Цепочки реакций по органической химии

Общая информация о задании:

1. Перед Вами цепочка уравнений. Каждая стрелочка означает одну реакцию. Над стрелочкой написано, что нужно добавить, а также условия протекания реакций.
2. Чтобы получить один балл за реакцию, нужно правильно написать реакцию (реагенты и продукты), а также расставить коэффициенты. Условия прохождения реакций можно писать в том случае, если Вы уверены в их правильности. Если условия прохождения реакции написаны неправильно, реакцию не зачтут.
3. За полностью правильно выполненное задание можно получить 5 первичных баллов.

Анализ задания:

1. В первом превращении бутадиен-1,3 () взаимодействует с двумя молекулами водорода, происходит присоединение атомов водорода, в результате чего кратные связи разрушаются и образуется вещество Х₁ - бутан:

 

2. Во втором превращении из бутана следует получить 2-метилпропан. Это возможно в процессе реакции изомеризации.

Реакция изомеризации - реакция, в ходе которой молекула превращается в другую молекулу, имеющую ту же самую молекулярную формулу, но иную структуру или пространственное расположение атомов. Продукт такой реакции является изомером исходного соединения.

При изомеризации бутана образуется 2-метилпропан:

 

3. В третьем превращении 2-метилпропан вступает в реакцию бромирования на свету. В результате этой реакции атом водорода у второго атом углерода замещается на галоген, образуется вещество Х₂ - 2-бром-2-метилпропан:

 

4. В четвертом превращении вещество X₂ , или 2-бром-2-метилпропан вступает в реакцию с КОН_{(спирт.p-p)}, в результате чего отщепляется атом брома и атом водорода от соседнего атома углерода, образуя соль (металл+галоген) и воду (водород+гидроксогруппа). Между атомами С, от которых отщеплялись галоген и водород, образуется двойная связь, и мы получаем вещество Х₃ - 2-метилпропен:

 

5. В пятом превращении полученный 2-метилпропен вступает в реакцию с перманганатом калия в кислой среде. КMnO₄ является сильным окислителем, а 2-метилпропен (а точнее атомы углерода при двойной связи) восстановителем, следовательно, протекает окислительно-восстановительная реакция, которая приводит к полному разрыву двойной связи и образованию ацетона и углекислого газа (жесткое окисление).

Также, чтобы правильно написать реакцию, мы должны помнить продукты перехода перманганата калия в различных средах:

Запишем уравнение реакции:

Так как это ОВР, то для её уравнивания следует составить электронный баланс (писать в чистовик его не нужно):

Два атома углерода, являясь восстановителями, отдают 8 электронов, а марганец, как окислитель, принимает 5 электронов: