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有机化学
1.用系统命名法(IUPAC)命名下列化合物
(1)(2)
(3)(4)
(5)(6)
(7)(8)
2.写出下列化合物的构造式,若命名有错误,请予以改正。 (1) 2-甲基-2-乙基丙烷 (2) 2,3-二甲基戊烷
(3) 2,2-二甲基-4-异丙基己烷 (4) 3-甲基-1-环丙基环戊烷 (5) 1,5,8-三甲基螺[3,5]壬烷 (6) 2,8-二甲基二环[]癸烷 (7) 3-乙基-2,4-二甲基己烷
3.将下列化合物按其沸点由高到低排列成序
① 2-甲基丁烷 ② 戊烷 ③ 己烷 ④ 2,3-二甲基丙烷
4.将下列自由基按稳定性大小排序 ①
②
③
④
5.写出由一个异丙基和一个异丁基组成的烷烃的构造式。
6.写出一个含有7个碳原子的烷烃,分子中有3组等性氢,其比值为6∶1∶1。 7.写出下列化合物的优势构象
(1) 异丙基环己烷(2) (3) 顺-1-甲基-4-异丙基环己烷
8.下列各对化合物是构造异构还是构象异构?
(1)与(2)与
9.完成下列反应(写主要产物)
(1)
(2)
10.写出相对分子质量为100,并含有伯、叔、季碳原子的烷烃的可能构造式。
11.饱和烃的分子式为C7H14,写出符合下列条件的可能结构:(1)没有伯碳原子;(2)含有一个伯碳原子和一个叔碳原子;(3)含有两个伯碳原子,没有叔碳原子。
12.某烷烃的相对分子质量为72,溴化时,(1)只得一种一溴代产物;(2)得到三种一溴代产物;(3)得到四种一溴代产物。分别写出相应烷烃的结构。
第三章
1.命名下列化合物。
(1)(2) (3)
(4) (5) (6)
(7)(8)(9)
(10)(11)(12)
2.写出下列化合物的结构式。
(1) E- 2, 5-二甲基-3-己烯(2) E-3-乙基-4-氯-2-己烯(3) 异戊二烯 (4) 2, 2, 5-三甲基-3-己炔(5)(2E, 4Z)-6-甲基-2, 4-庚二烯(6) 1-己烯-5-炔
(7) (Z)-3-乙基-4-丙基-1, 3-己二烯-5-炔 3.写出下列反应式。 (1)
与浓H2SO4
(2) 与HBr
(3) 与1 molHBr
(4) 与H2SO4/HgSO4水溶液
(5) 与氯水
(6) (7)
与HBr在H2O2存在下反应
在Ag存在下与O2反应
(8)与Br2反应
(9)与冷的KMnO4水溶液反应
(10) 环己烯与酸性KMnO4反应
(11) 与O3反应后经Zn/H2O分解
(12)与NBS在光照下反应
4.写出下列反应的主要产物。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
5.比较下列烯烃与浓硫酸的反应活性大小,说明理由。 (1)
(2)
(3)
(4)
6.用化学方法鉴别下列各组化合物
(1) 2,2—二甲基丙烷,1,1—二甲基环丙烷,2—甲基丙烯 (2)
,
,
7.比较下列碳正离子的稳定性并用σ超共轭效应解释。
⑴. ⑵.⑶. ⑷.
8. 试根据有关性质推导下列化合物的结构。
(1) 有一化合物A(分子式C5H10Cl2), A与锌粉反应生成B,B和酸性高锰酸钾反应生成丙酮和乙酸。B经臭氧氧化,锌粉还原可以生成C和D写出 A、B、C、D的结构式。
(2) 某不饱和烃A经高锰酸钾/硫酸氧化可得到含三个碳原子的羧酸和含四个碳原子的酮。
(3) 一摩尔分子式为C6H10的化合物,催化氢化时可吸收一摩尔H2,该化合物经热的酸性KMnO4氧化后可得到含六个碳的直链二元羧酸;
(4) 一种化合物经催化加氢可得正己烷,经臭氧化/锌粉还原性水解只生成一种醛。
9. 雌性家蝇的性引诱剂分子式为C23H46,催化加氢生成分子式为C23H48的烷烃,而臭氧化/还原性水解得到CH3(CH2)7CHO和CH3(CH2)12CHO,试推测其结构式。
第四章
1. 用系统命名法命名下列化合物:
2. 写出下列化合物的构造式:
(1) 2-苯基-3-溴丁烷(2) 5-甲基-1-萘胺 (3) 5-硝基-2-溴甲苯(4) 4-硝基溴苄
(5) 2-溴-3-硝基-5-羟基苯甲酸 3. 完成下列反应:
4. 根据休克尔规则,判断下列化合物哪些具有芳香性?并简要说明理由。
5. 用化学方法鉴别下列化合物; (1)苯、环已烷,苯乙烯 (2)环已烯,苯已炔,乙苯
6. 用苯或甲苯为原料合成下列化合物:
7. A、B、C三种芳香烃的分子式都是C9H12,用KMnO4溶液氧化时,A生成一元羧酸,B生成二元羧酸,C生成三元羧酸。将它们分别硝化后,A和B分别得到两种一元硝基化合物,而C只能得到一种一元硝基化合物。试推测A、B、C的结构。
8. 比较下列每组化合物哪一个较容易硝化?并用箭头指出硝基进入的部位。
第五章
1.写出下列化合物的费歇尔投影式。 (1)(S)—2—羟基丙醛 (2)(R)—3—溴—3—甲基戊烯 (3)(2R,4S)—2—氨基—4—氯戊酸
(4)(R)—3—甲基—3—甲氧基—4—戊烯—2—酮
2.用系统命名法命名下列化合物(包括用R,S标明手性碳原子的构型)。
3.下列化合物哪些有旋光性?哪些没有旋光性?说明理由。
4.某葡萄糖溶液置10cm长的盛样管中,在20℃时测得其旋光度为+42°,求该溶液的浓度(已知葡萄糖的[α]D20=+52.5°)。
5.有一化合物C5H8O2和NaHCO3作用放出CO2,它本身可以存在两种立体异构,但都无旋光性。催化氢化后都生成C5H10O2,为一对对映体,试写出原化合物的构型式和该对映体的费歇投影式。
6.4—甲基—3—乙基—2—已烯有几个立体异构体?加氢后有几个立体异构体,写出这些异构体的平面投影式并指出各自的构型。
7.将下列化合物的透视式写成费歇投影式和纽曼投影式,或将纽曼投影式写出费歇投影式(提示:先用R/S法标记其构型)。
第六章
1.用系统命名法命名下列化合物。
2.写出下列化合物的结构式。
(1)1-溴-丙烯 (2)间硝基氯苯 (3)氯仿(4)3-甲基-2-氯-1-戊烯
⑸对氯苯基溴甲烷 ⑹反-2-苯基-1-氯环已烷(7)乙基溴化镁(8)3-碘-1-己炔
3.完成下列反应式。
4.用化学方法鉴别下列各组化合物。 ⑴己烷和溴乙烷 ⑵苄氯和对氯甲苯 ⑶1-氯丁烷 1-氯-1-丁烯 1-氯-2-丁烯 5.按要求将下列各组化合物排序。
⑴SN1反应:CH3CH2CH2BrCH3CH BrCH3C6H5CHBrC6H5 ⑵SN2反应:1-溴丁烷 2-溴丁烷 2-甲基-2-溴丙烷 ⑶卤原子活性: ①
②
③ ④
6.试判断在下列各种情况下卤代烷水解是属于SN2机理还SN1机理? (1)产物的构型完全转化(2)反应分两步进行 (3)碱的浓度增大反应速率加快(4)叔卤代烷水解 7.完成下列转化。
⑴
(2)
8.某化合物(A),分子式为C4H8,加溴后的产物与KOH醇溶液共热后生成分子式为C4H6的化合物(B)。(B)能和银氨溶液反应生成沉淀。试写出(A)和(B)的结构式和有关反应式。
9.某卤代烃C3H7Br(A)与KOH醇溶液作用生成C3H6(B),(B)氧化后得到具有两个碳原子的羧酸(C)、CO2和水,(B)与溴化氢作用正好得到(A)的异构体(D)。试推测(A)、(B)、(C)、(D)的结构式。
第二章
1.(1)2,2,8-三甲基-6-乙基壬烷;(2)甲基环庚烷;(3)2,3-二甲基戊烷;
(4)2,2,6-三甲基-5-异丙基庚烷;(5)顺-1,4-二乙基环己烷;(6)4,5-二甲基螺【2.3】己烷;(7)1,7,7-三甲基-2-乙基二环【】庚烷;(8)反式-1,3-二甲基环戊烷。 2.
3. ③②①④
4. 稳定性顺序为:②>④>③>①
5.
6.
子必然为伯氢原子。
。提示:通式为C7H14,因而,三组氢原子个数为12,2,2。其中12个氢原
7. ;;
8. (1)构象异构;(2)构造异构。 9.
10.
11. ;;
12.
;;
第三章
1.(1)2-乙基-1-戊烯;(2)3-乙基环己烯;(3)2,2-二甲基-3-庚炔;(4)3-乙基-1,6-庚二烯;(5)2-甲基-1,3-丁二烯;(6)(2顺,4反)-2,4-己二烯;(7)E-2-氯-2-戊烯;(8)(Z)-2-甲基-1-氯-1-丁烯;(9)(E)-1-氯-1-溴-3,3-二甲基-1-丁烯;(10)1,5-二甲基环戊二烯;(11)1,4-环己二烯;(12)1-异丙基环丁烯。 2.
3.
4.
,
5.反应活性:⑷>⑴>⑵>⑶
烯烃与浓硫酸发生亲电加成反应,烯烃双键上电子云密度越大,反应活性越高。双键碳上不同烷基的推电子效应对双键电子云密度影响不一样,一般认为中心碳上所连烷基越多,推电子效应越强,从而导致烯烃发生亲电加成反应的活性有差异。
6.
7.稳定性:⑴>⑵>⑶>⑷.中心碳上所连烷基较多时,σ-p超共轭效应也较强,正电荷被进一步分散,因而稳定性也较强。 8.
9.
第四章
1.(1)4-硝基-2-氯甲苯(3)4-甲基-3-氯苯酚(4)4-硝基-2-氯苯甲酸
(1)(3)(4)属于取代芳香族化合物的命名,常常根据芳环上所含主要官能团确定类别,然后对芳环正确编号进行命名的。主要官能团的确定方法是:—COOH,—SO3H,—CN,—CHO, C=O(酮基),—OH,—NH2,—R,—X(卤素),—NO2。在选择主要官能团时,若苯环上有多个官能团同时存在,在此排序中前面的官能团优先于后面的官能团,则命名时应选排序靠前的官能团作为主要官能团(即为母体),定出类名,其余基团则作为取代基。
(2)E-2-苯基-2-戊烯(当苯环上连有不饱和烃基或所连烃基比较复杂时,常以脂肪烃作母体,苯基作取代基。)
(5)5-硝基-2-萘酚。萘分子中十个碳原子是不等同的,为了区别,对碳原子的编号相对固定:
在给萘的衍生物命名时,要在符合萘的固定编号位次的前提下,给取代基以最小位次,按取代基在环上的位次来命名。二元或多元取代物要用数字标明取代基的位次;并按最小系列原则和取代基的顺序规定(同苯取代基的顺序规定)列出。
(6)4,10-二溴菲(同萘相似,有固定编号) 2.
(1)(2)(3)
(4)3.
(5)
(1)(2)(3)
(4)(5)
(6)第一步:第二步:
解析:(1)光照条件下发生的反应为侧链的取代反应,为游离基的反应机理。在异丙基中存在两种氢:伯氢和叔氢。根据反应活性伯氢〉叔氢,故主产物为叔氢被取代的产物。
(2)侧链上含有α—H的苯同系物(烃基直接与苯环相连的碳原子称α—碳原子,α—碳连的氢称α—H或称苄基氢),不论其侧链长短、有无分枝、饱和或不饱和,在较高温度下,均可被K2Cr2O7/H2SO4或KMnO4等氧化剂氧化成羧基,而苯环不受影响。
(3)考查傅---克酰基化反应,又考查定位规律的应用。根据定位规律,若苯环上原有两个定位基,对于引入第三个取代基的定位作用一致时,定位效应得到加强,第三个取代基进入共同确定的位置。两个甲基都属于邻对位定位基,且处于间位,引入的第三个取代基(乙酰基)处于一个甲基的邻位,正好又是另一个甲基的对位;而两个甲基之间的位置虽是它们共同的邻位,但由于空间位阻较大,并非反应的主产物。 (4)它既考查硝化反应,又考查定位规律的应用。它同(3)题一样,苯环上原有两个定位基,对于引入第三个取代基的定位作用一致时,定位效应得到加强,第三个取代基进入共同确定的位置。甲基属于邻对位定位基,硝基是间位定位基,所以引入的第三个取代基(硝基)处于一个甲基的邻位,正好又是硝基的间位。
(5)它既考查磺化反应,又考查定位规律的应用。根据定位规律,若苯环上原有两个定位基,对于引入第三个取代基的定位作用相矛盾时,两个取代基属于同一类时,则第三个取代基进入位置,主要由较强的定位基决定。当然,羟基的定位能力要比甲基强,所以由羟基决定第三个取代基(磺酸基)进入位置,即羟基的邻对位。
(6)该题第一步既考查了定位效应(甲基属于邻对位定位基)又考查了傅---克烷基化反应,并且烷基化过程中发生了重排反应;而第二步则考查苯环侧链的氧化。 4.(3)(5)有芳香性。
解析:(3)(5)均有闭合共轭体系,共平面,π电子数分别为2、14,符合休克尔规则,有芳香性。 (1)(2)(4)虽具有闭合共轭体系,但体系π电子数分别为8、4、12,不符合休克尔规则,无芳香性。 注意:带有电荷或单电子的碳原子均为sp2杂化,都有一个p轨道。带正电荷时,p轨道内是空的。带一个负电荷时,p轨道内有一对电子。带单电子时,p轨道内有一个电子。计算闭合共轭体系的π电子数时应注意这一点。 5.(1)
解析:环己烷属于环烷烃,化学性质非常稳定,一般条件下不发生化学反应;而苯乙烯中含有烯烃双键,化学性质非常活泼,可以与溴水发生亲电加成反应,溴水褪色,另外还可以被高锰酸钾溶液氧化,高锰酸
钾溶液的紫红色褪去。苯最容易发生亲电取代反应如在铁粉存在下与溴反应,从而使溴水褪色,还可以与混酸作用,生成有苦杏仁味的浅黄色液体。 (2)
解析:环已烯(A)中含有烯烃双键,化学性质非常活泼,可以与溴水发生亲电加成反应,溴水褪色,另外还可以被高锰酸钾溶液氧化,高锰酸钾溶液的紫红色褪去;同样苯乙炔(B)含有炔烃叁键,化学性质也非常活泼,可以与溴水发生亲电加成反应,溴水褪色,另外还可以被高锰酸钾溶液氧化,高锰酸钾溶液的紫红色褪去,但它同时也是一端基炔,可以发生端基炔所特有的反应如可以与Ag(NH3)2NO3生成白色的炔化银沉淀或与Cu(NH3)2Cl生成红棕色的炔化亚铜沉淀;乙苯(C)除了发生亲电加成反应外,还可以在加热条件下与酸性高锰酸钾发生氧化反应。 6.(1)合成路线为:
分析:苯环上两个取代基分别处于间位,所以第一步应该先引入间位定位基,而羧基是一个间位定位基,它可以由甲基氧化得到。 (2)合成路线为:
分析:苯环上含有三个取代基,羧基是一个间位定位基,同样可以由甲基氧化得到。问题是我们是先引入其他两个取代基再氧化还是先氧化再引入其它取代基呢?甲苯中的甲基是邻对位定位基,而另外两个取代基则处于它的间位和对位。如果我们先将其氧化就只能向它的间位引入取代基(硝基),硝基也是一间位定位基,这样就得不到对位产物。所以我们采取先引入邻位的取代基(溴)然后氧化甲基为羧基最后硝化的方法来合成。
• 合成路线为:
分析:甲苯中的甲基是邻对位定位基,而另外两个取代基则处于它的邻对位。所以我们可以直接向甲苯上引入其它两个取代基。
• 合成路线为:
分析:苯环上的这三个取代基氯为邻对位定位基,如果先引入氯,其它两个取代基(氯、硝基)正好处于它的邻对位,这条路线可以合成;如果先引入硝基再引入间位上的氯,然后引入对位氯也是可以的。 7.A、B、C的结构分别为:
A: B: 或 C:
分析:由题意可知:A、B、C均为取代苯,A为一元取代,B为二元取代,C为三元取代,我们可以写出可能的结构式为:
A:它有两种一元硝基化合物,符合要求。
B1:它有四种一元硝基化合物,不符合要求。
B2:少)。
它有两种一元硝基化合物,符合要求(两取代基之间有空间位阻,一硝基化合物产量很
B3:它有两种一元硝基化合物,符合要求
C1:它不止有一种一元硝基化合物,不符合要求
C2:它有一种一元硝基化合物,符合要求
8.(1)甲苯中甲基为致活基团,它更容易硝化
(2)磺酸中磺酸基为致钝基团,而甲氧基为致活基,故第一个更容易硝化。 硝基进入的部位为:
1.(1)
(3)(4)2.(1)R—2—甲基丁酸
(2)(2S,3R)—3—甲基—4—苯基—2丁醇 (3)S—2,3—二甲基—3—苯基戊烷 (4)(2S,3R)—2,3—二溴丁酸 (5)(2S,3R)—2,3—丁二醇
3.(1)有旋光性 (3)无旋光性。因分子内有对称面,为内消旋。
(4)有旋光性
5.原化合物的构型式为
对映体的费歇投影式为
6.4—甲基—3—乙基—2—已烯有4个立体异构体。
加氢后有2个立体异构体。
(2)有旋光性 5)有旋光性 (
SR
(3)(4)
第六章
1.(1)2,2-二甲基-1-溴丙烷(2)2-甲基-4-氯戊烷(3)2-甲基-2-溴丁烷 (4)Z-1-氯-1-丁烯(5)3-甲基-4-氯-1-丁烯(6)4- 溴环戊烯 (7)苯溴甲烷(或溴化苄)(8)2-苯基-1-氯丙烷
2.
3、
4. (1)可以用AgNO3鉴别己烷和溴乙烷,溴乙烷与AgNO3反应产生沉淀。 ⑵可以用AgNO3鉴别苄氯和对氯甲苯,苄氯与AgNO3反应产生沉淀。
⑶可以用AgNO3鉴别1-氯丁烷,1-氯-1-丁烯,1-氯-2-丁烯,1-氯-2-丁烯与AgNO3在室温下反应产生沉淀,1-氯丁烷与AgNO3在加热条件下反应产生沉淀。
5.⑴SN1反应活性从高到低依次为:C6H5CHBrC6H5;CH3CHBrCH3;CH3CH2CH2Br ⑵SN2反应活性从高到低依次为:1-溴丁烷;2-溴丁烷;2-甲基-2-溴丙烷 ⑶卤原子活性从高到低依次为:
;
;
;
6.SN2机理:(1)产物的构型完全转化;(2)反应分两步进行;(3)碱的浓度增大反应速率加快 SN1机理:(4)叔卤代烷水解
7.
8.
9.
烷烃
2.
1.用系统命名法命名下列化合物:
1.(CH3)2CHC(CH3)2
CH3CH2CHCHCH2CH2CH3
CH3CHCH3
CH3CH(CH3)2
2,3,3,4-四甲基戊烷 2,4-二甲基-3-乙基己烷
2
3.
1
7
8
CH3CH2C(CH3)2CH2CH3
CH3CHCH3CH2CH3
6
4.CHCHCHCHCHCCHCH
322223
3
4
5
CH3
3,3-二甲基戊烷 2,6-二甲基-3,6-二乙基辛烷
6
5.7
5
3
2
1
4
6.
8.
67
3
5
4
2
1
2,5-二甲基庚烷 2-甲基-3-乙基己烷
7.
2,4,4-三甲基戊烷 2-甲基-3-乙基庚烷
2.写出下列各化合物的结构式:
1.2,2,3,3-四甲基戊烷 2,2,3-二甲基庚烷
CH3CH3
CH3
C
C
CH2CH3
CH3CH3
CH3
CH3CHCHCH2CH2CH2CH3
CH3
3、 2,2,4-三甲基戊烷 4、2,4-二甲基-4-乙基庚烷
CH3
CH3
CCHCH3CH3CH3
CH3CH3
CH3CHCH2CCH2CH2CH3
CHCH3
5、 2-甲基-3-乙基己烷 6、三乙基甲烷
CH3
CH3CHCHCH2CH2CH3
CH2CH3
CH3CH2CHCH2CH3
CH2CH3
7、甲基乙基异丙基甲烷 8、乙基异丁基叔丁基甲烷
CH3CHCH(CH3)2
CH2CH3
CH3CH2CHC(CH3)3
CH2CHCH3
CH3
0
0
0
0
3.用不同符号表示下列化合物中伯、仲、叔、季碳原子
1
1
1.
0
1
00
3
0
2
0
CH3C
CH3C
4
CH3
2
0
CH
CH2
1
0
4
00
21
CH2CH3
1
CH2CH3CH3
4
0
1
CH3
2
0
2.
1
0
CH3CH(CH3)CH2C(CH3)2CH(CH3)CH2CH3
3
0
4.下列各化合物的命名对吗?如有错误的话,指出错在那里?试正确命名之。
1.
1
0
2
0
1
0
3
0
1
0
1
0
2.
2-乙基丁烷 正确:3-甲基戊烷
2,4-2甲基己烷
正确:2,4-二甲基己烷 3-甲基十二烷
正确:3-甲基-十一烷
4-丙基庚烷
正确:4-异丙基辛烷
4-二甲基辛烷
正确:4,4-二甲基辛烷
1,1,1-三甲基-3-甲基戊烷 正确:2,2,4-三甲基己烷
3.
4.
5.
6.
5.不要查表试将下列烃类化合物按沸点降低的次序排列:
(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:2-甲基庚烷>正庚烷> 2-甲基己烷>2,3-二甲基戊烷> 正戊烷
(注:随着烷烃相对分子量的增加,分子间的作用力亦增加,其沸点也相应增加;同数碳原子的构造异构体中,分子的支链愈多,则沸点愈低。)
6.作出下列各化合物位能对旋转角度的曲线,只考虑所列出的键的旋转,并且用纽曼投影式表示能峰、能谷的构象。 (1) CH 3-CH3
能量
旋转角度:00 600 1200
(2) (CH3)3C-C(CH3)3
CH3CH3
CH3
能量
CH3
CH3
CH3CH3
CH3CH3
CH3
CH3CH3
旋转角度:0 0 600 1200 (3)CH3CH2 -CH3
能峰 能谷
7.用Newmann投影式写出1,2-二溴乙烷最稳定及最不稳定的构象,并写出该构象的名称。
解:
HCH3
H
HH
HH
H
HCH3
HH
Br
HH
Br
HH
BrBr
HH
HH
对位交叉式构象 全重叠式构象 最稳定 最不稳定
8.下面各对化合物那一对是等同的?不等同的异构体属于何种异构?
解:
Cl1. 不等同,构象异构 CH3
H3C
H3CHHCH3HClH
ClCl 2.
CH3H
C2H5C2H5
HCH3
HC2H5
CH3
C2H5H
CH3
等同
3.
CH3Cl
H
ClCH3H
CH3H
CH3
ClClH
C2H5HC2H5
不等同,构象异构
4.
CH3H
CH3
H
C2H5
H
H
不等同,构造异构
CH3
CH3
不等同,构造异构
5.
6
等同化合物
9.某烷烃相对分子质量为72,氯化时(1)只得一种一氯化产物,(2)得三种一氯化产物,(3)得四种一氯化产物,(4)只得两种二氯衍生物,分别这些烷烃的构
造式。
解: 设有n个碳原子: 12n+2n+2=72,n=5
(1) 只有一种氯化产物
CH3CH3CCH3
CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
(2) 得三种一氯化产物 (3) 得四种一氯化产物
CH3
CH3CH
CH2CH3
(4) 只得两种二氯化产物
CH3CH3CCH3
CH3
10. 那一种或那几种相对分子量为86的烷烃有:
(1)两个一溴代产物 (2)三个一溴代产物 (3)四个一溴代产物 (4)五个一溴代产物 解:分子量为86的烷烃分子式为C6H14
CH3CH3
(1) 两个一溴代产物
(2)三个一溴代产物
CH3CHCHCH3
CH3
CH3
CCH3
CH3
CH3CH2CHCH2CH3
CH3
CH3CHCH2CH2CH3
CH2CH3
(3)四个一溴代产物
(4)五个一溴代产物
12. 反应CH3CH3 + Cl2 CH 3CH2Cl的历程与甲烷氯化相似, (1) 写出链引发、链增长、链终止各步的反应式; (2) 计算链增长一步△H值。 解:链引发:Cl2 光或热 2 Cl ·
链增长:CH3CH3 + · Cl CH3CH2· + HCl
CH3CH2· + Cl 2 CH3CH2Cl + Cl·
链终止:2Cl· Cl2
CH 3CH2· + ·Cl CH3CH2Cl 2CH 3CH2· CH 3CH2CH2CH3
(2)CH3CH3 + ·Cl CH3CH2· + HCl
+435Jk/mol -431 Jk/mol △H1=+4 Jk/mol
CH 3CH2· + Cl2 CH3CH2Cl + · Cl
+243 Jk/mol -349 Jk/mol △H2=-106 Jk/mol
△H=△H1 + △H 2= -104 Jk/mol
13. 一个设想的甲烷氯代反应历程包括下列各步骤:
C l2 2Cl· △H 1 Cl· + CH4 CH3Cl + H· △H2 H·+Cl2 HCl + ·Cl △H3 (1) 计算各步△H值:
(2) 为什么这个反应历程比2.7节所述历程可能性小? 解:
(1) △H1=+243 Jk/mole
△H2=435-349=+86 Jk/mole △H3=243-431=-188Jk/mol
(2) 因为这个反应历程△H2=435-349=+86 Jk/mole而2.7节
CH3CH3 + · Cl CH3CH2· + HCl
+435Jk/mol -431 Jk/mol △H1=+4 Jk/mol
△H2 〉△H1,故2.7节所述历程更易于进行。 14. 试将下列烷基自由基按稳定性大小排列成序:
(1) .CH3
(3) .CH3CHCH2CH3 解:(4)>(2)> (3)>(1)。
(2)
.
CH3CHCH2CH3
.(4) CHCCH33
CH3
第三章 烯烃
1.写出烯烃C6H12的所有同分异构体,命名之,并指出那些有顺反异构体。 解:
CH2=CHCH2CH2CH2CH3 1-己烯 CH3CH=CHCH2CH2CH3 2-己烯 CH3CH2CH=CHCH2CH3
3-己烯
CH3
2-甲基-1-戊烯
CH2=CCH2CH2CH3
CH3
2-甲基-2-戊烯 CH3C=CHCH2CH3
CH3
4-甲基-2-戊烯 CH3CHCH=CHCH3
CH3
4-甲基-1-戊烯 CH3CHCH2CH=CH2
CH3
3-甲基-1-戊烯 CH2=CHCHCH2CH3
CH3CH=CCH2CH3
3-甲基-2-戊烯
CH3
CH2=CCHCH3
2,3-二甲基-1-丁烯CH
3CH3
CH3C=CCH3
2,3-二甲基-2-丁烯CH3CH3
CH3
3,3-二甲基-丁烯 CH3
CCH=CH2
CH3
2.写出下列各基团或化合物的结构式:
有顺反异构 有顺反异构 有顺反异构
有顺反异构
有顺反异构
有顺反异构
有顺反异构
解:
(1) 乙烯基 CH2=CH-
(3) 烯丙基 CH2=CHCH2- (5)4-甲基-顺-2-戊烯
(6)(E)-3,4-二甲基-3-庚烯
(2)丙烯基 (4)异丙烯基
CH3CH=CH-
CH3C=CH2
HC=CCH3
CH3CHCH3 HCH3CH2
CH3
C
CCH3CH2CH3
(7)(Z)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯 CH3CH2
CH(CH3)2
C=C
CH3
CH2CH2CH3
3.命名下列化合物,如有顺反异构现象,写出顺反(或)Z-E名称:
解: (1)
CH3CH2CH2CH3CH2
2-乙基-1-戊烯
C=CH2
CH3
C=C
CH2CH3
CH3
(2)
CH3CH2 CH2
CH3
(E)-3,4-二甲基-3-庚烯
(3)
ClCH3CH
CH3
(E)-2,4-二甲基-3-氯-3-己烯
C=C
CH2CH3
F
(4)
Cl
C=CBr
(Z)-1-氟-2-氯-溴-1-碘乙烯
(5) (6)
I
反-5-甲基-2-庚烯
(E)-3,4-二甲基-5-乙基-3-庚烯
C2H5
CH3
H
H
CH3C=CHCHCH2CH3
3
(7)
nPr
C=C
iPr
EtMe
(E)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯
(8)
MenBt
Et
C=C
Me
(E)-3,4-二甲基-3-辛烯
5.2,4-庚二烯有否顺反异构现象,如有,写出它们的所有顺反异构体,并以顺反和Z,E两种命名法命名之。 解:
H
CH3C=CHH
C=C
HCH2CH3
顺,顺-2-4-庚二烯 (Z,Z)-2-4-庚二烯 顺,反-2-4-庚二烯 (Z,E)-2-4-庚二烯
H
CH3
C=CHCH3
H
CHCH3
H
C=C
HHC=C
C=CH
H
反,顺-2-4-庚二烯
CH2CH3
(E,Z)-2-4-庚二烯
CH3
C=CH
H
H
H
C=C
CH2CH3
反,反-2-4-庚二烯 (E,E)-2-4-庚二烯
6.3-甲基-2-戊烯分别在下列条件下发生反应,写出各反应式的主要产物:
H2/Pd
C
CH3
CH3
CH3CH2CHCH2CH3
HOBr(H2O+Br2)
CH3CHCCH2CH3
BrOH
CH3
CH3CH=CCH2CH3
Cl2(低温)
CH3
CH3CHCCH2CH3
Cl
ClCH3CCH2CH3OH
稀冷KMnO4
CH3CH
OH
H2O2
B2H6/NaOH
CH3
CH3CHCHCH2CH3
OH
O3
锌粉-醋酸溶液HBr/过氧化物
CH3CHO
+
CH3CCH2CH3
O
CH3
CH3CHCHCH2CH3
Br
7.乙烯、丙烯、异丁烯在酸催化下与水加成生成的活性中间体和稳定性及分别为:
中间体分别是:
CH3CH2+
+
CH3CHCH3
+
+
CH3
CH3CCH3
+
中间体稳定性:
CH3CH2
<CH3CHCH3
+
<
CH3CH3CCH3
+
反应速度顺序为:
CH3CH2
+
<CH3CHCH3
<
CH3CH3CCH3
+
8.试以反应历程解释下列反应结果:
(CH3)3CCH=CH2
+
H2O
H+加热,加压
(CH3)3CCHCH3+(CH3)2CCH(CH3)2
OH
OH
解:反应历程:
CH3
(CH3)3CCH=CH2+H
CH3OH2
CH3C
CH3
CHCH3
+
+
CH3CCHCH3
+
+
H2O
CH3
H
+
CH3CH3C
CHCH3
CH3OHCH3CH3
CH3
C
+
CH3+
CH3CCHCH3
CH3
CH3CH3
CH3
CCHCH3OH
CHCH3
H2O
CH3CH3CH3CCHCH3
+OH2
CH3CH2CH=CH2
9.试给出经臭氧化,锌纷水解后生成下列产物的烯烃的结构:
CH3CH2CHO,HCHO CH3CH2CCH3,CH3CHO
O
CHO
C
O,CH2
CHO
CH3
CH3
CH3CH2C=CHCH3
CH3
CH3CH=CHCH2CH
C
CH3
CH3CHO,
CH3
10.试以反应式表示以丙烯为原料,并选用必要的无机试剂制备下列化合物:
(1) 2-溴丙烷
CH3CH=CH2+HBr
CH3CHCH3
Br
(2)1-溴丙烷
CH3CH=CH2+HBrROOR
CH3CH2CH2Br
(3) 异丙醇
CH3CH=CH2
+
H2O
H+
CH3CHCH3
OH
(4) 正丙醇
CH3CH=CH2
B2H6NaOH,H2O2
CH3CH2CH2OH
Cl2
CH2CHCH2ClClCl
(5) 1,2,3
5000C+CH3CH=CH2Cl2-三氯丙烷 (6) 聚丙烯腈
ClCH2CH=CH2
0
CH3CH=CH2+NH3470CCH2=CHCN
[CH2-CH]n
CN
(7) 环氧氯丙烷
CH3CH=CH2+Cl2ClCH2CHCH2Cl
OH
ClCH2CH=CH2HOClCa(OH)2
ClCH2CH
OCH2
11.某烯烃催化加氢得2-甲基丁烷,加氯化氢可得2-甲基-2-氯丁烷,如果经臭氧化并在锌纷存在下水解只得丙酮和乙醛,写出给烯烃的结构式以及各步反应式:
解:由题意得:
CH3
CH3CHCH2CH3
Cl
HCl
H2
CH3
CH3CHCH2CH3
AO3
Zn/CH3COOH/H2O
CH3
则物质A为:
CH3
CH3
C=CHCH3
CCH3+CH3CHOO
12.某化合物分子式为C8H16,它可以使溴水褪色,也可以溶于浓硫酸,经臭氧化,锌纷存在下水解只得一种产物丁酮,写出该烯烃可能的结构式。 解:该烯烃结构式为:
CH3CH3
CH3CH2C=CCH2CH3
13.某化合物经催化加氢能吸收一分子氢,与过量的高锰酸钾作用生成丙酸,写出该化合物的结构式。 解:该化合物的结构式为: CH3CHCH=CHCH2CH3
14.某化合物(A)分子式为C10H18,催化加氢得(B),(B)的分子式为C10H20,化合物(A)和过量高锰酸钾作用得到下列三个化合物,写出(A) 的结构式。
CH3CCH3
O
CH3CCH2CH2C
OO
OH
CH3C
O
OH
解:化合物A的结构式可能是(1)或(2):
CH3CH3
(1)
CH3
C
CCH3
CH2CH2C=CHCH3
CH3
(2)CH3CH=CCH2CH2CH=CCH3 15.3-氯-1,2-二溴丙烷是一种杀根瘤线虫的农药,试问用什么原料怎样合成? 解:合成路线如下:
0
CH3CH=CH2+Cl2
500C
ClCH2CH=CH2
Br2
ClCH2CHCH2
Br
Br
第四章 炔烃、二烯烃、红外光谱
2. 用系统命名法或衍生物命名法命名下列化合物。 (1) (CH3)3CCCCH2CH3
(2) HC
CCH2Br
2,2-二甲基-3-己炔 (乙基叔丁基乙炔) 3-溴-1-丙炔
(3) CH2CHCCH
(4) CH2=CHCH2CH2CCH (5) CH3CHC
Cl(6)
CCH2CH3
1-丁烯-3-炔 1-己烯-5-炔 2-氯-3-己炔
CH=CH2
CH3C
CC=CHCH2CH3
4-乙烯基-4-庚烯-2-炔
(7) 1,3,5-己三烯
3.写出下列化合物的构造式。 (1) 4-甲基-1-戊炔
CH3
CHCCH2CHCH3
CH3
CH
CC=CHCH3
(2) 3-甲基-3-戊烯-1-炔
(3) 二异丙基乙炔 (4) 1,5-己二炔 (5) 异戊二烯
(CH3)2CHC
CCH(CH3)2
CCH
CHCCH2H2C
CH3CH2=C
CH=CH2
CH
CH2
CH2
CH
n
(6) 丁苯橡胶
CH2CH
(7) 乙基叔丁基乙炔
CH3CH2C
CH3CCCH3
CH3
4.写出1-丁炔与下列试剂作用的反应式。
CH3CCH2CH3
CuC
CCH2CH3
CuCl
Ag(NH3)2OH
AgC
CCH2CH3
CHBr2HBrC=C
O
H2OHgSO4/H2SO4CCHCHKMnO4
2
3
CO2
+
CH3CH2COOH
H2PtBr
CH3CH2CH2CH3
CH2CH3
2CH3COOH
Br
CH3CHCH
CH3Br
5.完成下列反应式。
热KMnO4溶液
H2/Pa-BaSO4
CH3CCCH3
喹啉
CH3CH=CHCH3
Br2/CCl4
2KOH
CH3CCCH3
H2SO4,H2O,HgSO4
CH3CCH2CH3
O
AgNO3氨溶液
不反应
6.以反应式表示以丙炔为原料,并选用必要的无机试剂,合成下列化合物。
CH3C
CNa
Na
CHHBr
CCH3
H2
HgSO4,H2SO4
H2O
CH3COCH3(1)
Br
CH3CHCH3(2)
Lindlar
BrCH3CCH3
CH3C
CCH2CH2CH3H2/Pt
CH3CH2CH2CH2CH2CH3(5)7.完成下列反应式。
CH2=CHCH3
1.B2H6,
2.H2O2,NaOHCH3CH2CH2OHHBr/ROOR
HBr
Br
(3)
(4)
CH3CH2CH2Br
CHO
(1)
(2)
COOCO
CN
(3)
(4)
[CH2C=CHCH2]n
Cl
8.指出下列化合物可由那些原料通过双烯合成而得。
(1) CH2=CH=CH2+CHCH
CH=CH2
(2) 2CH2=CHCH=CH2
CH3
CN
CH3
(3) CH2=CCH=CH2+CH2=CHCN
HBr
9.以反应式表示以乙炔为原料,并可选用必要无机试剂合成下列化合物。
CHCH
++
H2
Lindlar
CH2=CH2CH3CH2BrCHCCH2CH3
(1)
CHCH
Na
CHNa
CH3CH2Br
HgSO4,H2SO4,H2O
CH3COCH2CH3
H2/Pt
CH3CH2CHCH3
OH Cl
(2) CH3CHCCH
+
2HCl
CH3CH2CCH3
Cl
(3) CH3CH2CH=CH2+HBr
ROOR
CH3CH2CH2CH2Br
10.以四个碳原子以下烃为原料合成下列化合物。
CHCNa+CH3CH2CH2CH2Br
(1)
CH
CCH2CH2CH2CH3
HgSO4,H2SO4,H2O
O
CH
CNa+CH2=CHCH2Br
CHCCH2CH=CH2
CH2=CHCH=CH2HgSO4,H2SO4,H2O
(2) CH3CCH2CH=CH2
O
O
CN
CH2=CHCH=CH2+CH2=CHCN
(3)
Cl2
ClCl
CN
11.用化学方法区别下列各组化合物。 (1)乙烷、乙烯、乙炔
Br2/CCl4 硝酸银氨溶液
乙烷 不变
乙烯 褪色 不变
乙炔 褪色
(2)CH3CH2CH2C三CH和CH3C三CCH3
解:分别加入硝酸银氨溶液,有炔银沉淀的位1-丁炔。 12.试用适当的化学方法将下列混合物中的少量杂志除去。
解:(1)将混合物通入硝酸银的氨溶液,乙炔生成乙炔银而沉淀除去。
(2)将混合物进行Lindlar催化加氢,则乙炔变为乙烯。
13.解:(1)1,2-加成速度比1,4-加成速度快。因为1,2-加成生成的中间体稳定,说明活化能抵,反应速度快。
1,2-加成生成的中间体正碳离子为P-л共轭和有三个C-H键与其超共轭,而1,4-加成的中间体比其少三个C-H键超共轭。
1,2加成
CH2=CHCH=CH2HBr
CH3CHCH=CH2
+
Br
Br
CH3CHCH=CH2
-
1,4加成CHCH=CHCH
32
+
Br-
CH3CH=CHCH2Br
(2)1,2-加成产物有一个C-H键与双键超共扼,而1,4-加成产物有五个C-H键与双键超共扼。与双键超共扼的C-H键越多,产物越稳定。
14.解: 低温反应,为动力学控制反应,由中间体的稳定性决定反应主要产物,为1,2-加成为主。高温时反应为热力学控制反应,由产物的稳定性决定主要产
物,1,4-加成产物比1,2-加成稳定。
15.解:10mg样品为0.125mmol,8.40mL 氢气为0.375mmole。可见化合物分子中有三个双键或一个双键,一个叁键。但是根据臭氧化反应产物,确定化合物分子式为: CH2=CHCH=CHCH=CH2 ;分子式:C6H8 ;1,3,5-己三烯。
第五章 脂环烃
1. 命名下列化合物: (1)
CH3
CHCH
3
CH3
1-甲基-3-异丙基-1-环己烯
(3) CH3
CH2CH3
CH3
1,2-二甲基-4-乙基环戊烷 (5)
1,3,5-环庚三烯 (7)
螺[2.5]-4-辛烯
2.写出下列化合物的结构式。 (1) 1,1-二甲基环庚烷 CH
3
CH3
(3) 1-环己烯基环己烯
2)
CH=CH2
CH3
1-甲基-4-乙烯基-1,3-环己二烯
4) CH3
CH3
CH3
3,7,7-三甲基双环[4.1.0] 庚
烷
6)
CH3
5-甲基双环[2.2.2] -2-辛烯
(2)
1,5-二甲基环戊烯?
