Обязательный тур (одиннадцатый класс решения)
Задача 11-1
Определим элемент X.
Пусть состав Y2 = X2On (в Y2
больше всего (O)) , тогда ,откуда M(X)=3,0n.
Подходит только n=4, X-углерод.
Тогда:
Соединение | Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | Y5 |
Простейшая формула | CO | CO2 | C4O5 | C4O3 | C3O2 |
Очевидно, что вещество A (реакция сгорания которого используется довольно широко и которое способно тримеризоваться различными способами) – ацетилен.
Задача 11-2
Углеводороды А и В имеют формулу СxHy,
тогда n(С):n(H) = 93,7/12:6,3/1 = 1,24:1 5:4, т.е.
простейшая формула не удовлетворяет описанным в
условии задачи превращениям. Удвоение формулы
приводит к соединению С10Н8. Для
одного из изомеров (А) можно предложить структуру
нафталина. Это подтверждается тем, что на холоду
нафталин действительно нитруется азотной
кислотой с образованием мононитропроизводного
(С), а в более жестких условиях (нитрующая смесь) -
динитропроизводного (D), в котором содержание
азота действительно составляет 12,84%. Введение
первой нитрогруппы дезактивирует бензольное
кольцо, и вторая группа вступает в незамещенное
кольцо с образованием преимущественно
1,5-динитронафталина.
Возможность получения продуктов замещения (соединение Е - изомер С) позволяет предположить для В также ароматическую структуру. Однако гораздо более мягкие условия ароматического замещения допускают предположение, что ароматичность обеспечивается не бензольными кольцами, а скорее полностью сопряженной системой конденсированных пяти- и семичленных колец. (структура В1). В случае полного переноса заряда из семичленного кольца в пятичленное (структура В2) возникает комбинация двух ароматических систем - циклопентадиенил-аниона и катиона тропилия. Этот углеводород называется азуленом. Под действием сильных кислот протонирование азулена протекает по несущему частичный отрицательный заряд пятичленному кольцу (по нему же направляется атака электрофила при ароматическом замещении) с образованием мезомерного иона ВН+. При разбавлении водой депротонирование ВН+ приводит снова к азулену.
Нитрование - реакция электрофильного замещения, и при действии мягких нитрующих агентов в апротонной среде происходит образование нитроазулена (Е).