Номер 145, страница 108 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.145. Назовите следующие альдоли и укажите, какие карбонильные соединения вступили в реакцию альдольной конденсации для их образования:

а) Название соединения: 4-гидрокси-4-метилпентан-2-он (диацетоновый спирт). Изображенная в задаче структура, 4-гидроксибутан-2-он, не является классическим продуктом альдольной конденсации (альдолем), так как является γ-гидроксикетоном. Наиболее вероятно, что имелся в виду продукт самоконденсации ацетона, являющийся классическим примером альдольной реакции.
Этот альдоль образуется в результате самоконденсации двух молекул ацетона. Одна молекула ацетона действует как нуклеофил (в виде енолят-иона), а другая — как электрофил. Реакция заключается в атаке енолята ацетона на карбонильный углерод второй молекулы ацетона. Мысленный разрыв связи $C_{\alpha}-C_{\beta}$ (в данном случае, связи C3–C4) в продукте приводит к двум молекулам ацетона.
Ответ: две молекулы ацетона (пропан-2-она).

б) Название соединения: 3-гидрокси-1,3-дифенилпропан-1-он.
Это продукт перекрестной альдольной конденсации (реакции Клайзена-Шмидта). Для его получения необходимо провести реакцию между ацетофеноном ($C_6H_5COCH_3$) и бензальдегидом ($C_6H_5CHO$). Бензальдегид не имеет α-водородных атомов, поэтому он может быть только электрофильным компонентом (акцептором енолята). Ацетофенон предоставляет α-протоны для образования енолят-иона и выступает в роли нуклеофила. Разрыв связи $C_{\alpha}-C_{\beta}$ (связь C2–C3) в продукте дает ацетофенон и бензальдегид.
Ответ: ацетофенон и бензальдегид.

в) Название соединения: 2-(1-гидрокси-2,2-диметилпропил)циклогексанон.
Данное соединение является продуктом перекрестной альдольной конденсации между циклогексаноном и 2,2-диметилпропаналем (пинаколином, $(CH_3)_3CCHO$). Пинаколин, как и бензальдегид, не имеет α-водородных атомов и может выступать только в роли электрофила. Енолят-ион, образующийся из циклогексанона, атакует карбонильный углерод пинаколина. Разрыв связи $C_{\alpha}-C_{\beta}$ (связь между C2 циклогексанонового кольца и боковой цепью) дает исходные карбонильные соединения.
Ответ: циклогексанон и 2,2-диметилпропаналь (пинаколин).

г) Название соединения: 2-(1-гидрокси-1-метилэтил)циклогексанон. Структура, изображенная в задаче, 2-(2-гидроксипропил)циклогексанон, является γ-гидроксикетоном и не может быть получена в одну стадию альдольной конденсации. Вероятно, в условии допущена ошибка, и имелся в виду продукт конденсации циклогексанона и ацетона.
Этот альдоль образуется в результате перекрестной альдольной конденсации между циклогексаноном (источник енолята, нуклеофил) и ацетоном (электрофил). Разрыв связи $C_{\alpha}-C_{\beta}$ (связь между C2 кольца и боковой цепью) в этом предполагаемом продукте приводит к циклогексанону и ацетону.
Ответ: циклогексанон и ацетон (пропан-2-он).

д) Название соединения: 1-(1-гидроксициклопентил)пропан-2-он.
Этот продукт образуется в результате перекрестной альдольной конденсации между ацетоном и циклопентаноном. В данной реакции енолят-ион ацетона (нуклеофил) атакует карбонильный углерод циклопентанона (электрофил). Разрыв связи $C_{\alpha}-C_{\beta}$ (связь между метиленовой группой ацетона и C1 циклопентанового кольца) дает ацетон и циклопентанон.
Ответ: ацетон (пропан-2-он) и циклопентанон.

е) Название соединения: 2-(1-гидроксибут-3-енил)циклогексанон.
Это соединение — продукт перекрестной альдольной конденсации между циклогексаноном и бут-3-еналем ($CH_2=CH-CH_2-CHO$). Енолят-ион циклогексанона (нуклеофил) реагирует с альдегидной группой бут-3-еналя (электрофил). Двойная связь в молекуле бут-3-еналя не участвует в реакции альдольной конденсации. Разрыв связи $C_{\alpha}-C_{\beta}$ (связь между C2 кольца и C1 боковой цепи) приводит к исходным соединениям.
Ответ: циклогексанон и бут-3-еналь.

ж) Название соединения: 5-гидрокси-2,2,4,6-тетраметилгептан-3-он.
Это β-гидроксикетон, продукт перекрестной альдольной конденсации. Чтобы определить исходные вещества, разорвем связь $C_{\alpha}-C_{\beta}$, которая в данном случае является связью C4–C5. Фрагмент с гидроксильной группой ($HO-CH(CH(CH_3)-CH_3)$) происходит от альдегида — 2-метилпропаналя (изобутиральдегида). Фрагмент с карбонильной группой ($-CH(CH_3)C(=O)C(CH_3)_3$) происходит от кетона — 2,4,4-триметилпентан-3-она.
Ответ: 2,4,4-триметилпентан-3-он и 2-метилпропаналь (изобутиральдегид).

з) Название соединения: 2-(циклогексил(гидрокси)метил)циклопентанон.
Данный альдоль является продуктом перекрестной альдольной конденсации между циклопентаноном и циклогексанкарбальдегидом. Енолят циклопентанона выступает в роли нуклеофила, а циклогексанкарбальдегид — в роли электрофила. Разрыв связи $C_{\alpha}-C_{\beta}$ (связь между C2 циклопентанонового кольца и боковой цепью) дает исходные карбонильные соединения.
Ответ: циклопентанон и циклогексанкарбальдегид.