有机化学典型习题及解答

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有机化学典型习题及解答

第一章 绪论

1.以下化合物是否有极性?若有试用“”标记标明偶极矩方向。(醇醚O以sp3 杂化)

(1)H-Br(2)CH3Cl(4)ClClCH3CCClCH3(6)CH3OCH3(3)CH2Cl2

CH3CC(5)CH3OH解答:

H(1)H-Br(2)无(3)ClCl(4)ClCH3ClCH3(5)OCH3H(6)OC

HCCCH3CH3

2. 2. 根据S与O的电负性差别,H2O与H2S相比,哪个有较强的偶极-偶极作用力或氢

键?

答案:电负性 O > S , H2O与H2S相比,H2O有较强的偶极作用及氢键。

3. 预测下列各对物质的酸性相对强弱。

(1) H3O+和N+H4 (2) H3O+和H2O (3) N+H4和NH3 (4) H2S和HS- (5) H2O和OH- 解答:(1) H3O+> N+H4 (2) H3O+>H2O (3) N+H4>NH3 (4) H2S>HS- (5) H2O >OH-

4.把下列各组物质按碱性强弱排列成序。

(1)F-, OH-, NH2-, CH3-(2)HF, H2O, NH3---- (3)F, Cl, Br, I

解答:

(1)F-< OH-< NH2-< CH3-(2)HF< H2O< NH3

5.下列物种哪些是亲电试剂?哪些是亲核试剂?

---(3)F->Cl-> Br-> I-H+, Cl+, H2O, CN-, RCH2-, RNH3+, NO2+, R C+O, OH, NH2, NH3, RO

+++++

解答:亲电试剂 H, Cl, RNH3, NO2, R―C=O

亲核试剂 H2O, CN-, RCH2-, OH-, NH2-, NH3, RO-

第二章 烷烃

1

1.用中文系统命名法命名或写出结构式。

CH3(1)CH3CH2CHCH2CH2CCHH3CCH3(3)CH3CHCH2CH2CH2CHCHCH2CH3CH3H3CCH3(4)CH3CH2CH3(2)CH3CHCH3CH3CCCH3CH2CH2CH2CH3CH3CH3 (5) 四甲基丁烷 (6) 异己烷

解答:(1) 2,6,6-三甲基-3-乙基辛烷。有几种等长的碳链可供选择时,选择含有支链数目最多

的碳链为主链,并让支链具有最低位次。

(2) 3,3,4,5-四甲基-4-乙基庚烷。选择最长的碳链为主链。

(3) 2,6,7-三甲基壬烷。从距支链最近的一端开始编号。 (4) 3-甲基-4-异丙基庚烷

CH3CH3(5)H3CCCCH3(6)(CH3)2CHCH2CH2CH3CH3CH3

2.不要查表试将下列烃类化合物按沸点降低的次序排列。

(1) (1) 2,3-二甲基戊烷 (2) 正庚烷 (3) 2-甲基庚烷 (4) 正戊烷 (5) 2-甲基己烷 解答:(3) > (2) > (5 )> (1) > (4)。烷烃的沸点随相对分子质量增加而明显提高。此外,同碳

数的各种烷烃异构体中,直链的异构体沸点最高,支链烷烃的沸点比直链的低,且支链越多,沸点越低。

3.写出下列烷基的名称及常用符号。

(1) CH3CH2CH2― (2) (CH3)2CH― (3) (CH3)2CHCH2― (4) (CH3) 3C― (5) CH3― (6) CH3CH2―

解答:(1) 正丙基(n-Pr-) (2) 异丙基(i-Pr-) (3) 异丁基(i-Bu-)

(4) 叔丁基(t-Bu-) (5)甲基(Me-) (6) 乙基(Et-)

4.某烷烃的相对分子质量为72,根据氯化产物的不同,试推测各烷烃的构造,并写出其构

造式。

(1) 一氯代产物只能有一种 (2) 一氯代产物可以有三种 (3) 一氯代产物可以有四种 (4) 二氯代产物只可能有两种

解答:(1) (CH3)4C (2) CH3CH2CH2CH2CH3 (3) CH3CH2CH (CH3) 2 (4) (CH3)4C

5.判断下列各对化合物是构造异构、构象异构、还是完全相同的化合物。

2

Cl(1)H3CHHClC2H5H3C(3)HC2H5(5)HCH3HH5C2CH3H3CClCH3HHClCH3C2H5HCH3(6)(4)H3CClH(2)H3CH3CHHCH3HClCH3H3CHHC2H5HH5C2HHCH3CH3ClClC2H5解答:(3)、(6)等同;(2)、(5)构造异构;(1)、(4) 构象异构

6.由下列指定的化合物制备相应的卤代物,用Cl2还是Br2?为什么?

(1) CH3+ X2 (1分子) 光照

CH3X+ HX(2) + X2光照X+ HX

解答:(1) 用Br2。因氢原子活性有差异,溴原子活性适中,反应选择性强,主要得到

CH3。

(2) 用Cl2。只有一种氢,氯原子反应活性高。

7.解释等摩尔的甲烷和乙烷混合进行一氯代反应,得到CH3Cl和C2H5Cl的比例为1∶400。

解答:CH3CH2·的稳定性大于CH3·,易于生成。

8.以C2与C3的σ键为轴旋转,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。

解答: 2,3-二甲基丁烷有四个典型构象式,2,2,3,3-四甲基丁烷有二个;前者最稳定的构象

H3CHCH3HCH3CH3Br式为。

9.试将下列烷基自由基按稳定性大小排列成序。

(1)CH3(3)CH2CH2CH2CH3(2)CH3CHCH2CH3(4)CH3CCH3CH3解答: (4) > (2) > (3) > (1)

10.试说明为什么甲烷氯代反应机理不太可能按下述方式进行:

3

(1) Cl2光照2ClCH3Cl + HHCl + Cl(2) Cl+ CH4(3) H+ Cl2重复(2)、(3)。

解答:

(2)Cl+ CH3-H435

CH3-Cl + H349 ΔH=435-349= +86KJ/mol

因为控制反应的一步(2)高度吸热,所以这种历程可能性小。

第三章 烯烃

1. 完成反应式(在标有*的括号内注明产物构型)

(1)

CF3CHCHCH3 + HOClKMnO4( )

(2)

OH-( )*

CF3CHCHCH3Cl。Cl+ 进攻双键,生成中间体较稳定。

OHCF3CHCHCH3ClOH(2)

解答:(1)

OH。反应为顺式加成。

2. 下列化合物氢化热最小的是( )。

A.

解答:B

B.

C.

D.

3. 下列化合物中最稳定的是( )。

CH3CH(CH3)2CH(CH3)2CH33A. C. B. 解答:A

4. 排列碳正离子稳定性顺序( )

CHCCH2CH3A.B.C.CH3CCHCH2+D.CH3CHCH2CH3解答:A>C>D>B

A有芳香性;B叔碳正离子,但碳骨架难以形成平面结构,故不稳定;

C 烯丙基碳正离子,P-π共轭使之稳定,

CH3CHCHCH2+CH3CHCHCH2

5. 写出下列转变的机理:

4

CH3CH3Br2NaCl(1)

H+CH3BrClCH3+CH3BrBrCH3

解答:(1)溴鎓离子中间体。Br-或Cl-从环鎓离子反面加成。

(2)

CH3X-(Br- 或 Cl-)Br+CH3H+CH3BrXCH3

H+(2)

6. 化合物A与HBr加成的重排产物是:

BrBr

A. B.

扩环重排Br

C. D.

解答:C。

7. 解释下列两反应的加成位置为何不同?

