PROBLEM 6.1 Örnek çözüm PROBLEM 6.2 ç > d > b > c > a PROBLEM 6.3 a) Örnek çözüm b) Örnek çözüm c) Alkil halojenürlerin yoğunluğu daha yüksektir.

Transkript

1 PROBLEM 6.1 Örnek çözüm PROBLEM 6.2 ç > d > b > c > a PROBLEM 6.3 Örnek çözüm Örnek çözüm Alkil halojenürlerin yoğunluğu daha yüksektir. Çünkü bileşikte daha yüksek kütleli halojen atomları vardır. Alkil halojenürlerde yoğunluk sıralaması RI > RBr > RCl > RF dir. ç) Alkil halojenürler de alkanlar gibi suda çözünmezler. Fakat alkil florürler ve çok zayıf da olsa alkil klorürler su molekülleri ile hidrojen bağı (RX. H-OH) oluşturabilmeleri nedeniyle alkanlardan daha fazla çözünürler.

2 PROBLEM 6.4 Örnek çözüm ç) Bütün karbon ve hidrojenler 2 o. PROBLEM 6.5 ç) PROBLEM 6.6 ç) PROBLEM 6.7 Örnek çözüm İkincil alkil halojenür (Klorun bağlı olduğu karbona doğrudan iki karbon atomu bağlı) Üçüncül alkil halojenür (Bromun bağlı olduğu karbona doğrudan üç karbon atomu bağlı) ç) İkincil alkil halojenür (Bromun bağlı olduğu karbona doğrudan iki karbon atomu bağlı) PROBLEM 6.8 Testere dişi formüller Newman izdüşüm formülleri

3 PROBLEM 6.9 Klor aksiyal de Klor ekvatoryal de PROBLEM 6.10 Hacimli ter-bütil grupları ancak bu konformasyonda birbirlerinden en uzakta bulunarak burulma gerginliğini en aza indirirler. PROBLEM 6.11 Moleküler modeller kullandığınızda sterik etkileşimleri göz önüne alınız. PROBLEM 6.12 PROBLEM 6.13 PROBLEM 6.14 ç) PROBLEM 6.15 Kaynama noktaları sıralaması: Heksan < 2-metilheksan < 3,3-dimetilheksan < oktan

4 PROBLEM 6.16 Tam çakışık Yarı çapraz Yarı çakışık Tam çapraz Yarı Çakışık Yarı çapraz (Çarpık) (Anti) PROBLEM 6.17 trans-3-klorosiklobütanol cis-1,3-siklopentandiol trans-1,4-sikloheksandiol ç) cis-4- Klorosikloheksanol PROBLEM 6.18 Bileşikte iki tür (2 o ve 3 o ) proton vardır. Birden fazla monoklorlanma ürünü elde edilir. Bileşikte iki tür (2 o ve 3 o ) proton vardır. Birden fazla monoklorlanma ürünü elde edilir. Bileşikte yalnızca bir tür (2 o ) proton vardır ve bu nedenle de bir tane monoklorlanma ürünü elde edilir. PROBLEM ,1,1,2,2,2-Heksakloroetan 1-Kloropropan 2-Kloropropan PROBLEM 6.20 Siklopropan halkasındaki protonlar aynı düzlemde ve karşılıklı olarak (birbirlerini karartacak şekilde) yer alırlar. Bu da burulma gerginliğinin oldukça fazla olmasına neden olur. Siklobütan halkasındaki protonlar ise, halkanın kelebek kanadı şeklinde bükülmesi sonucu düzlemden saparak burulma gerginliğinin azalmasına yol açarlar. Sonuç olarak siklopropan halkasında daha fazla burulma gerginliği vardır. PROBLEM 6.21 PROBLEM 6.22 Pentanın mol kütlesi 72 g/mol; etilklorürün mol kütlesi ise 64 g/mol dür. Etil klorürde C-Cl bağının polar olması moleküle polarlık kazandırsa da pentanın mol kütlesinin daha büyük olması, kaynama noktasının etil klorürün kaynama noktasından daha büyük olmasına neden olur (Pentan, k.n.: 36,1 o C; etil klorür, k.n.: 12,3 o C).

