有机化学高鸿宾第四版课后答案2.pdf
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1、第 二 章 饱 和 煌 习 题(P60)(-)用系统命名法命名下列各化合物,并指出这些化合物中的伯、仲、叔、季碳原子。3-甲基-3-乙基庚烷(2)2,3-二甲基-3-乙基戊烷(4)2,5-二甲基-3,4-二乙基己烷1,1-二甲基-4-异丙基环癸烷12-环丙基丁烷1,7-二甲基-4-异丙基双环|4.4.0癸烷(8)2-甲基螺 3.5壬烷5-异丁基螺 2.4庚烷(10)(CH3)3CCH2一新戊基(11)2-甲基环丙基CH3cH2cH2cH2cHe小2-己 基or(1-甲基)戊基(二)写出相当于下列名称的各化合物的构造式,如其名称与系统命名原则不符,予以改正。2,3-二甲基-2-乙基丁烷(2)1,
2、5,5-三甲基3乙基己烷(3)2-叔丁基-4,5-二甲基己烷(4)甲基乙基异丙基甲烷fH 3 fH 3CH3 CH3C(CH3)3 CH3CH3C-CHCH3CH2CH2CHCH2C-CH3CH3CCH2CH-CHCH3CH2cH3c2H5 CH3CH32,3,3-三甲基戊烷2,2-二甲基-4-乙基庚烷2,2,3,5,6-五甲基庚烷(6)1-丁基-3-甲基环己烷CH3 CH3CH3cH2CHCHCH3CH2cH2cH2cH3CIXC H3(5)丁基环丙烷2cH2cH32,3-二甲基戊烷 1-环丙基丁烷 1-甲基-3-丁基环己烷(三)以C2与C3的。键为旋转轴,试分别画出2,3-二甲基丁烷和2,
3、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:2,3-二甲基丁烷的典型构象式共有四种:(H I)(1)(最稳定构象)(II)H3CCH3HH(IV)(最不稳定构象)(III)2,2,3,3-四甲基丁烷的典型构象式共有两种:(I)(最稳定构象)(四)将下列的投影式改为透视式,透视式改为投影式。HCHHCl3(五)用透视式可以画出三种CH3-CFCI2的交叉式构象:它们是不是CH3 CFC12的三种不同的构象式?用 Newman投影式表示并验证所得结论是否正确。解:它们是CH3-CFCI2的同一种构象交叉式构象!从下列Newman投影式可以看出:将整体按顺时针方向旋转60
4、可得到(II),旋 转 120可得到(III)。同理,将(II)整体旋转也可得到、(III),将(III)整体旋转也可得到、(II)o(六)试指出下列化合物中,哪些所代表的是相同的化合物而只是构象表示式之不同,哪些是不同的化合物。CH3CCI-CH-CH3CH3 CH3(3)(6)解:、(2)、(5)是同一化合物:2,3-二甲基-2-氯丁烷;是另一种化合物.2 2一 二 甲基一3一氯丁烷。(七)如果将船型和需型.均至虑在环己烷的构象由,试问甲基环己烷有几个构象异构体?其中哪一个最稳定?哪一个最不稳定?为什么?解:按照题意,甲基环己烷共有6 个构象异构体:(E)其中最稳定的是(A)。因为(A)为
5、椅式构象,且甲基在e 键取代,使所有原子或原子团都处于交叉式构象;最不稳定的是(C)。除了船底碳之间具有重叠式构象外,两个船头碳上的甲基与氢也具有较大的非键张力。(八)不参阅物理常数表,试推测下列化合物沸点高低的一般顺序。(1)(A)正庚烷(B)正己烷 2-甲基戊烷(D)2,2-二甲基丁烷(E)正癸烷解:沸点由高到低的顺序是:正癸烷 正庚烷正己烷2-甲基戊烷2,2-二甲基丁烷(2)(A)丙烷(B)环丙烷(C)正丁烷(D)环丁烷(E)环戊烷(F)环己烷(G)正己烷(H)正戊烷解:沸点由高到低的顺序是:FG EH D CBA(3)(A)甲基环戊烷(B)甲基环己烷(C)环己烷(D)环庚烷解:沸点由高
6、到低的顺序是:DBCA(九)已知烷煌的分子式为C5H12,根据氯化反应产物的不同,试推测各烷煌的构造,并写出其构造式。(1)一元氯代产物只能有一种(3)一元氯代产物可以有四种CH3解:CH3c CH3CH3(2)一元氯代产物可以有三种(4)二元氯代产物只可能有两种(2)CH3cH2cH2cH2cH3CH3cHeH2cH3 CH3CH3(4)CH3-C-CH3CH3(十)已知环烷烧的分子式为C5HI0,根据氯化反应产物的不同,试推测各环烷煌的构造式。(1)一元氯代产物只有一种(2)一元氯代产物可以有三种解:(1)(2)CH3-C H3(十一)等物质的量的乙烷和新戊烷的混合物与少量的氯反应,得到的
7、乙基氯和新戊基氯的摩尔比是1 :2.3。试比较乙烷和新戊烷中伯氢的相当活性。解:设乙烷中伯氢的活性为1,新戊烷中伯氢的活性为X,则有:1 2.36 12x x=1.15新戊烷中伯氢的活性是乙烷中伯氢活性的1.15倍。(十二)在光照下,2,2,4-三甲基戊烷分别与氯和溟进行一取代反应,其最多的一取代物分别是哪一种?通过这一结果说明什么问题?并根据这一结果预测异丁烷一氟代的主要产物。CH3 CH3解:2,2,4-三甲基戊烷的构造式为:CH3CCH2CHCH3CH3CH3 CH3氯 代 时 最 多 的 一 氯 代 物 为BrCH2CCH2CHCH3;溟 代 时 最 多 的 一 溟 代 物 为CH3C
8、H3 CH3CH3CCH2CCH3CH3 Br这一结果说明自由基浪代的选择性高于氯代。即澳代时,产物主要取决于氢原子的活性;而氯代时,既与氢原子的活性有关,也与各种氢原子的个数有关。根据这一结果预测,异丁烷一氟代的主要产物为:FCH2cH2cH3(十三)将下列的自由基按稳定性大小排列成序。CH3 CH3cHeH2dH2 CH3CCH2CH3 CH3CHCHCH3CH3 CH3 CH3解:自由基的稳定性顺序为:(3)(4)(2)(1)(十四)在光照下,甲基环戊烷与溟发生一澳化反应,写出一溟代的主要产物及其反应机理。反应机理:(十五)在光照下,烷烧与二氧化硫和氯气反应,烷烧分子中的氢原子被氯磺酰基
9、取代,生成烷基磺酰氯:光R-H +S02+Cl2,,a R-S O2C1+HC1 吊温此反应称为氯磺酰化反应,亦 称 Reed反应。工业上常用此反应由高级烷烧生产烷基磺酰氯和烷基磺酸钠(R-SOzONa)(它们都是合成洗涤剂的原料)。此反应与烷是氯化反应相似,也是按自由基取代机理进行的。试参考烷烧卤化的反应机理,写出烷烧(用R-H 表示)氯磺酰化的反应机理。解:引发:Cl2 L 2 Cl增长:R-H +Cl R+HC1R+S02 RSO2RSO2+Cl2 RSO2C1+Cl终止:RSO2+Cl RSO2C1R+Cl RC1Cl+Cl Cl2R+R RR第三章第四章用系统命名法命名下列各化合物:
10、2 3 4 CH3CH2CCHCH31 CH2 CH33-甲基-2-乙基-1-丁烯不饱和煌习题(P112)(2)对称甲基异丙基乙烯12 3 4 5CH3CH=CHCH(CH3)24 甲 基 2 戊 烯6 5 4 3 2 1(CHRCHC三 CC(CH3)3(4)3 2 1CH3cHeH2cHe 三 CHCH3 CH=CHCH34 5 62,2,5-三甲基-3-己块3-异丁基4己烯-1-块(二)用Z,E-标记法命名下列各化合物:C l ZCH3(1)I/C=C tCH3/Cl(E)-2,3-二氯-2-丁烯F、,Br t zC=C te r 1亿)氟1 -氯2-溟2-碘乙烯F、CH3 t C=C
11、fCl CH2cH3(Z)-2-甲基-1-氟-1-氯-1 丁 烯H、,CH2cH2cH3(4)t C=CCH3/CH(CH3)2亿)-3-异基-2-己烯(三)写出下列化合物的构造式,检查其命名是否正确,如有错误予以改正,并写出正确的系统名称。顺2甲基3戊烯(2)反 丁烯C53/HHHCIC42CCH,=CHCH2cH3顺-4-甲基-3-戊烯(3)1-澳异丁烯CH3CH3C=CHBr3 2 12-甲基-1-溟丙烯1-丁烯(无顺反异构)(4)(E)-3-乙基-3-戊烯CH2cH3CH3CHQCHCH35 4 3 2 13-乙基-2-戊烯(无顺反异构)(四)完成下列反应式:解:红色括号中为各小题所要
12、求填充的内容。CH3CH3(1)CH3CH2C=CH2+HC1-CH3CH2C-CH3 Cl(2)CF3CH=CH2+HC1 5-5+CF3cH2CH2cl(CH3)2C=CH2+Br2-水溶液(CH3)2C-CH2Br 4 Br1解 释:(C H3)2CC H2+/Br(1)I/2(B H3)2/rCH3cH2c三CH 二,(CH3)2C-CH2C1+(CH3)2C-CH2OHBr Bror Cr or H2O a方 式 空 间 障 碍 小,产 物 占 优1H OH-i口 CH3cH2cH2CHO(硼氢化反应的特点:顺加、反马、不重排)(5)0 C H 3 +Cl2+H2O-(6)prC H
13、 3 0kCH3(2)H2O2,OH-(硼氨化反应的特点:顺加、F CU 尸、,CH2 500。1(HBr(8)(CH3)2CHC=CH 7*UH ClC H3反马、不重排)CH3 C I CH3+飙 rCH2Br j(A)(B)Br1(CH3)2C H-C-C H3d 里 zOx CH3cH2c三 CH+HHgSO420 H:SO 1(10)AC H=C H C H3 K M04(10皿0 0小(4(13)+NaC=CH 1 /Br/0:C H3C H2-C-C H3)-COOH+CH3COOH)Q)0Br)-(0)H(14)尸6H5c=cc6H5/、HCH3CO3H0(五)用简便的化学方法
14、鉴别下列各组化合物:(A)0(B)0(A)Br rX解:(B)I褪 色 KMnO4 褪色(C)J C C U 褪 色)-l y(2)(A)(C2H5)2C=CHCH3(B)CH3(CH2)4CCH(A八 B.褪 色,AgMHGNCh f X解:(B)1总 褪色银镜(c)JCC14 l x(六)在下列各组化合物中,哪一个比较稳定?为什么?H、,H H、ZCH(CH3)2(A)C=C、,(B)C=C、CH3 CH(CH3)2 CH3/H解:(B)中甲基与异丙基的空间拥挤程度较小,更加稳定。解:(A)中甲基与碳-碳双键有较好的。一n超共朝,故(A)比较稳定。解:(C)的环张力较小,较稳定。解:(A)
15、的环张力较小,较稳定。(A)口,(B),(c)0解:(C)最稳定。(6)(A)以 C H 3,(B)=CH2解:(A)的环张力很大,所以(B)较稳定。(七)将下列各组活性中间体按稳定性由大到小排列成序:+(1)(A)CH3CHCH3(B)CI3CCHCH3(C)(CH3)3C(2)(A)(CH3)2CHCH2CH2(B)(C H3)2C C H2C H3(0(C H3)2C H C H C H3解:(1)CAB(2)BCA(A)下列第一个碳正离子均倾向于重排成更稳定的碳正离子,试写出其重排后碳正离子的结构。+CH3cH2cH2(2)(CH3)2CHCHCH3+(3)(CH3)3CCHCH3+解
16、:题给碳正离子可经重排形成下列碳正离子:CH3CHCH3(2)(CH3)2CCH2CH3(3)(CH3)2CCH(CH3)2(4)yCH3(九)在聚丙烯生产中,常用己烷或庚烷作溶剂,但要求溶剂中不能有不饱和烧。如何检验溶剂中有无不饱和烧杂质?若有,如何除去?解:可 用 BH/CCL或 者 KMnO4/H2O 检验溶剂中有无不饱和烧杂质。若有,可用浓硫酸洗去不饱和垃。(+)写出下列各反应的机理:CH=CH2HBrCH2cH3(1)CH2cH3解:该反应为自由基加成反应:R0 +HBr ROH+Br.Br终止:增长:(4)(CH3)2C=CHCH2CHCH=CH2CH3解.(CH3)2C=CHCH
17、2CHCH=CH2CH3二(CH3)2&H2cH2cHeH=CH2CH3(箭头所指方向为电子云的流动方向!)(十一)预测下列反应的主要产物,并说明理由。C1解:CH2=CHCH2c三CH(CH3-CHCH2CHCH)双键中的碳原子采取sp2杂化,其电子云的S成分小于采取sp杂化的叁键碳,离核更远,流动性更大,更容易做为一个电子源。所以,亲电加成反应活性:c=c c三C(2)CH2=CHCH2c三 CH aA(CH2=CHCH2CH=CH2)解释:在进行催化加氢时,首先是H2及不饱和键被吸附在催化剂的活性中心上,而且,叁键的吸附速度大于双键。所以,催化加氢的反应活性:叁键双键。OC2H5(3)C
18、C 2HH50H/I 2=CHCH2C=CH A CH2=CHCH2C=CH9K O ri /解释:叁键碳采取sp杂化,其电子云中的s成分更大,离核更近,导致其可以发生亲核加成。而双键碳采取sp2杂化,其电子云离核更远,不能发生亲核加成。(4)CH2=CHCH2CHCH C6H5cOaH(CH2-/CH-CH2C=CH2)o解释:双键上电子云密度更大,更有利于氧化反应的发生。解释:氧化反应总是在电子云密度较大处。浓HI(6)(CH3)3C-CH=CH2!产CH3c CH-CH3CH3解 释:c+稳定性:3 C*2 C(十二)写出下列反应物的构造式:(I)C2H4 KM nQH+A 2c+2H2
19、。H20(CH2=CH2)(1)KMnO4,0H-,H20(2)C6H,2-(CH3)2CHCOOH+CH3COOHCH3(CH3CHCH=CHCH3)(1)KMnO4,0H-,H,0(3)C6H12-、(CH3)2CO+C2H5coOH(2)H+(CH3)2C=CHCH2cH3)(l)KMnO4,OH-,HQ(4)C6H10-2cH3cH2coOH(2)H+(CH3cH2c三 CCH2cH3)(5)c8H12 K M nQ H;(CH3)2CO+HOOCCH2CH2COOH+C02+H20H2。(CH3)2C=CHCH2cH2cH=CH2)2H,Pta CH3cH2cH2cH2cH2cH2c
20、H3(6)C7H12-AgNO3NH40H A C7HnAg(CH3cH2cH2cH2cH2c三 CH)(十三)根据下列反应中各化合物的酸碱性,试判断每个反应能否发生?(pK a的近似值:ROH 为 16,N%为 34,RC三CH 为 25,为 15.7)(1)RC 三 CH+NaNH2-RC=CNa+NH3强酸 强碱 弱碱 弱酸所以,该反应能够发生。(2)RC三 CH+RONa-RC三 CNa+ROH弱酸 强酸所以,该反应不能发生。(3)CH3c三 CH+NaOH a CH3c三 CNa+H20弱酸 强酸所以,该反应不能发生。(4)ROH+NaOH-RONa+H20弱酸 强酸所以,该反应不能
21、发生。(十四)给出下列反应的试剂和反应条件:1-戊 快 f 戊烷解:CH3cH2cH2c三 CH CH3cH2cH2cH2cH3(2)3-己 快 f 顺-3-己烯H,CH3cH2、CH2cH3解:CH3cH2c三 CCH2cH3 后江 =C;(or P-2)H H 2-戊 焕 一 反-2-戊烯Na CH3cH2cH2、H解:CH3cH2cH2c 三 CCH3 尸C、H CH3(4)(CH3)2CHCH2CH=CH2 (CH3%CHCH2cH2cH20H B,%解.(CH3)2CHCH2CH=CH2-=-(CH3)2CHCH7CH2CH2OH(2)H2O2,OH-(十五)完成下列转变(不限一步)
22、:(I)CH3CH=CH2-CH3cH2cH2BrHBr解:CH3CH=CH2 CH3cH2cH2Br耳2。2(2)CH3cH2cH2cH20H-CH3CH2CC1CH3BrBr解:CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH=CH2 CH3CH2CH-CH2Br CC14ClNaOH I-CH3CH2CH=CH2C2H50HClHRrCH3CH2CCH3Br(CH3)2CHCHBrCH3 (CH3)2CCHBrCH3OH解:(CH3)2CHCHBrCH3 a (CH3)2C=CHCH3 匕“20 A(CH3)2CCHBrCH3CoHcOH IOH(4)CH3cH2cHeb-CH3CCI2c
23、H3解:CH3cH2cHeb 一;言广 CH3c三 CH CH3CCI2cH3(十六)由指定原料合成下列各化合物(常用试剂任选):(1)由1-丁烯合成2-丁醇OSChOH OH解.解 CHH2SO4 I H20 I3CH2CH=CH2 CH3cH2cHCH3 CH3CH2CH-CH3(2)由1-己烯合成1-己醇(1)B2H6解:CH3cH2cH2cH2cH=C&-a CH3CH2CH,CH,CH2CH2OHC H3 C H3(3)C H3C=C H2-C1CH2C-C H2oC H3 C H3 C H3I Cl2(lmol)I CH3co3H 解:CH3C=CH2 _ C1CH2C=CH2 -
24、C 1 C H2C-C H2500C /o(4)由乙快合成3-己快2Na 2c2H$Br解:HC三 CH NH A NaC三 CNa CH3cH2c三 CCH2cH3(5)由1-己快合成正己醛_ (l)B2H6 解:CH3cH2cH2cH2C=CH 血CH3cH2cH2cH2cH=CH CH3(CH2)3CH2CHO(6)由乙焕和丙焕合成丙基乙烯基酸H2 B汨6解:CH3c三CH CH3cH=CH2 H Q 卜CH3cH2cH20HHC 三 CHKOHJ CH3cH2cH20cH=CH2(十七)解释下列事实:(1)1-丁焕、1-丁烯、丁烷的偶极矩依次减小,为什么?解:电负性:CspCsp2C
25、sp3CH键的极性:三CH =C-H C H分子的极性:1-丁焕1-丁烯丁烷(即:1-丁焕、1-丁烯、丁烷的偶极矩依次减小)普通烯崎的顺式和反式异构体的能量差为4.18他1110 但4,4-二甲基-2-戊烯顺式和反式的能量差为15.9kJ mo,为什么?解:C H3CH3f C H3CH3、C=CHZ、H顺-4,4-二甲基-2-戊烯 反-4,4-二甲基2戊烯由于叔丁基的体积大,空间效应强,导致在顺4,4-二甲基-2-戊烯中,叔丁基与甲基处于双键同侧,空间障碍特别大,能量更高。(3)乙狭中的CH键比相应乙烯、乙烷中的C-H键键能增大、键长缩短,但酸性却增强了,为什么?解:焕煌分子中的叁键碳采取S
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