РУҚА
32

Решение: Генетическая связь органических веществ

ЕГЭ · Химия · Задание 32 · Кислородсодержащие органические вещества
ВысокаяФИПИ9998DEРазвёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

$\mathrm{CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_2OH} \rightarrow X_1 \rightarrow X_2 \xrightarrow[ t^\circ]{\mathrm{KMnO_4,\ H_2SO_4}} \mathrm{CH_3-CH_2-COOH} \rightarrow X_3 \rightarrow \mathrm{CH_3-CH(NH_2)-COOH}$

При написании уравнений реакций указывайте преимущественно образующиеся продукты, используйте структурные формулы органических веществ.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

В исходном веществе окисляется вторичная спиртовая группа. Образуется гидроксикетон $X_1$:

$$\mathrm{CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_2OH + CuO \xrightarrow{t^\circ} CH_3-CH_2-CO-CH_2OH + Cu + H_2O}$$
2

Первичная спиртовая группа в $X_1$ окисляется до карбоксильной. Образуется 2-оксобутановая кислота $X_2$:

$$\mathrm{CH_3-CH_2-CO-CH_2OH + 2[O] \rightarrow CH_3-CH_2-CO-COOH + H_2O}$$
3

При жёстком окислении 2-оксобутановой кислоты перманганатом в кислой среде образуется пропановая кислота; углеродный атом карбоксильной группы удаляется в виде углекислого газа:

$$\mathrm{CH_3-CH_2-CO-COOH + [O] \xrightarrow[ t^\circ]{KMnO_4,\ H_2SO_4} CH_3-CH_2-COOH + CO_2}$$
4

Для замещения атома водорода в альфа-положении к карбоксильной группе применяют реакцию Гелля—Вольгарда—Зелинского. Образуется 2-бромпропановая кислота $X_3$:

$$\mathrm{CH_3-CH_2-COOH + Br_2 \xrightarrow{P} CH_3-CHBr-COOH + HBr}$$

Атом брома в $X_3$ замещается аминогруппой при взаимодействии с аммиаком. Образуется 2-аминопропановая кислота, или аланин:

$$\mathrm{CH_3-CHBr-COOH + 2NH_3 \rightarrow CH_3-CH(NH_2)-COOH + NH_4Br}$$
Ответ

$X_1=\mathrm{CH_3-CH_2-CO-CH_2OH}$; $X_2=\mathrm{CH_3-CH_2-CO-COOH}$; $X_3=\mathrm{CH_3-CHBr-COOH}$. Последовательность реакций: окисление вторичного спирта, окисление первичного спирта, жёсткое окисление 2-оксобутановой кислоты, бромирование пропановой кислоты и аммонолиз 2-бромпропановой кислоты.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Окисление первичной спиртовой группы до альдегида вместо карбоновой кислоты на этапе образования $X_2$.

Неверное расположение карбонильной группы в формулах $X_1$ и $X_2$.

Замена альфа-атома водорода в пропановой кислоте без указания катализатора фосфора.

Запись продукта аммонолиза в виде соли аммония без выделения свободной аминогруппы.

Закрепить приёмВ теме «Кислородсодержащие органические вещества» ещё 236 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 32 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Кислородсодержащие органические вещества»: в ней 237 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.