HClCF3CHCH2CH3OCHCH2HClCF3CH2CH2ClCH3OCHClCH3①②解答:碳正离子稳定性:

①CF3CHCH2+H>

—CF3基团有强的吸电子诱导效应,使碳正离子不稳定。

>CH3OCHCH2+H(CH3OCHCH2HCH3OCHCH3)CF3CHCH2H②CH3OCHCH2H氧原子未共用电子对的离域,使正电荷分散而体系稳定性增加。

8. 某化合物A,分子式为C10H18,经催化加氢得化合物B,B的分子式为C10H22。化合物A与过量KMnO4溶液作用,得到三个化合物:

OCH3CCH3OOOCH3COHCH3CCH2CH2COH试写出A可能的结构式。 解答:A可能的结构式为:

5

(CH3)2C=CHCH2CH2CH3CH3HC=CHHC=CCH3(CH3)2C=CHCH2CH2CH3CH3C=CHC=CCH3HCH2CH2C=C(CH3)2HCH2CH2C=C(CH3)2CH3

第四章 炔烃 二烯烃 红外光谱

1. 简要回答问题:为什么CH≡CH的酸性大于CH2=CH2的酸性?

解答:CH≡CH中碳原子以sp杂化, 电负性较大;CH2=CH2中碳原子以sp2杂化。

CSP—H键极性大于CSP2—H键

2. 用共振论解释1,3-丁二烯的1,2- 和1,4-加成。

解答:

CH2=CHCH=CH2+H++[CH2=CHCHCH31,2-加成Br-CH2CH=CHCH3]Br-1,4-加成CH2=CHCHCH3BrCH2CH=CHCH3Br

3. 写出1,3-丁二烯及1,4-戊二烯分别与1mol HBr或2mol HBr的加成产物。

答案:

CH2=CHCH=CH2HBrCH3CHCH=CH2BrCH2=CHCH=CH22HBrCH3CHBrCH2=CHCH2CH=CH2CH2=CHCH2CH=CH2HBr2HBrCHCH3+BrCH2CH=CH2CH2CHBrCH3CH3CHBrCH2CH2Br+CH3CH=CHCH2Br

CH3CHBrCH3CHBr

4. 用化学方法区别下列各组化合物。

(1) 丙烷、丙烯和丙炔 (2) 1-丁炔,2-丁炔和1,3-戊二烯 解答:(1)Br2/CCl4; Ag(NH3)2NO3,

(2)顺丁稀二酸酐; Ag(NH3)2NO3,

CH3CH2CH2HCCH

CH3 5. 以丙烯为唯一碳源合成:

解答:利用炔钠与卤代烷的增碳反应先生成相应的炔烃,而后还原得到反式烯烃。

CH3CHCH2

HBrO OCH3CH2CH2Br6

CH3CHCH2CH3CH2CH2BrBr2CH3CHCH2BrBrNaNH2CH3CCHNaNaNH2CH3CCNaCH3CH2CH2CCCH3液NH3CH3CH2CH2HCCH

CH3

6. 以所给的起始物为原料(其它化学试剂不限)完成下列合成:

解答:产物为顺式结构,合成时必须考虑立体化学的控制,叁键还原时不能用Na/NH3还原,

而应用Lindlar催化剂进行催化加氢。

NaNH2NH3(l)NaC2H5BrH2Lindlar

7. 以乙炔、丙烯为原料合成:

2CHCH

CH2CCH3O

H2CCHCHCH2解答:

CHCHNaNH3H2CCHCCHH2Lindlar

HCCNaCl2hvCHCCH2CHCH2CH3CHCH2CH2CHCH2ClOCCH2CHCH2OCCH3△HgSO4, H2SO4H2OCH3

8. 某化合物A的分子式为C5H8,在液氮中与NaNH2作用后,再与1-溴丙烷作用,生成分子式为C8H14的化合物B,用KMnO4氧化B得分子式为C4H8O2的两种不同的酸C和D。A和稀H2SO4/HgSO4水溶液作用,可生成酮E(C5H10O)。试写出A-E的构造式。 解答:A的不饱和度为2。从可与NaNH2反应后再与1-溴丙烷反应来看。A应为端炔。从B

氧化得到两种不同的酸来看,A应有支链,推测为:

BCH3CHCCCH2CH2CH3ACH3CHC CHCH3CHO3CCH3CH2CH2COOH

DCH3CHCOOHCH3ECH3CHCCH3CH3

O9. 用红外光谱区别

O 和

O在1715cm-1处有一强吸收峰,在2720 cm-1处有两个弱吸收峰;O在1710 解答:

cm-1处有一强吸收峰。根据2720 cm-1的峰可区别两个化合物。

10. 如何用IR光谱区别环己醇和环己酮? 解答:环己醇在3200 ~3600 cm-1处有强而宽的吸收峰;环己酮在1720 cm-1处有强的吸收峰。

第五章 脂环烃

7

CH3CH3CH31. 命名

解答:2,8,8-三甲基-双环[3.2.1]-6-辛烯。根据双环化合物命名原则,再考虑取代基位次尽可

能小。

2. 用化学方法鉴别下列化合物,并写出有关反应:

A. B. 解答:

ABCDBr2/CCl4 C. D.

(A)

不褪色 褪色KMnO4H+不褪色褪色Ag(NH3)2NO3(B)沉淀无沉淀(D)(C)

CH3CH3

3. 3. 写出

C(CH3)3的最稳定的构象。

CH3(CH3)3C解答:

CH3。环己烷最稳定的构象为椅式,大基团在e键能量低。

4. 比较下列两组化合物的稳定性。

CH3(1)CH3CH3CH3(2)H3CClH3CClC2H5C2H5CH(CH3)2CH(CH3)2CH3CH3

CH3(1)C2H5(2)H3CCl>H3C

C2H5CH(CH3)2CH(CH3)2Cl

第六章 单环芳烃

1. 比较稳定性大小:

8

.CH..c+CH2. (1)

+CH2a+CH2bd

OCH3abONOc (2)

解答:(1) a > b > c > d (2) a > b > c

2. 判断下列化合物苯环上亲电取代反应活性的大小:

A. CH3B.CH2NO2C.CH3NO2D.NO2

解答:A>B>C>D。硝基为吸电子基,甲基为供电子基。B中—NO2对苯环的作用为吸电

子诱导效应,比C、D中硝基对苯环的共轭吸电子作用弱得多。

3. 用箭头标出下列化合物硝化反应主要产物位置:

A. O2NB.OCNHOCH3C.D.解答:硝基取代在电子云密度较大的环上,并结合定位规律。

OCH3

A. O2NB.OCNHC.D.

4. 用简单的化学方法鉴别:

, ,

解答:能使Br2/CCl4褪色的为

,与顺丁烯二酸酐产生白色沉淀的为

混酸硝化后有黄色油状物产生的为

.

5. 完成反应并提出合理的反应机理

CH3CH2CH2CH2CCH2ClCH3无水AlCl3。

解答:此反应为芳环的烷基化反应,为亲电取代。反应首先应在无水AlCl3作用下产生烷基

碳正离子,生成的烷基碳正离子可能重排成更加稳定的叔碳正离子。

9

CH3CH2CH2CH2CCH2ClCH3无水AlCl3CH3CH2CH2CH2CCH2+CH3H3CCH2CH3H+HCH2CH2CH2C+CH2CH3CH3H3CCH2CH3

6. 6. 已知光照下乙苯和氯气反应时氯自由基夺取α-H比夺取β-H的速度快14.5倍,试

用反应历程解释。 解答:

Cl22 ClCHCH3CH2CH3ClCl2CHCH3ClClCH2CH27. 7. 以甲苯为原料合成邻硝基甲苯

解答:

CH3浓H2SO4

CH3浓H2SO4浓HNO3CH3NO2H3+OCH3NO2SO3HSO3H

8. 8. 某芳烃的分子式为C16H16,臭氧化分解产物为C6H5CH2CHO,强烈氧化得到苯甲酸。

试推断该芳烃的构造。 解答:

CH2CH CHCH2

順式或反式

9. 9. 溴苯氯代后分离得到两个分子式为C6H4ClBr的异构体A和B,将A溴代得到几种

分子

式为C6H3ClBr2的产物,而B经溴代得到两种分子式为C6H3ClBr2的产物C和D。A溴代后所得产物之一与C相同,但没有任何一个与D相同。推测A,B,C,D的结构式,写出各步反应。 答案:

BrA.ClBClBrCBrClClBrDBrBr

第七章 多环芳烃和非苯芳烃

10

1. 环戊二烯为什么可以与Na反应?

解答:环戊二烯负离子具有芳性,稳定;故环戊二烯的氢酸性较强,可与Na反应。

HHH

2. 环庚三烯中的CH2上的H的酸性要比典型烯丙基H 的酸性小

解答:

无芳性,不稳定。 CH2 CH CH R负离子较稳定。

3. 蓝烃的结构式为,判断其是否有芳性;如有,亲电取代反应发生在几元环上?

-+为偶极分子:,有芳性。

亲电取代反应发生在电子云密度大的五元环上。

4. 下列化合物有芳香性的是( )。

ABCH+解答:

DHCH-HC-CHEC-FHHC+CH+解答:A 、E 、F。

芳香性的判断: 休克尔规则,Π 电子数满足4n+2,适用于单环、平面、共轭多烯体系。对于多环体系,处理如下:

+_

6个6个

5. 分子式为C8H14的A,能被高锰酸钾氧化,并能使溴的四氯化碳溶液褪色,但在汞盐催化 下不与稀硫酸作用。A经臭氧化,再还原水解只得到一种分子式为C8H14O2的不带支链的 开链化合物。推测A的结构,并用反应式加简要说明表示推断过程。 解答:

可能为orororor

oror 即环辛烯及环烯双键碳上含非支链取代基的分子式为C8H14O2的各种异构体,例如

11

……以上各种异构体。

第八章 立体化学

1. 下列化合物中,有旋光活性的为( )。

COOHA.COOHB.HOOCCOOHC.HHOOCCCCCOOHHCOOHOHD.HHOHCOOH

解答:C。化合物A和B都有对称中心,化合物D有对称面和对称中心。

H3CHCH3HBrH2. 命名

解答:S-2-溴丁烷。首先分析构造,为2-溴丁烷。根据Newman投影式分析构型为S。

3. 考察下面的Fischer投影式,这两种化合物互为( )。

(A)同一种化合物 (B)对映体 (C)非对映体 (D)立体有择

解答:A。将A或B任何一个化合物在纸面上翻转180度后就变成了另一个化合物。

4. 4. 写出化合物(2E,4S)-3-乙基-4-溴-2-戊烯的构型。

BrCHHCCCH3H3CCH2CH3CH3CHCCHCH3H3CH2CBrCH3HOHHOHCH2CH3CH2CH3HHOHHOCH3解答:。先写出其结构式:根据双键所连接基团,确定构

型为E型,根据手性碳原子,用Fischer投影式或透视式写出其构型。

(S)- CH2CHCH2CH3CH3C2H5HCH3HClCl2hv( )Fischer5.

+C2H5HCH3ClH解答: 。

此反应为芳烃侧链α-H卤代。中间体碳自由基为平面结构,产物各占50%。

CHCH2HBr+ HBr CH3( )*6.

+解答:。中间体碳正离子为平面结构,产物各占50%。

7. 画出S-2-甲基-1-氯丁烷的结构式,其在光激发下与氯气反应,生成的产物中含有2-甲基

12

CH3HBrHBrCH3CH3BrHHBrCH3-1,2-二氯丁烷和2-甲基-1,4-二氯丁烷,写出反应方程式,说明这两个产物有无光学活性,为什么?

解答:在光激发下,烷烃与氯气的反应为自由基取代反应,中间体为碳自由基。

CH3HCH2ClC2H5CH3HCH2ClCH2CH2CH3CCH2ClC2H5Cl2-ClCl2-ClCl-HClCH3HCH2Cl有光学活性CH2CH2ClCH3CH3ClCH2Cl+ClCH2ClC2H5C2H5外消旋体

碳自由基中间体的平面结构,导致产物可以有两种构型,各占50%。

8. 某芳烃A,分子式为C9H12,在光照下与不足量的Br2作用,生成同分异构体B和C(C9H11Br)。B无旋光性,不能拆开。C也无旋光性,但能拆开成一对对映体。B和C都 能够水解,水解产物经过量KMnO4氧化,均得到对苯二甲酸。试推测A、B、C得构造式,并用Fischer投影式表示C的一对对映体,分别用R/S标记其构型。

解答:分子的不饱和度为4,含有一个苯环。由最后生成对苯二甲酸可以判断出苯环对位二

CH3取代。初步确定分子的结构为:用,芳烃的侧链卤化。

CH3光照下CH2CH3。在较高温度或光照射下,烷基苯与卤素作

CH2BrCH3+不足量的Br2CH2CH3CH2CH3BCHBrCH3C

CH2Br水解

ACH2OH氧化

CH3COOH氧化COOH

COOHCH3水解CHCH3BrCCH2CH3BCH2CH3COOHCH2CH3OH

C6H5CH3HBrCH3则C为:

C6H5CH3BrHCH3(S)

(R)

9. 一光学活性体A,分子式为C8H12,A用钯催化氢化,生成化合物B(C8H18),B无光学活性,A用Lindlar催化剂(pd/BaSO4)小心氢化,生成化合物C(C8H14)。C为光学活性体。A在液氨中与钠反应生成光学活性体D(C8H14)。试推测A、B、C、D的结构。 解答:化合物A中含有碳碳叁键和碳碳双键,叁键不能位于端基,A是光学活性体,其中

应含有手性碳原子:

CC,CC,C*。A还原到B,光学活性消失,说明A

CHCH2CCCCH2CH3H。

CH3中C*与不饱和键相连。所以A的结构应为:

13

钯催化CH2CH3CH3CH2CH2CHCH2CH3CCH2CHCH2CH3HCCH2CHCH2CH3HBCH3CCH2CCCCH2CH3HALindar催化剂CH3H金属钠/液氨HCH3CCCCCD

第九章 第九章 卤代烃

1. 完成下列反应:

H(1)Br+-SR

CH3CCH2CH3CH2CH3( )

(2)Br(3)HCH3CH2CH2CH3CH3++CH3OH( )

H2O( )ClCH2CH3

ClClNa2CO3, H2O(4)O2N( )

NaOHH2O(5)Cl(1)RSCH2ClH( )

SN1, 外消旋体解答:

(2)CH3CCH2CH3CH2CH3CH3OCH3+CH2CH2CH3CH3+SN2, 构型翻转CH2CH3CH3OCH3CH2CH2CH3OH

(3)HHCH3CH2CH3SN1, 外消旋体OHCH2CH3

ClCH2OH(4)O2NOHCl(5)

2. 下列化合物中,可用于制备相应的Grignard试剂的有( )。

A. HOCH2CH2CH2Cl B. (CH3O)2CHCH2Br C.

解答:B

HCCCH2Br

D.

