2022年有机化学考研复习习题 .pdf
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1、学而不思则惘,思而不学则殆 20XX年 9 月 19 日考研复习例题 1:分子式为 C6H4Br2的芳烃 A,用混酸硝化,只得到一种硝基产物,推断 A 的结构。解:4 个不饱和度,又为芳烃-推断 A 为苯环,二个溴在苯环上。BrBrBrBrBrBrA例题 2:完成下列反应式:+ HCl1.2.3.4.+ IClPhCH=CHCH31) Hg(OAc)2 / C2H5OH2) NaBH4OHO2CHHCO2H+解:1。四元小环因具有较大的张力易于开环,从而具有类似烯键一样的可加成性, 根椐马氏规则应先生成较稳定的碳正离子A:然后得到产物 B AB2卤素互化物具有一定的极性,即:I + - Cl
2、-,这是因为 Cl 的电负精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆性比 I 的强,I+先与双键形成三元环状络合物 A 或 B,而 络合物的正电荷偏向于有 -CH3的那个碳原子, 所以 Cl-就从反面进攻甲基所连的碳原子生成加成产物:C 或 D,两者为对映异构体。 碘和氯原子处于反位,因为它是立体定向的反式加成,故产物为E。ABI+I+IH3CClHHIClCH3CDClHH3CIE3不对称烯键发生汞溶剂化反应时,区位择向也符合马氏规则,会得到正电荷偏向于形成稳定的碳原子上的A, 由于苯所连的碳生
3、成正离子较稳定,所以溶剂CH3O-H 的进攻的方向是苯的 -位。汞化合物再经还原得到:Ph CHCH CH3Hg2+AcO-Ph CHCH CH3Hg2+AcO-CH3OHPh CH2CH CH3HgOAcCH3OH+PhCHCH CH3HgOAcCH3O-H+NaBH4PhCHCH2CH3CH3O*A新生成的手性碳是R/S 对映异构体。4 该反应的结构特征是共轭二烯与亲二烯体的反应,也即 Diels-Alder反应,故会发生成环反应,是协同反应过程:O+CO2HHO2COCO2HCO2H应注意两个羧基的空间位置。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
4、- - -第 2 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆例题 3:某烃 A(C9H8)与 Cu(NH3)2Cl 反应得到红色沉淀, A 经 H2 / Pt催化得到 B(C9H12),B 用铬酸氧化得到的酸性化合物C(C8H6O4),A与 1,3-丁二烯反应得不饱和化合物D(C13H14)。D 经去氢得到甲基联苯CH3CH3。试推测 AD 的结构式。解:不饱和度:(29+2-8)/2=6,CCH3CHCH2CH3CH3COOHCOOHCH3ABCD例题 4:某具有光学活性的烃C6H12,经催化加氢吸收1mol 氢之后得 C6H14,就失去了光学活性,请推测该烃以及加氢产物的结构,并给予命名。
5、解:CCH=CH2HC2H5CH3CC2H5HC2H5CH3(R/S)(无手性)H2 / Pd例题 5:有某旋光的二元醇C3H8O2,试推测其立体结构。解:CCH2OHHCH3OHCCH2OHHH3CHORS例题 6:立方烷 C8H8的一氯取代物有几种异构体?二氯取代物有几种异构体?有没有构型异构?为什么?解:立方烷上的 8 个氢是等同的, 因此一氯取代物只有一种。 一氯取精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆代物是有对称面的, 不可能有对映异构。 二氯取代物有三种。 这三种构造异构都有对称面
6、,第C 种还有对称中心,因此都没有对映异体。ClClClClClClABC例题 7:某开链化合物烃C8H12具有光学活性,它与AgNO3/ EtOH溶液不能生成银盐。 C8H12用 Pd-C 催化加氢或用 Na+NH3(液)还原都会失去原有的光学活性。只有用Lindlar 催化剂 (BaSO4+喹啉/Pd-C)加氢所得之产物仍具有光学活性。试推测该开链烃的结构, 并用反应方程式表示以上各步转变。解:有 3 个不饱和度,又能与Lindlar 催化剂加氢,说明有炔键,但不是链端烃,因为不能生成炔化银白色沉淀,平均分配一下8 个碳,只能是: 4-甲基-5-庚烯-2-炔CHCH3(无手性)CHCH3C
7、H3CH2CH2CCH2CH2CH3HCH3+ H2Ni / Pd-CCHCH3CHCH3+ Na + NH3CHCH3CHCH3+ Pd-C-BaSO4喹啉*(无手性)H2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆例题 8:有一种昆虫性引诱剂的分子式为C23H46,催化加氢能吸收1mol 氢 生 成C23H48, 用KMnO4+H2SO4, 加 热 处 理 可 得 到CH3(CH2)12COOH 和 CH3(CH2)7COOH 。它与溴加成生成一对映体的二溴代物。试推测该引诱剂的立体结构,并写出
