54 محصول (های) شهردار را از واکنش های زیر پیش بینی کنید:
(الف) (ب)
(ج) (د)
سنتز آلی
مسئله 16 -5 5 چگونه می توان مواد زیر را با شروع از بنزن یا فنل سنتز کرد؟ فرض کنید که محصولات ارتو و جانشینی را می توان از هم جدا کرد. (a) o -بروموبنزوئیک اسید (b) p -متوکسیتولوئن (ج) 2،4،6-تری نیتروبنزوئیک اسید (د) m -بروموآنیلین
مشکل 16-56 با شروع از بنزن به عنوان تنها منبع ترکیبات معطر، چگونه مواد زیر را سنتز می کنید؟ فرض کنید که در صورت لزوم می توانید اورتو و پارا ایزومر را از هم جدا کنید.
(a) p -کلرواستوفنون (b) m -برومونیتروبنزن (c) o -بروموبنزن سولفونیک اسید (د) m -کلروبنزن سولفونیک اسید (د) m -کلروبنزن سولفونیک اسید
مشکل 16 -57 با شروع از بنزن یا تولوئن، چگونه مواد زیر را سنتز می کنید: فرض کنید که اورتو و پارا ایزومرها را می توان از هم جدا کرد.
(a) 2-برومو-4-نیتروتولوئن (b) 1،3،5-تری نیتروبنزن (ج) 2،4،6-تری بروموآنیلین (د) m -فلوروبنزوئیک اسید
مشکل 16 -58 همانطور که نوشته شده است، سنتز های زیر دارای نقص هستند. با هر کدام اشتباه است؟
(آ)
(ب) (ج)
مشکلات عمومی
مشکل 16 -5 9 در چه موقعیتی و در چه حلقه ای انتظار دارید نیترات 4-برومو-بیفنیل رخ دهد؟ توضیح دهید، با استفاده از ساختارهای رزونانس واسطه های بالقوه.
PROBLEM 16-60 جایگزینی الکتروفیل روی 3-فنیل پروپاننیتریل در موقعیت های اورتو و پارا رخ می دهد، اما واکنش با 3-فنیل پروپنینیتریل در موقعیت متا رخ می دهد. توضیح دهید، با استفاده از ساختارهای رزونانس واسطه ها.
مسئله 16 -61 در چه موقعیتی و در چه حلقه ای انتظار دارید که مواد زیر جایگزین الکتروفیلی شوند؟
(الف) (ب)
(ج)
(د)
مسئله 16-63 آیا انتظار دارید واکنش فریدل کرافت بنزن با (R) -2- کلروبوتان محصول نوری فعال یا راسمیک تولید کند؟ توضیح بده
مشکل 16 -64 چگونه مواد زیر را با شروع از بنزن سنتز می کنید؟
(الف) (ب)
(ج)
مشکل 16 -66 اسید فنیل بورونیک، C 6 H 5 B (OH) 2، نیترات داده می شود تا 15٪ محصول جایگزین اورتو و 85٪ متا ارائه دهد. اثر متا هدایت گروه —B (OH) 2 را توضیح دهید.
مشکل 16 -67 ساختارهای رزونانس کربوکاتیون های میانی را در برموناسیون نفتالین ترسیم کنید و این واقعیت را به حساب آورید که نفتالین در C1 به جای C2 تحت جایگزینی الکتروفیلی قرار می گیرد.
مشکل 16 -68 مکانیزمی را برای واکنش 1-کلروآنتراکینون با یون متوکسید پیشنهاد می کند تا محصول جایگزینی 1-متوکسیانتراکینون به دست آید. استفاده از فلش منحنی برای نشان دادن جریان الکترون در هر مرحله.
PROBLEM 16-69 p -Bromotoluene با آمید پتاسیم واکنش می دهد و مخلوطی از m - و p -methylaniline می دهد. توضیح بده
مشکل 16 -70 مکانیزمی را برای واکنش بنزن با 2،2،5،5-تترامتیل تتراهیدروفوران پیشنهاد می کند.
مشکل 16 -71 چگونه ترکیبات زیر را از بنزن سنتز می کنید؟ فرض کنید ایزومرهای اورتو و پارا را می توان از هم جدا کرد.
(الف) (ب)
PROBLEM 16-73 از دانش خود در مورد اثرات هدایت، همراه با داده های زیر استفاده کنید تا جهت لحظه های دوقطبی در آنیلین، بروموبنزن و بروموآنیلین را استنباط کنید.
مشکل 16 -74 معرف های نشان داده شده توسط حروف a - e را در طرح زیر شناسایی کنید:
PROBLEM 16 -75 فنل ها (ArOH) نسبتاً اسیدی هستند و وجود یک گروه جایگزین روی حلقه معطر تأثیر زیادی دارد. به عنوان مثال، p K a فنل جایگزین نشده 9.89 است، در حالی که p -nitrophenol 7.15 است. ساختارهای رزونانس آنیون های فنوکسید مربوطه را ترسیم کرده و داده ها را توضیح دهید.
مسئله 16-76 آیا انتظار دارید که p -methylphenol اسیدی تر یا اسیدی تر از فنل غیر جایگزین باشد؟ توضیح بده (به مشکل 16-75 مراجعه کنید.)
مشکل 16 -77 محصول (ها) را برای هر یک از واکنش های زیر پیش بینی کنید. در هر مورد، فرم های رزونانس واسطه را برای توضیح منطقه شیمیایی مشاهده شده ترسیم کنید.
(الف) (ب)
(ج) (د)