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.






Y1- CO – линейное строение / моноокись углерода
Y2- CO2 – линейное строение / двуокись углерода
Y3- C4O5 – плоское строение / ангидрид диоксоянтарной кислоты
Y4- C12O9 – плоское строение / ангидрид мелитовой кислоты
Y5- C3O2 – линейное строение / недоокись углерода

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).