有机化学典型习题及解答
更新时间:2024-04-10 11:15:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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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: , 和 , , 。 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: 32 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。 33
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