Задание №14 — Основы органической химии

Решение.

При окислении органических веществ перманганатом калия в кислой среде (обычно H₂SO₄) происходит разрыв кратных связей (двойных или тройных) или окисление боковых цепей ароматических соединений. Важно помнить правила деструкции углеродного скелета:

А) Бутен-1 (CH₂=CH-CH₂-CH₃)
При жестком окислении алкенов происходит полный разрыв двойной связи. Крайний атом углерода (=CH₂) превращается в углекислый газ CO₂, а фрагмент при двойной связи, содержащий заместитель (-CH-R), окисляется до карбоксильной группы (-COOH).
Уравнение реакции:
CH₂=CH-CH₂-CH₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → CH₃-CH₂-COOH + CO₂↑ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 4H₂O
Продуктом окисления органической части является пропановая кислота (вариант 5).

Б) Этилбензол (C₆H₅-CH₂-CH₃)
При окислении гомологов бензола в кислой среде любой алкильный заместитель, связанный с бензольным кольцом, окисляется до карбоксильной группы (-COOH), присоединенной непосредственно к кольцу. При этом «лишние» атомы углерода в боковой цепи уходят в виде CO₂.
Уравнение реакции:
5C₆H₅-CH₂-CH₃ + 12KMnO₄ + 18H₂SO₄ → 5C₆H₅COOH + 5CO₂↑ + 6K₂SO₄ + 12MnSO₄ + 28H₂O
Продуктом является бензойная кислота (вариант 3).

В) Пропин (CH≡C-CH₃)
При жестком окислении алкинов происходит разрыв тройной связи. Атом углерода при тройной связи, не имеющий заместителей (≡CH), окисляется до CO₂, а атом углерода с заместителем (≡C-CH₃) превращается в карбоксильную группу (-COOH).
Уравнение реакции:
5CH≡C-CH₃ + 8KMnO₄ + 12H₂SO₄ → 5CH₃COOH + 5CO₂↑ + 4K₂SO₄ + 8MnSO₄ + 12H₂O
Продуктом является уксусная кислота (вариант 6).

Г) Стирол (винилбензол, C₆H₅-CH=CH₂)
Стирол содержит двойную связь в боковой цепи. При окислении происходит разрыв этой связи. Концевой атом (=CH₂) превращается в CO₂, а атом углерода, связанный с бензольным кольцом, окисляется до карбоксильной группы.
Уравнение реакции:
C₆H₅-CH=CH₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → C₆H₅COOH + CO₂↑ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 4H₂O
Продуктом является бензойная кислота (вариант 3).

Ответ: А → 5, Б → 3, В → 6, Г → 3.

Источник: ФИПИ