licenta 2012-chimie organica , exercitii

1. (A.2.3) Câte hexine izomere neciclice se pot scrie şi câte perechi de izomeri optici există?

a. 2 liniare şi 5 ramificate, nici o pereche de izomeri optici;

b. 4 liniare, 2 perechi de izomeri optici;

c. 2 liniare şi 3 ramificate, o pereche de izomeri optici;

d. 3 liniare şi 5 ramificate, o pereche de izomeri optici.

Răspuns: d.

Rezolvare:

Izomerii sunt:

(1) (2,3) (4)

(5) (6) (7)

(8)

Sunt 3 izomeri cu catenă liniară şi 5 cu catenă ramificată (răspuns: d). Doar compusul (2) conţine un atom de carbon chiral, deci prezintă o pereche de izomeri optici .

2. (A.2.7) Numărul de acizi carboxilici izomeri care au formula moleculară C5H10O2 este:

a. 2 b. 3 c. 4 d. 5 e. 6

Denumiţi substanţele.

Răspuns: d.

Rezolvare:

3. (A.2.15) Câţi dintre izomerii pe care îi prezintă hidrocarbura C5H8 formează prin reacţia Kucerov metilizopropilcetona?

Răspuns: Un izomer

Rezolvare:

Izomerii cu formula C5H8 sunt:

- 1-pentină

- 2-pentină

- 3-metil-1-butină

Metilizopropilcetona se obţine în urma reacţiei Kucerov de mai jos:

- metilizopropilcetona

4. (A.2.10) Un acid carboxilic cu masa moleculară 116 conţine 41,29% C şi 3,45% H.

Se cere:

a. formula moleculară a acidului;

b. numărul de grupe carboxil dacă un mol de acid este neutralizat de 0,4 l NaOH 5N;

c. formula structurală a acidului şi a izomerilor lui;

d. să se indice două posibilităţi prin care se pot distinge izomerii săi.

Rezolvare:

a. C% :

41,3912

=3,443 ,453 ,44

=1

H% :

3,451

=3,453 ,443 ,44

=1

O% :

55,2616

=3,4 53 ,453 ,44

=1

Formula moleculară: (CHO)n

- masa moleculară a acidului este 116

(CHO)n=116, n=116

29=4

,

Formula moleculară este: C4H4O4, NE = 3

b. 5 40 g NaOH ……… 1000 ml∙

x ………………….. 400 ml

x = 80 g NaOH = 2 moli

Acidul conţine 2 grupe COOH, deoarece pentru neutralizarea unui mol de acid sunt necesari 2 moli de NaOH.

c.

acidul maleic (izomerul cis) acidul fumaric (izomerul trans)

d. Acidul maleic formează anhidridă, acidul fumaric nu:

Prin determinarea momentului dipol se constată că acidul maleic are momentul dipol mult mai mare decât izomerul său trans.

5. (A.2.18) Prin arderea completă a 6 grame substanţă A, a cărei densitate (în stare de vapori) în raport cu aerul este de 2,075, se obţin 13,2 grame dioxid de carbon şi 7,2 grame apă. Câţi izomeri corespund formulei moleculare a substanţei A?

a. 2 b. 3 c. 4 d. 5 e. 6

Răspuns: b.

Rezolvare: M = 2,075 · 28,9 = 60

44 g CO2 ................................................ 12 g C

13,2 g CO2 ................................................ x

x =

12⋅13 , 244 = 3,6 g C

18 g H2O ............................................... 2 g H

7,2 g H2O ............................................... y

y =

7,2⋅218 = 0,8 g H

mO = 6 – (3,6 + 0,8) = 6 – 4,4 = 1,6 g O

C : H : O = 3,6 : 0,8 : 1,6 = 3 : 8 : 1 (C3H8O)n M = 60, n =1; formula moleculară C3H8O

CH3–CH2–CH2–OH CH3–O–CH2–CH3

n-propanol izopropanol metil-etil-eter

6. (A.4.1) Indicaţi denumirile următoarelor hidrocarburi:

A:

B:

C:

D:

E:

F:

Rezolvare:

A:

2,4-dimetil-1-pentenă

B:

3-metil-2-pentenă

C:

1-fenil-2-metil-1-butenă

D:

3-propil-1,3-pentadienă

E:

3-izopropilciclohexenă

F:

2,5-dimetil-3-heptină

7. (A.4.2) Câte din alchenele corespunzătoare formulei moleculare C6H12 vor prezenta izomerie geometrică?

