《基础有机化学》第四版习题解析_部分4.pdf
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1、答同 题 9 55答习题9-56结 介F列反应式答问题:该反应属于什么反应类型?(i i)写出反应机理,画出反应的过渡态并阐叨产物为什么具有式中的构型。答这是一个 3.3。迁移反应。(i i)反 应 是 通过椅 型过 渡态完 成的.形成(A)的详细过程如下所示:形成(A)的 过 程略。1 7910第10章略和酮加 成 疚 及(二)内 容 提 要碳原子与氧原子用双键相连的基团称为班基。耀 基 碳 后 氢 和 煌 基 相 连 的 化 合 物 称 为 醛,结构中的一CH。称为醛基。默基碳与两个煌基相连的化合物称为酮.酮分广中的埃基称为丽基。10.110.2醛、酮的分类与皴基碳相连的煌基是脂肪族煌基,
2、该醛、酮为脂肪族醛、酮;可联班碳相连的煌基是芳香族煌基.该醛、酮为芳香族醛、丽。埃基与两个相同煌基相连,该 酮 为 时 称 酮;联基与两个不相同煌基相连,该酮为不对称酮。醛、酮的命名(略)10.3醛、酮的结构和构象瑛基中,碳用一个sp2杂化轨道与氧形成。键;碳 用 一 个P轨 道 和 氧 的 一 个P轨道形成公犍:埃基的碳氧双键是由一个。键和一个n键形成的。谈 基 是 一 个 极 性 基 团。当 醛、酮 的a碳为手性碳时,谈基谈与a碳之间的碳碳单键旋转时,可以得到三种交叉型构象和三种重叠型构象。10.4醛、酮的物理性质(略)醛、酮 的 反应镶基是醛、酮的官能团,也是醛、酮的反应中心。10.5埃
3、基的亲核加成埃基是一个具有极性的官能团。带有正性的碳易受亲核试剂进攻导致K键 异 裂,两 个。健形 成,这就是默基的亲核加成反应。亲核试剂分为含碳的亲核试剂、含 氮 的 亲 核 试 剂、含氧的米核 试 剂、含硫的亲核试剂。亲核加成反应可以在碱性条件下进行,也 可 以 在 酸 性 条 件 下 进 行 采用哪种条件,涉及具体反应要作具体分析。醛比酮更易发生亲核加成反应。18010.6a,卜不 饱 和 醛、酮 的 加 成 反 应a.,3不 饱 和 薛、丽叮肉索或次肉酸反应时,只在碳碳双键上发生1,2-亲电加成:与氨及其衍生物S():JICX等质子酸.H,()、R()H在酸催化下反应,通常以1,4-共
4、聊加成为 主;与有机金 弱 化 企 物 反 应,既 可 以 发 生1,2-亲核加成,也可以发生1,4-亲核加成,要 作 具 体 分 析。M i c h a e l加 成 足 亲 核 的1.1共轨i加成。反应可以在酸催化下进行,也可以在碱催化下进行。10.7醛、酮a活 泼 氢 的 反 应10.810.910.li酹、丽 族 堪a碳 上的氢其布.一定的活性.可以引发很多反应,如:醛、酮 的 烯 醇 化 反 应.醛、酮a-H的肉化.肉仿反应.经醛缩合反应等。羟 醛 缩 合 反 应仃a活 泼 氢 的 薛、丽住酸或碱的催化作用下,缩合形成 羟基醛或什羟基酮的反应称为羟醛缩 合 反 应 陛解缩今反应既可以
5、在限催化下进行,也可以在碱催化下进行。羟 醛缩合反应 是 可逆反应温度低仃利于正向反应,加热回流有利于逆向反应。产 物R-羟 基 醛 或R-羟基酮很容易失水转 变 为a.3不 饱 和 醛、酮。醛、酮 的 重 排 反 应分厂的骨架或分广中某一官能团的位置发生变化的一类反应称为重排反应。可分为分子内重排和分广问币:排 本章:介绍J.四种重排反应:(1)酮际在酸性催化剂作用下重排成酰胺的反应称为B e c k i n i m n重 排.它 的 特 点 是:离去基团与迁移基团处于反位.基团的离去与基团的迁移是同步的.迁移基团在:迁移前后构型保持。(2)在醇钠、氢氧化钠、氨基钠等碱性催化剂存在下.a-卤