5 PROBLEM 6.23 Dİ=[(5x2+2)-12]=0 Doymuş alifatik hidrokarbon. Dİ=[(8x2+2)-16]=1 Dİ=[(10x2+2)-22]=0 Doymuş alifatik hidrokarbon. ç) Dİ=[(6x2+2)-12]=1 PROBLEM 6.24 Hidrojen ve karbonun birincil, ikincil gibi sınıflandırılmasında karbon hangi türden ise hidrojeninin sınıfı da aynıdır. Fakat 4 o karbon varken (bir karbona dört karbon atomu doğrudan bağlanabilirken) 4 o hidrojen yoktur (hidrojenin bağlı olduğu bir karbona en fazla üç karbon atomu doğrudan bağlanabilir). Aşağıda verilenlere bu açıdan bakınız. PROBLEM 6.25 PROBLEM ,2-Dimetilbütan (Neoheksan) PROBLEM 6.27 (R)-2-Kloropentan (S)-2-Kloropentan PROBLEM 6.28

6 PROBLEM 6.29 PROBLEM 6.30 A Bileşiği PROBLEM 6.31 Wurtz yöntemiyle alkan sentezi Corey-Posner-Whitesides-House alkan sentezi PROBLEM 6.32 C-X Bağının C-H bağına göre polar olması heksil klorürün dipol momentinin daha büyük olmasına yol açar. Heksil klorür moleküllerinin çok zayıf da olsa hidrojen bağı (RCl. H-OH) oluşturabilmeleri heksil klorürün heksandan daha fazla suda çözünmesine neden olur. Heksil klorür, heksandan daha yüksek mol kütlesine sahiptir. Bu da daha yüksek van der Waals çekim kuvvetleri demektir. Bu nedenle de heksil klorürün kaynama noktası daha yüksektir. PROBLEM 6.33 ç) PROBLEM 6.34 ç)

7 PROBLEM 6.35 ve bu özelliği sağlayan diğer bileşikler PROBLEM 6.36 Alkil halojenürlerin halojen kısmı polar ve alkil kısmı apolardır. Alkil grubunda karbon sayısı arttıkça apolar özellik de artar. Bu nedenle sudaki çözünürlükleri azalır. Düşük mol kütleli alkil halojenürler suda daha fazla çözünür. PROBLEM 6.37 Heksan; 2-metilpentan; 3-metilpentan; 2,2-dimetilbütan; 2,3-dimetilbütan 1-Klorooktan; 1-kloro-2-metilheptan; 1-kloro-2,2-dimetilheksan; 2-klorooktan; 2-kloro-2- metilheptan; 1-kloro-3,3-dimetilheksan; 3-klorooktan; 3-kloro-2-metilheptan; 1-kloro-1,3- dimetilheksan; 4-klorooktan; 4-kloro-2-metilheptan; 1-kloro-1,5-dimetilheksan; Diğerlerini siz yazınız. 1-Florobütan; 2-florobütan; 1-floro-2-metilpropan; 2-floro-2-dimetilpropan PROBLEM 6.38 Mol kütlesi 86 olan alkan: C 6 H 14 (Not: Soruda stereoizomerler dikkate alınmamıştır.) Yalnızca iki farklı monokloro türevi veren: ç)beş farklı monokloro türevi veren: PROBLEM 6.39 ç)tepkime vermez

