Задачи по органической химии с решениям

ЗАДАЧИ 
ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
С РЕШЕНИЯМИ
5-e издание, электронное
Допущено
советом по химии УМО
по классическому университетскому образованию
в качестве учебного пособия для студентов вузов
обучающихся по специальности «01100 — Химия»
Москва
Лаборатория знаний
2024

УДК 547
ББК 24.2я73
З-15
А в т о р с к и й к о л л е к т и в:
А. Л. Курц, М. В. Ливанцов, А. В. Чепраков, Л. И. Ливанцова,
Г. С. Зайцева, М. М. Кабачник
З-15
Задачи по органической химии с решениями / А. Л. Курц,
М. В. Ливанцов, А. В. Чепраков [и др.]. — 5-е изд., электрон. —
М. : Лаборатория знаний, 2024. — 353 с. — Систем. требования:
Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст :
электронный.
ISBN 978-5-93208-899-9
Учебное пособие содержит задачи по общему курсу органической
химии, которые предлагались студентам 3-го курса химического факультета
МГУ
им. М. В. Ломоносова
в
рейтинговых
контрольных
работах.
Все
задачи снабжены подробными решениями, а там, где это необходимо,
комментариями. Разделы соответствуют программе преподавания основного
курса органической химии на химическом факультете МГУ
. Задачи заметно
различаются по сложности; в решениях учтены условия и реагенты, обычные
при проведении многих ключевых химических превращений. Такой методический прием способствует выработке у студентов самостоятельного подхода
к построению скелета сравнительно сложных органических молекул.
Для студентов вузов, изучающих органическую химию, аспирантов,
преподавателей.
УДК 547
ББК 24.2я73
Деривативное издание на основе печатного аналога: Задачи по органической химии с решениями / А. Л. Курц, М. В. Ливанцов, А. В. Чепраков
[и др.]. — 5-е изд. — М. : Лаборатория знаний, 2024. — 350 с. : ил.
ISBN 978-5-93208-433-5
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений,
установленных
техническими
средствами
защиты
авторских
прав,
правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков
или выплаты компенсации
ISBN 978-5-93208-899-9
© Лаборатория знаний, 2015

ПРЕДИСЛОВИЕ
Несколько лет назад на кафедре органической химии химического
факультета МГУ им. М. В. Ломоносова было принято решение
о введении в учебный процесс рейтинговых контрольных работ. С помощью этих контрольных работ предполагалось достичь нескольких целей: проверить усвоение текущего материала;
научить конструировать и последовательно реализовать схемы
синтеза относительно сложных органических молекул, т. е. уже
на ранних стадиях обучения ознакомить студентов с основными
приемами ретросинтетического анализа, не вводя его в качестве
специального предмета. Фактически предлагаемое читателю пособие преследует те же цели в рамках программы основного курса
органической химии.
Вошедшие в пособие задачи различны по степени сложности,
и мы сознательно приводим решения всех задач с тем, чтобы
продемонстрировать конкретные условия и конкретные реагенты
для проведения тех или иных химических превращений.
Для решения подавляющего большинства задач вполне достаточно знаний, полученных студентами на лекциях, семинарах
и коллоквиумах в рамках университетской программы по органической химии. По нашему мнению, систематическое решение
подобного рода задач поможет студентам лучше усвоить основной материал общего курса органической химии и, кроме того,
овладеть стратегией синтеза относительно сложных органических
молекул, в основе которой положен прием расчленения их скелета
на более простые составляющие фрагменты (ретросинтетический
анализ).
При желании многие задачи легко могут быть разделены на
несколько частей, упрощены или усложнены, что делает материал
пособия весьма полезным при составлении контрольных работ
различного уровня. Часть задач взята из оригинальной химической

Предисловие
литературы, но большинство составлено нами на основе реальных
химических процессов.
Пособие предназначено прежде всего для студентов химических факультетов университетов, особенно для тех, кто намерен
стать химиками-органиками, и, конечно же, для преподавателей
и аспирантов тех вузов, где органическая химия входит в число
основных учебных курсов.
По нашему мнению, этот задачник будет полезным и необходимым дополнением к учебнику Реутов О. А., Курц А. Л., Бутин К. П. «Органическая химия». В 4-х томах. — M.: Лаборатория знаний.
Авторы с благодарностью примут от коллег конструктивные
замечания и предложения.

