Umění ben(zenu) - 10 bodů
Umění ben(zenu) - 10 bodů
Při řešení této úlohy je vhodné si uvědomit, jakou roli hraje sterický
efekt, který mnohdy nedovolí, aby na sousedících atomech uhlíků
byly objemné skupiny. A ruku v ruce s tím souvisejí ortho-para a
meta dirigující skupiny, které ovlivňují substituci benzenového
jádra do vyšších stupňů. Nezapomeňte také na skupiny snadno
odstupující z arenů. Typickým příkladem je sulfonová skupina,
která může být poměrně snadno nahrazena jinou elektrofilní
skupinou. Bylo by také dobré se zmínit o stabilitě karbokationtů,
které formálně vznikají odtržením vodíkového aniontu z molekuly
uhlovodíku a jejichž stabilita klesá v pořadí terciární > sekundární >primární karbokationt. Velmi
často u nich potom dochází k vnitřním
přesmykům atomu vodíku za vzniku stabilnějšího karbokationtu.
Pokud není uvedeno jinak, napište reakční schémata a produkty
pojmenujte. Několik důležitých poznámek a otázek:
1. Navrhněte maximálně pětistupňovou syntézu 1,2-
dibrombenzenu. Přímou bromací benzenu získáme tento produkt
ze sterických důvodů jen v malém množství. Nápověda: Volte
správnou dobře odstupující skupinu.
2. a + b) Friedl-Craftsovou alkylací se připraví látka
A, jejíž kysele
katalyzovanou oxidací vznikají dva důležité technické produkty,
tříuhlíkaté
B a šestiuhlíkaté
C.B a
C se touto reakcí dokonce
vyrábějí průmyslově
c) Sulfonací
C při 100 °C a následnou nitrací (max. 40 °C) se
připraví žlutá krystalická látka
D, která je silnou Brönstedovou
kyselinou (
pKA = 0,4) - vysvětlete proč. Jakou má D chuť? A co její praktické využití?
3. a) Destrukční oxidace na katalyzátoru V2O5 při 400 °C vede na anhydrid, který hydrolýzou poskytuje čtyřuhlíkatou kyselinu E.
b) Reakcí E s CH3COOOH a následnou hydrolýzou vzniklého meziproduktu získáme F. Vzniká směs dvou izomerů F, která nestáčí rovinu polarizovaného světla. Uveďte Fischerovy vzorce obou vznikajících izomerů F.
c) Reakcí E s KMnO4 v kyselém prostředí vzniká látka G. Je látka G opticky aktivní? Uveďte její Fischerův vzorec.
d) Ozonolýzou následovanou redukcí zinkem ve vodné kyselině octové získáme látku H.
4. Varem hexakarbonylchromu v nadbytku benzenu se získá organokovová sloučenina I. Jaké jídlo připomíná struktura této látky?
5. a + b) reakcí s butan-1,3-dienem se získá látka J, jejíž hydrogenací (kat. Ni, 200 °C) dostaneme produkt K. Tato látka může být získána jako kinetický (tj. stálý při nižších teplotách, snadněji a rychleji vznikající) nebo termodynamický produkt. Přiřaďte prostorové vzorce oběma produktům, pojmenujte je jak systematicky, tak i triviálně.
6. c) Sloučenina N je přírodní barvivo.
d) Reakce probíhá za nízké teploty. Co by vzniklo zahřátím roztoku?
e) Reakcí s 2-hydroxynaftalenem v kyselém prostředí vzniká oranžové barvivo P. Co způsobuje barevnost sloučeniny P?