6、代酮失去卤原子,币:排成有相同碳原子数的竣酸酯、竣酸、酰胺的反应称为F av o k i重排。(3)二苯乙二酮在 约7()%氧辄化钠溶液中加热.重排成二苯乙醇酸的反应称为二苯乙醇酸重排。(4)酮类化合物被过酸氧化 联 城I 接相连的碳链断裂,插入一个氧形成酯的反应称为B ae y e i-i l l i g e r氧化重排。醛、酮 的 氧 化醛 在空气中放置可发生自氧化反应;醛能被许多氧化剂氧化成按酸:无a活泼氢的醛在浓氢氧化钠溶液或在浓氢氧化钾溶液的作用下可发生分子间的氧化还原反应.一分子醛被氧化成酸.另 一 分 子 醉 被述原成醇,该反应称为Can n i z z ar o反应。酮 般不易
7、被氧化.遇强烈氧化剂,发生粮基碳与a碳之间的碳链断裂.形成酸。酮还能发生B ae y e r-V i l l i g e r氧化重排。(参见教材1 0.9.4)利 用 醛、酮氧化性能的区别,可用F e h l i n g试剂或T o l l e n s试剂迅速鉴别醛和酮。翔 基 的 还 原川Cl e m m e n s e n还 原 法、V V o l f f-K i s h n e r黄鸣龙还原法、缩硫酮氢解法可将 醛、酮 的 糕 基 还 原成 亚 甲 堪 用催化氢化法、用氢化金属化合物(L i A l H,、N a B H,)还 原、用 乙 硼 烷 还 原、Me e r w e i n-P
8、”n n l “还 原、用活泼金属的单分子还原.可将醛、酮的城基还原成C H()H。酮用活泼金属进行双 分子还原偶联可生成频哪醇。1 8 1醛、酮 的 制 备醛、酮的一般制备法实验室制备醛、酮 的 主 要方法有:(1)芳 烧、烯 烂 和 醉 的 乳 化;(2)偕 二 肉 代烧 的水解:(3)烯烧的瑛基合成;(4)快燃加水再互变异构;(5)陵酸衍牛:物 坯 原:(6)格 氏 试 剂 与 睛反应再 水 解。几个常用醛、酮的工业生产(略)习 题 解 析、习 题10T指出下列化合物各属于哪类醛、酮。(i)(CH3)2CHCHO(ii)CH3C l!()I(iii)OHCCHCHCIK)习 题10-2(
9、iv)0IICCHoCH(v)OO(vi)()(i)脂肪醛/饱和醛/一元醛(i i)芳香醛/一元醛(i i i)脂肪醛/饱和醛/多元醛(i v)芳香丽/不对称酮/一元酮(v)脂肪酮/饱和酮/二元酮(vi)脂肪酮/饱和酮/一元酮用普通命名法命名下列化合物(用中、英文)。OII(i)CH3cH2cNO2O C lhII I(iii)CH?CCH-CHCIhOCCH2CH2CHA(v)HOCHO(vi)CH3OCHO(vii)CH30cH2cH2cHHO答/H。)乙基环己基酮i)上甲基丁醛i i)甲基异丁基酮v)正丙基苯基酮c yc l oh e xyl e th yl k e tonea-me t
10、h yl b utyra l d e h yd ei sob utyl me th yl k e toneph e nyl n-propyl k e tone(v)邻硝基对羟基苯甲醛 p-h yd roxy-o-ni trob e nza l d c h yd c(vi)对甲氧基苯甲醛 p me th oxyb e nza l d e h yd e(vi i)卜甲氧基丁醛 y-me th oxyb utyra l d e h yd e1 8 2【习题10 31用 系 统 命 片 法 命M下列化合物(用中、英文)。答CH=C1K1K)CU.CHO(iii)OHC(CH2)5CHOOIICCH.C
