有机化学习题指南(1)

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第1章 绪 论

1.1 知识要点

1. 有机化合物的特点

有机化合物可燃烧、熔点低、难溶于水、有机反应速度慢、反应复杂、副产物多。 2.现代化学键理论 1) 原子轨道

一个电子在原子核外空间最可能出现的区域被称为原子轨道。核外电子的分布遵循能量最低原理、保理不相容原理和洪特规则。 2) 分子轨道

原子轨道的线性组合称为分子轨道。分子轨道的数目等于组成分子轨道的原子轨道数,比原子轨道能量低的叫做成键轨道,反之为反键轨道。 3)共价键的基本性质

通过电子的共享而形成的化学键被称为共价键。 (1) 共价键的极性

由于形成共价键的原子它们对电子的吸引力不同,所以电子云在两个原子之间不对称分布,就会使共价键有极性,这样的共价键称为极性共价键。若原子对电子的吸引力相同,就会形成非极性共价键。 (2)共价键的键长、键角和键能

键长:是指原子核之间的平均距离。键长受多种因素的影响,因此即使是同一种共价键在不同的化合物中也会有差别。

键角:每两个共价键之间的夹角被称为键角。甲烷的每个C-H键之间的夹角是109o28′。 键能:共价键断裂过程中吸收的能量。键能大,键越牢固不容易断裂;键能月小,键越容易断裂。

(3)共价键的类型 共价键分为单键、双键等。按成键轨道方向的不同有可分为σ键和π键。 4) 杂化轨道理论

杂化是指原子成键时,参与原子成键的若干个能级相近的电子轨道相互“混杂”,组成一个新的轨道。

理论要点:只有能量相近的原子轨道才能进行杂化,且只有在形成分子的过程中才能进行杂化,杂化轨道的成键能力比原来未杂化的轨道的成键能力强,形成的化学键键能大。杂化轨道的数目是参加杂化轨道的原子轨道的总数。杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥力原理。杂化轨道的类型与空间构型有关。 3.共价键的断裂和有机反应类型 共价键的断裂分为均列和异裂。

均列:共用电子对平均分配给两个成键原子或者原子团。生成游离基。游离基反应一般在光和热的条件下发生。

异裂:成键电子完全转移给成键的某一方。异裂的产物:正离子,负离子,一般在酸碱或极性物质的催化下进行。 4.有机化合物酸碱理论

酸碱质子理论:酸是能释放质子的物质,碱是能接受质子的物质。

酸碱电子理论:酸是在反过程中能接受电子对的物质,碱是在反应过程中能够给出电子的物质。

1.2 单元练习

1.价键理论和分子轨道理论的主要区别是什么?

2.元素定量分析表明某有机化合物的分子量为78,实验式CH,它的分子式是什么? 3.共价键有哪几种断裂方式?各发生什么样的反应? 4.根据生活实际,简述有机化学的作用与用途?

1.3 典型题精解

1. 某化合物元素分析值为C(70.4%),H(13.9%),请写出实验式。

解:由化合物元素分析值可知氧的质量分数为(100-70.4-13.9)%=15.7% 则C:H:O=(70.4/12):(13.9/1):(15.7/16)=6:14:1

故该化合物的实验式为C6H14O 2. 预测下列各对物质的酸性相对强弱。

(1) H3O+和NH+4 (2) H3O+和H2O (3) NH+4和NH3 (4) H2S和HS (5) H2O和OH

--

解:(1) H3O+> NH+4 (2) H3O+>H2O (3) NH+4>NH3 (4) H2S>HS (5) H2O >OH

3.下列物种哪些是亲电试剂?哪些是亲核试剂?

