Олімпіадна задача №4. Хлоропохідна
Речовина А – монохлоропохідна насиченого вуглеводню (масова частка хлору 38,38%). При дії на А трет-бутилату калію в диметилсульфоксиді утворюються три ізомерні газуваті вуглеводні B, C і D. Якщо розчин цих трьох газів обробити реагентом Y (масова частка хлору 45,81%), то можна виділити E (не містить хлору) та F (масова частка хлору 33,33%). ПМР спектр F містить квартет (1Н), синглет (3Н) та дублет (3Н) сигналів, а в ПМР спектрі Е є сигнали чотирьох типів протонів.
1. Встановіть речовини А–F та напишіть рівняння реакцій.
2. Визначте реагент Y, якщо відомо, що
а) в молекулі Y два атоми хлору;
б) на нейтралізацію червоногарячого розчину, що утворюється при взаємодії 1 моль Y з водою, йде 4 моль NaOH.
3. Запропонуйте механізми реакцій отримання E та F з B та D відповідно.
Молярна маса А становить 92,5 г/моль, що відповідає сполуці C4H9Cl.
З утворення трьох газів випливає, що А – це 2-хлоробутан. Тоді B, C, D – бутен-1, цис- та транс-бутени-2. ПМР спектр F свідчить про присутність групи -СHCl-CH3. Розрахувавши молярну масу (106,5 г/моль), приходимо до формули F: СН3-СО-СHCl-CH3.
Сполука Е – це СН2=СН-CO-СН3. У ПМР-спектрі Е олефінові протони дають три окремі сигнали. Сполука Е утворюється як продукт окиснення СН2-групи, активованої кратним зв’язком.
2. Молярна маса сполуки Y М(Y) = 71 / 0,4581 = 155 (г/моль). З урахуванням хімічних властивостей Y приходимо до висновку, що це – CrO2Cl2.
3. Механізм утворення речовини E полягає в окисненні активованої кратним зв’язком СН2-групи в сполуці В. В сполуках C та D метиленова група відсутня, внаслідок чого тут відбувається електрофільне приєднання CrO2Cl2 по кратному зв’язку з наступним окисненням до F.