CH3
CH3
(4)
3-甲基-1,4-环己二烯
(
(
(
(5) 双环[4.4.0]癸烷
(7) 7.螺[4.5]-6-癸烯
CH3
(6)
6.双环[3.2.1]辛烷
3. 写出分子式为C5H10的环烷烃的所有构造异构体和顺反异构体的结构式,并命名之。
环戊烷
CH3
CH3
CH3
甲基环丁烷
1,1-二甲基环丙烷
CH3
CH3
CH3
CH3
C2H5
顺-1,2-二甲基环丙烷
反-1,2-二甲基环丙烷 乙基环丙烷
4.下列化合物是否有顺反异构体?若有,写出它们的立体结构式。 解:(1),(2),(3)化合物无顺反异构体。
(4)有顺反异构:
CH3
CH3
CH3
CH3
(5)有顺反异构:!!!
Cl
HC=C
HCH3
Cl
HC=C
CH3HCH3C=C
H
HC=C
HCH3
H
Cl
(6)有顺反异构:
Cl
ClCl
HH
H
Cl
Cl
Cl
H
H
Cl
HCl
H
Cl
Cl
H
ClH
Cl
Cl
H
H
5.写出下列化合物最稳定构象的透视式。
(1)
CH(CH3)2
(2)
CH3
CH(CH3)2
CH2CH3
(3)
CH(CH3)2CH3
CH3
(5)(CH3)3C
CH3
(4)
C(CH3)3
6.完成下列反应式。 (1)
H2/Ni
CH3
Br2CH3CH2CH2CH3BrCH2CH2CHCH3
(2)
CH3
3)
HI
Br
CH3CH2CHCH3
I
CH3
H2
CH3
BrBr2
Br
CH3
OO3
OCHCHO
3COCH2CH22CHOCH3
HBr
Br
(
CH2=CHCN
CNBr
2Br2
Br
Br
Br
COOC2H5
CH2=CHCOOC2H5
(4)
CH3
+
CH3Br
Br2
hv
7.1,3-丁二烯聚合时,除生成高分子聚合物之外,还得到一种二聚体。该二聚体能发生下列反应:
(1) 化加氢后生成乙基环己烷 (2) 溴作用可加四个溴原子
(3) 适量的高锰酸钾氧化能生成β-羧基己二酸,根据以上事实,推测该二
聚体的结构,并写出各步反应式。
解:该二聚体的结构及各步反应式如下:
H2/NiCH2CH3
Br
CH=CH2
2Br2KMnO4
CHCH2BrBr
Br
HOOCCCH2CHCH2CH2COOH
COOH
8.某烃(A)经臭氧化并在锌纷存在下水解只得一种产物2,5-己二酮,试写出该烃可能的结构式。
解:该烃为1,2-二甲基环丁烯:
CH3
O3
CH3
Zn,H2O
CH3COCH2CH2COCH3
9.分子式为C4H6的三个异构体(A),(B),(C)能发生如下的反应:
(1)三个异构体都能与溴反应,对于等摩尔的样品而言,与(B)和(C)反应的溴是(A)的两倍。
(2)者都能与氯化氢反应,而(B) 和(C)在汞盐催化下和氯化氢作用得到的是同一种产物。
(3)(B)和(C)能迅速的合含硫酸汞的硫酸作用,得到分子式为C4H8O的化合物。 (4)(B)能和硝酸银氨溶液作用生成白色沉淀。
试推测化合物(A),(B),(C)的结构,并写出各步反应式。 解:
A:
B:CH3CH2C
CH
Br
C:CH3CCCH3
+
Br2
Br
CH3CH2CCH3C
CH
+2Br2+
CH3CH2C(Br2)CHBr2CH3C(Br2)C(Br2)CH3
CCH32Br2
Cl
+
HCl
CH3CH2CCH3C
CH+2HClCCH3+2HClCH+H2O
CH3CH2C(Cl2)CH3CH3CH2C(Cl2)CH3
CH3CH2CH2CHO
CH3CH2CCH3C
HgSO4,H2SO4
CCH3+H2OHgSO4,H2SO4CH3CH2CCH3
CH
+AgNO3
CH3CH2C
CH3CH2C
O
CAg
。
第六章 单环芳烃
1. 写出分子式为C9H12的单环芳烃所有的异构体并命名之。
CH2CH2CH3CH(CH3)2CH3
CH2CH3
CH3
C2H5
正丙苯
异丙苯
2-甲基乙苯
3-甲基乙苯
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
C2H5
4-甲基乙苯
连三甲苯
2.写出下列化合物的结构式。
NO2NO2
CH3偏三甲苯
CH3
间三甲苯
C2H5
COOH
NO2
间二硝基苯
NO2
CH3
NO2
C2H5
C2H5
Br 对溴硝基苯 OH
1,3,5-三乙苯
CH2Cl
对羟基苯甲酸
SO3H
OH
NO2
I
NO2
NO2
Cl
2,4,6-三硝基甲苯 间碘苯酚
3.命名下列化合物。
CH3C(CH3)3
3,5-二硝基苯磺酸
对氯苄氯
C2H5
CH2OH
Cl
叔丁基苯 对氯甲苯
对硝基乙苯
NO2
苄醇
SO2Cl
COOH
NO2
C12H25
CH3
苯磺酰氯
SO3Na CH=CHCH3
(4-甲苯基丙烯) 2,4-二硝基苯甲酸 对十二烷基苯磺酸钠 1-
NO2
4.用化学方法区别各组化合物。 (1)
溴水 Br2/CCl4,Fe
不变 不变
CH2CH3
褪色
CH=CH2
不变 褪色
C
CH
(2)
溴水
不变
褪色 不变
褪色 沉淀
硝酸银氨溶液
5.以构造式表示下列各组化合物经硝化后可能得到的主要化合物(一种或几种)。
(1)C6H5Br
Br
Br
