Номер 210, страница 123 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.210. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие цепочки превращений:

а) уксусная кислота ⟶ хлорангидрид уксусной кислоты ⟶ метилфенилкетон;

б) пропионовый ангидрид ⟶ пропионат натрия ⟶ пропионовая кислота;

в) толуол ⟶ бензойная кислота ⟶ хлорангидрид бензойной кислоты;

г) бутанол-1 ⟶ масляная кислота ⟶ бутират натрия ⟶ ангидрид масляной кислоты;

д) этанол ⟶ уксусная кислота ⟶ этилацетат ⟶ ацетат натрия ⟶ метан;

е) бутин-1 ⟶ пропионовая кислота ⟶ метилпропионат ⟶ пропанол-1;

ж) бутаноат натрия ⟶ масляный ангидрид ⟶ этилбутират ⟶ бутанамид.

а) 1. Получение хлорангидрида уксусной кислоты (ацетилхлорида) при реакции уксусной кислоты с тионилхлоридом:

$CH_3COOH + SOCl_2 \rightarrow CH_3COCl + SO_2 \uparrow + HCl \uparrow$

2. Ацилирование бензола ацетилхлоридом по реакции Фриделя-Крафтса для получения метилфенилкетона (ацетофенона):

$CH_3COCl + C_6H_6 \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5COCH_3 + HCl$

Ответ: $CH_3COOH + SOCl_2 \rightarrow CH_3COCl + SO_2 + HCl$; $CH_3COCl + C_6H_6 \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5COCH_3 + HCl$.

б) 1. Гидролиз пропионового ангидрида в щелочной среде (реакция с гидроксидом натрия) с образованием пропионата натрия:

$(CH_3CH_2CO)_2O + 2NaOH \rightarrow 2CH_3CH_2COONa + H_2O$

2. Получение пропионовой кислоты действием сильной кислоты (например, соляной) на пропионат натрия:

$CH_3CH_2COONa + HCl \rightarrow CH_3CH_2COOH + NaCl$

Ответ: $(CH_3CH_2CO)_2O + 2NaOH \rightarrow 2CH_3CH_2COONa + H_2O$; $CH_3CH_2COONa + HCl \rightarrow CH_3CH_2COOH + NaCl$.

в) 1. Окисление толуола перманганатом калия в кислой среде до бензойной кислоты:

$5C_6H_5CH_3 + 6KMnO_4 + 9H_2SO_4 \rightarrow 5C_6H_5COOH + 3K_2SO_4 + 6MnSO_4 + 14H_2O$

2. Получение хлорангидрида бензойной кислоты (бензоилхлорида) при реакции бензойной кислоты с тионилхлоридом:

$C_6H_5COOH + SOCl_2 \rightarrow C_6H_5COCl + SO_2 \uparrow + HCl \uparrow$

Ответ: $5C_6H_5CH_3 + 6KMnO_4 + 9H_2SO_4 \rightarrow 5C_6H_5COOH + 3K_2SO_4 + 6MnSO_4 + 14H_2O$; $C_6H_5COOH + SOCl_2 \rightarrow C_6H_5COCl + SO_2 + HCl$.

г) 1. Окисление бутанола-1 до масляной (бутановой) кислоты сильным окислителем (перманганатом калия) в кислой среде:

$5CH_3(CH_2)_2CH_2OH + 4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3(CH_2)_2COOH + 2K_2SO_4 + 4MnSO_4 + 11H_2O$

2. Нейтрализация масляной кислоты гидроксидом натрия для получения бутирата натрия:

$CH_3(CH_2)_2COOH + NaOH \rightarrow CH_3(CH_2)_2COONa + H_2O$

3. Получение масляного ангидрида при реакции бутирата натрия с тионилхлоридом:

$2CH_3(CH_2)_2COONa + SOCl_2 \xrightarrow{t} (CH_3(CH_2)_2CO)_2O + 2NaCl + SO_2$

Ответ: $5CH_3(CH_2)_2CH_2OH + 4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3(CH_2)_2COOH + 2K_2SO_4 + 4MnSO_4 + 11H_2O$; $CH_3(CH_2)_2COOH + NaOH \rightarrow CH_3(CH_2)_2COONa + H_2O$; $2CH_3(CH_2)_2COONa + SOCl_2 \xrightarrow{t} (CH_3(CH_2)_2CO)_2O + 2NaCl + SO_2$.