8 PROBLEM 6.40 PROBLEM 6.41 Alkanlar C n H 2n+2 genel formülüne, sikloalkanlar C n H 2n formülüne sahiptirler. Sikloalkanlar alkanlarla aynı molekül formülüne sahip olmadıklarından alkanların izomerleri olamazlar. Ayrıca, birbirlerini izleyen homolog alkanlar arasında -CH 2 - birimi farkı olması nedeniyle bunlar da kendi aralarında izomer bileşikler olamazlar. PROBLEM 6.42 Soruda geriye doğru çözüm oku kullanılmıştır. Yani, okun karşısında olanlar kullanılarak okun arkasında olanların eldesi istenilmektedir. Örneğin a şıkkında, klorosikloheksan ve 1-bromopropan kullanılarak propilsikloheksanın sentezi tasarlanmalıdır. PROBLEM Sikloheksil-1-siklopropilmetan [ya da (siklopropilmetil)sikloheksan]; cis-bisiklo[4.4.0]dekan (cis-dekalin) Siklopropenilsiklobütan ç) 1,7,7-trimetilbisiklo[2.2.1]heptan-2-on d) 1- metilbisiklo[2.2.2]oktan-2-ol e) 7,7-dimetilbisiklo[3.1.1]heptan-2-on PROBLEM 6.44 PROBLEM 6.45 cis-1,2-dietilsiklopropan trans-1,2-dietilsiklopropan cis-1,2-dietilsiklopropanın yanma ısısının trans-1,2-dietilsiklopropanın yanma ısısından daha büyük olması cis- bileşiğin potansiyel enerjisinin daha yüksek olduğunu göstermektedir. Bu durum cis- 1,2-dietilsiklopropandaki aynı düzlemdeki etil gruplarının oluşturdukları burulma gerginliğinden kaynaklanmatadır. Sonuç olarak yanma ısısı daha düşük olan trans-1,2-dietilsiklopropanın daha kararlıdır.

9 PROBLEM 6.46 Not: Yalnızca geometrik izomerler dikkate alınmıştır. ç) PROBLEM 6.47 X Bileşiğinin doymamışlık indeksinin 4 olması yapıda 4 ikili bağ; 3 ikili bağ, bir halka; 2 halka, 2 ikili bağ; iki üçlü bağ; bir üçlü bağ, iki ikili bağ vb bulunabileceğini belirtir. Ancak, X bileşiği katalitik olarak hidrojenlendirildiğinde HEİ=1 olan (C 7 H 14 ) bir bileşik vermesi yapıda bir halkanın varlığına kanıttır. Halka beşli, altılı ya da yedili olabilir. Aşağıda bazı olası yapılar verilmiştir: Bunlara karşılık gelen hidrojenlenme ürünleri: PROBLEM 6.48 ç)

10 PROBLEM 6.49 PROBLEM 6.50 Bölüm metninde ilgili yerleri inceleyiniz. PROBLEM 6.51 PROBLEM 6.52 En kararlı konformer En kararsız konformer PROBLEM 6.53 Etanın bromlanması sırasında ortamda bulunan brom ve etil radikallerinin rastgele kenetlenmeleri sonucu Br Br; CH 3 CH 2 Br ve CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 molekülleri oluşabilir. Bunlardan hangisinin daha fazla oluşacağı radikal kararlılığı, derişim ve kenetlenme sırasında açığa çıkacak olan enerjinin (yeniden bağ kırılmasına yol açmadan) dağıtılabilmesi gibi etkenlerle ilişkilidir. Açığa çıkacak enerjinin bir kısmının moleküldeki bağların titreşmeleriyle harcanabileceği göz önüne alınırsa en olası ürünün en fazla bağ içeren (bu nedenle de bağ oluşumundan açığa çıkan ısıyı yeniden bağ kırılmasına yol açmadan daha fazla harcayabilen) bütan molekülünün olması, en az bağ içeren brom molekülünün de en az olması (ya da olmaması) beklenir. Ancak, brom radikal derişiminin fazla olması kenetlenme ürünü olarak daha çok bromoetanın oluşmasına yol açablir. PROBLEM 6.54 HDİ = 1 (1 halk HDİ = 2 (2 halk HDİ = 1 (1 halk Dörtlü ve üçlü halkalı olanları siz yazınız.

