Алкен А массой 5,6 г прореагировал с 8,1 г бромистого водорода. Полученное вещество Б обработали металлическим натрием, при этом получили углеводород В. Изобразите структурную формулу алкена А. Укажите все возможные изомеры. Приведите все возможные структуры веществ Б и В. Зависит ли строение Б и В от условий реакции А с НBr? Ответ поясните.

Решение

По уравнению реакции CnH2n + HBr ® CnH_2n+1Br прореагировало n(HBr)=8,1/81=0,1 моль HBr с 0,1 моль алкена (5,6 г), отсюда следует, что М(СnH2n)=56, а его молекулярная формула С4Н8. Существует 6 веществ, имеющих эту молекулярную формулу – 4 алкена и 2 изомерных им циклоалкана СH3СH2CH=CH2, CH3CH=CHCH3(цис– и транс–изомеры), (CH3)2C=CH2,

Алкены присоединяют HBr в соответствии с правилом Марковникова (ионный механизм реакции):

СH3СH2CH=CH2 + HBr ® CH3CH2CHBrCH3 ¬ CH3CH=CHCH3 + HBr
(CH3)2C=CH2 + HBr ® (CH3)3CBr

При взаимодействии двух изомерных бромбутанов с натрием получают два изомерных октана:

2CH3CH2CHBrCH3 +2Na ® CH3CH2CH(CH3)–CH(CH3)CH2CH3
2(CH3)3CBr + 2Na ® (CH3)3C–C(CH3)3 (образование гексаметилэтана будет сопровождаться внутримолекулярным отщеплением HBr и образованием изобутилена (СH3)2C=CH2).

Если проводить присоединение HBr в присутствии органических пероксидов, окисляющих HBr, ROOR ® 2RO., RO. + HBr ® ROH + Br., то реакция присоединения будет протекать по цепному свободнорадикальному механизму с обращением правила Марковникова:

СH3СH2CH=CH2 + Br. ® СH3СH2CH.CH2Br?СH3СH2CH2CH2Br + Br. (и т.д.) : (CH3)2C=CH2 + Br. ® (CH3)2CHCH2Br

Эти два изомерных бромида по реакции Вюрца дадут два других изомера октана:

СH3СH2CH2CH2Br + Na ® CH3(CH2)6CH3,
(CH3)2CHCH2Br + Na ® (CH3)2CHCH2CH2CH(CH3)3