NO2
(2)C6H5NHCOOCH3
NHCOCH3
NHCOCH3
NO2
(3)C6H5C2H5
C2H5C2H5
NO2
NO2
NO2
NO2
(4)C6H5COOH (5)o-C6H5(OH)COOCH3 (6)p-CH3C6H4COOH
COOH
COOHCOOH
OH
COOH
OH
NO2
NO2NO2
CH3
NO2
(7)m-C6H4(OCH3)2 (8)m-C6H4(NO2)COOH
OCH3
NO2
OCH3
OCH3
NO2
OCH3 NO2
(9)o-C6H5(OH)Br
OH
NO2
Br
OH
Br
COOH
NO2
NO2
(10)邻甲苯酚
OH
(11)对甲苯酚
OH
NO2
OH
CH3
CH3
NO2
NO2
(12)间甲苯酚
CH3
OH
NO2
OH
OH
NO2
CH3
CH3
NO2
CH3
6. 完成下列反应式。
解:
CH3
(1)
+CH3Cl
CH3
2HSO3Cl
AlCl3
SO2Cl
CH(CH3)2
(2)
+
COOH
CH3CH2CH2ClAlCl3
KMnO4,H2SO4
CH3
(3)
Cl2/hv
AlCl3
CH2Cl
CH2
C2H5
(4)
+
C2H5
3H2
Pt
7.指出下列反应中的错误。 解:(1)正确反应:
CH3CH2CH2Cl,AlCl3
(2) 正确反应:
NO2
CH2=CH2,H2SO4
CH(CH3)2Cl2,hv
CH3CClCH3
NO2
KMnO4C2H5
NO2
COOH
(3) 正确反应
COCH3
CH3CH2Cl,AlCl3
COCH3
CH2CH3Cl2,Fe
COCH3
CH2CH3
Cl
+
COCH3
CH2CH3Cl
8.试将下列各组化合物按环上硝化反应的活性顺序排列。
解:(1) CH3
CH3CH3
>CH3
CH3
>
>
Br
NO2
>
(2)
CH3
>
>
(3)
CH3
>
CH3
CH3
>
COOH
>
CH3
NO2
Cl
COOH
COOH
(4)
Cl
>
NO2
>
Cl
NO2
9.试扼要写出下列合成步骤,所需要的脂肪族或无机试剂可任意选用。
解:(1) 甲苯 4-硝基-2-溴苯甲酸;3-硝基-4-溴苯甲酸
CH3
Br2Fe
CH3
Br
+
CH3
Br
CH3
Br
+
CH3
HNO3
H2SO4
BrKMnO4,H+NO2
COOH
Br
NO2
COOH
CH3
KMnO4,H+
COOH
HNO3,H2SO4
BrBr
Br
NO2
(2)邻硝基甲苯 2-硝基-4-溴苯甲酸
CH3
NO2
Br2,Fe
CH3
NO2
[O]
COOH
NO2
BrBr
(3)间二甲苯 5-硝基-1,3-苯二甲酸
CH3
[O]
COOH
HNO3,H2SO4COOH
NO2
COOH
CH3
COOH
(4)苯甲醚 4-硝基-2,6-二溴苯甲醚
OCH3
HNO3,H2SO4
NO2OCH3
2Br2,FeBr
OCH3
Br
NO2
(5)对二甲苯 2-硝基-1,4-苯二甲酸
CH3
HNO3,H2SO4
CH3
NO2
[O]
COOH
NO2
CH3CH3
(6)苯 间氯苯甲酸
CH3
CH3Cl,AlCl3
[O]
COOH
COOH
COOH
Cl2,Fe
Cl
10.以苯,甲苯及其它必要试剂合成下列化合物。
解:(1) Cl2,hvCl2,Fe
ClCH2ClCH3CH3
(2)
C2H5Cl,AlCl3
CH2CH3
Cl2,hv
Cl
CHCH3
Cl
H
AlCl3
CCH3
(3)
CH3
HCl
+HCHO
CH3
CH2Cl
CH3
,AlCl3
CH3CH2COCH2CH3
CH3
(4)
CH2CH2CH3
CH3CH2COCl,AlCl3
Zn-Hg,HCl
(5)
+
COAlCl3
OCO
H2SO4
CO
COCCH2CH2COOH
ZnHg,HCl
CH2CH2CH2COOH
11.根据氧化得到的产物,试推测原料芳烃的结构。
解:(1)
CH2CH3
(2)
CH3
CH3
(3)
H3C
CH3
CH(CH3)2
(4)
CH2CH2CH3
or
(5)
CH3
(6) H3C
CH3
CH2CH3
CH3
12.三种三溴苯经硝化,分别得到三种、两种、一种一元硝基化合物,是推测原来三溴苯的结构,并写出它们的硝化产物。
解:三种三溴苯分别是:
Br
Br
Br
Br
BrBr
Br
Br
Br(1)
Br
Br
HNO3H2SO4
Br
BrNO2
Br
BrBr
Br
HNO3H2SO4
NO2
Br
HNO3H2SO4
Br
Br
NO2
BrBr
BrBr
NO2
Br
NO2
Br
Br
Br
NO2
Br
Br
(2)
Br
BrBr
Br
(3)
13.解:
A:
Br
Br
CCH3
CH
CCH3
CHCuCl
CCCuCH3
C2H5
B:
CH3COOHCOOH
CCHCH3C2H5CH3
H2,Cat
C2H5CH3
C:
KMnO4,H+
COOH
COOH
CO
D:
CO
O
COOH
H2OCOOH
COOCO
+
E:
CH3
CCH
CH2=CHCH=CH2
CH3
CH3
H2
CH3
14.指出下列几对结构中,那些是共振结构?
