Здравствуйте, уважаемые читатели!
Сегодня я бы хотела рассмотреть орг.цепочки из ДВИ МГУ по химии-2019. Причина такого интереса: сходство и различие этих заданий с форматом ЕГЭ. 5 реакций из 6 в каждой цепочке - по уровню сложности соответствуют школьной базе. Пять продуктов заданы по бруттоформулам, шестое вещество (предпоследнее в каждой цепочке) - через массовую долю одного из элементов. Вся интрига рассматриваемых цепочек и кроется в идентификации этого неизвестного вещества. Ниже будет показано выполнение упражнений из 4 билетов ДВИ МГУ-2019. К каждому упражнению даны комментарии.
Итак, Цепочка 1.
1) вещества в цепочке: С7Н16 - гептан, Х1- толуол, С7Н6О2- бензойная кислота, Х2 - мета-нитробензойная кислота, С7Н6NO2Na- натриевая соль мета-аминобензойной кислоты, Х3- хлорид мета-аминобензойной кислоты, С7Н8N2O5 - нитрат мета-аминобензойной кислоты.
2) выход на вещество Х3:
а) подбираем количество атомов С, при котором молекулярная масса вещества Х3 была бы целым числом или имеющим дробную часть 0,5 (в случае, если Х3 содержит хлор):
n(C)=7, M(X3)=12*7/0,4841=173,5 г/моль
б) предположим, что в состав Х3 входят 7 атомов С, 1 атом хлора, 1 атом азота, 2 атома кислорода, расчетом можно показать, что в этом случае будет 8 атомов Н. Брутто-формула Х3- С7Н8NO2Cl. Очевидно, Х3- соль метааминобензойной кислоты по аминогруппе.
3) "Интересность" этой цепочки: на мой взгляд, в реакции 4.
Цепочка 2.
1) вещества в цепочке: С6Н6 - бензол, Х1- этилбензол, C8H8Cl2 - 1-фенил,1,1-дихлорэтан, X2- ацетофенон, С9Н11 O MgBr- алкоголят, Х3- 1-метил,1-фенилэтанол-1, С11Н14О2- ацетат соответствующего спирта.
2) выход на вещество Х3:
а) подбираем количество атомов С, при котором молекулярная масса вещества Х3 была бы целым числом или имеющим дробную часть 0,5 (в случае, если Х3 содержит хлор):
n(C)=9, M(X3)=12*9/0,7941=136,0 г/моль
б) предположим, что в состав Х3 входят 9 атомов С, 1 атом кислорода, расчетом можно показать, что в этом случае будет 12 атомов Н. Брутто-формула Х3- С9Н12 O. Очевидно, Х3- 1-метил,1-фенилэтанол-1
3) Если исключить реакции 4 и 5, связанные с реактивом Гриньяра- цепочка не выходит за пределы школьной программы.
Цепочка 3.
1) вещества в цепочке: С6Н6 - бензол, Х1- толуол, C7H6Cl2 - 1-фенил,1,1-дихлорметан, X2- бензальдегид, С7Н5O3N- мета-нитробензальдегид, Х3- 2-бром,3-гидроксо,3-(м-нитрофенил)-пропен-1 , С7Н4O4NK-м-нитробензоат калия
2) выход на вещество Х3:
а) подбираем количество атомов С, при котором молекулярная масса вещества Х3 была бы целым числом или имеющим дробную часть 0,5 (в случае, если Х3 содержит хлор):
n(C)=9, M(X3)=12*9/0,4186=258,0 г/моль.
б) предположим, что в состав Х3 входят 9 атомов С, 3 атома кислорода, 1 атом азота, 1 атом брома. расчетом можно показать, что в этом случае будет 8 атомов Н. Брутто-формула Х3- С9Н8 NO3Br. Может возникнуть вопрос- почему предположили, что в молекуле есть бром? Ответ - интуитивно, опираясь на то, что массовая доля углерода невелика
3) "Интересность" этой цепочки: на мой взгляд, в реакции 5
Чем интересна реакция 5: а)для увеличения количества атомов углерода, исходя из карбонильного соединения,зачастую используют реактив Гриньяра. Существуют алкил-, арил-, алкенил-,алкинил-магнийгалогениды. В данном случае я выбрала этинилмагнийбромид. Причина - ограничения по количеству атомов водорода в веществе Х3.
б)реакция (4) представляет собой совокупность трех реакций- разрыва двойной связи в карбонильной группе, кислотного гидролиза полученного алкоголята с помощью бромоводорода и присоединения 1 молекулы бромоводорода по тройной связи.
в) Присоединение бромоводорода по тройной связи идет в полном соответствии с правилом Марковникова, поскольку заместители у аллильного атома углерода- доноры электронной плотности. В данном случае прослеживается аналогия с пропаргиловым спиртом.
Цепочка 4.
1) вещества в цепочке: С6Н6 - бензол, Х1- этилбензол, C8H9O2N - п-нитроэтилбензол, X2- п-нитробензойная кислота, С7Н6 NO2Na- натриевая соль п-аминобензойной кислоты, Х3- бромид п -аминобензойной кислоты, С7Н8N2O5 - нитрат п-аминобензойной кислоты.
2) выход на вещество Х3:
а) Пусть в веществе Х3 содержится 1 атом брома, тогда
М(Х3)= 80/0,367= 218г/моль
б) предположим, что в состав Х3 входят 7 атомов С, 1 атом брома, 1 атом азота, 2 атома кислорода, расчетом можно показать, что в этом случае будет 8 атомов Н. Брутто-формула Х3- С7Н8NO2Br. Очевидно, Х3- соль
п-аминобензойной кислоты по аминогруппе.
3) "Интересность" этой цепочки: на мой взгляд, в реакции 4.
Если резюмировать разбор этих упражнений, можно сделать вывод, что цепочка 3 выделяется среди других по двум параметрам: необычный (редко используемый) реактив Гриньяра и описание комплекса из 3 реакций одним уравнением (реакция 4). Честно говоря, мне показалось странным такое резкое отличие задания в одном из вариантов от достаточно банальных цепочек в остальных вариантах. Тем не менее, имеет место быть...
Всего доброго!
Как всегда, буду благодарна за конструктив!