№1.С помощью каких реакций можно осуществить превращения по схеме:

СН₄ → СН₃Br → С₂Н₆ → С₂Н₅Cl → С₂Н₅ОН →

→ СН₃ СОН → СН₃СООН → СН₃СООС₂Н₅

Решение.

        1. Для введения атома галогена в молекулу углеводорода можно воспользоваться реакцией радикального хлорирования:

          _hv                                                       СН₄ + Br₂ → CH₃Br + HBr

2. Один из вариантов, приводящих от галогенпроизводного к предельному углеводороду с большим числом углеродных атомов, реакция с металлическим натрием (реакия Вюрца)

2 CH₃Br + 2 Na → H₃C – CH₃  + 2 NaBr

                                          свет

    3.  C₂H₆ + Br₂ → CH₃CH₂Br + HBr

1.      Для превращения галогенпроизводного в спирт  необходимо заменить атом галогена в молекуле на гидроксильную группу, что можно сделать, осуществив реакцию нуклеофильного замещения (гидролиз в щелочной среде):

                                H₂O

С₂Н₅Cl + KOH → C₂H₅OH + KCl

5. Для того чтобы превратить спирт в альдегид (см. свойства спиртов или получение карбонильных соединений), нужно увеличить степень окисления атома углерода при функциональной группе, т.е. подействовать мягким (не разрушающих молекулу) окислителем:

                           _t

C₂H₅OH + CuO → CH₃ – CHO + Cu + H_2O

6. Дальнейшее окисление (см. свойства карбонильных соединений или способы получения карбоновых кислот) приведет к преобразованию альдегидной группы в карбоксильную:

                                      _t

CH₃ – CHO +2Cu(OН)₂ → CH₃ – COOH + Cu₂O+2H₂O

7. Реакции карбоновых кислот со спиртами приводят к образованию сложных эфиров:

                                  H⁺

 CH₃ – COOH + HO – CH₂ – CH₃ → CH₃ – COO – CH₂ – CH₃ + H₂O

№2. С помощью каких реакций можно осуществить превращения по схеме:

СН₃СООNa→CH₃ – CH₃→CH₂=CH₂→ CH₂Br– CH₂Br → CH≡CH→KOOC  – COOK

Решение.

1. Для получения этана из ацетата натрия воспользуемся синтезом Кольбе: электролизом водного раствора соли карбоновой кислоты (см. способы получения алканов):               эл-з
2.  2СН₃СООNa + 2Н₂О → CH₃ – CH₃+Н₂O   +2NaHCO₃

2.     Для превращения этана в этен осуществим реакцию дегидрирования:

                                      _t,Ni

                      CH₃ – CH₃ → CH₂=CH₂ + Н₂

3.     Для получения дигалогеналкана  из алкена воспользуемся реакцией бромирования:

                  CH₂=CH₂ +Br₂→ CH₂Br– CH₂Br

4.     Для получения этина из дибромэтана необходимо осуществить реакцию дегидрогалогенирования, для этого используют спиртовый раствор КОН:                                     

            CH₂Br– CH₂Br +2 КОН_{спирт. р-р}→ CH≡CH +2 КВr +2Н₂О

5.     Этин обесцвечивает водный раствор KMnO₄:

          3CH≡CH +8KMnO₄→3KOOC  – COOK +8MnO₂ +2КОН +2Н₂О

    Введение в молекулу четырех атомов кислорода соответствует потере 8 электронов, поэтому перед MnO₂ cтавим коэффициент 8. Mn меняет степень окисления от +7 до +4, что соответствует приобретению 3- х  электронов, поэтому перед органическим веществом ставим коэффициент 3.

 Обратите внимание на уравнения реакций 1 и 5: синтез Кольбе и окисление алкинов водным раствором перманганата калия.

Примечание:

В кислой среде перманганат-ион восстанавливается до Mn²⁺, а этин окисляется до щавелевой кислоты:

5CH≡CH +8KMnO₄ +12H₂SO₄ →5HOOC  – COOH +8MnSO₄ +4К₂SO₄ +12Н₂О