H+, Cl+, H2O, CN-, RCH2-, RNH3+, NO2+, R COH-, NH2-, NH3, RO-+--

O,

解:根据酸碱理论,能接受电子的为酸,是亲电试剂,所以H+, Cl+, RNH3+, NO2+, R―C=O+

是亲电试剂;能给出电子的为碱,是亲核试剂,所以H2O, CN, RCH2, OH, NH2, NH3, RO为亲核试剂。

4.碳原子核外及氢原子核外各有几个电子?它们是怎样分布的?画出它们的轨道形状。当四个氢原子与一个碳原子结合成甲烷(CH4)时,碳原子核外有几个电子是用来与氢原子成键的?画出它们的轨道形状及甲烷分子的形状。

解:碳原子核外有六个电子,氢原子核外有一个电子,碳原子以核外2s22p2上的四个电子与氢原子1s轨道成键,其中s轨道的形状为圆球形,平轨道的形状为哑铃形,分别画出如下

y-----

xC+624H+11z

y

1S

yxyxxzz2PXz2Py2Pz

第2章 烷烃

2.1 知识要点

1.烷烃的结构

1)烷烃碳原子的杂化:SP2)构造异构

分子式相同而结构式不同的化合物称为同分异构体,这种现象称为同分异构。同分异构是有机化合物中一种普遍现象。

3)碳氢的类型:

直接与一个、两个、三个、或四个碳原子相连的碳原子分别称为伯、仲、叔和季碳原子,用1C、2C、3C、4C表示;同样,把伯、仲、叔碳原子连接的氢原子分别称为伯、仲、叔氢原子,也可用1H、2H、3H表示氢。

2.烷烃的系统命名规则

关键是如何确定主链和处理取代基的位置。 分为三步:一选二编三配基。 (1)选母体:碳链最长,取代最多 (2)编号:位次最低(最低系列原则)

(3) 配基:先小后大(优先基团后列出),同基合并。 3.烷烃的构象 1)构象

构象是指在一定构造的分子中的原子或原子团通过单键旋转而产生的不同空间排列形式。

2)烷烃的构象

以C-C单键自由旋转可以产生无数种构象。交叉式构象和重叠式构象为乙烷的两种典型构象。交叉式构象为优势构像。 4.烷烃的化学性质

1)卤代反应和烷烃的自由基取代机理

烷烃的卤代反应是按游离基历程(自由基取代机理)进行的。以甲烷为例,烷烃的氯代反应历程经历了以下三个阶段:

① 链的引发 在光照或加热情况下,氯分子吸收能量均裂成高能量的氯游离基,引发反应。

о

о

о

о

о

о

о

3

Cl:Clhv2Cl.

② 链的增长 产生的氯游离基立即从甲烷分子中夺取一个氢原子,生成一个新的甲基游离基和氯化氢。生成的甲基游离基也非常活泼,可和氯分子及其它分子碰撞,生成新的游离基,就这样周而复始,使反应不断地进行下去,理论上可把甲烷分子中的氢全部夺取。这种反应称为链反应。链反应的特点是一旦引发,就会迅速的反应下去,并且反应速度很快。

③ 链的终止 使用阻化剂或产生的游离基相互结合,可使链反应终止。此时活性中间体消失了,反应也就停止了。

2)烷基游离基的稳定性(不同H原子的活泼性)

烷基游离基的稳定性的次序为:3o>2o>1o> CH32 ,所以卤代时,烷基氢的活性为 3oH>2oH>1oH>CH4。

2.2 单元练习

1.用系统命名法命名下列化合物

( 1)(CH3CH2)2CHCH3C2H5(2)CH3CCH2CH3CH2CH2CH32.写出相对分子质量为114,同时含有1°、2°、3°、4°碳的烷烃的构造式。

3.写出下列化合物的结构式,如其名称与系统命名原则不符,请予以改正。

(1) 3,3- 二甲基丁烷 (2) 3,4- 二甲基 - 3 - 乙基戊烷 (3) 2 - 叔丁基 - 4,5 - 二甲基己烷

(1)C2H5C2H5HHCH3(2)C2H5HHC2H5CH3CH3(3)CH3HH(4) (E)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯C2H5

