第二章 饱和烃习题(P60)
(一) 用系统命名法命名下列各化合物,并指出这些化合物中的伯、仲、叔、季碳原子。
(1) 1234567
3-甲基-3-乙基庚烷
21(3)
43
652,5-二甲基-3,4-二乙基己烷
(5) 乙基环丙烷
109123(7)
87654 1,7-二甲基-4-异丙基双环[4.4.0]癸烷
145(9)
36 275-异丁基螺[2.4]庚烷
(11)
HC
32-甲基环丙基
(2) 21345
2,3-二甲基-3-乙基戊烷
86975(4) 10124
31,1-二甲基-4-异丙基环癸烷
1(6)
42 32-环丙基丁烷
6541(8) 72CH3
8932-甲基螺[3.5]壬烷
(10) (CH3)3CCH2
新戊基
(12)
CH3CH2CH2CH2CHCH3
2-己基 or (1-甲基)戊基
(二) 写出相当于下列名称的各化合物的构造式,如其名称与系统命名原则不符,予以改正。
(1) 2,3-二甲基-2-乙基丁烷
(2) 1,5,5-三甲基-3-乙基己烷
(3) 2-叔丁基-4,5-二甲基己烷
CH3CH3CH3CCHCH3
CH3CH2CH2CHCH2C2H5
(5) 丁基环丙烷
CH3CCH3CH3CH3
C(CH3)3CH3CH3CCH2CHCHCH3
CH2CH32,3,3-三甲基戊烷
(4) 甲基乙基异丙基甲烷
2,2-二甲基-4-乙基庚烷 2,2,3,5,6-五甲基庚烷
(6) 1-丁基-3-甲基环己烷
CH3CH3CH3CH2CHCHCH32,3-二甲基戊烷
CH2CH2CH2CH3
CH2CH2CH2CH3CH3
1-环丙基丁烷 1-甲基-3-丁基环己烷
(三) 以C2与C3的σ键为旋转轴,试分别画出2,3-二甲基丁烷和2,2,3,3-四甲基丁烷的典型构象式,并指出哪一个为其最稳定的构象式。
解:2,3-二甲基丁烷的典型构象式共有四种:
CH3CH3HCH3( I )(最稳定构象)CH3CH3H3CCH3HHHCH3CH3HHCH3HCH3CH3CH3( III )
HCH3H3CCH3( II )CH3CH3CH3CH3( III )HHH3CCH3HCH3( II )HCH3( IV )(最不稳定构象)2,2,3,3-四甲基丁烷的典型构象式共有两种:
CH3H3CH3CCH3CH3CH3( I )(最稳定构象)CH3CH3H3CCH3( II )CH3CH3
(四) 将下列的投影式改为透视式,透视式改为投影式。
Cl(1)
CH3H
ClH3CHClHCH3
HCH3ClCH3(2)
CH3CH3H
HCH3ClHH3C HC3Cl
HClCH3CH3ClClCl
ClH
(3)
ClHHHCH3(4)
H3CCH3
CH3HBrBrHBrHHCH3
BrBrCH3HH
Br
(5)
HBrCH3BrCH3H(五) 用透视式可以画出三种CH3-CFCl2的交叉式构象:
HFHHClHHHClHHHClClFClClF
它们是不是CH3-CFCl2的三种不同的构象式?用Newman投影式表示并验证所得结论是否正确。
解:它们是CH3-CFCl2的同一种构象——交叉式构象!
从下列Newman投影式可以看出:
FHClH(I)HClHClClHFH(II)HFClHClH(II)
将(I)整体按顺时针方向旋转60º可得到(II),旋转120º可得到(III)。同理,将(II)整体旋转也可得到(I)、(III),将(III)整体旋转也可得到(I)、(II)。
(六) 试指出下列化合物中,哪些所代表的是相同的化合物而只是构象表示式之不同,哪些是不同的化合物。
H(1)
CH3CClCHCH3CH3CH3CH3 (2)
Cl (3)
HHCH(CH3)2CH3CH3CH3HCH3
ClCH3(4)
CH3H (5)
HHCH3HH (6)
H3CClCH3CH3CH3CH3
CCl(CH3)2ClCH3H解:⑴、⑵、⑶、⑷、⑸是同一化合物:2,3-二甲基-2-氯丁烷;
⑹是另一种化合物:2,2-二甲基-3-氯丁烷。
(七) 如果将船型和椅型均考虑在环己烷的构象中,试问甲基环己烷有几个构象异构体?其中哪一个最稳定?哪一个最不稳定?为什么?
解:按照题意,甲基环己烷共有6个构象异构体:
CH3(A)
CH3
(B)
HCH3H
(C)
HCH3
CH3H(E)
HCH3(F)
(D)
其中最稳定的是(A)。因为(A)为椅式构象,且甲基在e键取代,使所有原子或原子团都处于交叉式构象;
最不稳定的是(C)。除了船底碳之间具有重叠式构象外,两个船头碳上的甲基与氢也具有较大的非键张力。
(八) 不参阅物理常数表,试推测下列化合物沸点高低的一般顺序。
(1) (A) 正庚烷 (B) 正己烷 (C) 2-甲基戊烷 (D) 2,2-二甲基丁烷 (E) 正癸烷
解:沸点由高到低的顺序是:
正癸烷>正庚烷>正己烷>2-甲基戊烷>2,2-二甲基丁烷
(2) (A) 丙烷 (B) 环丙烷 (C) 正丁烷 (D) 环丁烷 (E) 环戊烷 (F) 环己烷
(G) 正己烷 (H) 正戊烷 解:沸点由高到低的顺序是:
F>G>E>H>D>C>B>A
(3) (A) 甲基环戊烷 (B) 甲基环己烷 (C) 环己烷 (D) 环庚烷 解:沸点由高到低的顺序是:D>B>C>A
(九) 已知烷烃的分子式为C5H12,根据氯化反应产物的不同,试推测各烷烃的构造,并写出其构造式。
(1)一元氯代产物只能有一种 (2)一元氯代产物可以有三种
(3)一元氯代产物可以有四种 (4)二元氯代产物只可能有两种
CH3解:(1) CH3CCH3 (2) CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH3 (4) CH3(3)
CH3CHCH2CH3CH3CCH3 CH3(十) 已知环烷烃的分子式为C5H10,根据氯化反应产物的不同,试推测各环烷烃的构造式。
(1) 一元氯代产物只有一种 (2) 一元氯代产物可以有三种 解: (1)
(2)
CH3CH3
(十一) 等物质的量的乙烷和新戊烷的混合物与少量的氯反应,得到的乙基氯和新戊基氯的摩尔比是1∶2.3。试比较乙烷和新戊烷中伯氢的相当活性。
解:设乙烷中伯氢的活性为1,新戊烷中伯氢的活性为x,则有:
∴ 新戊烷中伯氢的活性是乙烷中伯氢活性的1.15倍。
12.3612x x1.15
(十二) 在光照下,2,2,4-三甲基戊烷分别与氯和溴进行一取代反应,其最多的一取代物分别是哪一种?通过这一结果说明什么问题?并根据这一结果预测异丁烷一氟代的主要产物。
CH3CH3解:2,2,4-三甲基戊烷的构造式为:CH3CCH2CHCH3
CH3CH3CH3氯代时最多的一氯代物为BrCH2CCH2CHCH3;溴代时最多的一溴代物为
CH3CH3CH3CH3CCH2CCH3
CH3Br这一结果说明自由基溴代的选择性高于氯代。即溴代时,产物主要取决于氢原子的活性;而氯代时,既与氢原子的活性有关,也与各种氢原子的个数有关。
根据这一结果预测,异丁烷一氟代的主要产物为:FCH2CH2CH3
(十三) 将下列的自由基按稳定性大小排列成序。
⑴ CH3 ⑵ CH3CHCH2CH2 ⑶ CH3CCH2CH3 ⑷ CH3CHCHCH3
CH3解:自由基的稳定性顺序为:⑶>⑷>⑵>⑴
CH3CH3(十四) 在光照下,甲基环戊烷与溴发生一溴化反应,写出一溴代的主要产物及其反应机理。
解
:
CH3+ Br2hBrCH3主要产物Br+BrCH3+CH3+CH2Br
反应机理:
引发: Br2增长:
h2 Br
CH3+BrCH3
Br
CH3+ Br2… …
CH3+Br
终止:
CH3+BrBrCH3
Br+Br2CH3 Br2
CH3CH3
(十五) 在光照下,烷烃与二氧化硫和氯气反应,烷烃分子中的氢原子被氯磺酰基取代,生成烷基磺酰氯:
光常 温RH + SO2 + Cl2RSO2Cl + HCl此反应称为氯磺酰化反应,亦称Reed反应。工业上常用此反应由高级烷烃生产烷基磺酰氯和烷基磺酸钠(R-SO2ONa)(它们都是合成洗涤剂的原料)。此反应与烷烃氯化反应相似,也是按自由基取代机理进行的。试参考烷烃卤化的反应机理,写出烷烃(用R-H表示)氯磺酰化的反应机理。
解:引发:Cl2
2 Cl
增长:RH + Cl光R + HCl
RSO2 RSO2Cl + Cl
R + SO2RSO2 + Cl2… …
终止:RSO2 + ClR + ClCl + ClR + R… …
RSO2Cl RCl Cl2 RR
第三章 不饱和烃习题(P112)
(一) 用系统命名法命名下列各化合物:
(1)
CH3CH2C1CH2CHCH3234(2) 对称甲基异丙基乙烯
CH3CH3CH=CHCH(CH3)2
4-甲基-2-戊烯
321123453-甲基-2-乙基-1-丁烯
(3) (CH)CHC32654CC(CH3)3
321(4)
CH3CHCH2CHCCHCH3CH=CHCH3456
2,2,5-三甲基-3-己炔
3-异丁基-4-己烯-1-炔
(二) 用Z,E-标记法命名下列各化合物:
Cl(1) ↓
C=CCH3ClF(2) ↑
CH3↑
C=CCH3CH2CH3Cl↑
(E)-2,3-二氯-2-丁烯 (Z)- 2-甲基-1-氟-1-氯-1-丁烯
F(3) ↑
BrC=CIHCl↑ (4) ↑
C=CCH2CH2CH3CH(CH3)2CH3↑
(Z)-1-氟-1-氯-2-溴-2-碘乙烯 (Z)-3-异基-2-己烯
(三) 写出下列化合物的构造式,检查其命名是否正确,如有错误予以改正,并
写出正确的系统名称。
(1) 顺-2-甲基-3-戊烯
(2) 反-1-丁烯
132CH3CH3CH54C=CHCH3 HCH2=CHCH2CH3
顺-4-甲基-3-戊烯
(3) 1-溴异丁烯
1-丁烯 (无顺反异构)
(4) (E)-3-乙基-3-戊烯
CH3CH3C=CHBr
321CH2CH3CH3CH2C=CHCH3
543212-甲基-1-溴丙烯
3-乙基-2-戊烯 (无顺反异构)
(四) 完成下列反应式:
解:红色括号中为各小题所要求填充的内容。
CH3(1) CH3CH2C=CH2 + HCl(2) CF3CH=CH2 + HClCH3CH3CH2CClCF3CH2NaCl水溶液CH3
CH2Cl
(3) (CH3)2C=CH2 + Br2
(CH3)2CCH2Br+(CH3)2CCH2Cl+(CH3)2CCH2OH
BrBrBrb解释:(CH3)2CBr(4) CH3CH2CaCH2Br- or Cl- or H2Oa 方式空间障碍小,产物占优
CH(1) 1/2(BH3)2-HOHCHCHCCHCH3CH2CH2CHO
(2) H2O2 , OH32(硼氢化反应的特点:顺加、反马、不重排)
OHCl(5)
ClOHCH3+ Cl2 + H2O+
CH3CH3CH3CH3(6)
(1) 1/2(BH3)2OH
CH3(2) H2O2 , OH-CH3(硼氢化反应的特点:顺加、反马、不重排)
CH3ClCH2Cl3HBrClCH3(7)
CH2500 CoCH2ROORCH2Br
(A)(B)Br(8) (CH3)2CHCCHHBr过量(CH3)2CHCCH3
BrHgSOO(9) CH3CH2CCH + H2O4H2SO4CH3CH2CCH3
(10)
CH=CHCHKMnO43COOH + CH3COOH
O(1) O3(11)
(2) H2O , Zn
O(12)
+ Br300 Co2Br
(13)
Br+ NaCCH
H(14)
C6H5C=CHCH3CO3HHCC6H5OCC6H5
C6H5H(五) 用简便的化学方法鉴别下列各组化合物:
(1) (A)(B)(C)
(A)解:(B)(C)Br2CCl4x褪色褪色KMnO4褪色
x(B)CH3(CH2)4CCHAg(NH3)2NO3(2) (A)(C2H5)2C=CHCH3(C)CH3
(A)解:(B)(C)Br2CCl4xH褪色褪色x银镜
(六) 在下列各组化合物中,哪一个比较稳定?为什么?
H(1) (A)
H , (B)
CH3C=CCH(CH3)2CH3C=CCH(CH3)2
H解:(B)中甲基与异丙基的空间拥挤程度较小,更加稳定。 (2) (A)
CH3 , (B)
CH3
解:(A)中甲基与碳-碳双键有较好的σ-π超共轭,故(A)比较稳定。 (3) (A)
, (B)
, (C)
解:(C)的环张力较小,较稳定。 (4) (A)
, (B)
解:(A)的环张力较小,较稳定。 (5) (A)
, (B)
, (C)
解:(C)最稳定。 (6) (A)
CH3 , (B)
CH2
解:(A)的环张力很大,所以(B)较稳定。
(七) 将下列各组活性中间体按稳定性由大到小排列成序:
(1) (A)CH3CHCH3(B)Cl3CCHCH3(C)(CH3)3C
(B)(CH3)2CCH2CH3(A)(CH3)2CHCH2CH2(2)
解:(1)C>A>B (2)B>C>A
(C)(CH3)2CHCHCH3
(八) 下列第一个碳正离子均倾向于重排成更稳定的碳正离子,试写出其重排后碳正离子的结构。
(1) CH3CH2CH2 (2) (CH3)2CHCHCH3 (3) (CH3)3CCHCH3 (4) 解:题给碳正离子可经重排形成下列碳正离子:
(1) CH3CHCH3 (2) (CH3)2CCH2CH3 (3) (CH3)2CCH(CH3)2 (4)
CH3
CH3
(九) 在聚丙烯生产中,常用己烷或庚烷作溶剂,但要求溶剂中不能有不饱和烃。如何检验溶剂中有无不饱和烃杂质?若有,如何除去?