8、反应产物的立体构型。解:一个不饱和度,双键的位置在9-C 和 10-C 之间。双键加溴是反式加成的,顺式的烯烃能得到苏式的一对映体,反式烯烃能得到赤式的一对映体。C13H27C8H17C13H27C8H17orC13H27C8H17+ Br2C13H27BrHBrHC8H17C13H27HBrHBrC8H17C13H27C8H17+ Br2C13H27HBrBrHC8H17C13H27BrHHBrC8H17例题 9:具有下列结构的分子,当n=8 时,可析解到一对稳定的光活性异构体。当n=9 时,在室温时可析解到一对光活性体,纯旋光化合物在 95.5放置 7.24h,体系的旋光度变为0。当 n=
9、10 时,在室温时未析解到光活性异构体。HOOC(CH2)n解释上述实验事实并画出n8 时,分子的一对对映体。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆解:n=8 时,把手太短, C芳-H 和 C芳-COOH 均无法穿过把手,因旋转受阻,分子又无对称面和无对称中心,所以可以析解到一对稳定的光活性异构体。n=9 时,在室温 C芳-H 和 C芳-COOH 仍无法穿过把手,在95.5时,分子内能升高, C芳-H 能穿过把手,但速度很慢,所以需要放置适当的时间才能消旋。n=10 时,把手进一步扩大, C芳
10、-H 在室温时也能穿过把手,所以在室温未析解到一对光活性异构体。在 n8 时,分子的一对光活性异构体如下所示:HOOC(CH2)n(CH2)nCOOH例题 10:D-(-)- 麻黄素的学名为 (1R, 2S)-1-苯基-2-甲氨基 -1-丙醇,L-(+)- 假麻黄素的学名为 (1S, 2S)-1-苯基-2-甲氨基 -1-丙醇。D-(-)- 麻黄素具有强心、舒张支气管、治疗哮喘病等药效,而L-(+)- 假麻黄素的药效仅为 D-(-)-麻黄素的1/5。请设计一条将L-(+)- 假麻黄素转变为D-(-)-麻黄素的反应路线。解:D-(-)-麻黄素和 L-(+)- 假麻黄素的结构式如下:CH3NHCH3
11、HC6H5OHHCH3NHCH3HC6H5HHOD-(-)-麻黄素L-(+)-假麻黄素它们的结构差别仅仅在于连有羟基的手性碳构型不同,因此可以通过碳正离子中间体转变构型。转变过程如下所示:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆C6H5OHHCH3HH3CHNC6H5OH2HCH3HH3CHNH+-H+C6H5HCH3HH3CHN+H2O-H2OH2O-H2OC6H5HOH2CH3HH3CHN+H+-H+C6H5HOHCH3HH3CHN例题 11:化合物 A 和 B 的相对分子质量均为68,且具
12、有相同的碳架结构。 A 能使溴的四氯化碳溶液褪色,与Cu(NH3)2+反应产生红棕色沉淀,用酸性高锰酸钾热溶液氧化放出二氧化碳和生成异丁酸。B不与Cu(NH3)2+反应, 但也能使溴的四氯化碳溶液褪色, B与 1molBr2反应可得到六种产物。请写A 与 B 的结构式及有关反应的反应式。解:AHCCCH(CH3)2HCCCH(CH3)2+ 2 Br2Br2HCCCH(CH3)2BrBrHCCCH(CH3)2CuCCCH(CH3)2Cu(NH3)2+HCCCH(CH3)2HOOCCH(CH3)2KMnO4H+ HCOOHH2 + CO2BH2CCHCCH2CH3H2CCHCCH2CH3+ Br2
13、H2CCHBrCCH2BrCH3BrH2CCHCCH2CH3BrH2CCHCCH2BrCH3BrR or SR or SE or Z精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆例题 12:天然物斑蝥素1 不能由简单的 D-A 反应 2 和 3 得到产物再氢化而成,将亲双烯体 2 改为 4 后与 3 加压反应再由 Rany Ni 脱硫还原才完成 1 的全合成,试分析一下用4 为什么会成功呢?OOOOOOOOOOOO+OOOS1234解:4 中的硫原子有拉电子效应,增加活性,环状物立体位阻效应也小。例题
14、 13:某化合物 A,分子式为 C5H12,A 在同分异构体中熔点和沸点的差距最小, A 的一溴代烷只有一种B。B 的 SN1、SN2 反应都很慢。在 Ag+的作用下,能生成查依切夫 (saitsev) 烯烃 C,试推测 A、B、C 的构造式。解:A 为戊烷的一种异构体, 其一溴代物仅一种, 且其在同分异构体中熔点和沸点的差距最小,说明A 的结构式极具对称性,很可能是新戊烷。CH3CH3H3CCH3ACH2BrCH3H3CCH3BCCH=CH2CH3H3CCH2BrCH3H3CCH3SN1CH2+CH3H3CCH3CHCH3CH3H3C+HCCHCH3CH3H3C-H+因为叔丁基位阻较大,阻碍