解:(1)选含有双键的最长碳链为主链,其名称为 2-乙基-1-丁烯。

(2) 选含有双键的最长碳链为主链,且要求双键的位号最小,其名称为 (Z)3,5-二甲基-3-庚烯 。

(3)两个双键都有顺反异构,名称为(2Z,4Z)4-甲基-2,4-庚二烯。

H3CH3CCH3CH3(4)

H3C

2. 完成下列反应式,写出产物或所需试剂.

a.b.c.d.e.CH3CH2CH=CH2(CH3)2C=CHCH3CH3CH2CH=CH2CH3CH2CH=CH2(CH3)2C=CHCH2CH3CH2=CHCH2OHH2SO4HBrCH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH-CH3O3Zn,H2OClCH2CH-CH2OHOHOHf.

解:

a.CH3CH2CH=CH2H2SO4CH3CH2CHCH3OSO2OHb.(CH3)2C=CHCH3HBr(CH3)2C-CH2CH3Brc.CH3CH2CH=CH21).BH32).H2O2,OH-H2O / H+CH3CH2CH2CH2OHd.CH3CH2CH=CH2CH3CH2CH-CH3OHe.(CH3)2C=CHCH2CH3CH2=CHCH2OH1).O32).Zn,H2OCH3COCH3Cl2 / H2O+CH3CH2CHOf.ClCH2CH-CH2OHOH

3.分子式为C5H10的化合物A,与1分子氢作用得到C5H12的化合物。A在酸性溶液中与

高锰酸钾作用得到一个含有4个碳原子的羧酸。A经臭氧化并还原水解,得到两种不同的醛。推测A的可能结构,用反应式加简要说明表示推断过程。 解:认真阅读题目,充分利用题中所给出的各种信息,分析过程如下

(1) 由分子式可知,该化合物只含有一个双键或环,也可以利用经验公式计算分子中所

含的双键数:μ=(2C +2+N-H-Cl)/2=(10-10+2)/2=1

(2) 由A在酸性溶液中与高锰酸钾作用生成少一个碳的羧酸得知,双键在末端,属于末

端烯烃。

(3) 由A经臭氧化并还原水解,得到两种不同的醛液证实了这是末端烯烃。同时没有酮

生成,更进一步说明第二个双键碳原子上只连有一个烷基。

(4) 根据推断,写出可能的结构

or

(5)验证

KMnO4/H+COOH+ CO2KMnO4/H+HOOC+ CO2

1)O32)Zn/H2OOHCCHO+ HCHO

(6)A的结构可能是

or

4. 如何用IR光谱区别环己醇和环己酮?

解:根据羟基和羰基的特征吸收可知:环己醇在3200 ~3600 cm处有强而宽的吸收峰;

环己酮在1720 cm处有强的吸收峰。

-1

-1

第4章 炔烃和共轭二烯烃

4.1 知识要点

1.炔烃的结构与命名

含有碳碳叁键(C≡C)的碳氢化合物称为炔,名命名与烯烃相似,成为某炔。当分子中同时含有双键和叁键时,该化合物称为烯炔。它的命名首先选取双键和叁键最长碳链为主链,位次的编号常使双键的位次最小,命名为某烯炔。 2.炔烃的性质 1)加成反应

(1)加氢;烯烃单独加氢比炔烃单独加氢要完全,而且反应速度大约是炔烃的十倍。若是混合物,则由于炔烃比烯烃具有跟大的不饱和性以及炔烃在催化剂表面的吸附作用很强,阻止了烯烃在催化剂表面的吸附,从而使得烯烃比炔烃更容易催化加氢。

(2)加卤素和卤化氢;不对称炔烃加卤化氢遵循马氏规则。但当反应混合物中有过氧化物存在时,与烯烃相似,按反马氏规则进行。

(3)加水:炔烃加水时,首先形成烯醇,然后重排生成醛或酮。 (4)加醇:在碱存在下乙炔和醇反应生成乙烯基醚类化合物。

(5)加氢氰酸:在催化剂催在的情况下,炔烃和氢氰酸发生亲核加成反应,烯烃一般不容易发生该反应。 2)氧化反应

炔烃和强氧化剂作用,发生断键反应,从获得的产物可以推测原化合物的构造式。 3)活泼氢的反应

炔烃的活泼氢可以被取代,生成金属炔化物,常见的炔化物为炔化银、炔化铜和炔化钠,利用该反应在有机合成上为增长碳链的方法之一。利用炔化银(铜)的生成,可以鉴别化合物中是否含有端基炔键。 3.共轭二烯烃 1)共轭二烯烃的结构