ОБОЗНАЧЕНИЯ
CH3
CH3
C
N N
C
C N
AIBN или
АБИБН
азобис(изобутиронитрил)
N C
CH3
CH3
B H
9-BBN
9-борабициклононан
вторвторичный
ДИБАЛ-Н
диизобутилалюминийгидрид
[(CH3)2CHCH2]2AlH
ДМСО
диметилсульфоксид
Me2S
O
ДМФА
диметилформамид
HC(O)NMe2
iизоLDA или ЛДА
диизопропиламид лития
[(CH3)2CH]2NLi
ннормальный
O
NBS
N-бромсукцинимид
NBr
O
ПФК
полифосфорная кислота
H3PO4 · P4O10
P-2-Ni
коллоидальный никель
Ni[OC(O)CH3]2/
NaBH4/C2H5OH/
NH2CH2CH2NH2

Обозначения
Py
пиридин
C5H5N
Sia2BH
дисиамилборан
[(CH3)2CHCH(CH3)]2BH
t
нагревание
трет-, tтретичный
ТГФ
тетрагидрофуран
O
ТГП
тетрагидропиранил-2
O
ТМЭДА
тетраметилэтилендиамин
Me2NCH2CH2NMe2
ТЭБА-Cl
ТЭБАХ

хлорид триэтилбензиламмония
(C2H5)3N(CH2C6H6)Cl
TsCl
тозилхлорид
4-CH3C6H4SO2Cl
TfOтрифлат
CF3SO2
O

ЗАДА
ЧИ
Глава 1
АЛКАНЫ, АЛКЕНЫ, АЛКИНЫ, ДИЕНЫ
1-1.
Какие
продукты
образуются
при
присоединении
к
ClCH CHOC2H5 HCl (а)
или Br2 в присутствии меченого
LiBr∗(б)?
1-2.
Какие продукты образуются при присоединении HCl (а) или
Br2 в присутствии меченого LiBr∗(б) к следующим соединениям:
CF3CH CHCH(CH3)2
[A]
CH3CH CHCOOH
[Б]
1-3.
Из транс-бутена-2 и других необходимых реагентов получите мезо-С4Н8D2. Приведите клиновидную проекцию для этого
продукта и стандартную формулу Фишера (расположите углеродную цепь по вертикали). Дайте R,S-обозначения асимметрическим
центрам.
1-4.
Исходя из цис-стильбена (цис-1,2-дифенилэтилена), получите мезо- и d,l- формы 1,2-дифенилэтан-1,2-диола. Приведите
проекции Фишера (наиболее длинная углеродная цепь по вертикали) всех стереоизомеров, дайте R,S-обозначения асимметрическим
центрам.
1-5.
Какое соединение образуется в результате следующих превращений? Назовите конечный продукт по систематической номенклатуре ИЮПАК с учетом стереохимии.
O
O
(CH3)2CHC CH
1.
B
H
/ТГФ
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
2. Br2/MeONa/MeOH/0
◦C
1-6.
Превратите
транс-1,2-дифенилэтилен
(транс-стильбен)
в
мезои
d,l-1,2-дифенил-этандиолы-1,2.
Для
полученных
Вами
диолов
приведите
проекции
Фишера
(углеродная
цепь
расположена
по
вертикали)
и
дайте
R,S-обозначения
асимметрическим центрам.

Задачи
1-7.
Из ацетилена, этилбромида и других необходимых реагентов
получите мезо-гександиол-3,4. Приведите клиновидную проекцию
для этого продукта и стандартную формулу Фишера (расположите
углеродную цепь по вертикали). Дайте R,S-обозначения асимметрическим центрам.
1-8.
Какие продукты образуются при присоединении ICl (а)
или Hg(OAc)2 в метаноле (с последующим демеркурированием) (б) к следующим соединениям:
CH2
CHCOOEt
[A]
1-фенилциклогексен
[Б]
1-9.
Какое строение (с учетом стереохимии) будет иметь основной продукт взаимодействия (2Z)-1,1,1-трифтор-2,3-диметилпент2-ена с Br2/H2O? Напишите для него стандартные (наиболее длинная углеродная цепь по вертикали) стереохимические проекции
Фишера и дайте R,S-обозначения асимметрическим центрам.
1-10.
Напишите все ациклические (не содержащие циклов) изомерные соединения, отвечающие молекулярной формуле С4Н8.
Какие из них при обработке Hg(OAc)2/H2O с последующим восстановлением продукта NaBH4 образуют одно и то же соединение
состава C4H10O? Какое строение имеет этот кислородсодержащий
продукт? Возможно ли его получение в указанных условиях
в оптически активной форме?
1-11.
Какие продукты образуются при присоединении HCl (а) или
Cl2 в воде (б) к следующим соединениям:
N CCH CHOCH3
[A]
EtCH CHPh
[Б]
1-12.
Предложите механизм следующих превращений.
CH3
а)
CH3
CH3
OH
H2SO4
−
−
−
−
C
H3
C
H3
CH3
CH2CH3
б) (CH3)2CH CH CH2
H2SO4/H2O
−
−
−
−
−
−
−(CH3)2C
OH
1-13.
Предложите метод синтеза эритро-1-бромбутандиола-2,3
из ацетилена, метилиодида и любых других реагентов.

1. Алканы, алкены, алкины, диены
9
1-14.
Предложите химические способы превращения транс-децена-5 в цис-децен-5.
1-15.
Используя любые необходимые реагенты, превратите метиленциклопентан в следующие соединения:
OH
OH
CH3
CH2OH
CH3
[В]
[Б]
[А]
1-16.
Как осуществить следующие превращения?
CH
CH3
CH3
OH
−
−
CH
CH3
CH2 −
−
CH2
CH3
CH2OH
Число стадий в обоих случаях может быть любым.
1-17.
Как
осуществить
превращение
метиленциклопентана
а) в 1-метилциклопентанол, б) в транс-2-метилциклопентанол.
Используйте произвольное число стадий и любые реагенты.
1-18.
Из ацетилена, пропилена и других необходимых реагентов
получите Z,Z- и E,E-декадиены-4,6.
1-19.
Из фенилацетилена, бутена-2 и других необходимых реагентов получите (Е,Е)-1,3-дидейтеро-1-фенилгексадиен-1,3.
1-20.
Исходя из
14C-пропанола-1, меченного по всем атомам
углерода, и любых других реагентов, не содержащих 14С, получите
(E)-2-бромгексен-2, все атомы углерода которого мечены 14С.
1-21.
Углеводород С5Н10 [А] вступает в следующие реакции:
A KMnO4, H
−
−
−
−
−
−
−
−
−
две кислоты
A Br2/CCl4
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Б (трео-форма)
A 1. OsO4
−
−
−
−
−
−
−
−
−
2. NaHSO3/H2O
B (эритро-форма)
Напишите уравнения реакций и структурные формулы А, Б и В,
а для соединений Б и В также стандартные проекции Фишера.

Задачи
1-22.
Углеводород С8Н16 [А] вступает в следующие реакции:
A 1. O3
−
−
−
−
−
−
−
−
2. Ph3P
Б (единственный кетон)
A Br2,CCl4
−
−
−
−
−
−
−
−
B (мезо-форма)
A 1. BH3
−
−
−
−
−
−
−
−
2. H2O2,HO
Г (рацемат)
Напишите уравнения реакций и структурные формулы А, Б, В и Г,
а для соединений В и Г также стандартные проекции Фишера.
1-23.
Получите
1-(дейтерометил)циклопентен
из
1-(хлорметил)циклопентана и неорганических реагентов.
1-24.
Предложите схему синтеза 3,4-дидейтеро-2-метил-2-этоксибутана из 2-метилбутена-2, этанола и любых неорганических
реагентов.
1-25.
При обработке пентен-4-ола-1 бромом в четыреххлористом
углероде образовалось вещество с брутто-формулой C5H9BrO.
Напишите структурную формулу этого вещества и предложите
возможный механизм его образования.
1-26.
Предскажите структурную формулу продукта A и предложите механизм его образования:
CH2OH
C
CH3
CH2CH CH2
1. (CF3COO)2Hg/ТГФ
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
2. NaBH4
C7H14O2
[А]
CH2OH
Сколько пространственных изомеров возможно для А?
1-27.
При обработке гептадиена-1,6 бромной водой образовалось
вещество следующего строения:
O
Br
Br
Предложите возможный механизм реакции.
1-28.
Из бутена-2, метилбромида и любых других необходимых
реагентов получите цис- и транс-изомеры пентена-2.