11、Hq(ix)()(i)3米 基2 j(i i)不乙醛(i i i)决:潞(i v)笨丙酮(V)1 .1环己(vi)1-氧代 5丙烯醛(vi)CH,CHCClhCH.CHO*IBr(x)3小H5C CCH2CH3o3 ph e nyl-2-prope na lI xui zi nc a c e t a l d e h yd eh e pta ne d i a l1 ph e nyl 1-propa none.浪己醒1 .1 c yc l oh c xa ne d i one5-b romo-l-oxoh e xa na l3-h yd roxy-2-b uta noneOII(vii)CH,CH
12、CCH,(viii)OHCCH2CHCH2CIIO(vi i)3 卦城 2 J f f l d(vi i i)1.2.3 丙烷.甲醛 1 .2.3-propa ne tri c a rb oa l d e h yd e(i x)螺 2.B j Y:6 酮 spi ro 2.5 J oc ta n-6-one(x)(E)展 5 笨 己,晞-3-肖 司 (E)-4-me th yl-5-ph e nyl-4-h e xe n-3-one(xi)(S)3 米a 3-氟 2-丁酮(S)-3-c h l oro-3-ph e nyl-2-b uta none同 题10T(xi i)1.7.7:甲基二环
13、2.2 .门庚-2-酮请)1 1伞 形 式 去 示F列重叠构象式。1.7,7-tri me th yl b i c yc l o 2.2.1 h e pta n-2-one答回 题10-51R-S直登型M1。S RR S重叠型0MRR-M重叠型M RR-M重叠型R-L重叠型R-L重叠型预 测b*列反应的主要产物。(i)(R)-2-甲 基 醛与溪化芾基镁C6H5C=()(iii)II-C H3 与 /?-CIC6H4MgBrCftH5(i i)(i v)(RA2-甲基环己酮与澳化乙基镁C6H5H 十C2H5 与 CH3MgiCHO183答(i)CHOH+Et(灭)-2 甲基丁醛oH Et左边进攻
14、(位阻小)PhCH2MgBrPhlhCgH2PhHO用 题10-6,答(R)-2.甲基环己酮前面进攻(位阻小)EtMgBr(iii)C6H5C=Oc6H5OH JL,CH3H5c6 c6H 5p-C!C6H4MgBr左 边 进 攻(位阻小)H2OH p-CIH4C6HOHC6H4C 1-PC6H5(iv)HEt=CHOOH5C6HCH3Mgi H2O左 边 进/卞1(位阻小)EtHHn o完成下列反应并写出相应的反应机理。CHOH 十 OH+CH2OHHCN产物:CN1口 ;反应机理:UHCH2OHH;0 0CHOH-OHCH2OHCH2OHHCN-CN左边进攻(位阻小)OHHOH二H CH2
15、OHCNHOHCNHOHCH2OH同 题 10-7请用不超过三个碳的有机物为原料合成2,5-二甲基-1,3,5-己三烯。184答【习题写 出 下 列 化 介 物 的 中、英文名称。CH,CH=N N H2(ii)N-NH(iv)II.N()、IIO,NH3c(iii)C=N OHH3CC H=N-N答)乙醛踪 acetaldehyde hydrazonei)环己酮 21 二硝旅旅踪 cyclohcxanono-2.4-dinitrophenyl hydrazonei i)丙酮肪propanone oxime国 题 1091(i v)酮缩氨嗥(v)苯甲醛不脓完成下列反应,写出l)utanone
16、seniicarbazonebenzaldehyde hydrazone主要产物。H O A cCH3-SO3H苯,CH3HQ-SO3H苯.0(vi)CH3cH2CCH2cH3+HN答(ii)(v)“N、N同题10T。指 出 下 列 化 合 物 中 半 缩 醛、缩醛、半缩酮、缩酮的碳原子,并说明属于哪一种。答缩醛碳o半缩醛碳H185习 题 10-11从指定原料出发,用四个碳以下的有机物和无机试剂合成目标产物(i)(iii)CH3(CH2)3CH2X/H由 BrCCH2)7CH2OH 合成 7C=CH(CH2)8OHCH3(CH2)4CH2X Z(CH2)8OH由 Br(CH2)7CH2OH 合
17、成/C=C(ii)(iv)Ho由 CH2=CHCH2cH?Br合成 HOCH2CH2CH2CH2CCH3答-BuMgBrHCHO H20无水酸下/7-BuCH2OHHBr n-BuCIbBri r -N aC=CH-/7-BUH2C=N aN H2N H3(I)n-BuCH2C=CNa(A)2 Br(CH,)80H+HCHO-无水酸Br(H2C)8O O(C H2)8Br(B)2(A)+(B)-BuH2c(H2C)8OX XO(CH2)8/7-BUH2C(CH2)8OH0N aN H2 H2ON H3(I)*(ii)BrHOOHH(无水)0、/OX/BrMg无水酸w-BuMgBr区 H2O无水
18、隧”一 丁w-BuOH HBrN aC=CH-BuN aN H2N H3(I)H+2 Br(CH2)8OH+HCHO-无水瓶2(C)+(B)OH(iv)H3C(H2C)5C=C(CH2)8OHOsO4()()II人,IIrh CHiCCIUBr/VbK ClhCCH.CH.CH.OH由CL=(|C IK)合成 CH2CHCHOOH OHlb()CIbBu-?/1 IT上 B M C IIIV7IIjrw-BuCH2CH2C=CNa(C)Br(CH2)8OCH2O(CH2)8BrCH2=CHCH2CH2MgBr无水嵯H2OBr(B)H2H3C(FbC)sKHH2O2Lindlar催化剂CdCl2
19、H2O2oir _/ll2O-bF(CH2=CHCH2cH2)2(dH2()7r186习题1 0回从BrCILClLClLCII尔IhCILC三CNa合成CH3cH2c三CCH2cH2cH?0H,若用(二氢毗喃)做醇羟基的保 护 堪 足”可以?若可行.请写出合成的每一步骤,并说明可行的理由。答可以因 BrC,H CH CU OH j生成的缩醛BrCH,CH,CH,O0 除 酸 性 水 溶 液 条 件 外.一般比较稳定,可以进行其他反应,然后在酸性水溶液中,0可以脱去,反应式如下:目题1 0-1考目题写出卜.列反应的反应机理。2cH30H在丙酮 亚硫酸氢钠加成物中加入NaCN(等物质的量),可以
20、得到什么?H3c o HH is O a N a 0H3c+NaHSO,IICN+NaCNHOEtOMe HOEtOEt为什么?H3CK0HH J CNNa2sO3+IICN答答+亚 硫 酸 氨 钠 与N aC N反应会生成亚硫酸钠和H C N,分子中亚硫酸氢钠的浓度越来越小,迫使丙酮亚硫酸氢钠加成物逆向分解。产生的丙酮不断与H C N反应.最后由丙酮的近硫酸氢钠加成物全 部 转 化 为 丙 酮.j H C N的加成物。1 87习 题10-1号完成下列反应,写出主要产物并命名各步产物。(i)CH3cH2cH2cHO+N aHSC)3(饱和)Na2cO答习题10-16(ii)+HS(iii)(i
21、v)(i)S HFT,?HgCIr HgOOIIC6H5CC6HS+N aHSO3(饱和)OIIH.oCH3cMecMCH3+2CH3CH.SH-?兰尼N iOH/SO3N a,丁醛亚硫酸氢钠加合物(汨)不反应请分离提纯下列化合物。(ii)(iv)环已酮缩乙.硫酹CHI(CH2)KU,3-戊酮缩.:乙硫的CH3(CH2)3CHO(bp 86)CH3(CH2)3CH=CH2(bp80)CI 1 3 c H e 1 1 2 c l(bp 78)答(1)正戊醛与40%亚硫酸氢钠饱和溶液发生反应,生 成 正 戊 醛 亚 硫 酸 氢 钠 加 成 物,沉 淀 分离出来,再用酸分解,提取,干燥,蒸你得正戊醛
22、。(2)去掉正戊醛后的溶液为1-己烯与1-氯丁烷,沸点相近,如 加 溪,烯 发 生 加 成 反 应 后,得 八2-二澳戊烷,沸点升高,浴温加至100左右,可蒸出1-氯 丁 烷.待1-筑 丁 烷 蒸 完 后.剩 下 的1.2-二溪戊烷在金属锌或镁的作用下,失去溟原子再形成烯烧,通过蒸墉提纯。习题10-17完成下列反应,写出主要产物,并 指 出 此 反 应 是 亲 核 加 成 还 是 亲 电 加 成 是1.2-加 成 还 是1.4-加成。OIICH3Li H2o(1)CH3cH=CHCCH2cH3-OIIEt-CuLi H2O(iii)CH3CH=CHCCH2CH3-=-1,、N aCN H2O(
23、v)CH3CH=CHCOOC2H5 rp-(ii)CH3CH=CHCCH2CH3(iv)CH3CH=CHCHOCH3MgBr_ H 9CuCI *IKI(气)-10(v!)(CH3)2C=CHCCH3CH3N H2(viii)(CH3)2C=CHCCH3()CH3OH188答OH(1)C H H =C H C C II=0在Br.NaOAc.HOAc存在下反应,请写出产物、反应过程及其立体化学(提 示:不是H3c共 柜 加 成)。答习题101,由 于C-。的影响,首先是亲核进攻,然 后 从Ba,背面进攻,是双键的加成反应。写出丙二酸二乙酯在乙醇钠乙醇溶液中与下列化合物反应的化学方程式。攻(i)
24、OI I(iv)(CHO2C=CHCCHI(V)Oc H=C H g_OEt+E,。UoEt黑+189习题10-2?完成下列反应式,并写出相应的反应机理。+oneC6H5CH2N(CH3)3OH-答(1)(CH3)2CF(NO20IICH3CCH2coeHs;反应机理:f H-OHNO2(ii)产物:/LNO2Rq宓OH-CO2Me;反应机理:EtO2c QOI二 c e l l;oll-O HF C-O MCCHCCH,I IIEtO2C oH4H习 题 10-21答为 题 10-23回答下列问题:()为什么在酸性条件下,不对称酮的烯醇化反应主要得到热力学控制的产物?(i i)为什么在碱性条
25、件和无质子溶剂中,不对称酮的烯醇化反应主要得动力学控制的产物?略(请读者参看教材13.2.3,自己分析写出答案)指出下列每对化合物,哪一对是互变异构体,哪一对是极限式之间的共振,请用相应符号表示.若为互变异构体,请表示出平衡利于哪一方。(i)CH3CH2CH2CHOO_ II(111)CH3cHecH2cH3CH3cH2cH=CHOH0-CH3cH=CCH2cH3(ii)CH3CH2C H C H=C H2 CH3CH2CH=CI ICH:O,O H(iv)CH3cH2cH2 N、O CH5CH2CH=N (v)OH(vii)CH3CH2CH2NOCH3cH2cH=NOH190答(i),人 斐
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- 基础有机化学 基础 有机化学 第四 习题 解析 部分
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