两个中间以一个单键相连的二烯烃称为共轭二烯烃,在共轭二烯烃中,成键电子云不是局限在任意两个碳原子之间,而是在整个分子中。这种分子中的电子可以在较为广泛的区域中运动的现象称为电子离域现象。这个特殊整体在化学上称为共轭体系。 2)共轭二烯烃性质 (1) 1,2-加成和1,4-加成

BrBrBrHHBrBrBr+HHBrHH

BrHHHHBrHHH+HH

(2)Diels-Alder反应 共轭二烯烃与二烯亲合物发生1,4-加成反应称为Diels-Alder反

应,也叫双烯合成

COOHCOOH+加热

Diels-Alder反应的反应物分为两部分:一部分提供共轭双烯,称为双烯体;另一部分提供不饱和键,称为亲双烯体。常见的亲双烯体有:氯乙烯、丙烯醛、丙烯酸酯、顺丁烯二酸酐以及不饱和二酸酯等。关于该类反应,需注意以下几点:

反应条件:反应在加热或光照下进行,反应过程中不需催化剂,无中间体生成,一步完成。 反应产物相当于单烯烃对共轭二烯烃的1,4-加成。当单烯烃上连有—NO2、羰基、酰基等吸电子基时,使反应易于发生。

4.诱导效应和共轭效应

1)诱导效应 在有机化合物中,由于电负性不同的取代基团的影响,使整个分子中的电子云按取代基的电负性所确定的方向而偏移的效应。用I(Inductive Effect)来表示诱导效应,

饱和C-H键的诱导效应规定为零,当基团或原子的电负性大于碳时,表现为吸电子诱导,以-I表示为吸电子诱导效应,当基团或原子的电负性小于碳时,表现为给电子诱导,以+I表示为给电子诱导效应,

2)共轭效应 共轭效应是指在共轭体系中原子间的相互影响 ,包括π-π共轭、P-π共轭和超共轭效应。共轭效应一般用C(Conjugated Effect)表示。我们把π电子与π电子之间的相互作用称为π-π共轭,p电子和π电子相互作用所引起的作用称为p-π共轭效应,碳碳双键相连的饱和碳原子的C-Hб键可与π键产生微弱的共轭作用称为б-π超共轭效应。按照基团或原子的电负性不同,共轭效应也分为给电子共轭效应(+C)和吸电子共轭效应(-C)。

4.2 单元练习

1. 用系统命名法命名下列各化合物或根据下列化合物的命名写出相应的结构式。 (1) (CH3)2CHC≡CC(CH3)3 (2) CH2=CHCH=CHC≡CH

(3) CH3CH=CHC≡CC≡CH (4) 环己基乙炔 (5) (E)-2-庚烯-4-炔 (6) 3-仲丁基-4-己烯-1-炔 2. 从乙炔合成下列化合物(其他有机、无机试剂任选)

(1)1-戊炔 (2)2-己炔 (3)CH3CH2CH2CH2Br (4)2,2-二氯丁烷 3.(1)写出HC≡CCH2CH2CH3 → H2C=CHCH=CHCH3的反应步骤。 (2)写出 (CH3)2CHCHClCH2CH=CH2 + KOH/醇的反应产物。