д) 1. Окисление этанола до уксусной кислоты перманганатом калия в кислой среде:

$5C_2H_5OH + 4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3COOH + 2K_2SO_4 + 4MnSO_4 + 11H_2O$

2. Реакция этерификации уксусной кислоты с этанолом в присутствии кислотного катализатора для получения этилацетата:

$CH_3COOH + C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$

3. Щелочной гидролиз (омыление) этилацетата с образованием ацетата натрия:

$CH_3COOC_2H_5 + NaOH \xrightarrow{t} CH_3COONa + C_2H_5OH$

4. Декарбоксилирование ацетата натрия сплавлением с натронной известью (реакция Дюма) для получения метана:

$CH_3COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, t} CH_4 \uparrow + Na_2CO_3$

Ответ: $5C_2H_5OH + 4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3COOH + 2K_2SO_4 + 4MnSO_4 + 11H_2O$; $CH_3COOH + C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4, t} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$; $CH_3COOC_2H_5 + NaOH \xrightarrow{t} CH_3COONa + C_2H_5OH$; $CH_3COONa + NaOH \xrightarrow{CaO, t} CH_4 \uparrow + Na_2CO_3$.

е) 1. Окислительное расщепление бутина-1 перманганатом калия в кислой среде до пропионовой кислоты и диоксида углерода:

$5CH \equiv C-CH_2CH_3 + 8KMnO_4 + 12H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3CH_2COOH + 5CO_2 \uparrow + 4K_2SO_4 + 8MnSO_4 + 12H_2O$

2. Реакция этерификации пропионовой кислоты с метанолом для получения метилпропионата:

$CH_3CH_2COOH + CH_3OH \xrightarrow{H^+} CH_3CH_2COOCH_3 + H_2O$

3. Восстановление метилпропионата алюмогидридом лития до пропанола-1:

$CH_3CH_2COOCH_3 \xrightarrow{1. LiAlH_4 \quad 2. H_2O} CH_3CH_2CH_2OH + CH_3OH$

Ответ: $5CH \equiv C-CH_2CH_3 + 8KMnO_4 + 12H_2SO_4 \rightarrow 5CH_3CH_2COOH + 5CO_2 + 4K_2SO_4 + 8MnSO_4 + 12H_2O$; $CH_3CH_2COOH + CH_3OH \xrightarrow{H^+} CH_3CH_2COOCH_3 + H_2O$; $CH_3CH_2COOCH_3 \xrightarrow{1. LiAlH_4 \quad 2. H_2O} CH_3CH_2CH_2OH + CH_3OH$.

ж) 1. Получение масляного (бутанового) ангидрида из бутаноата натрия при реакции с тионилхлоридом:

$2CH_3(CH_2)_2COONa + SOCl_2 \xrightarrow{t} (CH_3(CH_2)_2CO)_2O + 2NaCl + SO_2$

2. Реакция масляного ангидрида с этанолом с образованием этилбутирата и масляной кислоты:

$(CH_3(CH_2)_2CO)_2O + C_2H_5OH \rightarrow CH_3(CH_2)_2COOC_2H_5 + CH_3(CH_2)_2COOH$

3. Аммонолиз этилбутирата (реакция с аммиаком) для получения бутанамида:

$CH_3(CH_2)_2COOC_2H_5 + NH_3 \xrightarrow{t} CH_3(CH_2)_2CONH_2 + C_2H_5OH$

Ответ: $2CH_3(CH_2)_2COONa + SOCl_2 \xrightarrow{t} (CH_3(CH_2)_2CO)_2O + 2NaCl + SO_2$; $(CH_3(CH_2)_2CO)_2O + C_2H_5OH \rightarrow CH_3(CH_2)_2COOC_2H_5 + CH_3(CH_2)_2COOH$; $CH_3(CH_2)_2COOC_2H_5 + NH_3 \xrightarrow{t} CH_3(CH_2)_2CONH_2 + C_2H_5OH$.