Lista 23. - Syntezy organiczne
Zadanie 1. W reakcji CH3COCH2Cl z CS(NH2)2 powstaje pięcioczłonowy związek heterocykliczny podstawiony grupą metylową i grupą zawierającą heteroatom. Zaproponuj dwie drogi syntezy z powyższych związków i określ, w której z syntez otrzymasz związek mający słabe właściwości kwasowe, reagujący z solami metali ciężkich.
Zadanie 2. Zaproponuj syntezę:
a) cykloheksyloaminy z cykleheksanolu.
b) kwasu benzoesowego z aniliny.
c) kwasu antranilowego z ksylenu.
d) floroglucyny z trotylu.
Zadanie 3. Zaproponuj syntezę:
a) oranżu nitroaniliniowego (powstającego przez sprzęganie 2-naftolu z m-nitroaniliną).
b) oranżu I (powstającego przez sprzęganie kwasu sulfanilowego z 1-naftolem).
Produktami wyjściowymi w obu przypadkach są benzen i naftalen.
Zadanie 4. Mając do dyspozycji benzen i etanol jako jedyne związki organiczne oraz dowolne związki nieorganiczne zaproponuj metodę otrzymywania:
a) kwasu benzoesowego.
b) p-chlorostyrenu.
c) acetofenonu.
Zadanie 5. Mając do dyspozycji benzen i toluen oraz dowolne substancje nieorganiczne zaproponuj metodę otrzymywania:
a) p-bromonitrobenzenu.
b) m-bromonitrobenzenu.
c) m-bromochlorobenzenu.
d) 1-chloro-3,5-dinitrobenzenu.
e) m-nitrobenzofenonu.
f) chlorku p-benzoilu.
Zadanie 6. Zaproponuj metodę otrzymywania cyklodekanonu z naftalenu. Poza nim dysponujesz tylko odczynnikami nieorganicznymi.
Zadanie 7. Zaproponuj syntezę sulfaguanidyny - środka stosowanego w leczeniu biegunek - z aniliny i chlorku acetylu jako jedynych substratów organicznych oraz dowolnych odczynników nieorganicznych.
Sulfaguanidyna
Zadanie 8. Podczas reakcji cyklizacji, do której użyto 6 g glioksalu, 10 g 40-procentowego roztworu metanalu, 2,5 dm3 amoniaku (warunki normalne) i 25 g 10-procentowego roztworu metyloaminy, powstaje mieszanina imidazolu i N-metyloimidazolu w stosunku 3:1. Oblicz liczbę moli cząsteczek N-metyloimidazolu otrzymanego w wyniku reakcji cyklizacji przy złożeniu, że stopień przereagowania jest równy 1.
Zadanie 9. Zaproponuj metodę otrzymywania 1,2,3-trimetylobenzenu, jeżeli dysponujesz chlorometanem i dowolnymi związkami organicznymi, a związkiem wyjściowym jest naftalen.
Zadanie 10. Nitrometan można otrzymać w ciągu następujących przemian:
CH2ClCOOH + NaOH → CH2ClCOONa + H2O
CH2ClCOONa + NaNO2 → CH2NO2COONa + NaCl
CH2NO2COONa + H2O → CH3NO2 + NaHCO3
Każdemu z powyższych etapów towarzyszą procesy konkurencyjne: reakcji zobojętniania kwasu chlorooctowego towarzyszy reakcja tworzenia hydroksyoctanu sodu, reakcji tworzenia nitrozwiązku - reakcja powstania azotynowej pochodnej, reakcji rozkładu termicznego towarzyszy zaś częściowy rozkład nitrometanu.
Do reakcji użyto 50 g kwasu chlorooctowego, który zobojętniono za pomocą 25 g NaOH do odczynu słabo zasadowego i dodano 28 g NaNO2. Po zainicjowaniu reakcji rozkładu w temperaturze 80°C wydestylowano 10 g czystego nitrometanu. Oblicz sumaryczną wydajność procesu oraz wydajność końcowego procesu termicznego rozkładu nitroooctanu sodu. Dla uproszczenia przyjmij, że proces konkurencyjny w etapie I zachodzi dopiero przy nadmiarze NaOH oraz że azotan(III) użyty w niedomiarze wytwarza wyłącznie nitropochodną.