11 ç) HDİ = 2 (2 halk PROBLEM 6.55 PROBLEM 6.56 IR cm -1 : (karboksilik asitler için O H gerilmesi); 2963(alifatik C H gerilmesi), 1710 (C = O gerilmesi) MS (m/z): (M +. )102,0 1 H ve 13 C NMR verileri de dikkate alındığında A Bileşiği için aşağıdaki yapı önerilebilir: A Bileşiği bir karboksilik asit ve verilen tepkime de alkanların eldesinde kullanılan KOLBE tepkimesidir. Sonuç olarak B Bileşiği 2,5-dimetilheksandır. PROBLEM ) B 2 H 6 2) AgNO 3, OH - Cl 2 /hv 2 x D (C 6 H 12 ) E (C 12 H 26 ) Üç farklı monoklor ürünü verir HEİ=1 HEİ=0 Alken Alkil boranlardan Alkan Alkil halojenür alkan sentezi D: Molekül kütlesi: 84, temel pik 69 [M-15] +, IR; 3085 (vinilik ya da aromatik C-H gerilmesi) 2964 (alifatik C-H gerilmesi), 1643 (karbon-karbon ikili bağ gerilmesi) cm -1. D Bileşiğinin 1 H NMR spektrumundaki δ 5,83 ppm deki ikilinin ikilisi olan bir protonluk pik CH=CH 2 grubundaki CH protonuna ait olmalıdır. Yani D bileşiği bir uç alkendir. 1 H ve 13 C NMR verileri de dikkate alındığında D Bileşiği için aşağıdaki yapı önerilebilir: D Bileşiği = 3,3-Dimetil-1-büten

12 E Bileşiği ise Alkil halojenürler: 2,2,7,7-Tetrametiloktan PROBLEM 6.58 Yapılan araştırmalar sonucu halotan (CF 3 CHClBr), daha etkili anestezik olması ve kansorojen etkisinin daha az olması nedeniyle, kloroform yerine anestezik olarak kullanılmaktadır. PROBLEM 6.59 C C sigma bağı sp 3 -sp 3 melez orbitallerinin, C H sigma bağı ise sp 3 -s orbitallerinin örtüşmeleri sonucu oluşur. Karbonun sp 3 melez orbitalleri ile hidrojenin s atomik orbitalinin örtüşmesi çok daha kuvvetli olduğundan bu bağın kırılması daha zordur (C C BAE=378 kj/mol; C H BAE= kj/mol). Bu nedenle de alkanların pirolizinde daha çok karbon karbon bağları kırılır. PROBLEM 6.60 PROBLEM 6.61 PROBLEM 6.62 Moleküler modeller kullanarak inceleyiniz. PROBLEM 6.63

13 PROBLEM 6.64 Tepkimenin yan ürünlerinden olan heksan, ortamda oluşan Grignard reaktifinin başlangıç bileşiği propil klorür ile vereceği yer değiştirme tepkimesi sonucu oluşur. Tepkimenin yan ürünlerinden olan propan ve propen, Grignard reaktifinin başlangıç bileşiği propil klorür ile vereceği ayrılma tepkimesi sonucu (propilmağnezyum klorürden propan; propil klorürden propen) oluşur. PROBLEM 6.65 C 4 H 9 D Formül yapısına sahip dört izomer yazılabilir. Bunlar: 1-Döterobütan 2-Döterobütan 1-Dötero-2-metilpropan 2-Dötero-2-metilpropan Bu bileşikler karşılık gelen alkanların radikalik bromlanmasının ardından Grignard reaktiflerine dönüştürülmeleri ve daha sonra da D 2 O ile tepkimelerinden elde edilir. Tepkimenin ilk basamağı (bromlanma basamağı) tepkimenin verimini belirleyen basamaktır. Bu nedenle bromlanma tepkimelerinde oluşan radikallerin kararlılıkları oldukça önemlidir. Bu dört ürünün oluşumunda yer alan radikaller 1-döterobütan için 1 ; 2-döterobütan için 2 ; 1-dötero-2-metilpropan için 1 ; 2- dötero-2-metilpropan için ise 3 dür. 3 Radikallerin yüksek kararlılığı 2-dötero-2-metilpropanın daha kolay sentezlenebilmesini sağlar.