解:(1)和(4)不(2)和(3)是共振结构。
15.苯甲醚进行硝化反应时,为什么主要得到邻和对硝基苯甲醚?试从理论上解释之。
解:甲氧基具有吸电子的诱导效应和供电子的共轭效应,共轭效应大于诱导效应,是供电基团,其邻、对位上电子云密度比间位上大,硝化反应是芳烃的亲电取代反应,电子云密度大的地方易于进行,所以苯甲醚进行硝化反应时主要产物是邻和对硝基苯甲醚。
OCH3
OCH3
OCH3
--+
OCH3
+
OCH3
+
-
从硝化反应的中间体的稳定性看,在邻位和对位取代生成的中间体比在间位上取代稳定。
+
OCH3
+
HNO2
OCH3
HNO2
+
+
OCH3
OCH3
HNO2
+
OCH3
H
NO2
+
HNO2
OCH3
+
+
OCH3
OCH3
OCH3
+
OCH3
+
O2N
H
O2N
H
O2N
H
O2N
H
O2N
H
OCH3
+
OCH3
+
OCH3
+
HNO2
+
HNO2
+
HNO2OCH3
+
OCH3
HNO2
O2N
H
在邻,对位取代有上式结构,每个原子都是八隅体,稳定。
第七章 多环芳烃和非苯芳烃
1.写出下列化合物的构造式。
(1)α-萘磺酸 (2) β-萘胺 (3)β-蒽醌磺酸
SO3HO
NH2
CCO
SO3H
(4)9-溴菲 (5)三苯甲烷 (6)联苯胺
Br
CH
NH2
2. 命名下列化合物。
OH
OCCO
(2) 对联三苯
NO2
SO3H
NO2
(1) 二苯甲烷 (3)1,7-二甲基萘
CH2
(4)4-硝基-1-萘酚 (5)9,10-蒽醌 3.推测下列各化合物发生一元硝化的主要产物。 (1)
CH3
CH3
(6)5-硝基-2-萘磺酸
O2N
SO3H
HNO3
H2SO4
+
SO3H
SO3H
NO2
(2)
CH3
HNO3H2SO4
CH3
NO2
(3)
NO2
OCH3
HNO3H2SO4
OCH3
(4)
CNHNO
3
H2SO4
NO2
CN
CN
NO2
4. 答下列问题:
解:(1)环丁二烯π-电子为四个,具有反芳香性,很不稳定,电子云不离域。三种二苯基环丁二烯结构如下:
Ph
Ph
Ph
PhPh
Ph
(2)(a), 具有下式结构(不是平面的):
(b),不可以,因为1,3,5,7-辛环四烯不具有离域键,不能用共振结构式表示。
(c),环辛四烯二负离子具有芳香性,热力学稳定,其结构为:
π-电子云是离域的。
5. 写萘与下列化合物反应所生成的主要产物的构造式和名称。 解:(1)CrO3, CH3COOH ( 2)O2,V2O5
(3)Na,C2H5OH
O
OCOCO
1,2-二氢萘 (6)Br2
O
1,4-萘醌 邻苯二甲酸酐 (4)浓硫酸,800C ( 5)HNO3,H2SO4
NO2SO3H
Br
α-萘磺酸 α-硝基萘 (7)H2,Pd-C加热,加压 ( 8)浓硫酸,1650C
1-溴萘
SO3H
四氢萘
β-萘磺酸
6.用苯、甲苯、萘以及其它必要试剂合成下列化合物:
解:(1)
CH3
Cl2,hv
CH2Cl
AlCl3
CH2
Cl2Fe
CH2
Cl
(2)
CH3
2Cl2, hv
CHCl2
AlCl3
(C6H5)3CH
Br
Br2Fe
(3)
HNO3H2SO4
NO2
NO2
(4)
H2SO41650C
SO3HHNO3H2SO4
NO2
SO3H
(5)
O2,V2O5
0450COCCOOH
COOCO
AlCl3
O
CCO
97%H2SO4
7.写出下列化合物中那些具有芳香性? 解: (1),(8),(10)有芳香性。
第八章 立体化学
1.下列化合物有多少中立体异构体? 解:(1) 三种
(2)四种
CH3HH
Cl
CH3H
ClClHH
CH3
HClCH3
CH3ClOH
HHHHCH3
CH3
CH3
ClClH
OHCH3
CH3HOH
ClHCH3
ClCl
CH3
OHHCH3
CH3
(3)两种
CH3
HO
H
HCH3
OH
CH(CH3)2CH(CH3)2
(4)八种
CH3Cl
Cl
HHHH
CH3ClCl
CH3H
HCH3
CH3
CH3
CH3
CH3
ClHClClClClHHH
HHClClHClClClClHHClH
HClClClClHClClClClHHHHHH
CH2CH3CH2CH3CH2CH3CH2CH3CH2CH3CH2CH3CH2CH3CH2CH3
(5)没有 (6)四种
CH3HH
OH
OH
CH3
HOHHCOOH
HCH3
H
CH3HOH
HCOOH
OHOHCOOH
OHOHCOOH
(7)没有
(8)两种(对映体)
CH3CH2
C=C=CH
CH2CH3H
HCH3CH2
C=C=C
CH2CH3H
(9)三种
CH3
CH3CH3
H
H
CH3
HHH
CH3
CH3
H
2.写出下列化合物所有立体异构。指出其中那些是对映体,那些是非对映体。 解:(1) CHCH=CHCHCH
33
OH
四种立体异构,两对对映体:
OHOHCH3CH3
CH3C=CC=CCH3
HHHHHH
HC=CCH3
(2)
OH
CH3
H
H
CH3
OH
C=CHH
HCH3
CH3
CH3
有三种立体异构,其中两种为对映异构体:
CH3
CH3
CH3
H
H
CH3
H
(3)
HClCl
HCH3
CH3
H
对这个题的答案有争议,大多数认为没有立体异构,但是如果考虑环己烷衍生物的构象为椅式,应该有两对对映体。
3.下列化合物那些是手性的?
解:(1),(4),(5)是手性的。
4.下列各组化合物那些是相同的,那些是对映体,那些是非对映体? 解:(1)对映体
(2)相同化合物
CH3R
Br2CH
HOH
HO
HCHBr2R
CH3
CH3HHH
S
BrH
CH3
H
R
BrCH3
CH3H
(3)不同化合物,非对映体
CH3CH3
(4)相同化合物
BrC2H5BrH
SCHBrCH3C2H5
BrHH
CH3
CH3
CH3
C2H5
H
H
SBrCH3
Br
BrH
CH3
Br
C2H5S
CHBrBrCH
CH3
CH
HSCH3
BrCHC2H5
H
25
Br
(5)对映体
ClR
S
Cl
(5)(2R,3S)-2,3-二溴丁烷是相同化合物。为内消旋体。
CH3HBr
C
S
C
BrHCH3
R
5.解:用*表示胆甾醇结构中的手性碳式如下:
HO
解:
(1)
Br
C2H5
CH
Br
Cl
HClC2H5
6.写出下列化合物的菲舍尔投影式,并对每个手性碳原子的构型标以(R)或(S)。
(2)
Cl
HCF
FBrHBr(S)
Cl
(3)C2H5
H
(S)
Br
CD
BrC(CH3)2
C
CH3CH3
(4)CH
3
CHCH3
C6H5
H(R)
NH2
H
D(S)
C2H5
NH2
(5)
CH3Cl
H
R
CH3
H
Cl
CH3
HClCH3
R
Cl
H
R
R
(6)
HOH
CHO
HOHCH2OH
SR
7. 用适当的立体式表示下列化合物的结构,并指出其中那些是内消旋体? 解:全部使用菲舍尔投影式,根据R,S构型之间仅仅相差任意两个基团或原子位置不同,只要任意两个基团或原子交换一次位置,就可以互变一次构型,解题时,任意写出分子的菲舍尔投影式,先进行构型判断,如果不对,就交换两个原子或基团位置一次。
(1)(R)-2-戊醇 (2)(2R,3R,4S)-4-氯-2,3-二溴己烷
CH3
HO
C3H7
H
BrHClCH3
HBrHC2H5
2R3R4S
(3) (S)-CH2OH-CHOH-CH2NH2 (4) (2S,3R)-1,2,3,4-四羟基丁烷
OH
HOCH2
H
CH2NH2
HH
CH2OHOHOHCH2OH
(5) (S)-2-溴代乙苯 (6)(R)-甲基仲丁基醚
BrC6H5
H
CH3
CH3
OCH3
C2H5H
8. 解:3-甲基戊烷进行一氯代时生成四种构造异构体,如下:
CH2CH2Cl
CH3
ClCH2CH2CHCH2CH3
(1)
CH3
HC2H5
H
CH2CH2ClCH3C2H5
CH3
CH3
CH3CHCHCH2CH3
Cl
(2)
CH3HH
ClCH3C2H5
ClCH3
HHC2H5
CH3ClHH
CH3C2H5
CH3HCH3
ClHC2H5
CH3
CH3CH2CCH2CH3
Cl(3)
CH2Cl
CH3CH2CHCH2CH3
(4)
总计有六种异构体。 9. 解:结构式如下:
A:
CH3CH2CHCH=CH2
OH
B:CH3CH2CHCH2CH3
OH
10. 解:(A, (B), (C)的结构如下:
H
A:CH3CH2CCH2CH=CH2
CH3
CH3CH2CHCH=CHCH3
CH3
C:
CH3CH2CHCH2CH2CH3
CH3
H
CH2=CHCCH2CH2CH3
CH3CH3
CH2=CHCHCHCH3
CH3
或
B:
或
11. 解:(A), (B), (C), (D)的立体结构式及各步反应式如下:
CH3
A:
Br
B:
Br
CH3
CH2
Br
C:
CH3
CH3CH2
Br
Br
D:
CH3
CH2
CH3Br
Br
+
CH3
+
Br
HBr
CH3
Br
CH2
CH3
Br
+
CH3
KOC(CH3)3
CH2
CH2
CH2
O3
O
Zn,H2O
2HCHO
+
O
C
C
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