Răspuns: 4 compuşi prezintă izomerie geometrică.

Rezolvare:

Nici o alchenă marginală nu va prezenta izomerie geometrică.

Alchenele nemarginale care prezintă izomerie geometrică sunt:

CH3−CH=CH−CH2−CH2−CH3

2-hexenă

3-metil-2-pentenă

4-metil-2-pentenă

CH3−CH2−CH=CH−CH2−CH3

3-hexenă

8. (A.4.8) Scrieţi reacţiile următoarelor alchene:

a. propenă;

b. 2-metil-2-butenă;

c. 3,3-dimetil-1-butenă, cu:

Br2; Br2 + H2O; HBr; O3 /mediu reducător; KMnO4 în H2O.

Rezolvare:

9. (A.4.11) Scrieţi denumirile ştiinţifice ale următoarelor alchine:

Care din alchinele de mai jos pot forma acetiluri monosodice?

Rezolvare:

a.4-metil-2-butină

(izopropilmetilacetilenă)

b.1-buten-3-ină (vinilacetilenă)

c.5-etil-3-heptină

d.

1-fenil-3,3-dimetil-1-butină

(fenilterţbutilacetilenă)

Poate da acetilură monosodică doar alchina marginală b, conform reacţiei:

10. (A.4.12) Pornind de la carbid, sintetizaţi următorii monomeri vinilici şi scrieţi reacţiile de polimerizare ale acestora.

Rezolvare:

Reacţiile de polimerizare:

11. (A.4.13) Scrieţi reacţiile propinei cu următorii reactivi:

a. H2 / Pd;

b. H2 / Pd / (CH3COO)2Pb;

c. Na / NH3 lichid;

d. HCl;

e. H2O, Hg2+/ H+;

f. [Cu(NH3)2]OH

g. C2H5MgCl, apoi CH3-CH2-Cl.

Rezolvare:

12. (A.5.1) Completaţi reacţiile şi redaţi mecanismele corespunzătoare:

a.

b.

c.

d.

e.

Rezolvare:

a.

- mecanism de reacţie: SE

HNO3 + 2 H2SO4 NO2+ + 2 HSO4

- + H3O+

HSO4- + H+ H2SO4

b.

- mecanism de reacţie: SE

c.

intermediar (ion benzenoniu)

- mecanism de reacţie: SE

4 H2SO4 2 SO3 + 2 HSO4- + 2 H3O+

d.

- mecanism de reacţie: SE

e.

- mecanism de reacţie: SR

iniţiere:

propagare:

întrerupere:

etc.

13. (A.5.5) Folosind proprietăţile cunoscute ale benzenului şi ale derivaţilor săi, să se exprime procesele chimice prin care, pe calea cea mai scurtă, se pot obţine: benzoatul de etil, acidul o-, m- şi p-aminobenzoic, pornind de la benzen. Rezolvare:

benzoat de etil

14. (A.5.8) Se dă următoarea schemă:

Precizaţi structura compuşilor A, B, C, D, E, F, F1, G şi H.

Rezolvare:

Schema este:

15. (A.6.2) Scrieţi schema reacţiilor de sinteză pornind de la metan pentru:

a. policlorură de vinil;b. cloropren;c. clorbenzen.

Rezolvare:

a.

b.

c.

16. (A.6.3) Scrieţi ecuaţiile reacţiilor bromurii de propil cu:

a. NaCl / H2O;b. NaOH diluat;c. KOH alcoolic;d. CH3COOAg;e. KCN;f. C2H5OK.

d. Rezolvare:e.

a.

b.

c.

d.

e.

f.

17. (A.6.5) Care din următorii compuşi pot fi obţinuţi direct şi uşor din compuşi halogenaţi? Arătaţi reacţiile ce au loc.

a. HCOOHb. C6H5OHc. C6H5COOHd. CH3CHOe. (C2H5)2NHf. CH3OHg. CH3NO2

h. C6H5CH2OH

Răspuns: Pot fi obţinuţi direct şi uşor din compuşi halogenaţi compuşii a, c, d, e, f, g, h.

Rezolvare:

a.

b.

Fenolul se obţine din halogeno-benzen doar în condiţii foarte energice de temperatură şi presiune.

c.

d.

e.

f.

g.

h.