15、SN2 反应的反式进攻,同时中间体碳正精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆离子不稳定,难以进行SN1 反应,故 B 进行反应都很慢。而经Ag+催化得到烯,因为溴代烃邻位碳不具有氢,故该烯是通过发生分子内重排获得。例题 14:写出下列反应的产物。123O-Br+NaOH80oC1. B2H62. H2O2, OH-O1. CH3MgI2. H3+OOCH2CH=CHCH345CH3CH2CH2ONa + (CH3)3CClCH3CH2CH2Cl + (CH3)3CONa解:1. 由烷氧负离子进
16、攻卤代烃的反应是制备醚的Williamson 合成法。而不对称烯烃在硼氢化条件发生反马氏加成的水合反应。O-Br+NaOH80oC1. B2H62. H2O2, OH-OOOH2-CH3从位阻小的一端进攻开环。O1. CH3MgI2. H3+OOHCH33Claisen烯丙基醚重排( 3,3-迁移) ,重排的过程应是一个六元环。OCH2CH=CHCH3OHOHO精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆4从直观上看,这是典型的Williamson制备醚的反应,但叔卤代烃在 强 碱 作用 下 , 消
17、去 反 应 比取 代 反 应更 易 发 生。故 本 题并 非Williamson法。CH3CH2CH2ONa + (CH3)3CCl(CH3)2C=CH25伯卤代烃在强碱作用下也会发生消去反应,但同时取代反应占优势。主要发生 Williamson 成醚反应。CH3CH2CH2Cl + (CH3)3CONa(CH3)3COCH2CH2CH3例题 15:用化学方法区别下列化合物:丁烷、丙醇、苯酚、丁醚。解:区别有机化合物应从其官能团性质的差异出发,采取特征的化学反应使之鉴别。丁烷、丙醇、苯酚、丁醚苯酚变紫无变化丁烷、丙醇、丁醚放出气泡丙醇新切制 Na无变化丁烷、丁醚浓硫酸融为一相丁醚无变化丁烷Fe
18、Cl3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆例题 16:分子式为 C5H12O 的 A,能与金属钠作用放出氢气, A 与浓硫酸共热生成 B。用冷的高锰酸钾水溶液处理B 得到产物 C。C 与高碘酸作用得到CH3COCH3和 CH3CHO 。B 与 HBr 作用得到D (C5H11Br)。将 D 与稀碱共热又得到A。推测 A、B、C、D 的结构并写出相关反应式。解:CH3CH3COHCH2CH3CH3CH3CBrCH2CH3CH3CH3CCHCH3CH3CH3COHCHCH3OHABCD例题 1
19、7:稀土是我国的丰产元素,17 种稀土元素的性质十分相近。用有机萃取剂来分离稀土元素是一种重要的技术。化合物A 是其中一种有机萃取剂, A 的结构式如下:HOCH2CCH2OCH2OCH2OPO(1)A 所属化合物类型是什么?(2)通过什么类型的化学反应可以合成化合物A?写出反应式。解:分子中碳原子没有直接与磷原子相连而是通过氧与磷相连,这种产物称为磷酸与有机醇形成的酯。化合物A 属酯类。酯由醇与酸在酸性条件下催化去水而生成,化合物A 是磷酸与季戊四醇生成的三元酯,反应可按如下方程式进行:CCH2OHHOH2CHOH2CHOH2CH3PO4 +H+CCH2OHOH2COH2COH2CPO+ 3
20、H2O精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆CCH2OHHOH2CHOH2CHOH2CCCH2OHOH2COH2COH2CPO+ 3HClOPClClCl+or第二种合成方法产率较高, 产品易提纯。 但原料成本较高。 该类反应是酯化反应。例题 18:薄荷醇是一种香料,它具有特殊的薄荷香气和口含凉爽,广泛用于化妆品工业、 食品工业和医药工业中, 该结构有立体异构体。异构体之间在香气强度、 类型和凉爽作用上存在差别,因此,对其异构体的研究在理论和实践上均有重要意义。其结构为:OH(1) 薄荷醇共
21、有几个立体异构体?请给出相应的结构式。(2) 写出各个异构体的最稳定构象式,并指出在所有的构象式中,哪一种是最稳定的。解:具有三个手性碳原子的分子。OH*有立体异构体: 23=8 个,四对对映异构体:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 27 页学而不思则惘,思而不学则殆OHOHOHOHOHOHOHOHRSRSRSRSRSRSRSRSRSRSRSRS这几种几何异构的稳定构象如下:OHOHOHOHOHHOOHHOABCD其中最稳定的是B 中所示的两个构象,它的三个取代基团都占e键,处于能量最低势。例题 19:化合物 A(C5H
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