Задача 9. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Вг₂, свет изобутан → X₁ → X₂ → X₃. КОН (спирт.) KMnO4, H2SO4 В уравнениях приведите структурные формулы органических веществ.

Ответ: Ниже приведены уравнения реакций для осуществления указанных превращений с изобутаном.

Решение:

1. Шаг 1: Галогенирование изобутана (образование X₁)

Изобутан реагирует с бромом под действием света, образуя 2-бром-2-метилпропан (X₁):

\[\begin{aligned} CH_3-CH(CH_3)-CH_3 + Br_2 \xrightarrow{свет} CH_3-CBr(CH_3)-CH_3 + HBr \end{aligned}\]

2. Шаг 2: Дегидрогалогенирование (образование X₂)

2-бром-2-метилпропан взаимодействует с KOH в спиртовом растворе, образуя 2-метилпропен (X₂):

\[\begin{aligned} CH_3-CBr(CH_3)-CH_3 + KOH_{(спирт.)} \rightarrow CH_2=C(CH_3)-CH_3 + KBr + H_2O \end{aligned}\]

3. Шаг 3: Окисление алкена (образование X₃)

2-метилпропен окисляется KMnO₄ в кислой среде, образуя ацетон и углекислый газ (X₃):

\[\begin{aligned} CH_2=C(CH_3)-CH_3 + KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow (CH_3)_2C=O + CO_2 + MnSO_4 + H_2O \end{aligned}\]

С учетом стехиометрии:

\[\begin{aligned} 5CH_2=C(CH_3)-CH_3 + 8KMnO_4 + 12H_2SO_4 \rightarrow 5(CH_3)_2C=O + 5CO_2 + 8MnSO_4 + 4K_2SO_4+ 12H_2O \end{aligned}\]

Ответ: Выше приведены уравнения реакций для осуществления указанных превращений с изобутаном.