有机化学-2008年补充习题例题集锦(可开)打印.ppt
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1、 部分烷基的英文表示:部分烷基的英文表示:烷基烷基(Alkyl)烷烃分子中从形式上消除一个氢的烷烃分子中从形式上消除一个氢的部分,通常用部分,通常用 R-表示,英文表示,英文 用用“yl”替代替代“ane”l甲基甲基 Methyl CH3-Mel乙基乙基 Ethyl CH3CH2-Etl正丙基正丙基 n-Propyl CH3CH2CH2-n-Pr l异丙基异丙基 isopropyl (CH3)2CH-i-Prl正丁基正丁基 n-Butyl CH3CH2CH2CH2-n-Bul仲丁基仲丁基 sec-Butyl CH3CH2CHCH3 sec-Bul异丁基异丁基 iso-Butyl (CH3)2C
2、HCH2-i-Bu l叔丁基叔丁基 tert-Butyl (CH3)3C-tert-Bu第二章第二章 烷烷 烃烃Me甲基;甲基;Et乙基;乙基;Pr丙基;丙基;i-Pr异丙基;异丙基;n-Bu正丁基;正丁基;t-Bu叔丁基(三级丁基);叔丁基(三级丁基);Ar芳基;芳基;Ph苯基;苯基;Ac乙酰基;乙酰基;R烷基烷基常用基团的英文简写常用基团的英文简写氯代氯代则在则在室温下室温下伯伯,仲仲,叔氢原子的反应活性叔氢原子的反应活性1:4:5.(不同结构烷烃氯代得混合物)(不同结构烷烃氯代得混合物)溴代溴代伯伯,仲仲,叔氢原子的反应活性叔氢原子的反应活性:1:82:1600.溴更溴更具有选择性具有选
3、择性.烷烃的卤代烷烃的卤代产物单一,可用溴代产物单一,可用溴代来制备卤代烃来制备卤代烃例题例题1例题例题2光光光光 写出下列反应的主要产物写出下列反应的主要产物:思考思考:如果是发生氯代反应产物如何如果是发生氯代反应产物如何?第三章第三章 烯烯 烃烃补充补充二烯烃的命名二烯烃的命名 H H CH3 C=C C=C CH3 H H(2)顺)顺,顺顺-2,4-己二烯己二烯(3)(Z,Z)-2,4-己二烯己二烯(1)(2Z,4Z)-2,4-己二烯己二烯 (北大北大)(作业(作业P63第第5题)题)写写出出反反应应机机制制及及其其中中间间体体,并加以解释。并加以解释。负氢重排负氢重排C+2 3 解:解
4、:思思考考:为为什什么么H+加在加在1上?上?受受甲甲基基影影响响,C-1电电子子云云密密度度增增加加,故故H+加加到到C-1上上。(1)+,(2)+的稳定性的稳定性?甲基的影响甲基的影响?补例补例1环状环状C+的重排的重排p64为什么第一个为什么第一个Br+加成符合马式规律加成符合马式规律?从第二步反应的过渡态碳正离子稳定性考虑从第二步反应的过渡态碳正离子稳定性考虑,甲基为供电子基团甲基为供电子基团,所以过渡态稳定所以过渡态稳定.Cl2;HOCl能能否否与与烯烯烃烃形形成成环环状状氯氯鎓鎓离离子?为什么?子?为什么?H+能否形成环状能否形成环状鎓鎓离子?离子?提示:第提示:第1步形成的碳正离
5、子后,其有无孤对电子?步形成的碳正离子后,其有无孤对电子?答:答:Cl2、HOCl:可以;:可以;H+:不可以。:不可以。有对映体有对映体上下均可上下均可成环成环有对有对映体映体不对称结构不对称结构进攻方向,符合马式进攻方向,符合马式规律(规律(Br+)预测下列反应的主要产物预测下列反应的主要产物:完成下列反应完成下列反应,写出主要产物写出主要产物:相当于相当于H-OH的的反马加成反马加成,顺式顺式加成加成!第四章第四章 炔烃炔烃 二烯烃二烯烃 红外光谱红外光谱补充:反式加成产物得烯烃补充:反式加成产物得烯烃 RC CR Na,NH3 完成下列反应:完成下列反应:将将(Z)-2-戊烯戊烯转变转
6、变为为(E)-2-戊烯戊烯 炔烃炔烃 和水的加成和水的加成补充补充1(末端炔烃末端炔烃):R-C CH 得:得:甲基甲基酮酮(R-CO-CH3)补充补充2(不对称炔烃不对称炔烃):R-C C-R 得:得:混合酮混合酮 若:若:R为一级取代基,为一级取代基,R为二、三级取代基,则为二、三级取代基,则C=O与与R相邻。相邻。某些炔烃也可以进行狄尔斯某些炔烃也可以进行狄尔斯-阿尔德反应阿尔德反应:如:如:CH2=CHCH=CH2 +CH CH 双烯体双烯体 亲双烯体亲双烯体 以四个碳原子及以下的烃为原料合成:以四个碳原子及以下的烃为原料合成:解:解:先合成之先合成之“水水”不不 能能 少少!第五章第
7、五章 脂环烃脂环烃 由由下下列列指指定定化化合合物物合合成成相相应应的的卤卤化化物物,用用Cl2还是还是Br2?为什么?为什么?(1)(2)解解:(1)用溴化用溴化,因溴化反应有选择性因溴化反应有选择性,3H 2H 1H;(2)用氯化、溴化均可。用氯化、溴化均可。?1、写出下列反应提出一个合理的解释?、写出下列反应提出一个合理的解释?扩环重排扩环重排环丁烷的环张力大(环丁烷的环张力大(110kJ/mol),重排为环戊烷后环),重排为环戊烷后环张力小(张力小(27kJ/mol),虽由叔碳正离子重排到仲碳正),虽由叔碳正离子重排到仲碳正离子,但总能量降低。离子,但总能量降低。解解答:答:2、为什么
8、下列反应无、为什么下列反应无重排产物?提出一个合重排产物?提出一个合理的解释?理的解释?上述反应未重排。因为环丙烷总张力能为上述反应未重排。因为环丙烷总张力能为115.5kJ/mol 与环丁烷与环丁烷(张力能(张力能110kJ/mol)差别不大,如发生重排:)差别不大,如发生重排:虽虽减减轻轻一一点点环环张张力力,但但由由于于需需从从叔叔碳碳正正离离子子重重排排到到仲仲碳碳正正离离子子,增加不稳定因素,因此不易重排。增加不稳定因素,因此不易重排。解解答:答:3:第六章第六章 单环芳烃单环芳烃单环单环芳烃的取代反应芳烃的取代反应(3)(3)硝化反应硝化反应(1)(1)卤化反应卤化反应(4)(4)
9、烷基化反应烷基化反应(2)(2)磺磺化反应化反应(5)(5)酰基酰基 化反应化反应亲电取代反应亲电取代反应在在上上述述反反应应中中,和和芳芳烃烃起起作作用用的的试试剂剂都都是是缺缺电电子子或或带带正正电的亲电试剂电的亲电试剂,因此这些反应都是因此这些反应都是 去除去除 利利用用磺磺化化的的可可逆逆性性可可以以起起到到保保护护苯苯环环上上的的某某些位置的作用:些位置的作用:CCCC1010Note:Rearrangement may occur in alkylation烷基化反应中可发生烷基化反应中可发生重排重排 下列化合物中哪些下列化合物中哪些不能不能发生傅发生傅-克烷基化反应克烷基化反应?
10、(1)C6H5CN (2)C6H5CH3 (3)C6H5CCl3(4)C6H5CHO (5)C6H5OH (6)C6H5COCH3解解:(1)、(3)、(4)、(6)均不能发生傅均不能发生傅-克烷基化反应克烷基化反应.(5)很容易发生傅克反应,但最好不用)很容易发生傅克反应,但最好不用AlCl3做催化做催化 剂(络合)。剂(络合)。32AlCl3AlCl3苯苯 +CCl4?(考虑空间位阻)?(考虑空间位阻)AlCl3例例1例例2例例3注意注意:在傅:在傅-克反应中卤代物的活泼性:克反应中卤代物的活泼性:F Cl Br I(i)HF,0(iii)完成下列反应式:完成下列反应式:H2SO4,110
11、 加压加压(ii)BF3-20 傅傅-克酰基化反应克酰基化反应不发生重排不发生重排(与烷基化反应不同与烷基化反应不同):生生成成的的酮酮可可以以用用锌锌汞汞齐齐加加盐盐酸酸或或黄黄鸣鸣龙龙法法(291页页12.4.3)还原为亚甲基还原为亚甲基:重点重点:傅傅-克酰基化反应是芳环上引入克酰基化反应是芳环上引入正构烷烃正构烷烃的方法的方法均有均有,直接直接氧化到氧化到苯甲酸苯甲酸MnO4-/H2O 苯在特殊条件下才发生氧化使苯环破裂苯在特殊条件下才发生氧化使苯环破裂,例如例如:顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐作业作业142补充补充(P204,201)需要引发剂需要引发剂(3)溴化反应溴化反应NBS/CCl
12、4引发剂引发剂NBS/CCl4引发剂引发剂NBS/CCl4引发剂引发剂苯环侧链上的苯环侧链上的卤素,很容易被亲核试剂取代卤素,很容易被亲核试剂取代:1.邻对位定位基定位能力由强到弱的顺序邻对位定位基定位能力由强到弱的顺序:-O-NR2 -NH2 -OH -OR -NHCOR -OCOR -R-Ar -X-NR3 -NO2 -CN -SO3H -CHO -COR -COOH -COOR -CONH22.间位定位基定位能力由强到弱的顺序间位定位基定位能力由强到弱的顺序:例例1:硝基氯苯的邻、对、间位异构体均是有机合成硝基氯苯的邻、对、间位异构体均是有机合成的原料的原料,若从苯出发若从苯出发:NO2
13、NO2ClClClNO2ClNO2+硝化硝化氯化氯化氯化氯化硝化硝化取代定位效应的应用取代定位效应的应用-选择适当的合成路线选择适当的合成路线OCH3OCH3BrBrNO2OCH3OCH3SO3HBrOCH3BrSO3HOCH3BrBrNO2磺化磺化溴化溴化HNO3一般不先硝化一般不先硝化,因为硝化后使苯环钝化因为硝化后使苯环钝化,反应不易反应不易,产产率低率低.例例2:第七章第七章 多环芳烃和非苯芳烃多环芳烃和非苯芳烃联苯可看成是苯的一个氢原子被苯基取代联苯可看成是苯的一个氢原子被苯基取代.联联苯苯的的化化学学性性质质与与苯苯相相似似,在在两两个个苯苯环环上上均均可可发发生生磺磺化化,硝化等
14、取代反应硝化等取代反应.补补充充:若若一一个个环环上上有有活活化化基基团团,则则取取代代反反应应发发生生在在同同环上;若有钝化基团,则发生在异环。环上;若有钝化基团,则发生在异环。间间 邻邻对对苯基是邻苯基是邻,对位取代基对位取代基.取代基主要进入苯基的对位取代基主要进入苯基的对位.钝化基团、钝化基团、异环取代异环取代 联苯的硝化反应联苯的硝化反应:HNO3H2SO44,4-二硝基联苯(主要产物)二硝基联苯(主要产物)2,4-二硝基联苯二硝基联苯HNO3H2SO4下列化合物哪个的酸性最强?下列化合物哪个的酸性最强?(1)(2)(3)提提示示:看看哪哪个个化化合合物物形形成成的的碳碳负负离离子子
15、稳稳定定,即哪个失去即哪个失去H+后形成的离子具有芳香性。后形成的离子具有芳香性。答案:答案:(1)。注意(注意(3)如形成芳香性)如形成芳香性离子离子(环庚三烯正离子环庚三烯正离子)离去的是离去的是H-离离子。子。下列化合物哪些具有芳香性?下列化合物哪些具有芳香性?(1)C60 (2)(3)14轮烯轮烯(?)(4)CH2=CH-CH=CH-CH=CH2(5)环戊二烯负离子)环戊二烯负离子答案答案:1、2、5 神奇的全碳分子神奇的全碳分子富勒烯富勒烯1.不能离开纸面翻转。翻转不能离开纸面翻转。翻转180。,变成其对映体。,变成其对映体。2.在纸面上转动在纸面上转动90。,270。,变成其对映体
16、。,变成其对映体。3.在纸面上转动在纸面上转动180。构型不变。构型不变。4.保持保持1个基团固定,而把其它三个基团顺时针或个基团固定,而把其它三个基团顺时针或逆时针地调换位置,构型不变。逆时针地调换位置,构型不变。5.任意两个基团调换偶数次,构型不变。任意两个基团调换偶数次,构型不变。6.6.任意两个基团调换奇数次,构型改变。任意两个基团调换奇数次,构型改变。总结总结:Fischer投影式的转换规则投影式的转换规则补例补例2有对映体有对映体上下均可成环上下均可成环有对有对映体映体不对称结构,不对称结构,符合马式规律(符合马式规律(Br+)CH3OH+Br2CH3OBr+Br-*环环烷烷烃烃只
17、只要要在在环环上上有有两两个个碳碳原原子子各各连连有有一一个个取取代代基基,就就有有顺顺反反异异构构。如如环环上上有有手手性性碳碳原原子子,则则有有对对映映异异构构现现象象;可把环看成是平面多边形,其结果与实际情况一致可把环看成是平面多边形,其结果与实际情况一致。环状化合物的立体异构环状化合物的立体异构看要考察的碳原子所在的环:看要考察的碳原子所在的环:左右是否具有对称性,若无对称性左右是否具有对称性,若无对称性则相当于两个不一样的官能团,则则相当于两个不一样的官能团,则该碳原子是手性碳原子。该碳原子是手性碳原子。环状化合物手性碳原子的判断:环状化合物手性碳原子的判断:薄荷醇的平面式薄荷醇的平
18、面式有的环状化合物虽有手性碳原子,但有的环状化合物虽有手性碳原子,但分子可能是非手性的!(如内消旋体)分子可能是非手性的!(如内消旋体)几个几个*?几?几个光学异个光学异构体构体?8个个思考:思考:R-S命名?命名?命名:命名:(S)-2-丁醇丁醇 (R)-2-丁丁醇醇 第九章第九章 卤代烃卤代烃补充例题补充例题1:写写出出反反应应机机制制及及其其中中间间体体,并加以解释。并加以解释。负氢重排负氢重排C+2 3 解:解:思思考考:为为什什么么H+加在加在1上?上?受受甲甲基基影影响响,C-1电电子子云云密密度度增增加加,故故H+加加到到C-1上上。(1)+,(2)+的稳定性的稳定性?甲基的影响
19、甲基的影响?补充例题补充例题2:写出下列反应写出下列反应的反应历程:的反应历程:HBr解:解:碳正离子与苯共碳正离子与苯共轭,稳定!轭,稳定!另外:类似的,另外:类似的,如:下列共轭结如:下列共轭结构的碳正离子也构的碳正离子也稳定!稳定!查查依依采采夫夫规规则则 卤卤烷烷脱脱卤卤化化氢氢时时,氢氢原原子子往往往往是是从从含氢较少的碳原子上脱去的。含氢较少的碳原子上脱去的。在在大大多多数数情情况况下下,卤卤烷烷的的消消除除反反应应和和取取代代反反应应同同时时进进行行的的,而而且且相相互互竞竞争争,哪哪种种反反应应占占优优势势则则与与分分子子的的结结构构和和反反应条件有关。应条件有关。(补充补充)
20、注意:随着溶剂中碱性增强)注意:随着溶剂中碱性增强(如:叔丁醇钠如:叔丁醇钠)、基团增大,、基团增大,反查依采夫规则反查依采夫规则的产物比例增加的产物比例增加(E2)。注意注意:如用四氢呋喃做溶剂可制如用四氢呋喃做溶剂可制Grignard试剂:试剂:补充补充1:乙烯式氯(:乙烯式氯(CH2=CHCl)和氯苯制备)和氯苯制备Grignard试剂时,用试剂时,用THF(四氢呋喃)做溶剂(四氢呋喃)做溶剂。如:。如:无水乙醚无水乙醚THF不能不能 可以可以 溴苯制溴苯制Grignard试剂试剂可以如下:可以如下:无水乙醚无水乙醚补充补充2:(1)在制备)在制备Grignard试剂时:若仅连有试剂时:
21、若仅连有惰性基团惰性基团(如:(如:-OCH3、烷基等)时,容许。、烷基等)时,容许。(2)若含有)若含有活泼活泼 H(如如:-NH2、H2O、醇醇等等)、或或碳碳杂杂双双键键(如如:-CHO)等等,则则不不能能制制备备Grignard)试试剂(它们之间有反应)。剂(它们之间有反应)。涉及这些基团,需涉及这些基团,需要先保护之,再制要先保护之,再制备格氏剂。备格氏剂。如何从相应的烷烃、环烷烃制备下列化合物?如何从相应的烷烃、环烷烃制备下列化合物?(1)(2)(1)(2)第十章第十章 醇和醚醇和醚补充补充1环状环状C+的扩环重排重排的扩环重排重排推测下列反应的机理:推测下列反应的机理:重排重排
22、例:例:肉桂醛肉桂醛 肉桂醇肉桂醇 注注意意:LiAlH4或或NaBH4作作还还原原剂剂时时,均均不不影影响响碳碳碳碳双双键键、三三键键,但但LiAlH4还还原原性性强强,可可对对羧羧酸酸和和酯酯的的羰羰基基还还原原,对对-NO2、-CN等等不不饱饱和和键键还还原原成成-NH2和和-CH2NH2。(P291)醛、酮醛、酮醇醇酸、酯酸、酯酰胺酰胺醇、胺醇、胺NaBHNaBH4 4LiAlHLiAlH4 4NaBHNaBH4 4不反应不反应重重排排注注意意:重重排排为为与与苯苯共共扼扼的的碳碳正正离离子子结结构构的的稳定稳定.相似的还有与烯烃的共轭结构。相似的还有与烯烃的共轭结构。补充补充2:扩环
23、重排:扩环重排-取代取代(课后作业相似)(课后作业相似)1、写出下列反应提出一个合理的解释?、写出下列反应提出一个合理的解释?扩环重排扩环重排环丁烷的环张力大(环丁烷的环张力大(110kJ/mol),重排为环戊烷后环),重排为环戊烷后环张力小(张力小(27kJ/mol),虽由叔碳正离子重排到仲碳正),虽由叔碳正离子重排到仲碳正离子,但总能量降低。离子,但总能量降低。解解答:答:2、为什么下列反应无、为什么下列反应无重排产物?提出一个合重排产物?提出一个合理的解释?理的解释?上述反应未重排。因为环丙烷总张力能为上述反应未重排。因为环丙烷总张力能为115.5kJ/mol 与环丁烷与环丁烷(张力能(
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