Условие задачи
Напишите структурные формулы: а) 2,3-диметилбутана; б) 3-этилгептана; в) 2,2-диметилпропана
Решение
Ниже приведён подробный разбор задачи по органической химии с построением структурных формул органических соединений по правилам IUPAC. Мы будем записывать структурные формулы с использованием символа U+2015 (―) для обозначения связей между атомами, а сами формулы выписывать текстом с указанием подстановок.
─────────────────────────────
Задача: Написать структурные формулы для следующих соединений:
а) 2,3‑диметилбутана
б) 3‑этилгептана
в) 2,2‑диметилпропана
─────────────────────────────
Общее правило:
При именовании по IUPAC выбирают самую длинную непрерывную цепь углеродных атомов (основной скелет). Затем определяют номера позиций для заместителей так, чтобы суммарное положение (номера) заместителей было минимальным. Далее записывается формула с указанием основных цепей и заместителей.
─────────────────────────────
а) 2,3‑диметилбутан
1. Основная цепь – бутан (четырёхуглеродный непрерывный ряд):
Углероды: C1 ‖ C2 ‖ C3 ‖ C4.
2. Заместители – две метильные группы (–CH3) на углеродах C2 и C3.
По IUPAC они имеют номера 2 и 3.
3. Структурная формула будет выглядеть так:
CH3―CH(CH3)―CH(CH3)―CH3
То есть на втором и третьем углеродах примыкает по группе CH3.
─────────────────────────────
б) 3‑этилгептан
1. Основная цепь – гептан (семиуглеродный ряд):
Углероды пронумерованы от 1 до 7: C1 ― C2 ― C3 ― C4 ― C5 ― C6 ― C7.
2. Заместитель – этильная группа (–CH2CH3) прикреплена к углероду C3.
3. Структурная формула будет записана так:
CH3―CH2―CH(CH2CH3)―CH2―CH2―CH2―CH3
Здесь в узле C3 вместо одного водорода стоит группа –CH2CH3.
─────────────────────────────
в) 2,2‑диметилпропан
1. Основная цепь – пропан (трёхуглеродный ряд):
Углероды: C1 ― C2 ― C3.
2. Заместители – две метильные группы (–CH3) присоединены к C2.
В результате центральный углерод (С2) оказывается связан со всеми четырьмя группами: двумя из основной цепи (CH3 из C1 и CH3 из C3) и двумя метильными группами, что соответствует структуре нео‑пентана.
3. Структурная формула:
CH3―C(CH3)2―CH3
Заметим, что центральный атом углерода несёт четыре одинаковых заместителя (четыре группы CH3), что является характерной особенностью данного соединения.
─────────────────────────────
Ответ:
а) 2,3‑диметилбутан: CH3―CH(CH3)―CH(CH3)―CH3
б) 3‑этилгептан: CH3―CH2―CH(CH2CH3)―CH2―CH2―CH2―CH3
в) 2,2‑диметилпропан: CH3―C(CH3)2―CH3
─────────────────────────────
Таким образом, по правилам органической химии и номенклатуры IUPAC получены структурные формулы для заданных соединений.