18. (A.7.1) Scrieţi reacţiile CH3–CH2–OH cu:

a. Na b. NaOH c. C6H5 – COCl / NaOH dil.d. HBr

Denumiţi compuşii rezultaţi.

Rezolvare:

a.

etoxid de sodiu

b. Nu reacţionează.

c.

benzoat de etil

d.

bromură de etil

19. (A.7.5) Sintetizaţi glicerină pornind de la propenă.

Rezolvare:

a.

sau:

b.

20. (A.7.6) Sintetizaţi, pornind de la etenă sau propenă:

a. etanol b. n-propanol c. izopropanol d. alcool n-butilice. alcool izobutilic

Rezolvare:

a.

b.

sau

c.

21. (A.7.7) Scrieţi şi daţi denumirile ştiinţifice ale alcoolilor aciclici izomeri cu formula C5H11OH şi indicaţi numărul de perechi de izomeri optici.

Răspuns: 11 compuşi izomeri, 3 perechi de izomeri optici.

Rezolvare: NE = 0, numai legături simple.

(1)

n-pentanol

(2)

3-metilbutanol (izopentanol)

(3,4)

2-pentanol

(5,6)

2-metilbutanol

(7)

3-pentanol(8)

2,2-dimetilpropanol (neopentanol)

(9,10)

3-metil-2-butanol

(11)

2-metil-2-butanol

22. (A.7.8) Scrieţi şi daţi denumirile ştiinţifice ale alcoolilor ciclici izomeri cu formula C5H9OH şi indicaţi numărul de perechi de izomeri geometrici.

Răspuns: 17 compuşi izomeri, 5 perechi de izomeri geometrici.

Rezolvare:

(1)

hidroxiciclopentan

(2)

α-ciclopropiletanol

(3)ciclobutilmetanol

(4)

1-hidroxi-1-etilciclopropan

(5,6)

1-hidroxi-2-metilciclobutan

(cis şi trans)

(7,8)1-hidroxi-2-etilciclopropan

(cis şi trans)

(9,10)

1-hidroxi-3-metilciclobutan

(cis şi trans)

(11,12)1-hidroxi-1,2-dimetilciclopropan

(cis şi trans)

(13)1-hidroxi-1-metilciclobutan

(14)1-metil-1-metilolciclopropan

(15)

β-ciclopropiletanol(16,17)

1-metilol-2-metilciclopropan

(cis şi trans)

23. (A.8.4) Completaţi ecuaţiile reacţiilor de mai jos şi denumiţi produşii de reacţie:

Rezolvare:

24. (A.8.6) Cum se poate obţine din benzen 4-clor-2-nitroanilină folosind numai substanţe anorganice şi CH3COOH?

Rezolvare:

25. (A.8.8) Să se determine substanţele A, B, C şi D din următorul şir de transformări:

ştiind că D este o amină primară alifatică, care conţine 31,11% N.

a. metan, clorură de metil, acetonitril, etilamină;

b. etan, clorură de etil, propionitril, n-propilamină;

c. etenă, dicloretan, propionitril, etilamină;

d. metan, clorură de etil, acetonitril, metilamină.

Răspuns: a.

Rezolvare:

D are formula generală R – NH2

31,11 g N …………………. 100 g amină

14 g N …………………….. M

M = 45 => R = 29 => R = C2H5

D: C2H5-NH2 etilamină

C: CH3CN acetonitril

B: CH3 – Cl clorură de metil

A: CH4 metan

26. (A.9.1) Indicaţi nomenclatura corectă pentru următorii compuşi:

a. b.

c. d.

e. f.

Rezolvare:a. etilvinilcetonă sau 1-penten-3-onăb. 2-metilciclohexanonă;c. 2,2,4-trimetil-3-hexanonă;d. benzilfenilcetonă;e. formilciclopentan;f. 2-ciclohexenonă

27. (A.9.2) Scrieţi formulele următorilor compuşi:

a. aldehidă salicilică;b. diacetalul acetaldehidei;c. fenilhidrazona acetofenonei;d. oxima metiletilcetonei;e. cianhidrina acetonei;f. baza Schiff a benzaldehidei cu anilina.

Rezolvare:

a. b.

c. d.

e. f.

28. (A.9.3) Pornind de la substanţele înscrise în paranteze şi utilizând reactivii necesari, propuneţi sinteza următorilor compuşi carbonilici:

a. benzaldehidă (benzen);b. acetofenonă (benzen);

c. acid benzoic (1-fenil-1-butenă);d. propiofenonă (acid benzoic);e. tricloracetaldehidă sau cloral (etanol).