OCH3CCH2Br

3. 下列化合物中,既能进行亲电取代反应,又能进行亲核取代反应的是:

A. B. C. D. 解答:D。芳环能进行亲电取代,卤代烃可进行亲核取代。

14

CCHCHCCH2CNOCCH3H3CCH2Br

4. 用以下方法合成甲基叔丁基醚为什么不能成功? CH3ONa+(CH3)3CBr

解答:CH3ONa为强碱,叔卤代烃易消除。

5. 比较下列卤代烃在2%AgNO3-乙醇溶液中反应活性大小,简述原因。

A.

CH3OCH2ClCH2Cl B.

CH3O2NCH2Cl

C. D.

解答:A > B > C > D。反应为SN1,比较碳正离子稳定性,苯环上有吸电子基不利于碳正离

子的稳定。

6. 下列化合物中哪一个最容易发生SN1反应?

A. CH2CHCH2Cl B. CH3CH2CH2Cl C. 解答:C

CH2CH3CHCHClCH2Cl

7. 下列离子与CH3Br进行SN2反应活性顺序( )。

----A. C2H5O > OH > C6H5O > CH3COO B. OH- > C2H5O- > CH3COO- > C6H5O- C. CH3COO- > C6H5O- > OH- > C2H5O-

解答:A。若亲核原子相同,则碱性与亲核性一致。

8. 排列下列化合物发生SN2反应活性顺序( )。

A. 溴甲烷 B. 溴乙烷 C. 2-溴丙烷 D. 2-溴-2-甲基丙烷 解答:A>B>C>D。位阻越小反应越易进行。

HCIC6H5C2H59. 化合物在丙酮-水溶液中放置时会转变为相应的醇,试从下面选项中选出此醇

的正确构型,并说明理由。

(1)构型保持不变 (2)构型翻转 (3)外消旋化 (4)内消旋化 解答:(2)。该碘烷在丙酮-水溶液中放置会发生SN2反应,生成相应的醇,构型进行了翻转。

10. 下列卤代烃发生消去反应生成烯烃速率最快的是:

A.CH3CH3ClCH3HHB.CH3CH3ClC6H5HHHC.CH3ClCH3HHHD.CH3ClC6H5HH解答:B。叔卤烷易消除,B能形成共轭烯烃。

11. 11. 试解释在3-溴戊烷的消除反应中制得的反-2-戊烯比顺式的产量高的原因?

解答:在3-溴戊烷中,溴原子与β-H应处于反式共平面消除。

BrHHH(A)CH3CH2CH3,

Br-HBrCH3顺式-2-戊烯HCH2CH3H(B)-HBr反式-2-戊烯H(B)构型更稳定

12. 画出cis-和trans-4-叔丁基环己基溴的稳定的构象结构式,它们发生消除时何者较快,为

15

什么?

cis -trans-BrBr

-HBr解答:

消除时,cis-可直接与β-H反式共平面消除:Br trans-需构型翻转,Br与C(CH3)3均处于a键时方能消除,所需能量较大。

BrBr-HBr顺式快于反式。

13. 用简单的化学实验方法区别下列各组化合物:

氯乙烯,氯乙烷,烯丙基氯,苄基氯

解答:卤原子相同时,不同类型的卤代烃其卤原子的活泼性大小为:苄基型卤代烃、烯丙基

型卤代烃>卤代烷>卤苯型卤代芳烃、乙烯型卤代烯烃。利用不同的卤代烃与AgNO3溶液的反应速率不同来区别。

褪色氯乙烯氯乙烷烯丙基氯苄基氯氯乙烷苄基氯AgNO3/C2H5OHBr2/CCl4无变化褪色无变化

白色沉淀氯乙烯烯丙基氯AgNO3/C2H5OH无变化白色沉淀

加热后有白色沉淀

14. 某烃(A)分子式为C4H8,在常温下与Cl2反应生成分子式为C4H8Cl2的(B),在光照

下与Cl反应生成分子式为C4H7Cl的(C),(C)与NaOH/H2O作用生成(D)(C4H8O),(C)与NaOH/C2H5OH反应生成(E)(C4H6)(,E)与顺丁烯二酸酐反应生成(F)(C8H8O3),写出A~F的结构式及相应的反应式。 解答:

CH3CH2CHCH2(A)ACl2hv

CH3CH2CHCH2ClCl(B)NaOHH2OOOCH3CHCHCH2Cl(C)CH3CHCHCH2OH+(D)OCO(F)COOHCH3CHCHCH2CNaOHEtOHO(E)

15. 某烃为链式卤代烯烃(A),分子式C6H11Cl, 有旋光性,构型S。(A)水解后得B,分

子式C6H11OH,构型不变。但(A)催化加氢后得(C),分子式为C6H13Cl,旋光性消失,试推测A、B、C的结构。

解答: A的不饱和度为1,含有一个双键。A经过催化加氢后分子的旋光性消失,说明加

氢后手性碳原子消失了。双键CH2=CH—催化加氢后变成CH3CH2—,则原来的手性

碳原子上应该有一个CH3CH2—基团。所以初步判断A的结

*CH2CH3CH2CHC 16

CH2构为:

CH2CH3CHCCH2ClCH2CH3构型为S。A,B,C的结构如下:

CH2CH3CHCCH2OHCH2CH3BCH3CH2CH3CCH2ClCH2CH3CCH3CHCCH2ClCH2CH3A

第十章 醇和醚

1. 按下列醇在硫酸存在下脱水活性从大到小排序。

OHOHOHCH2OH

ABCOHDE

解答:D>A>B>E>C。醇在硫酸作用下脱水反应,属于E1 历程,反应速度快慢由中间体碳

正离子稳定性决定。碳正离子愈稳定,决定反应速度的第一步就容易进行。

CH2+>>2

>>

桥头碳正离子不能满足sp平面结构,存在较大的扭转张力,最不稳定。

2. 如何除去1-溴丁烷中少量的正丁醇?

解答:在此混合物中加入冷浓H2SO4

1-溴丁烷正丁醇冷浓H2SO4有机层(1-溴丁烷)洗涤干燥蒸馏(纯1-溴丁烷)n-C4H9OSO3H溶于硫酸中除去OH

3. 合成:

解答:利用Grignard试剂来进行增碳。

HBrCHBrCH3H3CCHMgBrMgOH3CCHCH2CH2OMgBrH3O+OH

4. 合成:

解答:在进行Grignard反应时,注意保护羟基

BrD2O

BrOHDOHOHDH+CH2C(CH3)2BrH+OC(CH3)3DMg干醚BrMgOC(CH3)3OC(CH3)3OH

17

5. 用醇为原料合成异丙基叔丁基醚。

解答:产物是混醚,用威廉姆森制醚法。

CH3CHOHCH3CH3COHCH3SOCl2CH3CHClCH3NaOHCH3NaOHCH3CH3CHOCCH3CH3CH3CH3CH3CONaCH3注意:不能用叔卤代烃与醇钠反应。

CH3CH3CClCH3NaOHEtONaCH3CH3CCH2CH3

主产物为消除产物 不能用两种醇分子之间酸性脱水制备混醚,因为得到的是混合物,难分离,无合成意义。

CH3CHOH+CH3CH3CH3OHCH3浓H2SO4CH3+CH3CH3CH3CH3CHOCHCH3+CH3CHOCH3CH3CH2C(CH3)2主6. 写出下列反应的机理:

OH+EtOHH2SO4H2OCH3OEt+EtO解答:

H+H2O+

+OHOH2+ⅡEtOHEtOHH+H+EtOOEtH+H+EtOOEt 这是个SN1反应,活性中间体是烯丙基型碳正碳离子,并且可写出其共振式

Ⅱ,所以亲核试剂进攻不同的碳正离子,得到两种产物。

第十一章 酚和醌

1. 比较下列化合物的酸性大小:( )

OHOHOHOHaNO2bcNO2dNO2NO2

解答:d>c>a>b。苯酚具有弱酸性,当苯酚邻对位上有强吸电子基-NO2时,由于硝基的吸电

子共轭效应,酚羟基的氢更易离解,其酸性增强;吸电子基越多,酸性越强;当-NO2在间位时,只有吸电子诱导效应,所以a的酸性弱于c。

18

2. 解释下列现象:

(1)酚中的C-O键长比醇中的C-O键长短。

HOHOHOOH(2)( (172℃)的小许多。 104℃) 熔点比

2

解答:(1)酚中的氧原子直接连在sp杂化C上,氧的杂化状态也为sp2杂化,为平面结构,

因此氧上的孤对电子就能与苯环Π电子发生p-Π共轭,使C-O键具有部分双键特性。

232

另外sp杂化的氧s电子云成分比sp要高,所以sp电子云距原子核更近。而醇中的C-O键的形成是由C-sp3杂化轨道与O-sp3杂化轨道头对头重叠而成,所以形成σ单键键长比C sp2—O sp2键长要长些。

此题关键是要了解氧原子与不同杂化碳成键时氧的杂化状态也不同,由此引起不同的电子效应,使得分子中化学键的性质亦有所不同。结构决定化合物的性质。弄清化合物结构能帮助了解化合物的性质。 (2)分别形成分子内氢键、分子间氢键

3. 用简便化学法分离 A:α-萘酚和B:α-甲基萘的混合物。

解答:酚有弱酸性,可溶于氢氧化钠,利用此性质将二者分离

ABHCl乙醚水层(酚钠)萃取浓缩水层醚层减压蒸馏浓缩减压蒸馏NaOH/H2O乙醚萃取A醚层(2-甲基萘)B

4. 一个学生试图从邻甲基苯酚按下面路线合成邻甲氧基苯甲醇,但几乎没有收率,这条路线错在哪里?

OHCH3Na2CrO7H+,△OHCH2N2过量OCH31. LiAlH42. H2OOCH3CH2OH

解答:错误在第一步。由于酚在强氧化剂作用下也非常容易被氧化。将反应路线稍加改进,

即可得预计产物。先保护酚羟基成醚,因为醚键对氧化剂、还原剂、碱有特殊的稳定性。

改进方法:

OHCH3OCH3COOCH3(CH3)2SO4COOHCOOCH3OCH3CH3KMnO4OH-OCH3COOHCH2N2LiAlH4OCH3CH2OH

回答此题的关键在于知晓官能团的不同特性。必须考虑到试剂对不同官能团的影响。官能团的保护在有机合成中的应用非常普遍。

OHBr5. 由

解答:由于苯酚与Br2反应不易控制,苯酚易被Br2氧化,且有邻、对位多种取代物,不易

分离。先对酚羟基进行保护,再用磺酸基进行占位,降低芳环上亲电取代活性,确保在芳环溴代时只进行一取代反应,并且是在烷氧基的邻位。

19

最佳路线是:

OH磺化碱熔(CH3)2SO4OCH3浓H2SO4OCH3Br2FeOCH3BrSO3HOH1.H3O+SO3HBr

2.HI

第十二章 醛和酮 核磁共振谱

1. 下述化合物与饱和NaHSO3反应速度大小次序为( )。

a. OOO

解答:a>b>c。醛酮与NaHSO3反应为亲核加成,醛的反应速度大于酮,此外

OO-++Hb.c.O-,减少了羰基碳的正电性,减慢了亲核加成速度。

2. 下列化合物中不能与2,4-二硝基苯肼反应的化合物是( );不能发生碘仿反应的是( );

不能发生银镜反应的含羰基化合物是( );不能发生自身羟醛缩合反应的含羰基化合物是( )。

A. HCHOB.CH3CHOC.CH3CHCH3OHD.OCH3CCH3

解答:C, A, D, A。醛,酮与苯肼反应脱去一分子水生成腙;甲基醛,甲基酮或含甲基的伯

醇,仲醇能发生碘仿反应;醛有银镜反应,酮无银镜反应;能发生自身羟醛缩合反应的羰基化合物必须有α-H。

3. 下列化合物中,哪个可发生Cannizzaro反应( )。

A. CH3CH2CH2CHO

解答:D。只有不含α-H的醛在浓OH条件下才能发生Cannizzaro反应。

-

B.CHCCHCHC.323OCH2CHOD.(CH3)3CCHO

4. 用化学方法鉴别:

CHO,COCH3,CHCH2,CCH 解答:

20

有银镜加入Ag+(NH3)2CHOCCH有白色沉淀COCH3有亮黄色沉淀CHCH2无现象无现象 和COCH3加入I2/NaOHCHCH2

5. 利用什么波谱分析法可以区别化合物PhCH=CHCH2OH和PhCH=CHCHO,简述原因。 解答:可用红外光谱鉴别,原因:前者OH在3200~3500cm-1处有强而宽的吸收峰;后者

-CHO的羰基在1700 cm-1处有一强吸收峰,在2720 cm-1处有两个弱而特征的吸收峰。

OOHCH3BrHHCH36. 由合成

解答:此题是一个增碳反应,同时增碳的部分存在不饱和键。如果用格氏试剂增碳生成

产物为醇,醇脱水有两种β-H可消除,产物不单一,因而考虑用炔钠和伯卤烷反应来增碳。但不论何种方法都涉及到羰基的保护问题。

OHCH3NaCCCH3BrK2Cr2O7,H2SO4OCH3H2O/H+BrOHOHH+OH3COBrOOH3CCCCH3CH3OCCCH3H2Lindler产物 由

O合成CH2OH7.

解答:产物为不饱和醇,可以通过羟醛缩合反应先生成α,β-不饱和醛,而后还原得到产

物。

ONaBH4OH△H+1.O32.Zn.H2OCHOCHOOH-△OCHNaBH4CH2OH

8. 写出下面反应的机理:

CH2CH2CH2CHOOH+CH3OHHCl(干)

OH2CCH2OCH3H2CCH2解答:

21

CH2CH2CH2CHOOHH+H+OHCH2CH2CH2CHOHH2OOH2CH2CH2CH2COCH3OHHOHCH3OHCH2CH2CH2COCH3OHHHCH2HH2CCH2CH2CH2COCH3OHH2CCH2OHOCH3H+OHCH2CH2CH2COCH3OHHH+OH2CCH2OCH3H2CCH29. 写出下面反应的机理:

OC2H5ONaC2H5OHOO解答:

OC2H5O-

OOC2H5OHO

10. 化合物A、B分子式均为C10H12O。IR在1720cm-1均有强吸收峰,1H-NMR(δ,ppm):

A:7.2(5H),3.6(单峰,2H),2.3(四重峰,2H),1.0(三重峰,3H);B:7.1(5H),2.7(三重峰,2H),2.6(三重峰,2H),1.9(单峰,3H)。试写出的构造式,并指出1H-NMR化学位移的归属。

3.6O

2.3

1.0

2.7OOO-CH2CCH2CH3

OCH2CH2CCH32.67.1 解答:A. 7.2, B.

-1

不饱和度f = 5>4,有苯环;IR:1720cm 有C=O;

A:7.2 (5H) 为苯环单取代;3.6 (单峰,2H) 为-CH2—;2.3 (四重峰,2H) 及1.0 (三重峰,

3H) 为-CH2CH3;结合化学位移可推断A的结构。

B:7.1(5H) 为苯环单取代;2.7 (三重峰,2H),2.6 (三重峰,2H) 为-CH2CH2—;1.9 (单峰,

3H) 为CH3;结合化学位移可推断B的结构。

第十三章 羧酸及其衍生物

1. 比较下列两组化合物的酸性大小:

COOH(1) A.

COOH B.

CH3OCOOH C. CH3O

(2)

-解答:(1)C>A>B。羧酸的酸性与羧基负离子COO的稳定性成正比,吸电子基团使酸性增

加,供电子基团使酸性减弱。

(2)C>B>A。羧酸酸性的大小与和羧基直接相连的碳原子的电负性大小成正比。不同杂化

的碳的电负性大小为Csp > Csp2 > Csp3。

2. 比较下列两组化合物酯化反应速率大小:

A. CH3CH2COOH B. CH2CHCOOH C. HCCCOOH 22

(1)

CH3COOHACH3CH2COOHB(CH3)3CCOOHC(C2H5)3CCOOHDCH3OHCH3CH2OH(CH3)2CHOH(CH3)3COHBCD(2) A

解答:(1)A>B>C>D (2)A>B>C>D

有机羧酸与醇的酯化反应的速率受酸和醇的烃基结构的影响,烃基结构越大,酯化反

应速率越小。这是由于烃基结构越大,空间位阻越大,亲核试剂进攻羧基的碳原子受到的阻碍也越大,因而酯化反应速率也越小。

3. 比较下列两组化合物发生水解反应的速率大小:

CH3CO2CH3CH3COOC2H5CH3COOCH(CH3)2CH3COOC(CH3)3ACBD(1)

CO2C2H5CO2C2H5CO2C2H5CO2C2H5CO2C2H5CE(2)

解答:(1)A>B>C>D。羧酸酯分子中烃基结构位阻越大,水解反应速率越小。

(2)A>B>C>D>E。当酯的羰基碳与吸电子基团相连时,酯的水解速率加快,若与供

电子基团相连,则水解速率减慢。—NO2和—Cl的吸电子作用使水解速率加速,—CH3和—OCH3的供电子作用使水解速率减慢。

4. 下列化合物进行脱羧反应活性最大的是( )。

A. 丁酸 B.??-丁酮酸 C. α-丁酮酸 D. 丁二酸

解答:B。A和D不易脱羧,B和C都易脱羧,其中β-丁酮酸最易脱羧。

5. 下列化合物沸点最高者为( )。

A. 乙醇 B. 乙酸 C. 乙酸乙酯 D. 乙酰胺

解答:D。碳链相当的化合物沸点次序为:酰胺>羧酸>醇>酯。

6. 鉴别下列化合物:

a. 甲酸 b. 草酸 c. 丙二酸 d. 丁二酸 解答:甲酸是液体,其余为固体

+a△CO2AgNO3/NH3+bc△CO2d

7. 用化学方法分离下列化合物:

CH2OH,CHO,COOHNO2AClBCH3DOCH3

23

COONa水层NaOH(aq)H+COOHCHO白色晶体饱和NaHSO3H3+OCH2OH,CHOCH2OH不反应 解答:

8. 写出下列反应的机理:

CH3CH3CH2CO2CH3NaOCH3

OCH3OO

解答:

CH3CH2CO2CH3CH3OCH3CHCO2CH3OCH3CH2COCH3OCH3OCH3CH2CCHCO2CH3CH3OCH3CH2COCH3CHCO2CH3CH3 9.

2由CH3COCH2CH2CBr(CH3)2合成CH3COCH2CH2C(CH3)COOH解答:

OHCH3COCH2CH2CBr(CH3)2MgCO2H3+OCH2OHCH2CH2OCH3CH2

干HCl OCCH2CH2CBr(CH3)2干醚 CH3COCH2CH2C(CH3)COOH2

10. 有两个二元酸A和B,分子式都是C5H6O4。A是不饱和酸,很容易脱羧,脱羧而生成C,

C的分子式为C4H6O2。A和C都没有顺反异构体和旋光异构体。B是饱和酸,不易脱羧,有顺反异构体和旋光异构体。写出A,B,C的所有结构式。

解答:A:CH2CHCH(COOH)2 C:

CH2CHCH2COOH

COOHHOOCCOOHHOOCB:HOOCCOOH

计算A和B的不饱和度为3,二元酸含有2个不饱和度,还有一个不饱和度可能是双键或环。由于A易脱羧,说明A具有丙二酸的结构,C为不饱和一元酸且无顺反异构和旋光异构,故C为3-丁烯酸。由C推得A是乙烯基丙二酸。B为环丙烷二甲酸。

第十四章 ??二羰基化合物?

?

1. 下列负离子哪一个亲核性最强( )

24

解答:B。A、C、D都是由二个活性基团活化的亚甲基形成的负离子,比较稳定。而B 负

离子只有一个活性基团活化,故B亲核性最强。

2. 写出乙酰乙酸乙酯的酮式和稀醇式互变异构平衡方程式。

解答:酮式与烯醇式是互变异构体。一般情况下酮式比稀醇式要稳定得多。 β-二酮、β-酮

酸酯类化合物由于烯醇式能通过氢键形成稳定的六元环结构,故烯醇式能以一定的比

OOOC2H5OHOOC2H5 A. NCCHCHOOOOC. CHCCHCOC2H5B. CH3CCH23D. CH(CO2C2H5)2例存在。

3. 写出下列反应的机理:

?

OCHO+BrCH2CO2C2H5C2H5ONaPyCHCHCO2C2H5

解答:反应第一步α-卤代酯在强碱作用下生成负离子,与醛羰基亲核加成,再发生分子内

亲核取代,形成环氧。

BrCH2CO2C2H5C2H5OCHOBrCHCO2C2H5OCHCHCO2C2H5BrOCHCHCO2C2H5

4. 以乙醇为唯一原料合成

解答:产物可以由乙酰乙酸乙酯用硼氢化钠还原而得。

CH3CH2OHNaOC2H5C2H5OH[O]OHCH3CHCH2CO2C2H5CH3COOHNaBH4C2H5OHCH3CO2C2H5OCH3CCH2CO2C2H5OHCH3CHCH2CO2C2H5

由丙二酸酯合成 CH2CH2COOH

5.

解答:取代羧酸由丙二酸酯合成的一般通式为:

RX+CH2(CO2CH2CH3)2RCH2COOHCH2Cl

由此可以推得目标产物可由

CH2Cl经丙二酸酯法合成得到,而卤代烃

则可以通过Diels-Alder反应得到。

+稀 OH-CH2Cl△CH2ClCH2(CO2CH2CH3)2CH3CH2ONaCH2CH(CO2C2H5)2H3+O△-CO2 CH2CH2COOH

由CH2(CO2C2H5)2合成

COOH6.

(CH2)n CHCOOH

解答:具有

结构的环状羧酸通过X (CH2)n X与丙二酸酯反应而得到。

25

CH2(CO2C2H5)21)C2H5ONa2)BrCH2CH2CH2BrCH2H2CCH2CCO2C2H5CO2C2H5H3+O△-CO2COOH

7.

OO由CH3CCH2COC2H5合成(CH2)n CHCOCH3

OCCH3

解答:结构为

制得。

OOCH3CCH2COC2H5的酮,是以乙酰乙酸乙酯和X(CH2)n X为原料,经酮式分解而

OOCH3CCHCOC2H5H2CCH2CH210%NaOHH3+O△-CO21)C2H5ONa2)BrCH2CH2CH2BrOCCH3

第十五章 硝基化合物和胺

1. 1. 三甲胺的分子量虽比二甲胺的大,但其沸点却比二甲胺的低,说明原因。

解答:由于三甲胺分子间不能形成氢键,而二甲胺分子间能形成氢键,破坏氢键需要能量,

所以二甲胺的沸点比三甲胺的高。

2. 2. 丁胺的分子量与丁醇相近,但丁胺的沸点(77.8℃)比丁醇的沸点(117℃)低得多,

但丁胺的碱性却比丁醇强许多,说明原因。

解答:这是因为N的电负性不如O强,所以胺的氢键不如醇的氢键强,因此胺的沸点比同

分子量的醇低。同样原因,N对未共用电子对的束缚能力比O小,因此胺的碱性比醇强。

3.苯胺N,N-二甲基化后,其碱性增至3倍,而2,4,6-三硝基苯胺N,N-二甲基化后,其碱性

增至40000倍,说明原因。 解答:这是因为在苯胺和N,N-二甲苯胺中,氮上的孤对电子都跟苯环发生共

轭,氮上甲基的供电子诱导效应增加了氮上的电子云密度,因此,N,N-二甲苯胺的碱性

NO2O2NNCH3CH3NCH3CH3NO2比苯胺有一定程度的增加;而在N,N-二甲基-2,4,6-三硝基苯胺中,两个邻位硝基使-NMe2基不能和芳香环共平面,阻止了氮上孤对电子与芳环的共轭,使硝基不能通过共轭效应吸引氮上的电子,跟2,4,6-三硝基苯胺相比,N,N-二甲基-2,4,6-三硝基苯胺的碱性大大增加。

4. 用简单的化学方法鉴别:

NH2NH2N(CH3)2NHCH3a. b. c. d.

解答:用NaNO2/HCl分别反应,a.在低温时反应可见有氮气放出;b.低温时反应生成重氮盐,

加入?-萘酚后得红色偶氮化合物;c.生成黄色对亚硝基N,N-二甲基苯胺盐酸盐,中和后成为绿色固体;d.生成黄色油状物。

5. 如何用化学方法分离环己基甲酸、三丁胺和辛烷的混合物,并将每一组分以相当的纯度

26

回收?

解答:用NaOH水溶液萃取、分液,水相用盐酸中和,析出沉淀,抽滤得环己基甲酸;油

相再用盐酸萃取,分出油相——辛烷,水相用NaOH中和,有油状物析出,分液,油相为三丁胺。

COOHCH3Br26. 由合成

解答:芳胺在卤化时,因-NH2使苯环强烈活化,很难生成一取代产物,因此在有关合成反

应时应先使-NH2酰基化,反应完成后再水解恢复-NH2。

NHCH3HNO3H2SO4KMnO4Fe, HClCOOHCH3COClBr2/ FeCOOHH2OH+, △COOHNH2BrNHCOCH3BrNH2 7.

CH(CH3)2由合成NO2NH2CH(CH3)2

解答:芳胺硝化时,因-NH2具还原性,容易被硝酸氧化,因此在有关合成反应时应先使-NH2

酰基化保护起来,反应完成后再水解恢复-NH2。

CH(CH3)2HNO3H2SO4Fe/ HClCH(CH3)2CH(CH3)2(CH3CO)2OHNO3H2SO4C2H5OHOH-NO2NH2NH2

8. 以不超过4个碳的有机物为原料制备环己基甲胺。

CN+

CNH2NiCH2NH2解答:

9. 写出下列季胺碱热消除产物: (1)

N+(CH3)3CH3CH2CHCH2OH△

(2)

△HH3CHN+(CH3)3OH(3) (a)

△CH2CH2N+(CH3)2 OHCH2CH3(b)

27

CO2EtNCH3+OH△(4)

N+(CH3)3H2O(CH3)3COH-H解答:(1)

N+(CH3)3CH3CH2CHCH2OH△

CH3CH2CHCH2+CH3CHCHCH3+(CH3)3N(95%)(5%)在季胺碱的Hofmann消去中,CH3上的氢优先脱去,其次RCH2,最后是R2CH,即双键碳原子上含烷基最少的烯烃最易生成。这和Saytzeff规则恰好相反。

(2)

HH3CH△HH3C

这是由于季胺碱β-碳上连有供电子基团降低了β-氢的酸性,使碱性试剂进攻酸性强的β-碳原子上的氢原子。 (3) (3) (a)

CH2CH2N+(CH3)2 OHCH2CH3△N+(CH3)3OHCHCH2+(CH3)2NCH2CH3 (b)

CO2EtCO2EtNCH3+OH△

当β-碳原子上连有吸电子基团或不饱和基团(如硝基、羰基、苯基等),使β-H酸性增大,容易消除,Hofmann规则不适用。 (4)

N+(CH3)3OH-C(CH3)3H2O+NCH3H

季胺碱热消除是反式共平面消除。

(CH3)3CN(CH3)3

第十六章 重氮化合物和偶氮化合物

1. 请解释为什么后者。

N2++和

O2NN2与苯酚发生偶合反应时,前者的反应活性小于

O2NN2+解答:在偶合反应中,重氮盐正离子是作为亲电试剂使用,所以在中,由于

-NO2吸电子的诱导效应和吸电子的共轭效应,使得其亲电能力大大提高,故其反应

28

活性大于

N2+。

2. 通常芳香重氮盐与酚的偶联是在弱碱性介质中进行,与芳胺偶联是在弱酸性或中性介质中进行。这是为什么?

解答:因为芳香重氮盐与酚的偶联反应为芳环上的亲电取代反应。在弱碱性介质中:

OHOHH+O,平衡偏向右边,在-O-上的电子与苯环共轭,使苯环电 子

云密度增大,它比酚更易发生亲电取代反应。但当碱性太强(PH>10)时,重氮盐会与OH-发生反应,生成重氮酸或重氮酸负离子,使之失去偶合能力。

ArN2+OHH+OHArNNOHH+ArNNO

芳香重氮盐与芳胺偶联需在弱酸性或中性介质(PH=5~7)中进行,而不宜在强酸性溶液(PH<5)中进行,因为如果在强酸性溶液中进行,胺转变为铵盐的倾向性加大,-NH3+使苯环电子云密度降低,偶合反应的速度就很慢了。

NH2H+OH重氮盐能偶合 重氮酸 不能偶合重氮酸负离子 不能偶合NH3+能偶合不能偶合OH

OH

Br。 3. 由 和必要的有机试剂合成Br解答:苯酚直接进行溴代反应得不到间位取代产物,所以必须引进一个新的基团改变芳环上

定位情况,利用重氮盐法是一种好的选择。

合成时,先保护酚羟基再进行硝化反应。氨基的邻对位效应强于羟基。

OH(CH3)2SO4OCH3混酸OCH3Zn/HCl△OCH3Br2FeOCH3BrNH2BrNO2OCH3NaNO2HClH3PO2NH2OCH3HI

OHBrN2ClBrBrBrBrBr4.

由合成HOOCNNNH2

解答:

29

CH3CH3ClAlCl3KMnO4COOHHNO3 , H2SO4COOH[H]COOHNaNO2 ,HClCOOHNO2NO2HNO3 , H2SO4[H]NH2N2ClNH2COOH+N2ClNH2HOOCNNNH2

第十七章 杂环化合物

1. 指出下列化合物的偶极距方向

NNH

解答:吡咯分子中氮原子上的孤对电子已参与形成环上闭合共轭体系,且氮的给电子共轭效

NH应远大于吸电子诱导效应,所以吡咯的偶极距方向为。而吡啶氮原子上的孤对电子未参与环上闭合大π键,加上氮原子为电负性原子,所以吡啶的偶极矩方向为。

2. 比较吡啶和吡咯产生芳香性的原因 。

解答:吡啶和吡咯分子中的氮原子都是SP2杂化,组成环的所有原子位于同一平面上,彼此

以σ键相连。在吡啶分子中,环上由4n+2(n=1)个p电子构成芳香π体系,氮原子上还有一对未共用电子处在未参与共轭的SP2杂化轨道上,并不与π体系发生作用;而在吡咯分子中,杂原子的未共用电子对在p轨道上,六个π电子(碳原子四个,氮原子两个)组成了4n+2(n=1)个π电子的离域体系而具有芳香性。

NO3. 比较

NHS的芳香性大小。

>S>解答:芳香性大小为

由于五元杂环分子中,五个原子共用六个π电子,而苯则是六个碳原子共用六个π电子,所以五元杂环化合物的π电子分布不均匀,它们的芳香性比苯的差,但是它们的亲电取代反应活性比苯的强。由于电负性O > N > S,提供电子对构成芳香性的芳环的能力与此电负性的关系相反,因此,芳香性为:呋喃 < 吡咯 < 噻吩。 4. 吡啶()的碱性比哌啶()的小,比苯胺的大,这是为什么?

2

解答:因为吡啶中的氮为sp杂化,哌啶中的氮为sp3杂化,碱性顺序为sp3>sp2,与烷烃中

的碳类似。苯胺中的氮接近于sp2杂化,由于氮原子上未共用电子对可与苯环共轭,电子分散在苯环上,故碱性减弱。

NNHNH>O 30

5. 吲哚(

NH)中含有氮,但它不显碱性,这是为什么?

NH解答:这是因为吲哚中氮原子上的未共用电子对与环共轭,体系,故无碱性。

NH形成一个10电子的芳香

6. 推测吲哚 () 进行亲电取代,反应主要发生在哪个位置?为什么?

解答:亲电取代主要发生在吡咯环上,因为吡咯环上5个原子共用6个电子,电子云密度比

苯环大,故吡咯环比苯环容易发生亲电取代反应。

[O]?加热?7. 完成反应式

N[O]

COOHCOOH加热COOHNNN解答:

喹啉分子中吡啶环的电子云密度比苯环低,而氧化反应是失去电子的反应,所以喹啉分子发生氧化反应生成吡啶-2,3-二甲酸;在吡啶2,3-二甲酸脱羧时涉及到碳-碳键的异裂,吡啶环持有负电荷,负电荷处在α-位能被电负性大的氮所分散,负电荷处在β-位时则不能被有效分散,因此脱羧在α-位。

OH8. 用化学方法分离化合物

解答:

滤液混合物H+过滤滤饼NaOHNaOHN过滤N。

OHH+滤液滤饼()

第十八章 碳水化合物

1. 下列叙述正确的是( )

A. A. 己酮糖不能还原Tollens试剂

B. B. ?-D-吡喃葡萄糖的构象比?-D-吡喃葡萄糖的构象稳定 C. C. 凡含氮物都能溶于稀盐酸

D. D. 所有二糖都有苷羟基,有开链式结构,都有还原性

解答:B。由于土伦试剂能使α-羟基酮的α活泼羟基氧化为α-二酮,故A不对;选项C也

不对;二糖中蔗糖就是非还原糖,故D不对。答案B是正确的,因为α-D-吡喃葡萄糖中C—1羟基占直立键,其他取代基占平伏键,而?-D-吡喃葡萄糖所有取代基均在平伏键,所以?-D-吡喃葡萄糖的构象要比?-D-吡喃葡萄糖稳定

31

2. 下列糖中哪一个不与Fehling试剂反应( )

A. D-核糖 B. D-果糖 C. 纤维二糖 D. 蔗糖 解答:D。 因为只有蔗糖是非还原糖。

CH2OHOHOHOOHOHOCH2OHOOHOH3. 图中纤维二糖 的命名为:

A. 4-O-?-D-吡喃葡糖苷基-D-吡喃葡糖 B. 4-O-α-D-吡喃葡糖苷基-D-吡喃葡糖 C. 4-O-α-L-吡喃葡糖苷基-L-吡喃葡糖 D. 4-O-?-L-吡喃葡糖苷基-L-吡喃葡糖 解答:A

4. D-葡萄糖和L-葡萄糖的开链式结构互为:

A. 对映异构体 B. 官能团异构体 C. 构象异构体 D. 差向异构体 解答:D

5. 鉴定?-氨基酸常用的试剂是:( ) A. Tollens试剂 B. 水合茚三酮 C. Benedict’s试剂

解答:B。氨基酸与水合茚三酮共热时呈蓝紫色,用于?-氨基酸的定性和定量检测。 6. 用化学方法鉴别下列化合物 A. 果糖 B. 麦芽糖 C. 蔗糖 D. 淀粉

解答:

ABCDI2蓝色DABC斐林试剂不反应CAB能水解B水解A

第十九章 氨基酸 蛋白质 核酸

1. 蛋白质是一种生物高分子,它是由不同的( )形成的聚酰胺 。

解答:氨基酸

2. 氨基酸既具有酸性又具有碱性,但等电点都不等于7,即使含-氨基-羧基的氨基酸其等电点也不等于7,这是为什么?

解答:因为在水(pH=7)中氨基酸中的羧基电离程度大于氨基,因此必须加入一定量的酸

抑制羧基的电离,才能使两者的电离程度相等。所以氨基酸既具有酸性又具有碱性,但等电点都不等于7,即使含-氨基-羧基的氨基酸其等电点也不等于7。

3. 用简单的化学方法鉴别下列各组化合物:

a.CH3CHCOOHNH2H2NCH2CH2COOHNH2

b. 苏氨酸 丝氨酸 c. 乳酸 丙氨酸 答案:

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a.CH3CHCOOH(A)NH2可溶NaOH不溶(分层)AB茚三酮反应显色不显色ABH2NCH2CH2COOHNH2(B)(C)Cb.苏氨酸H3CCH-CHCOOHOHNH2I2/NaOHCHI3丝氨酸HOCH2CHCOOHNH2无变化c.乳酸丙氨酸H3CCHCOOHOH茚三酮不显色H3CCHCOOHNH2显色

4. 从所给原料开始,用指定方法合成以下氨基酸(其他试剂任选)

ClCH2COOC2H5Gabriel合成法

NH2CH2COOH解答:

COCOH+

CONCH2COOEtH2OOH-NK+ClCH2COOC2H5CONH2CH2COOH

5. 某化合物分子式为C3H7O2N,有旋光性,能分别与NaOH或HCl成盐,并能与醇成酯,

与HNO2作用时放出氮气,写出此化合物的结构式。

3 2+2+1-7╳2n+2+N数-实际氢数==1 Ω= 22解答:不饱和度

属氨基酸,三个碳,有旋光活性,应为丙氨酸CH3CHCOOHNH2。

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