解:可用Br2/CCl4或者KMnO4/H2O检验溶剂中有无不饱和烃杂质。
若有,可用浓硫酸洗去不饱和烃。
(十) 写出下列各反应的机理:
(1) 解:
CH=CH2HBrCH2CH3BrCHCH3H
CH=CH2H+CH2CH3Br -CH2CH3Br
(2)
CH3(1) 1/2(BH3)2(2) H2O2 , OH -CH3HHOHCH3BH22
解:
CH31/2(BH3)2CH3CH33B
3 H2O2 , OH -
CH3HHOH
(3)
CH3BrHBrROORCH3
解:该反应为自由基加成反应:
引发: ROORhor RO+ HBr2 RO
ROH + Br
BrCH3
CH3增长:
+ BrBr CH3Br+ HBrCH3+ Br
… …
终止: 略。
CH3(4)
CH3
(CH3)2C=CHCH2CHCH=CH2CH3H+CH3H+解:(CH3)2C=CHCH2CHCH=CH2(CH3)2CCH2CH2CHCH=CH2
CH3CH3CH3分子内亲电加成 (箭头所指方向为电子云的流动方向!)
CH3- H+CH3CH3
CH3CH3(十一) 预测下列反应的主要产物,并说明理由。
解:(1) CH2=CHCH2CCHHClHgCl2ClCH3CHCH2CCH
双键中的碳原子采取sp2杂化,其电子云的s成分小于采取sp杂化的叁键碳,离核更远,流动性更大,更容易做为一个电子源。
所以,亲电加成反应活性:C=C>CC
(2) CH2=CHCH2CCHH2LindlarCH2=CHCH2CH=CH2
解释:在进行催化加氢时,首先是H2及不饱和键被吸附在催化剂的活性中心上,而且,叁键的吸附速度大于双键。
所以,催化加氢的反应活性:叁键>双键。
(3)
CH2=CHCH2CCHC2H5OHKOHOC2H5CH2=CHCH2C=CH2
解释:叁键碳采取sp杂化,其电子云中的s成分更大,离核更近,导致其可以发生亲
2
核加成。而双键碳采取sp杂化,其电子云离核更远,不能发生亲核加成。
(4)
CH2=CHCH2CCHC6H5CO3HCH2OCHCH2CCH2
解释:双键上电子云密度更大,更有利于氧化反应的发生。 (5)
CH3CO3HO
解释:氧化反应总是在电子云密度较大处。 (6) (CH3)3CCH=CH2+
浓 HIICH3+
CH3
CCHCH3CH3+
解释 : C稳定性:3°C>2°C
(十二) 写出下列反应物的构造式:
(1) C2H4KMnO4 , H+H2O2CO2 + 2H2O
CH2=CH2(2) C6H12
(1) KMnO4 , OH-, H2O(2) H+(CH3)2CHCOOH + CH3COOH
CH3CH3CHCH=CHCH3(3) C6H12(2) H+
(1) KMnO4 , OH-, H2O(CH3)2CO + C2H5COOH
(CH3)2C=CHCH2CH3
(4) C6H10(1) KMnO4 , OH-, H2O(2) H+2CH3CH2COOH
CH3CH2C(5) C8H12CCH2CH3
H2O2H2 , PtKMnO4 , H+(CH3)2CO + HOOCCH2CH2COOH + CO2 + H2O
(CH3)2C=CHCH2CH2CH=CH2(6) C7H12CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3
AgNO3NH4OHC7H11Ag
CH3CH2CH2CH2CH2CCH
(十三) 根据下列反应中各化合物的酸碱性,试判断每个反应能否发生?(pKa的近似值:ROH为16,NH3为34,RC≡CH为25,H2O为15.7)
(1) RCCH + NaNH2强碱RCCNa + NH3
弱酸强酸弱碱所以,该反应能够发生。 (2) RCCH + RONaRCCNa + ROH
强酸弱酸所以,该反应不能发生。 (3) CH3CCH + NaOHCH3CCNa + H2O
强酸弱酸所以,该反应不能发生。 (4) ROH + NaOH弱酸RONa + H2O
强酸所以,该反应不能发生。
(十四) 给出下列反应的试剂和反应条件:
(1) 1-戊炔 → 戊烷 解:CH3CH2CH2CCHH2NiCH3CH2CH2CH2CH3
H2(2) 3-己炔 → 顺-3-己烯 解:CH3CH2CCCH2CH3CH3CH2Hlindlar(or P-2)C=CCH2CH3
H(3) 2–戊炔 → 反-2-戊烯 解:CH3CH2CH2CCCH3NaNH3(l)CH3CH2CH2HHC=CCH3
(4) (CH3)2CHCH2CH=CH2解:(CH3)2CHCH2CH=CH2(CH3)2CHCH2CH2CH2OH
(1) B2H6(2) H2O2 , OH-(CH3)2CHCH2CH2CH2OH
(十五) 完成下列转变(不限一步):
(1) CH3CH=CH2解:CH3CH=CH2HBrH2O2CH3CH2CH2Br CH3CH2CH2Br
CH3CH2CClCH3
BrBrCH3CH2CHCH2Br
(2) CH3CH2CH2CH2OH解:CHCHCHCHOHH2SO43222CH3CH2CH=CH2Br2CCl4
Cl
NaOHC2H5OHClHBrCH3CH2CH=CH2CH3CH2CBrCH3
(3) (CH)CHCHBrCH323解:
(CH3)2CCHBrCH3
OH(CH3)2CHCHBrCH3(4) CH3CH2CHCl2解:CH3CH2CHCl2NaOHC2H5OH(CH3)2C=CHCH3Br2 + H2O(CH3)2CCHBrCH3OH
CH3CCl2CH3
NaOHC2H5OHCH3CCH2HClCH3CCl2CH3
(十六) 由指定原料合成下列各化合物(常用试剂任选):
(1) 由1-丁烯合成2-丁醇 解:
CH3CH2CH=CH2H2SO4OSO2OHCH3CH2CHCH3(1) B2H6(2) H2O2 ,OH-H2OOHCH3CH2CHCH3
(2) 由1-己烯合成1-己醇 解:CH3CH2CH2CH2CH=CH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2OH
CH3(3) CH3C=CH2CH3ClCH2CCH2
OCH3ClCH2C=CH2CH3ClCH2CCH2
O2C2H5BrCH3解:CH3C=CH2Cl2(1mol)500 CoCH3CO3H(4) 由乙炔合成3-己炔 解:HCCH2NaNH3(l)NaCCNaCH3CH2CCCH2CH3
OH(5) 由1-己炔合成正己醛 解:CH3CH2CH2CH2CCH(1) B2H6(2) H2O2 ,OH-CH3CH2CH2CH2CH=CH
CH3(CH2)3CH2CHO
(6) 由乙炔和丙炔合成丙基乙烯基醚
解:CH3CCHHCCH
KOH ,H2P-2CH3CHCH2(1) B2H6(2) H2O2 , OH-CH3CH2CH2OH
CH3CH2CH2OCH=CH2
(十七) 解释下列事实:
(1) 1-丁炔、1-丁烯、丁烷的偶极矩依次减小,为什么?
解:电负性:Csp>Csp2>Csp3
CH键的极性:CH>CH>CH
分子的极性:1-丁炔>1-丁烯>丁烷(即:1-丁炔、1-丁烯、丁烷的偶极矩依次减小)
(2) 普通烯烃的顺式和反式异构体的能量差为4.18kJ•mol-1,但4,4-二甲基-2-戊烯顺式和反式的能量差为15.9 kJ•mol-1,为什么?
CH3解:
CH3CH3CH
CH3CCH3CHCH3CCH3CHCHCH3
顺-4,4-二甲基-2-戊烯 反-4,4-二甲基-2-戊烯
由于叔丁基的体积大,空间效应强,导致在顺-4,4-二甲基-2-戊烯中,叔丁基与甲基处于双键同侧,空间障碍特别大,能量更高。
(3) 乙炔中的CH键比相应乙烯、乙烷中的CH键键能增大、键长缩短,但酸
性却增强了,为什么?
23
解:炔烃分子中的叁键碳采取sp杂化。与sp、sp杂化碳相比,sp杂化s成分更多,电子云离核更近,受核的束缚更强,电负性更大。
由于sp杂化碳的电子云离核更近,使乙炔中的CH键键能增大、键长缩短;
由于sp杂化碳的电负性更大,使CspH中的电子云更偏向碳原子一边,导致乙炔分
+
子中氢原子更容易以H的形式掉下来,酸性增强。
(4) 炔烃不但可以加一分子卤素,而且可以加两分子卤素,但却比烯烃加卤素困难,反应速率也小,为什么?
解:烯烃、炔烃与卤素的加成反应是亲电加成,不饱和键上的电子云密度越大,越有利于亲电加成。
由于炔烃中的叁键碳采取sp杂化,电负性较大。所以,炔烃与卤素加成时,比烯烃加卤素困难,反应速率也小于烯烃。
(5) 与亲电试剂Br2、Cl2、HCl的加成反应,烯烃比炔烃活泼。然而当炔烃用这些试剂处理时,反应却很容易停止在烯烃阶段,生成卤代烯烃,需要更强烈的条件才能进行第二步加成。这是否相互矛盾,为什么?
解:不矛盾。
烯烃与Br2、Cl2、HCl的加成反应都是亲电加成。由于双键碳的电负性小于叁键碳,导致双键上的π电子受核的束缚程度更小,流动性更大,更有利于亲电加成反应。所以,与亲电试剂Br2、Cl2、HCl的加成反应,烯烃比炔烃活泼
Cl、Br都是吸电子基,它们的引入,导致双键上电子云密度降低,不利于亲而
电加成反应的进行。所以,当炔烃用亲电试剂Br2、Cl2、HCl处理时,反应却很容易停止在烯烃阶段,生成卤代烯烃,需要更强烈的条件才能进行第二步加成
(6) 在硝酸钠的水溶液中,溴对乙烯的加成,不仅生成1,2-二溴乙烷,而且还产生硝酸-β-溴代乙酯(BrCH2CH2ONO2),怎样解释这样的反应结果?试写出各步反应式。
解:溴与乙烯的加成是亲电加成反应,首先生成活性中间体——环状溴翁正离子。后者可与硝酸根负离子结合得到硝酸-β-溴代乙酯(BrCH2CH2ONO2):
HONO2 + H2OH3O+ + ONO2-Br -
CH2BrCH2BrCH2=CH2 + Br2CH2BrCH2ONO2-CH2BrCH2ONO2
(7) (CH3)3CCH=CH2在酸催化下加水,不仅生成产物(CH3)3CCHCH3(A),而且
OH生成(CH3)2CCH(CH3)2(B),但不生成(CH3)3CCH2CH2OH(C)。 试解释为什么。
OH解:该实验现象与烯烃酸催化下的水合反应机理有关:
H+甲基迁移(CH3)3CCH=CH2(CH3)3CCHCH3( I )+
(CH3)2CCHCH3( II )CH3
(2°C) (3°C+)
( I )
H2O- H+(CH3)3CCHCH3(A)OHOH
( II )H2O- H+(CH3)2CCHCH3(B)
+
CH2(1°C),能量高,不稳定,因此产物(C)不易生成。
+
与(C)相关的C为(CH3)3CCH2CH3(8) 丙烯聚合反应,无论是酸催化还是自由基引发聚合,都是按头尾相接的方式,生成甲基交替排列的整齐聚合物,为什么?
解:以自由基聚合为例。若按头尾相接的方式,生成甲基交替排列的整齐聚合物,则与之相关的自由基都是二级自由基:
RCH2=CHCH3RCH2CHCH3CH2=CHCH3RCH2CHCH2CH3CHCH3
二级自由基 二级自由基
CH2=CHCH3RCH2CHCH2CH3CHCH2CH3CHCH3CH2=CHCH3... ...
二级自由基
头尾相接、甲基交替排列的整齐聚合物
反之,则会生成稳定性较差的一级自由基:
CH2=CHCH3RCH2=CHCH3RCH2CHCH3CH2=CHCH3CH3RCH2CHCHCH3CH2
二级自由基 一级自由基
丙烯在酸催化下进行聚合反应,其活性中间体为碳正离子,其稳定性顺序同样为:
三级>二级>一级碳正离子。
(十八) 化合物(A)的分子式为C4H8,它能使溴溶液褪色,但不能使稀的高锰酸钾溶液褪色。1 mol (A)与1mol HBr作用生成(B),(B)也可以从(A)的同分异构体(C)与HBr作用得到。(C)能使溴溶液褪色,也能使稀和酸性高锰酸钾溶液褪色。试推测(A)、(B)和(C)的构造式。并写出各步反应式。
解:(A)
CH3 (B)
BrCH3CH2CHCH3
(C) CH3CH2CH=CH2 或 CH3CH=CHCH3 反应式略。
(十九) 分子式为C4H6的三个异构体(A)、(B)、(C),可以发生如下的化学反应: (1) 三个异构体都能与溴反应,但在常温下对等物质的量的试样,与(B)和(C)反应的溴量是(A)的2 倍;
(2) 三者都能HCl发生反应,而(B)和(C)在Hg2+催化下与HCl作用得到的是同一产物;
(3) (B) 和(C)能迅速地与含HgSO4的硫酸溶液作用,得到分子式为C4H8O的化合物;
(4) (B)能与硝酸银的溶液反应生成白色沉淀。
试写出化合物(A)、(B)和(C)的构造式,并写出有关的反应式。
解:(A)
(B) CH3CH2CCH (C) CH3CCCH3
有关的反应式略。
(二十) 某化合物(A)的分子式为C7H14,经酸性高锰酸钾溶液氧化后生成两个化合物(B)和(C)。(A)经臭氧化而后还原水解也得相同产物(B)和(C)。试写出(A)的构造式。
解:
CH3(CH3)2C=CCH2CH3CH3(A)
(CH3)2C=CCH2CH3(A)(1) O3(2) H2O , ZnKMnO4H+OOOO
CH3CCH3 + CH3CCH2CH3CH3CCH3 + CH3CCH2CH3(二十一) 卤代烃C5H11Br(A)与氢氧化钠的乙醇溶液作用,生成分子式为C5H10的化合物(B)。(B)用高锰酸钾的酸性水溶液氧化可得到一个酮(C)和一个羧酸(D)。而(B)与溴化氢作用得到的产物是(A)的异构体(E)。试写出(A)、(B)、(C)、(D)和(E)的构造式及各步反应式。
解:
CH3CH3CHCHCH3Br(A)各步反应式:
CH3CH3C=CHCH3(B)CH3CH3C=O(C)CH3COOH(D)CH3CH3CCH2CH3Br(E)
NaOHCH3CHCHCH3CHOH25CH3CH3CH3C=CHCH3(B)HBrKMnO4H+CH3CH3C=O+CH3COOH(C)(D)(A)BrCH3CH3CCH2CH3Br(E)
(二十二) 化合物C7H15Br经强碱处理后,得到三种烯烃(C7H14)的混合物(A)、(B)和(C)。这三种烯烃经催化加氢后均生成2-甲基己烷。(A)与B2H6作用并经碱性过氧化氢处理后生成醇(D)。(B)和(C)经同样反应,得到(D)和另一异构醇(E)。写出(A)~(E)的结构式。再用什么方法可以确证你的推断?
CH3解:C7H15Br的结构为:CH3CHCHCH2CH2CH3
Br(A)~(E)的结构式:
CH3CH3C=CHCH2CH2CH3(A)CH3CH3CHCHCH2CH2CH3OH(D)CH3CH3CHCH=CHCH2CH3(B)CH3CH3CHCH2CHCH2CH3OH(E)
CH3CH2=CCHCH2CH2CH3
(C)将(A)、(B)、(C)分别经臭氧化-还原水解后,测定氧化产物的结构,也可推断(A)、(B)、(C)的结构:
CH3(1) O3CH3CH3C=CHCH2CH2CH3(2) H2O/ZnCH3C=O + O=CHCH2CH2CH3
(A)HCH3H(1) O3(B)(2) HO/Zn+O=CCHCH CHCHCHCO22332O(1) O3 (C)CH=O + CHCCHCHCH(2) H2O/Zn23223(二十三) 有(A)和(B)两个化合物,它们互为构造异构体,都能使溴的四氯化碳溶液褪色。(A)与Ag(NH3)2NO3反应生成白色沉淀,用KMnO4溶液氧化生成丙酸(CH3CH2COOH)和二氧化碳;(B)不与Ag(NH3)2NO3反应,而用KMnO4溶液氧化只生成一种羧酸。试写出(A)和(B)的构造式及各步反应式。
解:(A)CH3CH2C各步反应式:
CH (B)CH3CCCH3
CCl4CH3CH2C(A)CH3CH2CCH3CH2CCH3C(B)CH+ Br2棕红色CH3CH2CBr2CHBr2无色CHCHAg(NH3)2NO3CH3CH2CCAg
(灰白色)KMnO4CCl4CH3CH2COOH + CO2CH3CBr2CBr2CH3无色CCH3+ Br2棕红色CH3CCCH3CH3CCCH3Ag(NH3)2NO3KMnO4x
2CH3COOH
(二十四) 某化合物的分子式为C6H10。能与两分子溴加成而不能与氧化亚铜的氨溶液起反应。在汞盐的硫酸溶液存在下,能与水反应得到4-甲基-2-戊酮和2-甲基-3-戊酮的混合物。试写出C6H10的构造式。
解:
CH3CCH3CH3CHC
(二十五) 某化合物(A),分子式为C5H8,在液氨中与金属钠作用后,再与1-溴丙烷作用,生成分子式为C8H14的化合物(B)。用高锰酸钾氧化(B)得到分子式C4H8O2为的两种不同的羧酸(C)和(D)。(A)在硫酸汞存在下与稀硫酸作用,可得到分子式为C5H10O的酮(E)。试写出(A)~(E)的构造式及各步反应式。
CH3解:
CH3(B)CH3CHCCCH2CH2CH3
CH3(D)CH3CH2CH2COOHCH3CH3CHCCNaCH3CH2CH2Br(A)CH3CHCCHCH3(C)CH3CHCOOHOCCH3
(E)CH3CHCH3CH3CHC各步反应式:
CH3CH3CHC(A)CH3CHNaNH3(l)CH3CHCCH3CH3CHC(A)
CCH2CH2CH3(B)CHKMnO4CH3CCH2CH2CH3(B)
H2SO4 + H2OHgSO4CH3CHCOOH+CH3CH2CH2COOH(C)(D) CH3OCH3
CH3CHC(E)第四章 二烯烃和共轭体系习题(P147)
(一) 用系统命名法命名下列化合物:
(1) CH2=CHCH=C(CH3)2
(2) CH3CH=C=C(CH3)2
2-甲基-2,3-戊二烯
CH3
(4)
4-甲基-1,3-戊二烯
(3)
CH3CH2=CHCH=CHC=CH3C=CCH=CH2
HH
2-甲基-1,3,5-己三烯 (3Z)-1,3-戊二烯
(二) 下列化合物有无顺反异构现象:若有,写出其顺反异构体并用Z,E-命名法命名。
(1)2-甲基-1,3-丁二烯 (2)1,3-戊二烯 (3)3,5-辛二烯 (4)1,3,5-己三烯 (5)2,3-戊二烯 解:(1) 无;
(2) 有;(3E)-1,3-戊二烯, (3Z)-1,3-戊二烯;
(3) 有;(3Z,5Z)-3,5-辛二烯, (3Z,5E) -3,5-辛二烯,(3E,5E) -3,5-辛二烯; (4) 有;(3E)-1,3,5-己三烯, (3Z)-1,3,5-己三烯; (5) 无 (三) 完成下列反应式:
解:红色括号中为各小题所要求填充的内容。
COOH(1)
+ HOOCCH=CHCOOHCOOH
(2) +CHCH
H(3)
COOCH3COOCH3HCOOCH3H+HCOOCH3HHCOOCH3
(4) +CH3OOCCOOCH3HHCOOCH3MgX+ RH
(5)
+ RMgX(6)
+OCOCH3
(7) (8)
CHO+CHOCH2ClKMnO4H+ ,
+CH2ClHOOCCH2CHCH2CH2COOHCH2Cl
(A)(B)
CH3(9)
hCH3CH3CH3HCH3HCH3
CH3CH3CH3CH3HHCH3
(10)
CH3(四) 给出下列化合物或离子的极限结构式,并指出哪个贡献最大?
(1) CH3CN (2) (CH)C=CHC(CH) (3) CH=CHCH
323222
(4)
CH3CCH=CH2O(5)
CH2COCH3 (6)
NCH3CNCH3CN
解: (1) CH3C贡献最大(非电荷分离)
(2) (CH3)2C=CHC(CH3)2 (3) CH2=CHCH2(CH3)2CCH=C(CH3)2
结构相似,二者贡献一样大
CH2CH=CH2
结构相似,二者贡献一样大
(4)
... ...
各共振结构式结构相似,能量相同,对真实结构的贡献相同。
(5) CH2CCH3OCH2 CCH3O-CH3CCH2O
贡献最大(与电负性预计相同)
(6)
CH3CCHCH2O贡献最大(共价键最多)
CH3CCHCH2OCH3CCHCH2
O
(五) 化合物CH2=CHNO2和CH2=CHOCH3同CH2=CH2相比,前者C=C双键的电子云密度降低,而后者C=C双键的电子云密度升高。试用共振论解之。
解:CH2=CHNO2的真实结构可用共振论表示如下:
OCH2=CHN(I)O-O-CH2CH=N(II)O-
其中(II)对真实结构的贡献就是使C=C双键带部分正电荷,电子云密度降低。
CH2=CHOCH3的真实结构可用共振论表示如下:
CH2=CHOCH3(I)CH2CH=OCH3 (II)其中(II)对真实结构的贡献就是使C=C双键带部分负电荷,电子云密度升高。
(六) 解释下列反应:
BrBrBr(1)
+ 2 Br2Br
(2)
解:
CH2NBSCCl4 , CH2Br
(1)
Br21,6-加成BrBr2BrBrBrBr
Br1,4-加成(2) NBSCH2少量Br2,Br2+ BrCH22 Br
CH2
CH2+ Br2CH2Br+ Br
… …
(七) 某二烯烃与一分子溴反应生成2,5-二溴-3-己烯,该二烯烃若经臭氧化再还原分解则生成两分子乙醛和一分子乙二醛 (O=CH-CH=O)。试写出该二烯烃的构造式及各步反应式。 解:该二烯烃的构造式为: 各步反应式略。
CH3CH=CHCH=CHCH3 2,4-己二烯
(八) 3-甲基-1,3-丁二烯与一分子氯化氢加成,只生成3-甲基-3-氯-1-丁烯和3-甲基-1-氯-2-丁烯,而没有2-甲基-3-氯-1-丁烯和3-甲基-1-氯-2-丁烯。试简单解释之,并写出可能的反应机理。
解:由于C稳定性:CH 所以,只有与
+
CH33CH3CH2=CCHCH3
CCH=CH2CH3CH3H+CCH=CH2相关的产物生成:
CH3CH3CCH=CH2Cl-CH3CH2=CCH=CH2CH3CH3CCHCH2+Cl-
CH3CH3CClCH=CH2CH3CH3CClCHCH2(九) 分子式为C7H10的某开链烃(A),可发生下列反应:(A)经催化加氢可生成3-乙基戊烷;(A)与硝酸银氨溶液反应可产生白色沉淀;(A)在Pd/BaSO4催化下吸收1 mol H2生成化合物(B), (B)能与顺丁烯二酸酐反应生成化合物(C)。 试写出(A)、(B)、(C)的构造式。
OCH2CH3CH2CH3CH3CH=CCH CH2(B)(C)OO解:CH3CH=CC CH(A)
(十) 下列各组化合物分别与HBr进行亲电加成反应,哪个更容易?试按反应活性大小排列顺序。
(1)
CH3CH=CHCH3, CH2=CHCH=CH2 , CH3CH=CHCH=CH2 ,
CH3CH3CH2=CC=CH2
(2) 1,3-丁二烯, 2-丁烯, 2-丁炔 解:(1) 反应活性顺序:
CH3CH3>CH3CH=CHCH=CH2 >
CH2=CC=CH2 CH3CH=CHCH3
(考虑C+稳定性!)
CH2=CHCH=CH2 >
(2) 反应活性顺序为:1,3-丁二烯 > 2-丁烯 > 2-丁炔 (考虑C+稳定性!) (十一) 下列两组化合物分别与1,3-丁二烯[(1)组]或顺丁烯二酸酐[(2)组]进行Diels-Alder反应,试将其按反应活性由大到小排列成序。
CH3CNCH2Cl
(1) (A) (2) (A)
(B) (C)
CH2=CCH=CH2 CH3CH2=CC=CH2
(CH3)3CC(CH3)3解:反应活性:(1) B>C>A;
(2) A>B >C (C难以形成s-顺式构型,不反应) (十二) 试用简单的化学方法鉴别下列各组化合物: (1) 己烷, 1-己烯, 1-己炔, 2,4-己二烯
(2) 庚烷, 1-庚炔, 1,3-庚二烯, 1,5-庚二烯 解: (1)
CH3(CH2)4CH3CHC(CH2)3CH3CH2=CH(CH2)3CH3CH3CH=CHCH=CHCH3 (2)
Br2/CCl4或KMnO4 (B) CH2=CHCH=CH2 (C)
x裉色裉色裉色Ag(NH3)2NO3灰白色沉淀xx顺酐x
白色沉淀CH3(CH2)5CH3CHC(CH2)4CH3CH2=CHCH=CH(CH2)2CH3CH2=CH(CH2)CH=CHCH3Br2/CCl4或KMnO4x裉色裉色裉色Ag(NH3)2NO3灰白色沉淀xx
白色沉淀顺酐x
(十三) 选用适当原料,通过Diels-Alder反应合成下列化合物。
O(1)
CH2Cl (2)
CCOCH3O (3)
COCH3
CH3OCl(4)
CH2Cl (5)
CCOCNO (6)
CN
ClCH2Cl解:(1) +CH2Cl
O(2)
OOCCOO
+ O2V2O5CCO(3)
+OCH3CH3CCH3OCH2ClCl2
(4) +CH2ClClClCH2Cl
O(5)
OOCCOO
+CCOH(6)
CNCN+HCN
CN(十四) 三个化合物(A)、(B)和(C),其分子式均为C5H8,都可以使溴的四氯化碳溶液褪色,在催化下加氢都得到戊烷。(A)与氯化亚铜碱性氨溶液作用生成棕红色沉淀,(B)和(C)则不反应。(C)可以顺丁烯二酸酐反应生成固体沉淀物,(A)和(B)则不能。试写出(A)、(B)和(C)可能的构造式。
解:(A)
CH3CH2CH2CCH (B)
CH3CCCH2CH3 or
CH2=CHCH2CH=CH2
(C) CH2=CHCH=CHCH3
(十五) 1,2-丁二烯聚合时,除生成高分子聚合物外,还有一种二聚体生成。该二聚体可以发生如下的反应: (1) 还原后可以生成乙基环己烷; (2) 溴化时可以加上两分子溴;
(3) 氧化时可以生成β-羧基己二酸HOOCCH2CHCH2CH2COOH
COOH根据以上事实,试推测该二聚体的构造式,并写出各步反应式。
解:该二聚体的构造式为: 各步反应式略。
第五章 芳烃 芳香性
(一) 写出分子式为C9H12的单环芳烃的所有同分异构体并命名。
CH3解:
正丙苯CH3C2H5C2H5间甲基乙苯CH2CH2CH3异丙苯CH(CH3)2
邻甲基乙苯CH3CH3CH3CH3CH3CH3偏三甲苯CH3CH3CH3CH3均三甲苯
C2H5对甲基乙苯连三甲苯 (二) 命名下列化合物:
CH3CH2CHCH2CH3 (1)
(2)
HC=CCH2HCH3 (3)
CH3ClNO2
CH3
CH3(4)
(5)
ClCOOH (6)
CH3
CH3CH3(7)
OHOHCH3 (9)
ClNH2 (8)
BrSO3HSO3H
COCH3解:(1) 3-对甲苯基戊烷 (2) (Z)-1-苯基-2-丁烯 (3) 4-硝基-2-氯甲苯
(4) 1,4-二甲基萘 (5) 8-氯-1-萘甲酸 (6) 1-甲基蒽
(7) 2-甲基-4-氯苯胺 (8) 3-甲基-4羟基苯乙酮 (9) 4-羟基-5-溴-1,3-苯二磺酸
(三) 完成下列各反应式:
解:红色括号中为各小题所要求填充的内容。 (1)
+ ClCH2CH(CH3)CH2CH3AlCl3AlCl3CH3CCH2CH3CH3
(2)
(过量)+ CH2Cl2HNO3H2SO4CH2NO2+(主要产物)
(3)
NO2
(4) (5) (6) (7) (8) (9)
HNO3 , H2SO40 CBF3oO2N+OH+CH2OCH2AlCl3CH2O , HClZnCl2CH2CH2OH
CH2CH2CH2Cl
CH2CH2CH2CH2CH2CH3(CH3)2C=CH2HF(1) KMnO4(2) H3O+C2H5BrAlCl3COOHC(CH3)3C2H5C(CH3)3
K2Cr2O7H2SO4(CH3)3CCOOH
OOCHCH2O(10)
CH=CH2O3ZnH3O+CHO + CH2O
(11)
2H2PtCH3COClAlCl3AlCl3COCH3
(12)
CH2CH2CClO
OHF(13)
CH2CH2C(CH3)2OH
O(14)
OOAlCl3+OC(CH2)2COOH(A)
Zn-HgHClCH2(CH2)2COOH
(B)(15) (16)
F+NBS , 光CCl4CH2ClAlCl3CH2F
CH2CH3CHCH3BrBrKOHCH=CH2
Br2CCl4CHCH2Br
(四) 用化学方法区别下列各组化合物:
(1) 环己烷、环己烯和苯 (2) 苯和1,3,5-己三烯
环己烯解:(1) 环己烷Br2CCl4退色苯苯(2)
xxKMnO4Br2/Fex退色
x1,3,5-己三烯(五) 写出下列各反应的机理:
(1) 解:
退色SO3H+ H3O+SO3HH++ H2SO4 + H2O
SO3H-H+, -SO3H
+
(2) C6H6 + C6H5CH2OH + H2SO4解
H+-H2O(C6H5)2CH2 + H3O+ + HSO4-
C6H6C6H5CH2OH-H+C6H5CH2OH2C6H5CH2C6H5CH2H+:
C6H5CH2C6H6H2SO4(箭头所指方向为电子云流动的方向!)CH3C6H5(3)
CCCH3CH2
CH3C=CH2CH3解:
C6H5CH3CCH2CH3CPh CH3C6H5CH3C=CH2H+C6H5CCH3CH2=C(CH3)PhCH3(箭头所指方向为电子云流动的方向!)CH3
CCCH3CH2-H+CH3CCCH3CH2
+HC6H5CH3AlCl3CH3C6H5
(4)
CH3CClOCH3-C+ AlCl4OH
+CH3CO+- H+CCH3OCCH3O
(六) 己知硝基苯(Ph—NO2)进行亲电取代反应时,其活性比苯小,—NO2是第二类定位基。试部亚硝基苯(Ph—NO)进行亲电取代反应时,其活性比苯大还是小?—NO是第几类定位基?
解:由于氧和氮的电负性均大于碳,在亚硝基苯中存在下列电动去的转移:
NO
所以亚硝基苯(Ph—NO)进行亲电取代反应时,其活性比苯小,—NO是第二类定位基。
(七) 写出下列各化合物一次硝化的主要产物:
解:蓝色箭头指向为硝基将要进入的位置:
(1)
NHCOCH3
OCH3 (2)
N(CH3)3 (3)
H3C
NO2(4)
CH3CH3 (5)
NO (6)
H
3CCOOHNO2(7)
Cl (8) OCH3(10)
SO3H
(13)
CH3 CH3(15)
CO NO2(17) H3CC O讨论:
2CFCH33 (9)
NO2 CH3NHCOCH3 (11)
(12)
C(CH3)3 (14)
高温CH(CH3)2
低温 (16)
CO OCH3 (18)
NHCOCH3
OCH3A. (10)的一元硝化产物为
OCH3NO2而不是,因为与前者
NO2相关的σ-络合物中正电荷分散程度更大,反应活化能更低:
OCH3HNO2OCH3HNO2OCH3HNO2OCH3HNO2OCH3H
NO2OCH3H
NO2OCH3OCH3OCH3OCH3
HNO2HNO2NO2B.(13)的一元硝化产物为
HNO2NO2而不是
HNO2CH3为前者的空间障碍小,热力学稳定。
CH3,是因
CH3CH3(八) 利用什么二取代苯,经亲电取代反应制备纯的下列化合物?
OCH3(1)
COOH (2)
NO2 (3)
NO2NO2NO2NO2COOHNO2NO2 (4)
O2NCOOH解:可用下列二取代苯分别制备题给的各化合物:
OCH3(1)
(2)
COOH (3)
NO2 (4)
NO2
NO2COOHNO2COOH(九) 将下列各组化合物,按其进行硝化反应的难易次序排列:
(1) 苯、间二甲苯、甲苯 (2) 乙酰苯胺、苯乙酮、氯苯 解:(1) 间二甲苯>甲苯>苯
解释:苯环上甲基越多,对苯环致活作用越强,越易进行硝化反应。 (2)乙酰苯胺>氯苯>苯乙酮
解释:连有致活基团的苯环较连有致钝集团的苯环易进行硝化反应。
对苯环起致活作用的基团为:—NH2,—NHCOCH3且致活作用依次减小。 对苯环起致钝作用基团为:—Cl,—COCH3且致钝作用依次增强。
(十) 比较下列各组化合物进行一元溴化反应的相对速率,按由大到小排列。
(1) 甲苯、苯甲酸、苯、溴苯、硝基苯
(2) 对二甲苯、对苯二甲酸、甲苯、对甲基苯甲酸、间二甲苯 解:(1) 一元溴化相对速率:甲苯>苯>溴苯>苯甲酸>硝基苯
解释:致活基团为—CH3;致钝集团为—Br,—COOH,—NO2,且致钝作用依次增强。
(2) 间二甲苯>对二甲苯>甲苯>对甲基苯甲酸>对苯二甲酸
解释:—CH3对苯环有活化作用且连接越多活化作用越强。两个甲基处于间位的致活效应有协同效应,强于处于对位的致活效应;—COOH有致钝作用。
(十一) 在硝化反应中,甲苯、苄基溴、苄基氯和苄基氟除主要的到邻和对位硝基衍生物外,也得到间位硝基衍生物,其含量分别为3%、7%、14%和18%。试解释之。
解:这是-F、-Cl、-Br的吸电子效应与苄基中―CH2―的给电子效应共同作用的结果。
电负性:F>Cl>Br>H
邻、对位电子云密度:甲苯>苄基溴>苄基氯>苄基氟
新引入硝基上邻、对位比例:甲苯>苄基溴>苄基氯>苄基氟 新引入硝基上间位比例:甲苯<苄基溴<苄基氯<苄基氟
(十二) 在硝化反应中,硝基苯、苯基硝基甲烷、2-苯基-1-硝基乙烷所得间位异构体的量分别为93%、67%和13%。为什么?
解:硝基是强的吸电子基(-I、-C),它使苯环上电子云密度大大降低,新引入基上间位。
NO2硝基苯CH2苯基硝基甲烷NO2CH2CH2NO22-苯基-1-硝基乙烷
硝基对苯环的-I效应迅速减弱,烃基对苯环的+C效应逐渐突显硝化产物中,间位异构体的比例依次降低(十三) 甲苯中的甲基是邻对位定位基,然而三氟甲苯中的三氟甲基是间位定位基。试解释之。
解:由于氟的电负性特别大,导致F3C-是吸电子基,对苯环只有吸电子效应,而无供电子效应,具有间位定位效应。
(十四) 在AlCl3催化下苯与过量氯甲烷作用在0℃时产物为1,2,4-三甲苯,而在100℃时反应,产物却是1,3, 5-三甲苯。为什么?
解:前者是动力学控制反应,生成1,2,4-三甲苯时反应的活化能较低;后者是热力学控制反
应,得到的1,3, 5-三甲苯空间障碍小,更加稳定。
(十五) 在室温下,甲苯与浓硫酸作用,生成约95%的邻和对甲苯磺酸的混合物。但在150~200℃较长时间反应,则生成间位(主要产物)和对位的混合物。试解释之。(提示:间甲苯磺酸是最稳定的异构体。)
解:高温条件下反应,有利于热力学稳定的产物(间甲苯磺酸)生成。
(十六) 将下列化合物按酸性由大到小排列成序:
(1) (4)
(2)
CH3CH2 (3)
O2N
CH2CH3 (5)
解:(3) > (1) > (5) > (2) > (4)
+
各化合物失去H后得到的碳负离子稳定性顺序为:(3) > (1) > (5) > (2) > (4)。
+
碳负离子越稳定,H越易离去,化合物酸性越强。
(十七) 下列反应有无错误?若有,请予以改正。
(1)
CH2NO2HSO24HNO3CH2NO2NO2
解:错。右边苯环由于硝基的引入而致钝,第二个硝基应该进入电子云密度较大的、左边的
苯环,且进入亚甲基的对位。 (2)
+ FCH2CH2CH2Cl+
AlCl3CH2CH2CH2F
解:错。FCH2CH2CH2在反应中要重排,形成更加稳定的2º或3º碳正离子,产物会异构化。
即主要产物应该是:
CH3CH CH2F 若用BF3作催化剂,主要产物为应为
CH3CH CH2ClNO2Zn-HgHNO3NO2CH3COClAlCl3NO2CCH3OHCl(3) H2SO4CH2CH3
解:错。① 硝基是致钝基,硝基苯不会发生傅-克酰基化反应;
② 用Zn-Hg/HCl还原间硝基苯乙酮时,不仅羰基还原为亚甲基,而且还会将硝基
还原为氨基。
AlCl3CH=CH2+ ClCH=CH2(4) 解:错。CH2=CHCl分子中-Cl和C=C形成多电子p—π共轭体系,使C—Cl具有部分双
键性质,不易断裂。所以该反应的产物是PhCH(Cl)CH3。
(十八) 用苯、甲苯或萘等有机化合物为主要原料合成下列各化合物:
(1) 对硝基苯甲酸 (2) 邻硝基苯甲酸
(3) 对硝基氯苯 (4) 4-硝基-2,6二溴甲苯 (5)
COOH (6)
CH=CHCH3 BrSO3H(7)
(8)
COOHNO2
NO2O(9)
(10)
H3CCO
OCH3解:(1)
HNO3H2SO4CH3KMnO4COOH
NO2(2)
NO2CH3CH3NO2H2O/H+180 CoCH3H2SO4CH3HNO3H2SO4COOHNO2KMnO4NO2
SO3HSO3HCl(3)
Cl2 , FeHNO3H2SO4Cl
CH3(4)
HNO3H2SO4CH3Br2 , FeBrNO2CH3Br
NO2OONO2(5)
2Zn-HgHClOO
COOHAlCl3COOH
(6)
NaOHC2H5OHCH2=CHCH2ClAlCl3CH2CH=CH2HClCH2CHCH3Cl
CH=CHCH3HNO3
H2SO4160 CoSO3H
(7)
H2SO4NO2NO2CH3(8)
浓H2SO4CH3Br2FeCH3Br混酸O2NCH3Br
SO3HH2O/H+180 CoSO3HCH3BrSO3HBrCOOHNO2
O2NCH3BrKMnO4O2N(9)
OO2V2O5 , OOH2SO4AlCl3(-H2O)O
O(10)
PhCH3AlCl3CO2HO
CH3KMnO4COOHSOCl2CClOH3CCO
(十九) 乙酰苯胺(C6H5NHCOCH3)溴化时,主要得到2-和4-溴乙酰苯胺,但2,6-二甲基乙酰苯胺溴化时,则主要得到3溴乙酰苯胺,为什么?(P180)
解:乙酰苯胺溴化时,溴原子引入2-或4-所形成的活性中间体σ-络合物的稳定性大于上3-时:
BrHNHCOCH3BrHNHCOCH3BrHNHCOCH3BrHNHCOCH3... ...
稳定NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3... ...BrH稳定BrHBrHBrH
NHCOCH3BrHNHCOCH3BrHNHCOCH3BrH... ...
2,6-二甲基乙酰苯胺溴化时,溴原子引入3-所形成的活性中间体σ-络合物的稳定性更强:
CH3NHCOCH3CH3BrHNHCOCH3CH3HoCH3NHCOCH3CH3Br3 Co+CH3NHCOCH3CH3Br3 C+o... ...
HHNHCOCH3CH3CH3CH3HNHCOCH3CH3CH3BrHNHCOCH3CH3CH3Br2 C+o... ...BrHBr
2 C+(二十) 四溴邻苯二甲酸酐是一种阻燃剂。它作为反应型阻燃剂,主要用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和ABS树脂等。试分别由萘、邻二甲苯及必要的试剂合成之。
OO2COCO解:
过量Br2Fe , BrBrBrOCO CBrOV2O5 , CH3过量Br2CH3Fe , BrBrBrBrCH3K2Cr2O7CH3H2SO4BrBrBrOCO CBrO(二十一) 某烃的实验式为CH,相对分子质量为208,强氧化得苯甲酸,臭氧化分解产物得苯乙醛,试推测该烃的结构。
解: 由实验式及相对分子质量知,该烃的分子式为 C16H16,不饱和度为9,故该烃分子中可能含有2个苯环和一个双键。
CH2CH=CHCH2 由氧化产物知,该烃的结构为:
(二十二) 某芳香烃分子式为C9H12,用重铬酸钾氧化后,可得一种二元酸。将原来的芳香烃进行硝化,所得一元硝基化合物有两种。写出该芳香烃的构造式和各步反应式。
解:C9H12的构造式为:C2H5CH3 CH3CH3HNO3H2SO4COOHK2Cr2O7CH3NO2+NO2
各步反应式:
H2SO4COOHC2H5C9H12C2H5CH3HBr
p-C6H4CH3(S)-C2H5CH3BrH (C) 的一对对映体:
p-C6H4CH3(R)-(二十三) 某不饱和烃(A)的分子式为C9H8,(A)能和氯化亚铜氨溶液反应生成红色沉淀。(A)催化加氢得到化合物C9H12(B),将(B)用酸性重铬酸钾氧化得到酸性化合物C8H6O4(C),(C)加热得到化合物C8H4O3(D)。.若将(A)和丁二烯作用,则得到另一个不饱和化合物(E),(E)催化脱氢得到2-甲基联苯。试写出(A)~(E)的构造式及各步反应式。
解:
CCH(A)CH3(B)CH2CH3CH3
COOH
(C)COOHOC(D)CO各步反应式略。
O(E)CH3(二十四) 按照Huckel规则,判断下列各化合物或离子是否具有芳香性。
(1)
Cl- (2)
(3) 环壬四烯负离子
(4) (5) (6)
(7)
+ (8)
解:(1)、(3)、 (6)、(8)有芳香性。
(1)、(3)、 (8) 中的π电子数分别为:6、10、6,符合Huckel规则,有芳香性; (6)分子中的3个苯环(π电子数为6)及环丙烯正离子(π电子数为2)都有芳香性,所以整
个分子也有芳香性;
(2)、(4)、 (7)中的π电子数分别为:8、12、4,不符合Huckel规则,没有芳香性;
(5)分子中有一个C是sp3杂化,整个分子不是环状的离域体系,也没有芳香性。
(二十五)下列各烃经铂重整会生成那些芳烃?
(1) 正庚烷 (2) 2,5-二甲基乙烷 解:(1)
CH3 (2) H3CCH3
第六章 立体化学
(一) 在氯丁烷和氯戊烷的所有异构体中,哪些有手性碳原子?
解:氯丁烷有四种构造异构体,其中2-氯丁烷中有手性碳:
CH3CH2CH2CH2ClCH3CH2Cl*CHCH3CH3CH3*
CH3CH3CCH3Cl
CCH2Cl氯戊烷有八种构造异构体,其中烷(C3*)有手性碳原子:
2-氯戊烷(C2),2-甲基-1-氯丁烷(C2*),2-甲基-3-氯丁
CH3(CH2)4ClCl*CH3CH2CH2CHCH3CH3CH3CCH2CH3ClClCH3CH2CHCH2CH3CH3CH3CHCH2CH2ClCH3*CH3CHCHCH3ClCH3CH3CCH3CH2Cl*CH3CHCH2CH3CH2Cl
(二) 各写出一个能满足下列条件的开链化合物:
(1) 具有手性碳原子的炔烃C6H10;
(2) 具有手性碳原子的羧酸C5H10O2 (羧酸的通式是CnH2n+1COOH)。
**CH3CH2CHCCHCH3CH2CHCOOHCH3 (2)
解: (1)
CH3
(三) 相对分子质量最低而有旋光性的烷烃是哪些?用Fischer投影式表明它们的构型。
CH2CH3CH2CH3HCH3 和 H 解: CH3CH2CH2CH3CH2CH2CH3CH2CH3CH2CH3CH3HCH3 和 HCH(CH3)2CH(CH3)2(四) C6H12是一个具有旋光性的不饱和烃,加氢后生成相应的饱和烃。C6H12不饱和烃是什么?生成的饱和烃有无旋光性? 解:C6H12不饱和烃是CH3CH2CH3CH2CH3HCH3,生成的饱和烃无旋光性。 或HCH=CH2CH=CH2(五) 比较左旋仲丁醇和右旋仲丁醇的下列各项:
(1) 沸点 (2) 熔点 (3) 相对密度 (4) 比旋光度
(5) 折射率 (6) 溶解度 (7) 构型 解: (1)、(2)、(3)、(5)、(6)相同;
(4)大小相同,方向相反; (7)构型互为对映异构体。
COOHOH一样的? (六) 下列Fischer投影式中,哪个是同乳酸HCH3OHCH3COOHCH3COOH (3) COOHOH (4) HOCH3 (1) HOH (2) HCH3COOHHH解: (1)、(3)、(4)和题中所给的乳酸相同,均为R-型;(2)为S-型。
提示:
① 在Fischer投影式中,任意两个基团对调,构型改变,对调两次,构型复原;任意三个基团轮换,构型不变。
② 在Fischer投影式中,如果最小的基团在竖键上,其余三个基团从大到小的顺序为顺
时针时,手性碳的构型为R-型,反之,为S-型;如果最小的基团在横键上,其余三个基团从大到小的顺序为顺时针时,手性碳的构型为S-型,反之,为R-型;
CH3Br是R型还是S型?下列各结构式,哪些同上面(七) Fischer投影式HCH2CH3这个投影式是同一化合物?
C2H5HHC2H5 (3) Br (2) CH3(1) HCH3CH3Br解: S-型。(2)、(3)、(4)和它是同一化合物。
BrCH3HH (4)
CH3HCH3HHBr
(八) 把3-甲基戊烷进行氯化,写出所有可能得到的一氯代物。哪几对是对映体?哪些是非对映体?哪些异构体不是手性分子?
解:3-甲基戊烷进行氯化,可以得到四种一氯代物。其中:
3-甲基-1-氯戊烷有一对对映体:
HCH3CH2CH2CH2ClClCH2CH2CH3 3-甲基-2-氯戊烷有两对对映体:
CH3ClHHH
CH3CH3C2H5CH3ClHC2H5
HCH2CH3CH3CH3HHClCH3C2H5
CH3ClCH3HHC2H5
(1) (2) (3) (4)
(1)和(2)是对映体,(3)和(4)是对映体;
(1)和(3)、(2)和(3)、(1)和(4)、(2)和(4)、是非对映体。
(九) 将10g化合物溶于100ml甲醇中,在25℃时用10cm长的盛液管在旋光仪中观察到旋光度为+2.30°。在同样情况下改用5cm长的盛液管时,其旋光度为+1.15°。计算该化合物的比旋光度。第二次观察说明什么问题?
2.323.010gCL1dm100ml解:
第二次观察说明,第一次观察到的α是+2.30°,而不是-357.7°。
[](十) (1) 写出3-甲基-1-戊炔分别与下列试剂反应的产物。
(A) Br2,CCl4 (B) H2,Lindlar催化剂 (C) H2O,H2SO4,HgSO4 (D) HCl(1mol) (E) NaNH2,CH3I
(2) 如果反应物是有旋光性的,哪些产物有旋光性? (3) 哪些产物同反应物的手性中心有同样的构型关系? (4) 如果反应物是左旋的,能否预测哪个产物也是左旋的?
Br解: (1) (A) CHBrCCHCH2CH3 (B)
CH2=CHCHCH2CH3CH3
BrBrCH3O(C) CH3ClCCHCH2CH3
CH3
CCHCH2CH3 (D) CH2 (E)
CH3CH3CCCHCH2CH3CH3 (2) 以上各产物都有旋光性。 (3) 全部都有同样的构型关系。 (4) 都不能预测。
(十一) 下列化合物各有多少立体异构体存在?
OH (1)
OHCHCH3 (2)
ClClClCH3CHCHCHC2H5 (3)
OHClClCH3CHCHCHCH3CH3CH2CHC2H5HH
解:(1) 四种:
C2H5OHOHHH
C2H5HOHCH3OHH
C2H5OHHCH3HOH
OHOHCH3CH3
(2) 八种; (3) 八种
(十二) 根据给出的四个立体异构体的Fischer投影式,回答下列问题:
CHOHOHHOHCH2OHCHOHOHHOHCH2OHCHOCHOHOHHOHHOHHOHCH2OHCH2OH
(I) (II) (III) (IV)
(1) (Ⅱ)和(Ⅲ)是否是对映体? (2) (Ⅰ)和(Ⅳ) 是否是对映体? (3) (Ⅱ)和(Ⅳ)是否是对映体? (4) (Ⅰ)和(Ⅱ)的沸点是否相同? (5) (Ⅰ)和(Ⅲ)的沸点是否相同?
(6) 把这四种立体异构体等量混合,混合物有无旋光性?
解:(1) Yes (2) No (3) No (4) Yes (5) No (6) No,四种立体异构体等量混合物无旋光性
(十三) 预测CH3CH=C=CHCH=CHCH3有多少立体异构体,指出哪些是对映体、非对映体和顺反异构体。
解:CH3CH=C=CHCH=CHCH3有四种立体异构体:
HHHHC=C=CHC=C=CCH3 (A) (B)C=CC=CH3CH3CHCH3HHCH3HCH3HC=C=CHC=C=CCH3 (C) (D) C=CC=CHHHCH3HH (A)和(C),(B)和(D)是对映异构体;
(A)和(D)或(B),(B)和(C)或(A)是非对映异构体; (A)和(B),(C)和(D)是顺反异构体。
(十四) 写出CH3CH=CHCH(OH)CH3的四个立体异构体的透视式。指出在这些异构体中哪两组是对映体?哪几组是非对映体?哪两组是顺反异构体?
解:CH3CH=CHCH(OH)CH3分子中有两处可产生构型异,一处为双键,可产生顺反异构,另一处为手性碳,可产生旋光异构。
*HC=CH(I)CH3HC=CHO(II)HCH3CH3HHC=CH(III)HCH3OHHC=CHO(IV)HCH3HCH3
HOHCH3CH3(2R, 3Z)-(2R, 3E)-3-戊烯-2-醇(2S, 3E)-(2S, 3Z)-其中:(I)和(II)、(II)和(IV)是对映体;
(I)和(III)、(I)和(IV)、(II)和(III)、(II)和(IV)是非对映体; (I)和(III)、 (II)和(IV)是顺反异构体。
(十五) 环戊烯与溴进行加成反应,预期将得到什么产物?产品是否有旋光性?是左旋体、右旋体、外消旋体,还是内消旋体?
BrBr2Br+
解:
Br外消旋体Br(十六) 某烃分子式为C10H14,有一个手性碳原子,氧化生成苯甲酸。试写出其结构式。
解:C10H14的结构式为:
*CHCH2CH3CH3
(十七) 用高锰酸钾处理顺-2-丁烯,生成一个熔点为32℃的邻二醇,处理反-2-丁烯,生成熔点为19℃的邻二醇。它们都无旋光性,但19℃的邻二醇可拆分为两个旋光度相等、方向相反的邻二醇。试写出它们的结构式、标出构型以及相应的反应式。
CH3H解: CHHC=CCH3KMnO4H+HHOHOHCH33内消旋体
(2S,3R-2,3-丁二醇)外消旋体CH3CH3H
CH3+HOHHOHCH3(2R,3R-2,3-丁二醇)
HC=CCH3KMnO4H+HHOOHHCH3(2S,3S-2,3-丁二醇)(十八) 某化合物(A)的分子式为C6H10,具有光学活性。可与碱性硝酸银的氨溶液反应生成白色沉淀。若以Pt为催化剂催化氢化,则(A)转变C6H14 (B),(B)无光学活性。试推测(A)和(B)的结构式。
H解: (A) HCCCH2CH3 (B) CH3CH3CH2CHCH2CH3
CH3
(十九) 化合物C8H12(A),具有光学活性。(A)在Pt催化下加氢生成C8H18(B),(B)无光学活性。(A)在部分毒化的钯催化剂催化下,小心加氢得到产物C8H14(C), (C)具有光学活性。试写出(A)、(B)和(C)的结构式。
(提示:两个基团构造相同但构型不同,属于不同基团。)
HH解:(A) CH3C=CCCCCH3 (B)HCH3HHCCCHCH3HCH3
CH3CH2CH2CHCH2CH2CH3CH3
CH3(C)
C=CH第七章 卤代烃 相转移催化反应
邻基效应
(一) 写出下列分子式所代表的所有同分异构体,并用系统命名法命名。
(1)C5H11Cl (并指出1°,2°,3°卤代烷) (2)C4H8Br2 (3) C8H10Cl 解:(1) C5H11Cl共有8个同分异构体:
CH3CH2CH2CH2CH2Cl1-氯戊烷 (1 )oCH3CH2CH2CHCH3Clo2-氯戊烷(2 )ClCH3CH2CHCH2CH3Clo3-氯戊烷(2 )ClCH3CCH2CH3CH3o(3 )2-甲基-2-氯丁烷CH3CHCH2CH2ClCH33-甲基-1-氯丁烷(1 )oCH3CHCHCH3CH33-甲基-2-氯丁烷(2 )CH3CH3CCH2ClooCH3CH3CH2CHCH2Cl2-甲基-1-氯丁烷(1 )CH3o2,2-二甲基-1-氯丙烷(1 )
(2) C4H8Br2共有9个同分异构体:
CH3CH2CH2CHBr21,1-二溴丁烷CH3CH2CHCH2BrBr1,2-二溴丁烷CH3CHCH2CH2BrBrBr1,3-二溴丁烷BrCH2CH2CH2CH2Br1,4-二溴丁烷BrCH3CH2CCH3BrBr(CH3)2CCH2Br2,2-二溴丁烷CH3CHCHCH3BrCH32,3-二溴丁烷2-甲基-1,2-二溴丙烷BrCH2CHCH2Br2-甲基-1,3-二溴丙烷
(CH3)2CHCHBr22-甲基-1,1-二溴丙烷(3) C8H10Cl共有14个同分异构体:
CH2CH2ClClCHCH3CH3CH2ClCH2Cl1-苯-2-氯乙烷1-苯-1-氯乙烷o-甲基苯氯甲烷m-甲基苯氯甲烷CH2ClCH3CH3p-甲基苯氯甲烷CH2CH3ClCH2CH3ClCH2CH3ClClp-氯乙苯
CH3CH3CH3ClCH3o-氯乙苯m-氯乙苯3-氯-1,2-二甲苯4-氯-1,2-二甲苯CH3ClCH3CH3CH3ClCH3Cl4-氯-1,3-二甲苯CH3CH3ClCH32-氯-1,4-二甲苯
5-氯-1,3-二甲苯2-氯-1,3-二甲苯
(二) 用系统命名法命名下列化合物。
Cl(1)CH3HHCCCH3 (2)BrBrCH2Cl(3)
BrCH2C=CHClBr1-氯-2,3-二溴丙烯CH2ClCH3
(6)
(2S,3S)-2-氯 -3-溴丁烷顺-1-氯甲基-2-溴环己烷Cl
(5)
CH2Br(4)
Cl1-溴甲基-2-氯环戊烯2-甲基-4-氯苯氯甲烷
CH3CHCHCH3Br
2-苯-3-溴 丁烷(三) 1,2-二氯乙烯的(Z)-和(E)-异构体,哪一个熔点较高?哪一个沸点较高?为什么?
H解:
熔点:
ClC=CHCl
HC=CClH
沸点:
ClHC=CClClClHHC=CHCl原因:顺式异构体具有弱极性,分子间偶极-偶极相互作用力增加,故沸点高;而反式异构体比顺式异构体分子的对称性好,它在晶格中的排列比顺式异构体紧密,故熔点较高。
(四) 比较下列各组化合物的偶极矩大小。
(1)(A)C2H5Cl(B)CH2CHCl(C)CCl2CCl2
(D)CHCCl
(2)
(A)CH3Cl(B)CH3Cl(C)CH3Cl
解: (1)(A)>(B)> (D) >(C) (C)为对称烯烃,偶极矩为0
(2)(B)>(C)>(A)。
(五) 写出1-溴丁烷与下列化合物反应所得到的主要有机物。
(1)NaOH水溶液(3)Mg,纯醚(5)NaI(丙酮溶液)(7)CH3CCNa(9)C2H5ONa,C2H5OH(11)AgNO3,C2H5OH(2)KOH醇溶液(4)(3)的产物+D2O(6)(CH3)2CuLi(8)CH3NH2(10)NaCN(12)CH3COOAg
解:
(1)CH3CH2CH2CH2OH(3)CH3CH2CH2CH2MgBr(5)CH3CH2CH2CH2I(7)CH3CH2CH2CH2CCCH3(9)CH3CH2CH2CH2OC2H5(11)CH3(CH2)3ONO2+ AgBr(2)CH3CH2CHCH2
(4)CH3CH2CH2CH2D(6)CH3CH2CH2CH2CH3(8)CH3CH2CH2CH2NHCH3(10)CH3CH2CH2CH2CN(12)CH3(CH2)3OOCCH3+ AgBr(六) 完成下列反应式:
解:红色括号中为各小题所要求填充的内容。 (1)
OCH3CH3CCH2ICH3CH3COOAgOCCH3CH3CCH2CH3+CH3CH3(主要产物)
CH3OCCH2OCCH3 CH3(次要产物)NaI(2)
BrBrBr丙酮BrI
H3C(3)
H3CNaCNH+H3CCH3CH3CH3HHHDMFHHCNHH
(主要产物)BrDHNaOC2H5C2H5OHCH3O-(次要产物)
(4)
CH3HHCH3H(5)
(R)-CH3CHBrCH2CH3(S)-CH3CHCH2CH3OCH3
(6) HOCH2CH2CH2CH2ClNaOHH2OO
CH3(7) (S)BrCH3CN -COOC2H5H(S)HCNCOOC2H5
C2H5OCOBr(S)NH3CN -COOC2H5NCCBr#SN2NCCOOC2H5CHCH3解释:
HH3CC
HCH3(S)(8) CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2NH2
NaNH2CH3CH=CH2
(9)
BrCH3(CH2)2CHCH3NaOHCH3CH2CH=CHCH3 + CH3CH2CH2CH=CH2 + CH3CH2CH2CHCH3OH(10) F(11)
Mg纯醚
BrFMgBr
CH2INaCNCH2CNCH3(CH2)3Li(12)
Ph(13)
HBrCl2hPhLiBrBrICH3ICH2Cl(A)HCCNaICH2CCH (B)BrHgSO4dil H2SO4Br2hOICH2CCH3 (C)CHCH3(A)BrNaOHC2H5OH(14)
ClCH2CH3ClClCH=CH2(B)
HBr过氧化物ClCH2CH2Br(C)CH3ONaCH3OHNaCNClCH2CH2CN(D)
Br(15)
ClClNO2ClOCH3NO2(A)Br2FeClOCH3NO2(B)
(16)
PhCH2ClMg纯醚ClClCH2ClCl(A)CH2MgClHCCHCH2CH2Ph(B)CH3+ HC(C)CMgCl(D)Cl
(七) 在下列每一对反应中,预测哪一个更快,为什么?
(1) (A)(CH3)2CHCH2Cl + SH--(B)(CH3)2CHCH2I + SH(CH3)2CHCH2SH + Cl- (CH3)2CHCH2SH + I -解:B>A 。I-的离去能力大于Cl-。
CH3(2)
CH3CH3CH2CHCH2CN + Br-CH3CH2CH2CH2CH2CN + Br-
(A)CH3CH2CHCH2Br + CN-(B)CH3CH2CH2CH2CH2Br + CN-CH3解:B>A 。
CH3CH2CHCH2Br 中β-C上空间障碍大,反应速度慢。
(3) (A)CHCH=CHCHCl + HO322CH3CH=CHCH2OH + HCl CH2=CHCH2CH2OH + HCl+
(B)CH2=CHCH2CH2Cl + H2O+
+
解:A>B 。 C稳定性:CH3CH=CHCH2 > CH2=CHCH2CH2 (4) (A)
(B)
CH3CH2OCH2Cl+ CH3COOAgCH3COOH
CH3COOCH2CH3COOHOCH2CH3+AgClCH3OCH2CH2Cl+ CH3COOAg
CH3COOCH2CH2解:A>B 。反应A的C+具有特殊的稳定性:
OCH3+AgCl
CH3CH2OCH2(5) (A)CH3CH2CH2Br + NaSHCH3CH2OCH2CH3CH2CH2SH + NaBr CH3CH2CH2OH + NaBr(B)CH3CH2CH2Br + NaOH解:A>B 。 亲核性:SH>OH 。
--
(6) (A) CH3CH2I+SH -(B) CH3CH2I+SH -CH3OHDMFCH3CH2SH+I -
CH3CH2SH+I -
解:B>A 。极性非质子溶剂有利于SN2 。 (P263)
(八) 将下列各组化合物按照对指定试剂的反映活性从大到小排列成序。
(1) 在2%AgNO3-乙醇溶液中反应:
(A)1-溴丁烷 (B)1-氯丁烷 (C)1-碘丁烷 (C)>(A)>(B) (2) 在NaI-丙酮溶液中反应:
(A)3-溴丙烯 (B)溴乙烯 (C)1-溴乙烷 (D)2-溴丁烷
(A)>(C)>(D)>(B)
(3) 在KOH-醇溶液中反应:
CH3(A)CH3CBr(B)CH3CH2CH3CH3CHCHCH3Br(A)>(B)>(C)
CH3(C)CH3CHCH2CH2Br
(九) 用化学方法区别下列化合物
(1) CH2=CHCl,CH3CCH,CH3CH2CH2Br
CH2=CHClCH3CH2CH2Br解
CuCl /NH3xxCH3AgNO3/ 醇xAgBr(浅黄色沉淀)
CH3CCHCH3CCCu(砖红色沉淀)(2)
CH3CHCH=CHCl,CH3C=CHCH2Cl,CH3CHCH2CH3Cl
CH3解:CH3CHCH=CHClCH3CH3C=CHCH2ClCH3CH3CHCH2CH3Cl(3) (A) 解:
不出现白色沉淀AgNO3/醇立刻出现白色沉淀放置片刻出现白色沉淀Cl (B)
Cl (C)
立刻出现沉淀加热出现沉淀放置片刻出现沉淀
Cl
(A)(B)(C)AgNO3C2H5OHAgClAgClAgCl(4) 1-氯丁烷,1-碘丁烷,己烷,环己烯
解:
1-氯丁烷1-碘丁烷己烷环己烯AgNO3/醇AgCl(白)AgBr
xx(淡黄)Br2/CCl4褪色者:己烷不褪色者:环己烯(5) (A) 2-氯丙烯 (B) 3-氯丙烯 (C) 苄基氯 (D) 间氯甲苯 (E) 氯代环己烷
解:
CH2=CH(Cl)CH3CH2=CHCH2ClC6H5CH2Clm-CH3C6H4ClC6H13ClBr2CCl4褪色褪色不褪色不褪色不褪色AgNO3C2H5OHxAgClAgCl(快)AgNO3C2H5OHxAgCl(慢)(十) 完成下列转变[(2)、(3)题的其它有机原料可任选]:
(1) 解
CH3CHCH3BrKOH醇CH2ClCH3CH=CH2CHCH2ClCl2高温Cl
:
Cl2CCl4CH3CHCH3Br(2) 解
CH2CH=CH2ClCH2ClCHCH2ClCl
CH3CH3C=CH2CH3
:
H3CBr2FeH3COHBrMg纯醚H3CMgBr(1) (CH3)2C=O(2) H2O/H+
CH3CCH3H2SO4CH3CH3C=CH2 CH3CH3Br2FeCH2=C2CuLi或:H3CH3CBrCH3C=CH2 CH3(3) CH3CH=CH2CH2CH=CH2
BrNBShMgBr解: CHCH=CH32CH2CH=CH2CH2CH=CH2
(4) CHCHC2H5CCCH=CH2
CuCl-NH4Cl解:2CHCHCHCCH=CH2Na液NH3NaCCCH=CH2
CH3CH2BrC2H5CCCH=CH2
CHCH(5) CHH2lindlarCH2CH2HBrCH3CH2Br
OCHHH5C2解:CH2Na液NH3CCC2H5H
Na/液NH3CHNaCCNaCF3CO3H2CH3CH2BrC2H5CCC2H5C2H5H
C2H5HHC=CC2H5OHH5C2CC(6)
CH2HClDCH3ClCH3
Mg纯醚解:
CH2MgClCH3D2ODCH3
(十一) 在下列各组化合物中,选择能满足各题具体要求者,并说明理由。
(1) 下列哪一个化合物与KOH醇溶液反应,释放出F-? (A)
CH2NO2F (B)
O2NCH3F
解:(B) 。 -NO2的吸电子共轭效应使对位氟的活性大增。
(2) 下列哪一个化合物在乙醇水溶液中放置,能形成酸性溶液? (A)
C(CH3)2Br (B) (CH3)2CHBr
解:(A) 。 苄基型C-X键活性远远大于苯基型(苄基型C+具有特殊的稳定性)。 (3) 下列哪一个与KNH2在液氨中反应,生成两种产物?
Br(A)
CH3 (B)
CH3 (C)
CH3CH3BrCH3Br CH3CH3解:(B) 。
HBrHCH3KNH2CH3CH3(I)+CH3(- HBr)CH3(II)
CH3CH3CH3NH2-CH3+H2N
H2NCH3CH3CH3液NH3CH3+H2NCH3H2NCH3CH3CH3NH2-液NH3CH3H2NCH3+H2NCH3CH3
(十二) 由1-溴丙烷制备下列化合物:
(1) 异丙醇
解:CHCHCHBr322(2) 1,1,2,2-四溴丙烷 解:CH3CH2CH2BrNaNH2KOH醇KOH醇OHCH3CH=CH2H2SO4H2OCH3CHCH3
CH3CH=CH22Br2CCl4Br2/CCl4BrBr
CH3CHCH2BrBrCH3CCH
BrBr(3) 2-溴丙烯
CH3CCH解:由(2)题得到的 CH3C(4) 2-己炔
解:CH3CH2CH2BrCHHBrBrCH3C=CH2
KOH醇Br2/CCl4NaNH2CH3CH2CH2BrCH3CCH[参见(2)]
CH3CCHNa液NH3CH3CC-Na+KOH醇CH3CCCH2CH2CH3
(5) 2-溴-2-碘丙烷 解:CH3CH2CH2BrBr2/CCl4NaNH2BrCH3C=CH2HICH3CCH[参见(2)] BrCH3CCHHBrCH3CCH3
I
(十三) 由指定原料合成:
(1)
CH3CH=CH2NBShCH2CH2CH2BrCH2CH=CH2Zn
HBr过氧化物解:CH3CH=CH2BrCH2CH2CH2Br
CH2CH2CH2
(2)
CH3CH3CH3CH=CH22 CH3CH=CH22HBrCH3CHCHCH3BrZn解:
CH3CH3CH3CHCHCH32 CH3CHCH3
(3) C2H5Br解:C2H5Br+CHCH3CH2CH=CH2
CNaC2H5CCHH2lindlarCH3CH2CH=CH2
C2H5(4)
C2H5
解
OCH3CClAlCl3 ,C6H5NO2:
COCH3Zn-HgHClCH2CH3
C2H5C2H5
BrBr2FeCH2CH3Cu(十四) 由苯和/或甲苯为原料合成下列化合物(其他试剂任选):
OCH2NO2CH2O+HCl(1)
CH2Cl
解:
ZnCl2
ClCl2FeH2SO4ClHNO3H2SO4ClNO2NaOHH2OONaNO2SO3H
SO3HSO3HOHH2SO4/H2O180 CoNO2C6H5CH2ClNaOHOCH2NO2
O(2)
ClCClBr
解:
Cl2Fe
CH2ClCH2O+HClZnCl2Br2FeCH2ClC6H5ClAlCl3ClCH2Br
Br2 Cl2or hClClCClBrNaOH/H2OOClCOClCBr
Br
或者:ClCH2BrMnO2H2SO4 , H2OCH2CN(3)
NO2Br
解:
CH2ClCH2O + HClZnCl2 , 66 CoCH2Cl混酸FeCH2ClNO2NaCNBrCH2CNNO2Br
Br2BrH(4) 解
HC=CCH2Ph
:
PhCH2
2 PhCH2Cl + NaCCNaPhCH2CCCH2PhH2lindlarHC=CPhCH2HCH2Ph
(十五) 4-三氟甲基-2,6-二硝基-N,N-二丙基苯胺(又称氟乐灵,trifluralin B)是一种低毒除草剂,适用于大豆除草,是用于莠草长出之前使用的除草剂,即在莠草长出之前喷洒,待莠草种子发芽穿过土层过程中被吸收。试由对三氟甲基氯合成之(其它试剂任选)。氟乐灵的构造式如下:
NO2CF3解CF3Cl发烟混酸N(CH2CH2CH3)2NO2NO2
NO2:
N(CH2CH2CH3)2 NO2CF3ClNO2NH(CH2CH2CH3)2CF3(十六) 1,2-二(五溴苯基)乙烷(又称十溴二苯乙烷)是一种新型溴系列阻燃剂,其性能与十溴二苯醚相似,但其阻燃性、耐热性和稳定性好。与十溴二苯醚不同,十溴二苯乙烷高温分解时不产生二恶英致癌物及毒性物质,现被广泛用来代替十溴二苯醚,在树脂、橡胶、塑料和纤维等中用作阻燃剂。试由下列指定原料(无机原料任选)合成之:(1)由苯和乙烯合成;(2)由甲苯合成。
解:(1) 由苯和乙烯合成:
Br2CCl42 PhHAlBr3CH2=CH2BrCH2CH2BrC6H5CH2CH2C6H5BrCH2CH2Br2Fe , BrBr
BrBrBr
BrBrCH2CH2BrBr2Fe , Br(2) 由甲苯合成:
2PhCH3BNS2PhCH2BrNaPhCH2CH2Ph目标化合物
(十七) 回答下列问题:
(1) CH3Br和C2H5Br在含水乙醇溶液中进行碱性水解时,若增加水的含量则反应速率明显下降,而(CH3)3CCl在乙醇溶液中进行水解时,如含水量增加,则反应速率明显上升。为什么?
解:CH3Br和C2H5Br是伯卤代烷,进行碱性水解按SN2机理进行。增加水的含量,可使溶剂
的极性增大,不利于SN2;
(CH3)3CCl是叔卤代烷,水解按SN1机理进行。,增加水的含量,使溶剂的极性增大,有利于SN1;
(2) 无论实验条件如何,新戊基卤[(CH3)3CCH2X]的亲核取代反应速率都慢,为什么?
解:(CH3)3CCH2X在进行SN1反应时,C-X键断裂得到不稳定的1ºC+ :(CH3)3CC+H2,所以SN1
反应速度很慢;
(CH3)3CCH2X在进行SN2反应时,α-C上有空间障碍特别大的叔丁基,不利于亲核试剂从背面进攻α-C,所以SN2速度也很慢。
(3) 1-氯-2-丁烯(I)和3-氯-1-丁烯(II)分别与浓的乙醇钠的乙醇溶液反应,(I)只生
成(III),(II)只生成(IV),但分别在乙醇溶液中加热,则无论(I)还是(II)均得到(III)和(IV)的混合物。为什么?
CH3CH=CHCH2(I)ClNaOC2H5C2H5OHCH3CH=CHCH2(III)OC2H5
CH3CHCH=CH2Cl(II)NaOC2H5C2H5OHCH3CHCH=CH2OC2H5(IV)+
解:在浓的乙醇钠的乙醇溶液中,反应均按SN2机理进行,无C,无重排;
在乙醇溶液中加热,反应是按照SN1机理进行的,有C+,有重排:
CH3CHCH=CH2Cl- Cl -CH3CHCH=CH2CH3CH=CHCH2
(4) 在含少量水的甲酸(HCOOH)中对几种烯丙基氯进行溶剂分解时,测得如下相对速率:
CH3CH2=CHCH2Cl(I)1.0CH2=CHCHCl(II)5670CH3CH2=CCH2Cl(III)0.5CH3CH=CHCH2Cl(IV)3550
试解释以下事实:(III)中的甲基实际上起着轻微的钝化作用,(II)和(IV)中的甲基则起着强
烈的活化作用。
解:几种烯丙基氯在含少量水的甲酸(HCOOH)中的溶剂解反应教都是按照SN1机理进行的。各自对应的C+为:
CH3CH2=CHCH2(I)'CH2=CHCH(II)'H2CCH3CCH2(III)'CH3CH=CHCH2(IV)'
稳定性:(II)’ > (IV)’ > (I)’ > (III)’
(5) 将下列亲核试剂按其在SN2反应中的亲核性由大到小排列,并简述理由。
O2N(A)O-CH3CH2(B)O-(C)O-
解:亲核性:(B)> (C) > (A)
原因:三种亲核试剂的中心原子均是氧,故其亲核性顺序与碱性一致。
(6) 1-氯丁烷与NaOH生成正丁醇的反应,往往加入少量的KI作催化剂。试解
释KI的催化作用。
解:I是一个强的亲核试剂和好的离去基团:
I--
CH3CH2CH2CH2Cl --
CH3CH2CH2CH2I--
OH-亲核性:I>OH;离去能力:I>Cl
CH3CH2CH2CH2OH
(7) 仲卤代烷水解时,一般是按SN1及SN2两种机理进行,若使反应按SN1机理
进行可采取什么措施?
解:增加水的含量,减少碱的浓度。
(8) 写出苏型和赤型1,2-二苯基-1-氯丙烷分别与C2H5ONa-C2H5OH反应的产物。根据所得结果,你能得出什么结论?
解:1,2-二苯基-1-氯丙烷的构造:苏型的反应:
ClCHPhCHCH3Ph
ClH3CHH苏式赤型的反应:
PhPh或ClPhPhHCH3HNaOH/ C2H5OH(- HCl)PhC=CCH3PhH
ClPhHH赤式CH3PhNaOH/ C2H5OH(- HCl)CH3PhPhC=CH
以上的结果说明,E2反应的立体化学是离去基团与β-H处于反式共平面。
(9) 顺-和反-1-叔丁基-4-氯环己烷分别与热的氢氧化钠乙醇溶液反应(E2机理),哪一个较快?
解:顺式较快。因为其过渡态能量较低:
HC(CH3)3ClC2H5O-C2H5O-HC(CH3)3Cl叔丁基e-键取代,稳定C(CH3)3顺-1-叔丁基-4-氯环己烷ClClC(CH3)3反-1-叔丁基-4-氯环己烷C2H5O-Cl叔丁基a-键取代,不稳定
HC(CH3)C2H5O-HC(CH3)
C(CH3)3
Br(10) 间溴茴香醚
BrOCH3和邻溴茴香醚
OCH3分别在
液氨中用NaNH2处理,均得到同一产物—间氨基茴香醚,为什么?
解:因为二者可生成相同的苯炔中间体:
OCH3
(十八) 某化合物分子式为C5H12(A),(A)在其同分异构体中熔点和沸点差距最小,(A)的一溴代物只有一种(B)。(B)进行SN1或SN2反应都很慢,但在Ag+的作用下,可以生成Saytaeff烯烃(C)。写出化合物(A)、(B)、和(C)的构造式。
CH3解:
CH3CH3CCH2ClCH3(B)CH3CCH3(C)CHCH3
CH3CCH3CH3(A)
(十九) 化合物(A)与Br2-CCl4溶液作用生成一个三溴化合物(B),(A)很容易与NaOH水溶液作用,生成两种同分异构的醇(C)和(D),(A)与KOH-C2H5OH溶液作用,生成一种共轭二烯烃(E)。将(E)臭氧化、锌粉水解后生成乙二醛(OHC-CHO)和4-氧代戊醛(OHCCH2CH2COCH3)。试推导(A)~(E)的构造。
解:
CH3(A)BrHOCH3(E)(B)BrCH3BrBrCH3(C)OH
(D)(二十) 某化合物C9H11Br(A)经硝化反应只生成分子式为C9H10NO2Br的两种异
构体(B)和(C)。(B)和(C)中的溴原子很活泼,易与NaOH水溶液作用,分别生成分子式为C9H11NO3互为异构体的醇(D)和(E)。(B)和(C)也容易与NaOH的醇溶液作用,分别生成分子式为C9H9NO2互为异构体的(F)和(G)。(F)和(G)均能使KMnO4水溶液或溴水褪色,氧化后均生成分子式为C8H5NO6的化合物(H)。试写出(A)~(H)的构造式。
NO2解:CH3NO2CHCH3BrCH3(C)NO2CH3(F)CH=CH2
CHCH3Br(A)CH3(B)NO2CHCH3
BrNO2CH3(D)CHCH3OHCH3CHCH3OH(E)NO2CH3(G)CH=CH2HOOCNO2COOH
(H)
(二十一) 用立体表达式写出下列反应的机理,并解释立体化学问题。
NaINaOHCl(R)丙酮IH2OOH (R)CH3解:HCH3CClI -#ClSN2ICH3CH C2H5ICC2H5(R)OH -HCH25CH3ICOH(S)#SN2CH3HC2H5C(R)OH
HCH25两步反应均按SN2机理进行,中心碳原子发生两次构型翻转,最终仍保持R-型。
(二十二) 写出下列反应的机理:
CHCH3Cl解:
Ag+H2OCHCH3+OHCHCH3OHCH3+CH3CH=CHCH2CH2OHCHCH3OHOH
CHCH3ClAg+H2OCH3H2OCH3
CHCH3CH2CH2CH=CHCH3H2OCH2CH2CH=CHCH3OH(二十三) 将对氯甲苯和NaOH水溶液加热到340℃,生成等量的对甲苯酚和邻甲苯酚。试写出其反应机理。
解
:
OH -H2OH3CClHH3CH3COH+H3COH
(二十四) 2,4,6-三氯苯基-4’-硝基苯基醚又称除草醚,是一种毒性很低的除草剂。用于防治水稻田中稗草等一年生杂草,也可防除油菜、白菜地中的禾本科杂草。其制备的反应式如下,试写出其反应机理。
ClClClCl解:ClClNaOHNO2ClClClONO2
NO2OHClNaOHOHClClClO-Cl
ClClClCl
Cl-NO2- Cl-OClClONO2
P315 第八章 波谱习题
一、分子式为C2H4O的化合物(A)和(B),(A)的紫外光谱在λ
max=290nm(κ
=15)
处有弱吸收;而(B)在210以上无吸收峰。试推断两种化合物的结构。
解:(A)的结构为:
OCH3CH (B)的结构为:
CH2OCH2
二、用红外光谱鉴别下列化合物:
(B)CH3CH2CH=CH2 (1) (A)CH3CH2CH2CH3-1
解:(A) C–H伸缩振动(νC–H):低于3000cm;
无双键的伸缩振动(νC=C)及双键的面外弯曲振动(γC=C)吸收。
(B) C–H伸缩振动(νC–H):3010 cm-1、~2980 cm-1均有峰; 双键绅缩振动(νC=C):~1640 cm-1;
-1-1
双键面外弯曲振动(γC=C):~990 cm,910 cm。
CH3CH2(2) (A)C=CCH2CH3H(B)CH3CH2HHC=CCH2CH3H
-1
解:(A) 双键面外弯曲振动(γC=C):~680 cm。 (B) 双键面外弯曲振动(γC=C):~970 cm-1。
(B)CH3CH2CCH (3) (A)CH3CCCH3
-1
解:(A) 无~3300 cm (ν峰;
(B) 有~3300 cm-1 (ν峰。
≡C–H
)、2120 cm-1 (ν)、2120 cm-1 (ν
-1
C≡H)及~680 cm (δ-1
C≡H)及~680 cm (δ
≡C–H
)
≡C–H≡C–H
)
(4) (A)(B)-1
解:(A) 有~1600、1500、1580、1460 cm苯环特征呼吸振动; (B) 无~1600、1500、1580、1460 cm-1苯环特征呼吸振动;
三、指出以下红外光谱图中的官能团。
(1)
(2)
四、用1H-NMR谱鉴别下列化合物:
(1) (A) (CH3)2C=C(CH3)2 (B) (CH3CH2)2C=CH2 解:(A) 一种质子。出一个单峰(12H)。
(B) 三种质子。出三组峰:
δ~0.9(3H,三重峰),δ~2.0(2H,四重峰),δ~5.28(2H)。
(2) (A) ClCH2OCH3 (B) ClCH2CH2OH 解:(A) 两种质子,出两组单峰。
(B) 三种质子,两组三重峰,一组单峰。
(3) (A) BrCH2CH2Br (B) CH3CHBr2 解:(A) 四个质子完全等价,出一个单峰;
(B) 两种质子,出一组双重峰(3H)和一组四重峰(1H)。 (4) (A) CH3CCl2CH2Cl (B) CH3CHClCHCl2 解:(A) 两种质子,出两组单峰。 (B) 三种质子,出三组峰。
五、化合物的分子式为C4H8Br2,其1HNMR谱如下,试推断该化合物的结构。
(六) 下列化合物的1H-NMR谱中都只有一个单峰,写出它们的结构式:
序号 分子式及波谱数据 (1) (2) (3)
C8H18 ,δ=0.9 C5H10 ,δ=1.5 C8H8 ,δ=5.8
结构式
(CH3)3CC(CH3)3
CH3CH3CH3CH3CH3CH3(4)
C12H18 ,δ=2.2
Br(5) (6) (7) (8)
C4H9Br ,δ=1.8 C2H4Cl2 ,δ=3.7 C2H3Cl3 ,δ=2.7 C5H8Cl4 ,δ=3.7
(CH3)3C
ClCH2CH2ClCH3CCl3
C(CH2Cl)4(七) 在碘甲烷的质谱中,m/z=142和m/z=143两个峰是什么离子产生的峰?各叫什么峰?而m/z=143的峰的相对强度为m/z=142的1.1%,怎么解释?
解:m/z=142为12CH3I产生的峰,叫分子离子峰;
m/z=143为13CH3I产生的峰,叫分子离子的同位素峰; m/z=143的峰的相对强度为m/z=142的1.1%是由于13C同位素的
12
天然丰度为C的~1.1%。
P360 第九章 醇和酚习题(P360)
(一) 写出2-丁醇与下列试剂作用的产物:
(1) H2SO4,加热 (2) HBr (3) Na (4) Cu,加热 (5) K2Cr2O7+H2SO4 解:(1) CH3CH=CHCH3 (2) (4)
BrOCH3CH2CCH3 (5)
CH3CH2CHCH3O
(3)
ONaCH3CH2CHCH3
CH3CH2CCH3(二) 完成下列反应式:
(1)
ONa+ClCH2CHCH2OHOHOCH2CHCH2OHOH
OH(2)
OClK2Cr2O7H2SO4ClO
OHOH(3)
OH+ ClCH2COCl吡啶OCOCH2ClOHOHAlCl3CS2OHCOCH2Cl
Cl(4)
ClOH+ 2 Cl2乙酸OHClClCl
Cl(三) 区别下列化合物:
(1) 乙醇和正丁醇 (2) 仲丁醇和异丁醇 (3) 1,4-丁二醇和2,3-丁二醇 (4) 对甲苯酚和苯甲醇
乙醇解:(1)
H2O溶解
正丁醇 HCl/ZnCl2分层放置片刻出现混浊
仲丁醇(2)
异丁醇室温下无变化,加热后出现混浊
(3)
1,4-丁二醇2,3-丁二醇(1) HIO4(2) AgNO3xAgIO3(白色沉淀)
CH3(4)
OHCH2OHFeCl3显色x(1) 5%NaHCO3(2) 分液
(四) 用化学方法分离2,4,6-三甲基苯酚和2,4,6-三硝基苯酚。
2,4,6-三甲基苯酚解:
有机层水层H+2,4,6-三甲基苯酚
2,4,6-三硝基苯酚2,4,6-三硝基苯酚(五) 下列化合物中,哪一个具有最小的Pka值 ?
OH(1)
(2)
OH (3)
OH (4)
OH (5)
OH (6)
OH
CH3所以,对硝基苯酚( HOClOCH3NO2C2H5解:题给六个化合物的酸性大小顺序为:(5) > (3) > (1) > (2) > (6) > (4) ;
NO2 )具有最小的pKa值。
(六) 完成下列反应式,并用R,S-标记法命名所得产物。
(1) (R)-2-己醇浓HXSN2 浓HXSN2CH3CHOH解:
CH3(CH2)3(R)-2-己醇CH3CXH (CH2)3CH3(S)-2-卤己烷浓HX(2) (R)-3-甲基-3-己醇
C2H5H3C解:CH3(CH2)2COH浓HXC2H5H3CCCH3(CH2)2+XXC2H5CCH3(CH2)2CH3
(R)-3-甲基-3-己醇(R)-3-甲基-3-卤代己烷(S)-3-甲基-3-卤代己烷外消旋体
(七) 将3-戊醇转变为3-溴戊烷(用两种方法,同时无或有很少有2-溴戊烷)。
解:方法一:
方法二:
CH3CH2CHCH2CH3OHPBr3CH3CH2CHCH2CH3Br
CH3CH2CHCH2CH3OHTsCl吡啶CH3CH2CHCH2CH3OTsKBrCH3CH2CHCH2CH3Br
(八) 用高碘酸分别氧化四个邻二醇,所得氧化产物为下面四种,分别写出四个邻二醇的构造式。
OHOH(1) 只得一个化合物CH3COCH2CH3; CH3CH2CCCH2CH3
(2) 得两个醛CH3CHO和CH3CH2CHO;
CH3CH3OHOHCH3CHCHCH2CH3OH
(3) 得一个醛HCHO和一个酮CH3COCH3; HOCH2CCH3 CH3OHCH3 or
(4) 只得一个含两个羰基的化合物(任举一例)
OHOHOH CH3(九) 用反应机理解释以下反应
Cl(1) CH3CH2CHCH2CH2OHHClZnCl2CH3CH2CCH3解:CH3CH2CHCH2CH2OHH+CH2CH3+CH3CH2C=CHCH3
CH3CH3H-H2OCH3CH2CHCH2CH2OH2CH3CH3CH2CCH2CH2
CH3CH3Cl-氢迁移ClCH3CH2CCH2CH3
CH3CH2CCH2CH3CH3-H+CH3CH3CH3CH2C=CHCH3
(2)
(CH3)2CC(CH3)2IOHAg+CH3CH3CCCH3 CH3OCH3解:(CH3)2CC(CH3)2Ag+(CH3)2CCH3CCH3OH甲基迁移 IOHCH3 (CH3)2CCOHCH3-H+CH3CCCH3
CH3O溶解在H2SO4中(3)
CH2=CHCHCH=CHCH3OH
CH2CH=CHCH=CHCH3+CH2=CHCH=CHCHCH3OH解
OHH+
:
CH2=CHCHCH=CHCH3OHCH2=CHCHCH=CHCH3OH2- H2OCH2=CHCHCH=CHCH3
CH2=CHCHCH=CHCH3CH2CH=CHCH=CHCH3 H2O- H+CH2=CHCH=CHCHCH3 H2O- H+
CH2CH=CHCH=CHCH3OHCH3H+CH2=CHCH=CHCHCH3OHCH3CH3(4)
CHCH3OH
CH3解:
H+CH3CHCH3OH2
- H2OCH3CHCH3CH3CH3
CHCH3OH- H+CH3CH3
(十) 2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)又称抗氧剂2246,对热、氧的老化和光老化引起的龟裂具有较高的防护效能,被用作合成橡胶、聚烯烃和石油制品的抗氧剂,也可用作乙丙橡胶的相对分子质量调节剂。其构造式如下所示,试由对甲苯酚及必要的原料合成之。
OH(CH3)3CCH3CH2CH3OHC(CH3)3
解:
OH2CH3(CH3)2C=CH2H2SO4OH2CH3C(CH3)3CH2O(CH3)3CH2SO4OHCH2CH3OHC(CH3)3CH3
(十一) 2,2-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)丙烷又称四溴双酚 A,构造式如下所示。它既是添加型也是反应型阻燃剂,可用于抗冲击聚苯乙烯、ABS树脂和酚醛树脂等。试由苯酚及必要的原料合成之。
BrHOBrO解:2CH3CCH3BrOH BrCH3CCH3OH4 Br2CH3COOHOH+ CH3CCH3H+HO
BrHOBrCH3CCH3BrOH Br(十二) 2,4,5-三氯苯氧乙酸又称2,4,5-T,农业上用途除草剂和生长刺激剂。它是由1,24,5-四氯苯和氯乙酸为主要原料合成的。但在生产过程中,还生成少量副产物----2,3,7,8-四氯二苯并-对二恶英(2,3,7,8-tetra chlorodibenzo-p-dioxin,缩写为2,3,7,8-TCDD),其构造式如下所示:
ClClOOClCl
2,3,7,8-TCDD是二恶英类化合物中毒性最强的一种,其毒性比NaCN还大,且具有强致癌性,以及生殖毒性、内分泌毒性和免疫毒性。由于其化学稳定性强,同时具有高亲脂性和脂溶性,一旦通过食物链进入人和动物体内很难排出,是一种持续性的污染物,对人类危害极大。因此,有的国家已经控制使用2,4,5-T。试写出由1,2,4,5-四氯苯,氯乙酸及必要的原料反应,分别生成2,4,5-T和2,3,7,8-TCDD的反应式。
Cl解:ClClClClClNaOHClClClClONaClCHCOOH2ClONa- 2 NaClCl亲核取代ClClClClOCH2COOHCl2,4,5-TOO2,3,7,8-TCDDClCl
Cl2ClNaOH2(十三) 化合物(A)的相对分子质量为60,含有60.0%C,13.3%H。(A)与氧化剂作用相继得到醛和酸,(A)与溴化钾和硫酸作用生成(B);(B)与NaOH乙醇溶液作用生成(C);(C)与HBr作用生成(D);(D)含有65.0%Br,水解后生成(E),而(E)是(A)的同分异构体。试写出(A)~(E)各化合物的构造式。
解
CH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br(B)CH3CH=CH2(C)CH3CHCH3Br(D):
CH3CHCH3
OH(E)(A)(十四) 化合物的分子式为C4H10O,是一个醇,其1HNMR谱图如下,试写出该化合物的构造式。
CH3 CHa3CHCH2OH
cdb
(十五) 化合物(A)的分子式为C9H12O,不溶于水、稀盐酸和饱和碳酸钠溶液,但溶于稀氢氧化钠溶液。(A)不使溴水褪色。试写出(A)的构造式。
OH解:(A)的构造式为:
H3CCH3CH3
(十六) 化合物C10H14O溶解于稀氢氧化钠溶液,但不溶解于稀的碳酸氢钠溶液。它与溴水作用生成二溴衍生物C10H12Br2O。它的红外光谱在3250cm-1和834 cm-1处有吸收峰,它的质子核磁共振谱是:δ=1.3 (9H) 单峰,δ= 4.9 (1H) 单峰,δ=7.6 (4H)多重峰。试写出化合物C10H14O的构造式。
解:C10H14O的构造式为 (CH3)3CBr2H2OOH。
Br(CH3)3C 波谱数据解析:
IR
OH(CH3)3CBrOH (C10H12Br2O)
NMR
吸收峰 归属 吸收峰 归属
3250cm-1 O–H(酚)伸缩振动 δ= 1.3 (9H) 单峰 叔丁基上质子的吸收峰 834 cm-1 苯环上对二取代 δ= 4.9 (1H) 单峰 酚羟基上质子的吸收峰 δ= 7.6 (4H) 多重峰 苯环上质子的吸收峰
第十章 醚和环氧化合物习题(P375)
(一) 写出分子式为C5H12O的所有醚及环氧化合物,并命名之。
解:
CH3OCH2CH2CH2CH3甲基丁基醚
CH3
OCHCH2CH3CH3甲基仲丁基醚
CH3OCH2CHCH3CH3甲基异丙基醚
CH3CH3OCCH3CH3甲基叔丁基醚
乙基丙基醚
CH3CH2OCH2CH2CH3CH3CH2
OCHCH3CH3
乙基异丙基醚
(二) 完成下列反应式:
Br+ CH3CH2CHCH3ONa(2) CH3CH2I +NaO(1)
OCHCH2CH3CH3
CCH3C2H5HCH3CH2OCCH3C2H5H
(3)
CH3CH2CHCH2BrOHONH3NaOHCH3CH2NH2+OHHOH2NCHOCH2
(4)
Br(5)
NH3BrC(CH3)CH2NH2OHHClCHCl3O
(6)
CHOCH2CHClOHCH2OH+CH2CHO
(三) 在3,5-二氧杂环己醇
OO的稳定椅型构象中,羟基处在a键的位
置,试解释之。
解:羟基处于a键时,有利于形成具有五元环状结构的分子内氢键:
HOOO 或
HOOO
(四) 完成下列转变:
O(1)
COCH3CH2OCH3
O解:
COCH3Na + C2H5OHCH2OHCH3INaOHCH2OCH3
Br(2)
OH及K2Cr2O7H2SO4OPh
解:
OHO
BrMgTHFMgBrOH2O/H+OH
C6H5CO3HO (TM)
(3)
Br及CH3CHCH3OHCH3CHCH3OHH2SO4CH2CHCH3OHCF3CO3H
解:
CH2=CHCH3CH2OCHCH3
CH2CHCH3OH2O/H+BrMgTHFMgBrCH2CHCH3
OH(4)
CH2OH及CH3CH2OHH2SO4170 CoCH2CH2CH2OCH2CH3CF3CO3H
解:
CH3CH2OHCH2=CH2HBrCH2OCH2
CH3CH2BrMgdry etherCH2OHSOCl2CH2Cl(1) Na(2) C2H5BrCH2MgClCH2CH2CH2OC2H5OH2O/H+
CH2CH2CH2OH
(5)
及CH3CH2OHOH2SO4170 Co
解:CH3CH2OHCH2=CH2
+CH2=CH2CF3CO3H
O(五) 推测下列化合物A~F的结构,并注明化合物E及F的立体构型。
(1) CH2=CHCH2BrKOH(1) Mg/纯醚(2) HCHO, (3) H3O+KOHA(C4H8O)
Br2B(C4H8Br2O)
25 CoC(C4H7BrO)DOBr解:
CH2=CHCH2CH2OHA(C4H8O)BrCH2CHCH2CH2OHBrB(C4H8Br2O)E(C3H7ClO)KOH , H2OOC(C4H7BrO)F(C3H6O)
COOH(1) LiAlH/乙醚4ClH(2)
(2) H3O+CH3CH2OHClH解: CH3E(C3H7ClO)CH2OCCH3H
F(C3H6O)(六) 选择最好的方法,合成下列化合物(原料任选)。
(1)
(CH3)3CCHOCH(CH3)2CH3CH3HBr (2)
OCH3
解:(1) 用烷氧汞化-脱汞反应制备:
CH3CH3CCH3BrMg干醚CH3C=CH2CH3CMgBrCH3CH3CHOH2OH+
CH3OHCH3CCH3CHCH3(-HO)2P2O5CH3CH3CCH=CH2
NaBH4OH-CH3(CF3COO)2Hg(CH3)2CHOH(CH3)3CCH=CH2(2)
(CH3)3CCHOCH(CH3)2CH3
+HClClO H2OH+OHNaONaOH 或者:
H2 ,PtOHH2SO4O
(七) 完成下列反应式,并用反应机理解释之。
CH3(1) H2CCH3OHH2SO4(少量)CH3HOCH2CCH3OCH3CH3H2CCOHCH3CH3HOCH2CCH3 OCH3
CCH3OCH3解:(1) H2CCOCH3H+CH3H2COHCCH3CH3OH CH3 H2CCCH3-H+HOHOCH3CH3(2) H3CCOCH2CH3OHCH3ONa(少量)CH3H3CCCH2OH:
OCH3
解
CH3H3CCOCH2CH3O-CH3H3CCCH2OH2SO4,THFOCH3CH3OHCH3H3CCCH2OHOCH3
O(3) 解
O
:
OHOH+OHOH HO-H+O
(八) 一个未知物的分子式为C2H4O,它的红外光谱图中3600~3200cm-1和1800~1600cm-1处都没有峰,试问上述化合物的结构如何?
解:C2H4O的不饱和度为1,而IR光谱又表明该化合物不含O-H和C=C,所以该化合物分子中有一个环。其结构为
H2CCH2O
(九) 化合物(A)的分子式为C6H14O,其1HNMR谱图如下,试写出其构造式。
CH3CH3a
CH3CHOCHCH3 b
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容