(3)写出H2C=CHCH2CH(OH)CH3酸催化脱水时的主要产物和次要产物。

14 (4)CH3CH=CH2进行烯丙基游离基溴代。反应产物是否有标记的H2C14=CHCH2Br?解

释其原因。

4.写出以下(A)~(H)所代表的化合物的结构式。

(a)HCCCH2CH2CH3Ag(NH4)2+(A)HNO3(B)(E)(G)H3O+,Hg++(H)MgBr (b) CH C CH CH 3 (C,气体) +(D)CH3I3 (c) CH CH C CH + NaNH (F) C 2 H 5 I 3225.某分子式为C6H10的化合物,加2molH2生成2-甲基戊烷,在H2SO4-HgSO4的水溶液中生成羰基化合物,但和AgNO3的氨溶液不发生反应。试推测该化合物的结构式。 6.用化学方法分离或提纯下列各组化合物。 (1)用化学方法分离1-癸烯和1-癸炔的混合物。

(2)用化学方法除去环己烷中的少量3-己炔和3-己烯。

4.3 典型题精解

1. 简要回答问题:为什么CH≡CH的酸性大于CH2=CH2的酸性?

答:在CH≡CH中碳原子以sp杂化,而CH2=CH2中碳原子以sp杂化,sp杂化的电负性较sp大, CSP—H键极性大于CSP—H键,所以乙炔的酸性大于乙烯的酸性。 2. 写出1,3-丁二烯及1,4-戊二烯分别与1mol HBr或2mol HBr的加成产物。

解: 1,3-丁二烯为共轭二烯烃,加成是既有1,2 -加成产物又有1,4-加成产物,而1,4-戊二烯属于孤立二烯烃,加成时遵循马氏规则。

CH2=CHCH=CH2HBrCH3CHCH=CH2BrCH2=CHCH=CH22HBrCH3CHBrCH2=CHCH2CH=CH2CH2=CHCH2CH=CH2HBr2HBrCHCH3+BrCH2CH=CH2CH2CHBrCH3CH3CHBrCH2CH2Br+CH3CH=CHCH2Br2

2

2

CH3CHBrCH3CHBr

3. 用化学方法区别下列各组化合物。

(1) 丙烷、丙烯和丙炔 (2) 1-丁炔,2-丁炔和1,3-戊二烯 解:(1)

CH3CCHBr2/CCl4++Ag(NH3)2NO3+(白色沉淀)丙炔(不反应)丙烯CH3CH=CH2CH3CH2CH3(2)

(不褪色)丙烷

Ag(NH3)2NO3顺丁烯二酸酐+(白色沉淀)1-丁炔(不反应)2-丁炔

+4. 合成

(白色沉淀)1,3-戊二烯(1)以丙烯为唯一碳源合成:

CH3CH2CH2HCCHCH3

解:利用炔钠与卤代烷的增碳反应先生成相应的炔烃,而后还原得到反式烯烃。

CH3CHCH2CH3CHCH2Br2HBrO OCH3CH2CH2BrNaNH2

CH3CCHNaNH2CH3CHCH2BrBrCH3CCNa

Na液NH3CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2CCCH3CH3CH2CH2HCCHCH3

(用氨基钠还原得到反式烯烃,催化加氢则得到顺式产物)

(2) 以乙炔、丙烯为原料合成:

CH2CCH3 O解: 考虑环合成反应Diels-Alder反应,制备亲双烯体。

2CHCHH2CCHCCHH2LindlarH2CCHCHCH2

CHCHNaNH3HCCNaCl2hvCHCCH2CHCH2CH3CHCH2CH2CHCH2ClOCCH2CHCH2OCCH3△HgSO4, H2SO4H2OCH3

5.某化合物A的分子式为C5H8,在液氮中与NaNH2作用后,再与1-溴丙烷作用,生成分子式为C8H14的化合物B,用KMnO4氧化B得分子式为C4H8O2的两种不同的酸C和D。A和稀H2SO4/HgSO4水溶液作用,可生成酮E(C5H10O)。试写出A~E的构造式。 解:根据题目所给条件,计算A的不饱和度为2。从可与NaNH2反应后再与1-溴丙烷反应来看。A应为端炔。从B氧化得到两种不同的酸来看,A应有支链,推测为

ACH3CHC CHCH3BCH3CHCCCH2CH2CH3CH3CCH3CH2CH2COOH

DCH3CHCOOHCH3EOCH3CHCCH3CH3

第5章 脂环烃

5.1 知识要点

1.脂环烃分类和命名 1) 分类

小环 饱和脂环烃:环烷烃 普通环

单环烷烃 中环 环烯烃 大环 脂环烃

脂环烃

螺环烃 不饱和脂环烃 环二烯烃 稠环烃 多环烷烃 桥环烃 环炔烃 2)命名

a环烷烃的命名

环烷烃根据分子中成环碳原子数目,称为环某烷,有取代基时把取代基的名称写在环烷烃的前面,取代基位次按“最低系列”原则列出,基团顺序按“次序规则”小的优先列出。

b.不饱和脂环烃的命名

以不饱和碳环作为母体称为环某烯,侧链作为取代基,编号时,两个双键碳或叁键碳必须编为连续号码。

c.桥环化合物的命名

分子中含有两个碳环的化合物叫双环化合物。如果两个环共用两个或更多的碳原子的双环化合物叫桥环化合物。命名时,根据组成环的碳原子总数命名为“某烷”,加上词头“双环”,再把各“桥”所含碳原子的数目,按由大到小的次序写在“双环”和“某烷”之间的方括号内。如果环上有取代基,编号从一个桥头碳原子开始编起,先编最长的桥至第二个桥头;再编余下的较长的桥,回到第一个桥头;最后编最短的桥。

d.螺环化合物的命名

分子中含有两个环共用一个碳原子的双环化合物叫螺环化合物,,两个环共用的碳原子叫螺原子。命名时,根据成环碳原子的总数称为螺某烷,在方括号中按由小到大的顺序,标

出各碳环中除螺碳原子以外的碳原子数目。如环上有取代基时从较小环中与螺原子相邻的一个碳原子开始编号。

71Cl276815234545,7,7-三甲基-1-氯双环[2.2.1]-2-庚烯2 环烷烃的结构与化学性质

1)环己烷与取代环己烷的优势构像-椅式构象 对于一取代化合物,取代基在e键为优势构像

6-甲基螺[3.4]辛烷

对于含有两个以上取基环己烷,根据取代基的位置、大小和顺反决定,其e键最多的、大的基团占据e键的构象为优势构象。如

52143aa键CH362CH314352ee键6CH31CH3反-1,2-二甲基环己烷

5243CH362ae键1CH3453ea键CH3621CH31顺-1,2-二甲基环己烷H3C

H3CC(CH3)3C(CH3)3

反-1-甲基-3-叔丁基环己烷

注意:写出某物质的最稳定构象时,不能把所有的取代基都放在e键,要看取代基的顺

反情况而定。如顺-1,4-二甲基环己烷的最稳定构象是一个甲基在a键,一个甲基在e键,只有这样才是顺式。如果把两个甲基都写在e键,那就是反式了。反式和顺式是顺反异构体,两者是不同物质,它们不可能相互转化,因此写出最稳定构象时一定要尊重原化合物的顺反构型。 2) 化学性质

(1)环烷烃的加成开环反应

在一定的条件下,环烷烃与氢、卤素、卤化氢发生加成,开环生成相应的烷烃、端基二卤代烃和卤代烃,随环的稳定性不同,反应条件有所不同。溴的加成有明显的颜色变化(由棕红色变成无色),因此可用来鉴别环丙烷及其衍生物。

烷基取代环丙烷加成开环的位置在含H最多和最少的两个碳之间;与HX加成符合马氏规则。 (2)卤代反应

在光照或高温条件下,环烷烃发生游离基取代反应。分子中只有一种氢被取代,产品单一,可用于有机合成。

5.2 单元练习

1.命名下列化合物或写出结构式

(1) (2)

CH3

(3)

(4) CH3H3CCH3

CH3(5)

(6)

(7) 环戊基甲酸 (8) 4-甲基环己烯 (9) 反-1-甲基-4-叔丁基环己烷 (10) 5,6-二甲基二环[2.2.1]-2-庚烯 (11) 1-甲基-3-乙基环戊烷 (12) 2,3-二甲基-8-溴螺[4.5]癸烷

HOCH2CH2CH2Cl+HBr

HOCH2CH2CH2Cl+KI丙酮

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

4.写出下列化合物在浓KOH醇溶液中脱卤化氢的反应式,并比较反应速率的快慢。 (1)3-溴环己烯 (2)5-溴-1,3-环己二烯 (3)溴代环己烯

8.3 典型题精解

1.按与硝酸银-酒精(SN1)反应活性顺序排列下面化合物

(1)C6H5CH2Br(2)C2H5CH2Br(3)CH3CH2CH2Br(4)CH3CH2CHBrCH3(5)Br(6)Br

解:SN1为单分子亲核取代反应,反应活性和速度主要是考虑碳正离子生成的难易和它们的稳定性,对于不同类型的反应底物,其SN1反应活性顺序为烯丙基卤代烃,叔卤代烃>仲卤代烃>伯卤代烃>桥头环卤代烷烃,而对于苄基型卤代烃,苯环上连有给电子基团有利于碳正离子的生成,对于环烷烃,则环张力越大,碳正离子越不易生成,因此正确答案应为(2)>(1)>(4)>(3)>(6)>(5) 2.用简便化学方法鉴别下列几组化合物。

3-溴环己烯 氯代环己烷 碘代环己烷 甲苯 环己烷

解:这种类似的题目最重要的是要掌握各类化合物的化学反应特征,例如烯烃与环烷烃可以用溴水区分。本题主要考查各类卤代烃以及环烷烃、甲苯的反应活性。因此我们可以选用AgNO3溶液进行区分,然后用氧化剂鉴定出甲苯和环烷烃。详细步骤如下

3.完成下列转化

(1)(CH3)2CHCH2CH2Br(CH3)2CHCH2CH2Cl(CH3)2CHCH2CH2IHOCl(2)CH3CH2CH2ClClH3COHCl

(3)OHCH3(4)BrCH3H3CCH3(5)CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2DH3COCH3

解:

(1) 该题主要考查各卤代烃的转化,其中碘代物可通过NaI-丙酮溶液反应得到,而溴代

物可通过生成烯烃再用HBr加成,答案如下

(CH3)2CHCH2CH2ClNaOHC2H5OH(CH3)2CHCHCH2HBrROOR(CH3)2CHCH2CH2Br(CH3)2CHCH2CH2ClNaI(丙酮)(CH3)2CHCH2CH2I

(2) 产物为卤代醇,此类产物可以通过烯烃进行α-卤代后再对烯烃加成实现,答案如

OHCH3CH2CH2ClNaOH/C2H5OHCH3CHCH2Cl500度2Cl2/H2OCH3CHCH2ClClOHCl2/H2OCH2CHCH2Cl

(3)仔细对比原料和产物,发现碳架上增加了一个甲基,因此在合成中需要用到一些碳链增加的反应,如格氏试剂,铜锂试剂等,而卤代物、酮都可以由醇衍生得到,具体反应步骤如下

OHNaOH/C2H5OHHBr(CH3)2CuLiCH2ClCHCH2CH3

(4)如(3)解答

BrCH3MgICH3

(5)对比产物与原料,发现其一为D代烷烃,其一为碳链增长的烷烃,其一为碳链增长的酮,第一个比较简单,可以用格氏试剂与D2O或LiAlD4来制备,而其余两个需借助碳链增长的反应,至于羰基官能团,可以由醇氧化,也可以由炔烃水解得到,详细答案如下

CH3CH2CH2BrLiNaCCHMgD2OCH3CH2CH2DCH3CH2CH2CH2CH2CH3OCH3CH2CH2CCH3CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2CCHH2SO4,HgSO4/H2O

4、完成以下制备。 ⑴ 由适当的锂试剂制备

① 2-甲基己烷 ② 甲基环己烷 ⑵ 由溴代正丁烷制备

①1-丁醇 ②2-丁醇 ③1,1,2,2-四溴丁烷

解: ⑴ 有机合成中,锂试剂是一个很有用的用于碳链增长的反应,它能与卤代烃反应得到碳链增长的烷烃,由锂试剂还可以进一步制备更为常用的铜锂试剂,要注意的是卤代烃最好选用伯卤代烃,这样,副反应会少些,根据题意,答案如下

1.CH3CHCH32. Li+CH3CH2CH2CH2BrCH3CHCH2CH2CH2CH3CH3

CH3Li+CH3Cl

⑵ 第1小题比较简单,通过碱性水解就可以得到,第2小题则需要经过烯烃,再水解,第3小题同样也需要经过一个烯烃,然后再与溴加成后制备炔烃的过程,具体反应步骤如下

第9章 醇、酚、醚

9.1 知识要点

1. 醇 1) 命名

根据-OH所结合的碳的类别,醇可分为伯醇、仲醇和叔醇;根据-OH结合的烃基可分为脂肪醇、脂环醇、芳香醇;根据分子中-OH数目可分为一元醇和多元醇;还可以根据烃基分为饱和醇、不饱和醇。结构复杂的醇用系统命名法。选取含—OH在内的最长链为主链,编号从离—OH最近的一端开始,先命名取代基,根据主链碳原子个数称为某醇,在醇字前标出—OH位次。

2) 化学性质:O-H断裂;C-O断裂;氧化

(1) 醇与活泼金属的反应

醇与水相似,也能与活泼金属如钠、钾、镁等反应生成醇的金属化合物并放出氢气。各类醇与金属钠反应活性次序是:甲醇>伯醇>仲醇>叔醇。

(2) 醇与卤化氢的反应

醇中的羟基易被卤原子取代,生成卤代烃和水,这是制备卤代烷的一种重要方法。 醇和HX反应的速率与HX的类型及醇的结构有关。HX的反应活性次序:HI>HBr>HCl。ROH的反应活性次序:烯丙基醇、苄醇>叔醇>仲醇>伯醇。

在实验室里常利用卢卡斯(Lucas)试剂(无水氯化锌和浓盐酸配成的溶液)来鉴别低级(6个碳以下)的醇。将卢卡斯(Lucas)试剂加入醇中,可以从生成卤代烃(出现浑浊)的快慢区别伯、仲、叔醇。叔醇与卢卡斯试剂在室温下立即反应,迅速出现混浊、分层现象;仲醇与卢卡斯试剂在室温下缓慢反应,几分钟之后才出现混浊、分层现象。伯醇与卢卡斯试剂要在加热条件下才缓慢出现混浊、分层现象。

(3) 醇与三卤化磷的反应

醇与三溴化磷或三碘化磷反应,醇的羟基也可被溴或碘取代,生成相应的卤代烃。用这个方法制备卤代烃,很少发生分子重排。

(4) 脱水反应:分子间脱水、分子内脱水

醇在较低温度下发生分子间脱水,生成醚。在较高温度下,醇主要是分子内脱水,生成烯烃。伯、仲、叔醇脱水的难易程度是:叔醇>仲醇>伯醇。叔醇容易发生分子内脱水生成烯,而难以得到醚。醇进行分子内脱水时符合Saytzeff规则。 (5) 酯化反应

醇与酸(包括无机酸和有机酸)作用生成酯的反应叫酯化反应。酯化反应是可逆的。 (6) 氧化反应:加氧氧化、脱氢氧化

用铬酸作氧化剂时,Cr为棕红色,酸性重铬酸钾溶液为橙红色,反应后生成的Cr是绿色,所以,可以利用叔醇不被重铬酸钾溶液氧化的性质,将叔醇与伯醇或仲醇定性鉴别开。另外,伯醇、仲醇在数秒钟内即起反应,C=C、C≡C与铬酸反应较慢,不能很快观察到颜色

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