Rezolvare:

a.

b.

c.

d.

e.

29. (A.9.4) Arătaţi produşii de reacţie ai acetaldehidei cu următorii reactivi:

a. LiAlH4;b. CH3OH;c. H2O, catalizator H+;

d. NH2−OH;e. H2N−NH−C6H5;f. Br2 în acid acetic.

Rezolvare:

a.

b.

c.

d.

e.

f.

30. (A.9.5) Scrieţi produşii reacţiilor de condensare aldolică şi crotonică a următorilor compuşi:

a. C6H5CHO + CH3CHO;b. CH3CH2CHO + CH3CH2CHO;

Rezolvare:

a.

b.

31. (A.10.1) Denumiţi după normele IUPAC următorii compuşi:

a.

b.

c.

d.

Răspuns:

a.

acid 3-hidroxi-4,4-dimetilhexanoic

b.

3-amino-4-brom-3-metilbutironitril

c.

acid 1,6-hexandioic (acid adipic)

d.

acid pentan-2,4-diinoic

32. (A.10.4) Compuşii izomeri (A şi D) cu formula C8H10 prin oxidare energică cu o soluţie de KMnO4, la cald, în mediu acid, dau următorii produşi:

- din A rezultă B, care la încălzire cu P2O5 se transformă în anhidrida C, cu formula C8H4O3.

- din D se obţine acidul E, C7H6O2 şi compusul F.

Să se determine compuşii.

Rezolvare:

33. (A.10.5) Scrieţi o metodă de obţinere a acidului o-clorbenzoic pornind de la o-nitro-clorbenzen.

Rezolvare :

34. (A.10.9) Scrieţi reacţiile de transformare ale etanolului în propionamidă şi acetamidă.

Rezolvare :

35. (A.10.10) Arătaţi cum pot avea loc transformările:

a.

b.

a.

b.

c.

Rezolvare :

36. (A.13.1) Scrieţi produşii de monoclorurare ai izopentanului, în prezenţă de peroxid de benzoil, indicând produşii majoritari. Scrieţi mecanismul acestei reacţii.

Rezolvare:

Mecanism: SR; de exemplu pentru compusul (1):

a.

b.

c.

Iniţiere:

Propagare:

Întrerupere:

37. (A.13.2) Scrieţi ecuaţiile şi mecanismele reacţiilor dintre:

a. benzen şi clorură de propil;b. etilbenzen şi clor/FeCl3;c. nitrobenzen şi clorură de acetil;d. benzoat de metil şi HNO3/H2SO4;e. fenol şi 1-butenă/H+.

Rezolvare: Sunt reacţii de substituţie electrofilă aromatică:

a.

b.

c.

d.

e.

Mecanismul este similar pentru substituţia în para.

38. (A.13.3) Scrieţi mecanismele reacţiilor de hidroliză ale clorurii de terţ-butil şi clorurii de sec-butil.

Rezolvare:

a.

Mecanism SN1

v = k[(CH3)3C – Cl]

b.

Fiind un derivat halogenat secundar, reacţia poate decurge prin mecanism SN1 (asemănător rezolvării de

la punctul a.) sau SN2:

39. (A.14.3) Completaţi reacţiile de mai jos şi precizaţi care dintre ele sunt regioselective sau stereoselective. Scrieţi mecanismele în aceste cazuri.

a.

propenă + Cl2 →

b.

ciclopentenă + Br2 →

c. 2-butenă + Br2 + CH3OH →

d.

propenă + Br2 + H2O →

Răspuns: b este stereoselectivă iar d este regioselectivă.

Rezolvare:

a.

Adiţia clorului nu este nici regio- nici stereoselectivă.

b.

Reacţia este stereoselectivă.

c.

Deoarece alchena este simetrică, reacţia nu este regioselectivă.

d.

Reacţia este regioselectivă.

40. (A.15.4) Indicaţi care este produsul majoritar la dezhidratarea alcoolului

neopentilic:

a. nu se dezhidratează;b. 2-metil-1-butena;c. 2-metil-2-butena;d. trans-2-metil-2-butena.

Răspuns: c.

Rezolvare:

Reacţia decurge prin mecanism E1. Intermediarul carbocationic primar se transformă prin migrare de carbanion

în carbocation terţiar: