有机化学(第五版)李景宁主编
《有机化学》(第五版,李景宁主编)习题答案
第一章
3、指出下列各化合物所含官能团得名称。
(1)CH3CH=CHCH3答:碳碳双键
(2)CH3CH2Cl 答:卤素(氯)
(3) CH3CHCH3
OH答:羟基
(4)CH
CH2 C=O答:羰基(醛基)
3
H
(5)答:羰基(酮基)
(6) CH3CH2COOH答:羧基
(7)答:氨基
-C≡C-CH3答:碳碳叁键
(8)CH
3
4、根据电负性数据,用与标明下列键或分子中带部分正电荷与负电荷得原子。
答:
6、下列各化合物哪个有偶极矩?画出其方向
(1)Br2(2)CH2Cl2(3)HI (4)CHCl3 (5)CH3OH (6)CH3OCH3
答:以上化合物中(2)、(3)、(4)、(5)、(6)均有偶极矩
(2) (3)(4) (5)
(6)
7、一种化合物,在燃烧分析中发现含有84%得碳[Ar(C)=12、0]与16得氢[Ar(H)=1、0],这个化合物得分子式可能就是
(1)CH4O(2)C6H14O2(3)C7H16(4)C6H10(5)C14H22答:根据分析结果,化合物中没有氧元素,因而不可能就是化合物(1)与(2);
在化合物(3)、(4)、(5)中根据碳、氢得比例计算(计算略)可判断这个化合物得分子式可能就是(3)。
第二章
习题解答
1、用系统命名法命名下列化合物
(1)2,5—二甲基—3-乙基己烷
(3)3,4,4,6—四甲基辛烷
(5)3,3,6,7—四甲基癸烷
(6)4-甲基-3,3-二乙基—5—异丙基辛烷
2、写出下列化合物得构造式与键线式,并用系统命名法命名之。
(3)仅含有伯氢与仲氢得C
5H
12
答:符合条件得构造式为CH3CH2CH2CH2CH3;
键线式为;命名:戊烷.
3、写出下令化合物得构造简式
(2)由一个丁基与一个异丙基组成得烷烃
答
(4) 相对分子质量为100,同时含有伯、叔、季碳原子得烷烃
答:该烷烃得分子式为C7H16。由此可以推测同时含有伯、叔、季碳原子得烷烃得构造式为(CH3)3CCH(CH3)2
(6)2,2,5-trimethyl—4-propylnonane(2,2,5-三甲基-4—丙基壬烷)
8、将下列烷烃按其沸点由高至低排列成序。
(1) 2-甲基戊烷(2)正已烷(3) 正庚烷(4)十二烷
答:对于饱与烷烃,随着分子量得逐渐增大,分子间得范德华引力增大,沸点升高.支链得存在会阻碍分子间得接近,使分子间得作用力下降,沸点下降。由此可以判断,沸点由高到低得次序为:十二烷>正庚烷〉正己烷>2-甲基戊烷。[(4)>(3)>(2)>(1)]
10、根据以下溴代反应事实,推测相对分子质量为72得烷烃异构式得构造简式。答:相对分子质量为72得烷烃得分子式应该就是C5H12.溴化产物得种类取决于烷烃分子内氢得种类(指核磁共振概念中得氢),既氢得种类组与溴取代产物数相同。
(1)只含有一种氢得化合物得构造式为(CH3)3CCH3
(2)含三种氢得化合物得构造式为CH3CH2CH2CH2CH3
(3)含四种氢得化合物得构造式为CH3CH2CH(CH3)2
14、答:
(1)在此系列反应中,A与C就是反应物,B与E为中间产物,D与F为产物。(2)总反应式为2A + C→D + 2F -Q
(3)反应能量变化曲线草图如图2-2所示。
15、下列自由基按稳定性由大至小排列成序。
答:同一类型(如碳中心)自由基得稳定性大小直接取决与该中心原子与氢间得共
价键得解离能大小。解离能越低,产生得自由基越稳定。因此,可以推测下列自由基得稳定性次序为(3)>(2)>(1)
第三章
1、写出戊烯得所有开链烯异构体得构造式,用系统命名法命名之,如有顺反异构体则写出构型式,并标以Z、E.
解:
1-戊烯(Z)—2-戊烯(E)-2-戊烯
2—甲基—1—丁烯3-甲基-1—丁烯2—甲基-2—丁烯。
2、命名下列化合物,如有顺反异构体则写出构型式,并标以Z、E。
(1) 2,4—二甲基—2-庚烯(5)Z—3,4-二甲基—3—庚烯
(6)E—3,3,4,7-四甲基-4-辛烯
3、写出下列化合物得构造式(键线式)。
(1) 2,3-dimethyl-1—pentene;(3)(E)-4-e thyl—3—methyl—2-hexene
2,3—二甲基—1-戊烯(E)-3—甲基—4-乙基—2-己烯
4、写出下列化合物得构造式。
(1)(E)-3,4—二甲基—2-戊烯(2)2,3—二甲基-1—己烯(5) 2,2,4,6-四甲基—5—乙基-3-庚烯
5、对下列错误得命名给予更正:
(2) 2,2-甲基-4-庚烯应改为:6,6-二甲基-3-庚烯
(4) 3-乙烯基—戊烷应改为:3—乙基-1-戊烯
6、完成下列反应式
(1)
马氏方向加成
(2)α—氢取代
(4)H2H2将Br - 氧化成了HOBr
(5)(CH3)2C=CH2B2H6[(CH3)2C—CH2]3B
(8)马氏方向加成(12)
7、写出下列各烯烃得臭氧化还原水解产物。
(1)H2C=CHCH2CH3H2C=O+ O=CHCH2CH3
(2)CH3CH=CHCH32CH3CH=O
(3) (CH3)2C=CHCH2CH3(CH3)2C=O+O=CHCH2CH3
8、裂化汽油中含有烯烃,用什么方法能除去烯烃?
答:主要成份就是分子量不一得饱与烷烃,除去少量烯烃得方法有:
用KMnO4洗涤得办法或用浓H2SO4洗涤。
9、试写出反应中得(a)与(b)得构造式.
(a )+ Zn( b )+ ZnCl2
( b )+ KMnO4CH3CH2COOH +CO2+H2O
解:a 为:CH
3CH
2
CHClCH2Cl b 为:CH3CH2CH=CH2
12、某烯烃得分子式为C
5H
10
,它有四种异构体,经臭氧化还原水解后A与B分
别得到少一个碳原子得醛与酮,C与D反应后都得到乙醛,C还得到丙醛,而D 则得到丙酮.试推导该烯烃得可能结构式。
答:A与B经臭氧化还原水解后分别得到少一个碳原子得醛与酮,说明A、B结构中得双键在边端,根据题意,
A为或B为
C反应后得到乙醛与丙醛,说明C为
D得到乙醛与丙酮,说明D为:
该烯烃可能得结构为或
15、试用生成碳正离子得难易解释下列反应。
———--
解:碳正离子得稳定性次序就是:三级> 二级> 一级
烯烃C=C双键与H+在不同得碳上加成后,可以两个不同得碳正离子,本例中分别生成了一个三级碳正离子与一个二级碳正离子,由于三级碳正离子比二级碳正离子更稳定,所以反应优先按形成三级碳正离子得方向进行,随后再与反应体系中得Cl-结合形成预期得符合马氏规则得产物为主,。
16、把下列碳离子稳定性得大小排列成序.
解:稳定性从大到小得次序为:(1) 〉(4)>(3)〉(2)
21、用指定得原料制备下列化合物,试剂可以任选(要求:常用试剂)。(1)由2—溴丙烷制1—溴丙烷
CH3CHCH3
Br KOH
ROH
CH3CH=CH2
HBr
CH3CH2CH2Br
(3) 从丙醇制1,2-二溴丙烷
CH3CH2CH2OH24CH3CH=CH2Br2
CH3CHCH2Br
4
Br
(5)由丙烯制备1,2,3-三氯丙烷
CH3CH=CH22
500o C CH2CH=CH2
Cl2
CH2CHCH2Cl
4
Cl
Cl Cl
第四章习题解答
2、(1)(CH3)3CC≡CCH2C(CH3)3 2,2,6,6-四甲基-3-庚炔(3)HC≡C-C≡C—CH=CH2 1—己烯-3,5—二炔
(5) (2E,4Z)-3-叔丁基—2,4-己二烯
3、写出下列化合物得构造式与键线式,并用系统命名法命名。
(1)丙烯基乙炔3-戊烯-1—炔
(4)异丙基仲丁基乙炔2,5—二甲基-3-庚炔
4、写出下列化合物得构造式,并用系统命名法命名之。
(1)5-ethyl-2-methyl-3—heptyne 2-甲基-5-乙基-3—庚炔(3)(2E,4E)-hexadiene(2E,4E)—己二烯
8、写出下列反应得产物。
(1)
(2)
(7)
9、用化学方法区别下列各化合物。
(1)2—甲基丁烷、3-甲基—1-丁炔、3-甲基-1-丁烯
14、从乙炔出发,合成下列化合物,其她试剂可以任选。(1)氯乙烯
(4)1-戊炔
HC CH+ NaNH2CNa CH3CH2CH2Br
CH3CH2CH2C CH
(6) 顺-2-丁烯
HC CH +2 NaNH NaC CNa
2CH 3Br
CH 3C
CCH 3
2
3 C=C
H CH 3
H
H 3C
16、以丙炔为原料合成下列化合物 (2) C H3CH 2CH 2CH 2OH
CH 3C
CH
2
Pd-CaCO 3,喹啉
CH 3CH=CH 2
2622CH 3CH 2CH 2OH
(4) 正己烷
CH 3C CH + NaNH 2
CH 3C CNa
CH 3CH 2CH 2Br
CH 3CH 2CH 2C CCH 3
2CH 3CH 2CH 2CH 2
CH 2CH 3
19、写出下列反应中“?”得化合物得构造式 (2)
(3)(炔烃得酸
性比水弱)
(5)
(
6
)
第五章
2、写出顺-1-甲基-4-异丙基环己烷得稳定构象式。
CH 3H
H
CH(CH 3)2
3)2H H
H 3C
稳定构象
4、写出下列得构造式(用键线式表示).
(1)1,3,5,7-四甲基环辛四烯 (3) 螺[5,5]十一烷
5、命名下列化合物
(1)反—1-甲基—3乙基环戊烷 (2)反—1,3—二甲基-环己烷 (3)2,6-二甲基二环[2,2,2]辛烷 01(4)1,5—二甲基—螺[4,3]辛烷
6、完成下列反应式。 (2) (3)
(4)
(6)
(7)
(10)
(11)
8、化合物物A分子式为C4H8,它能就是溴溶液褪色,但不能使烯得高锰酸钾溶液褪色。1mol(A)与1molHBr作用生成(B),(B)也可以从(A)得同分异构体(C)与HBr作用得到。化合物物(C)能使溴溶液褪色,也能使烯得高锰酸钾溶液褪色。试推论化合物(A)、(B)、(C)得构造式,并写出各步得反应式。
答:根据化合物得分子式,判定A就是烯烃或单环烷烃
9、写出下列化合物最稳定得构象式。
(1)反-1—甲基—3-异丙基环己烷
(2)顺-1—氯-2-溴环己烷
第六章对映异构
2、判断下列化合物哪些具有手性碳原子(用*表示手性碳原子)。哪些没有手性碳原子但有手性。
(1)BrCH2-C*HDCH2Cl 有手性碳原子
(3)有手性碳原子
(8)无手性碳原子,无手性
(10)没有手性碳原子,但有手性
5、指出下列构型式就是R或S。
6、画出下列化合物所有可能得光学异构体得构型式,标明成对得对映体与内消旋体,以R、S标定它们得构型。
(2)CH3CHBrCHOHCH3
(5)
7、写出下列各化合物得费歇尔投影式。
(4)(8)
8、用费歇尔投影式画出下列各化合物得构型式。
(2)(3)
2-氯-(4S)-4—溴—(E)-2-戊烯内消旋-3,4—二硝基己烷
12、下列化各对化合物哪些属于对映体、非对映体、顺反异构体、构造对映体或同一化合物?
(1)属于非对映体(2)属于非对映体(3)属于非对映体
(4)属于对映体(5)顺反异构体(6)属于非对映体(7)同一化合物(8)构造异构体
16、完成下列反应式,产物以构型式表示。
17、有一光学活性化合物A(C6H10),能与AgNO3/NH3溶液作用生成白色沉淀
B(C6H9Ag)。将A催化加氢生成C(C6H14),C没有旋光性。试写出B、C得
构造式与A得对映异构体得投影式,并用R、S命名法命名A。
答:根据题意,A就是末端炔烃,且其中含有手性碳,因而推测A得结构为
AB C
(S)—3—甲基-1—戊炔(R)-3-甲基-1—戊炔
H12,有光学活性。A用铂催化加氢得到B(C8H18、化合物A得分子式为C
8
),无光学活性,用Lindlar催化剂小心氢化得到C(C8H14)。有光学活性。A 18
与钠在液氨中反应得到D(C8H14),无光学活性。试推断A、B、C、D得结构。
答:根据题意与分子组成,分析A分子中含炔与烯,又由于其有光学活性,说明其中含有手性碳,推断A、B、C、D得结构如下:
A、有光学活性
B、无光学活性
C、有光学活性D、无光学活性
注意:Lindlar催化剂氢化炔,得到顺式烯烃,炔在钠得液氨中反应得到反式烯烃。
第七章答案
2、写出下列化合物得构造式。
(1)2-硝基-3,5-二溴甲苯(4)三苯甲烷(8)间溴苯乙烯
(11)8—氯—1-萘磺酸(12)(E)-1-苯基—2-丁烯
3、写出下列化合物得构造式。
(1)2—nitrobenzoic acid(2-硝基苯甲酸) (3)o-dibromobenzene(邻-二溴苯)
(6)3-cloro-1-ethoxybenzene (7)2-methyl—3-phenyl—1-nutanol
2—甲基—3—苯基-1—丁醇
3—氯—1—苯乙醚
(8)p—chlorobenzenesulfonic acid(12)tert—butylbenzene (14)3-phenylcyclohexanol
对—氯苯磺酸叔丁基苯3-苯环己醇
(15)2—phenyl-2—butene
2—苯—2-丁烯
5、写出下列反应得反应物构造式。
C8H104溶液HOOC COOH
(2)
(3)
C9H12CH
CH2CH3or CHCH3
2
3
6、完成下列反应:
(1)
+ ClCH2CH(CH3)CH2CH
3
AlCl3C
CH3
CH3
CH2CH3 2-甲基丁基碳正离子重排成更稳定得叔戊基碳正离子后再进攻苯环,生成叔戊基苯。
8、试解释下列傅-克反应得实验事实。
(1)
3
+ CH3CH2CH2Cl
CH2CH2CH3
+ HCl
产率极差
11、试比较下列各组化合物进行硝化反应得难易。
(1)苯、1,2,3-三甲苯、甲苯、间二甲苯
硝化反应从易到难得顺序为:1,2,3-三甲苯、间二甲苯、甲苯、苯(3)对苯二甲酸、对甲苯甲酸、苯甲酸、甲苯
硝化反应从易到难得顺序为:甲苯、对甲苯甲酸、、苯甲酸、对苯二甲酸12、以甲苯为原料合成下列化合物。请提供合理得合成路线.
13、某芳烃分子式为C9H10,用重铬酸钾得硫酸溶液氧化后得一种二元酸,将原来得芳烃进行硝化所得得一元硝基化合物主要有两种,问该芳烃得可能构造式如何?并写出各步反应.
答:根据题意,该化合物就是一个二元取代物,其结构有邻、间、对三种,又因为芳烃进行硝化所得得一元硝基化合物主要有两种,所以该芳烃得可能构造式为对位结构,即:
反应式为:
15、比较下列碳正离子得稳定性。
17、解释下列事实。
(2)用重铬酸钾得酸性溶液作氧化剂,使甲苯氧化成苯甲酸,反应产率差,而将对硝基甲苯氧化成对硝基苯甲酸,反应产率好。
答:因为甲基就是第一类定位基,使苯环得活性增强,重铬酸钾在酸性溶液中有强氧化作用,使苯环发生氧化开环。对硝基甲苯中得硝基有使苯环致钝得作用,与甲基得作用相互抵消,因而氧化成对硝基苯甲酸得反应产率好. 19、下列化合物或离子哪些具有芳香性,为什么?
(2) 有6个π电子,符合4n+2得结构特点,具有芳香性 (3) 有6个π电子,符合4n+2得结构特点,具有芳香性 (6) 有2个π电子,符合4n+2得结构特点,具有芳香性
20、某烃类化合物A,分子式为C 9H 8,能使溴得CC l4溶液褪色,在温与条件下就能与1mol 得H 2加成生成B (分子式为C 9H 10);在高温高压下,A 能与4mol 得H 2加成;剧烈条件下氧化A ,可得到一个邻位得二元芳香羧酸。试推测A 可能得结构.
解:根据A 得分子式,推断A含有一个芳环,又A 氧化后可得到一个邻位得二元芳香羧酸,说明A 得结构中具有二个邻位取代基。
又A 能使溴得CCl 4溶液褪色,说明其中含有一个碳—碳三键或两个碳-碳双键。因为在温与条件下就能与1mol 得H2加成生成B (分子式为C 9H 10),说明A得结构中含碳-碳三键,推测A 得结构为:
第八章 现代物理实验方法在
有机化学中得应用
1、指出下列化合物能量最低得电子跃迁得类型.
π→π* n →σ* n →π*
CH 3CH 2CH
CH 2
(1)(2)CH 3CH 2CH(OH)CH 3(3)CH 3CH 2COCH 3
(5)(4)CH 3CH 2OCH 2CH 3
CH 2
CH CH O
n →σ* n →π* 2、按紫外吸收波长长短得顺序,排列下列各组化合物。
(1)(2)(3)(4)
CH CH CH CH 2
CH 3
O
CH 3
O
O CH 2CH CH CH 2CH 2CH 2
CH 3Cl CH
3I CH 3Br NO 2
Cl
⑸ 反—1,2—二苯乙烯 顺-1,2—二苯乙烯
解: 以环己酮为基准,添加共轭双键即增加助色基都使 UV 吸收产生红移。
以乙烯为基准,添加共轭双键即增加助色基都使
UV 吸收产生红移。 杂原子得原子半径增大,化合物得电离能降低,吸收带波长红移,n →σ*。 以苯环为基准,硝基苯增加π-π共轭,氯苯增加p-π共轭,UV 吸收红移。
(5) 反-1,2—二苯乙烯> 顺—1,2-二苯乙烯
反式异构体得共轭程度比顺式异构体更大。
3、指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带。 σ→σ* 跃迁,在近紫外区无吸收; n→σ* 跃迁,在近紫外区无吸收 π→π* 非共轭跃迁,在近紫外区无吸收; n →π* 跃迁,在近紫外区有弱吸收 n →π* 跃迁,在近紫外区有弱吸收; π→π* 共轭跃迁,在近紫外区有强吸收
4、图8-34与图8-35分别就是乙酸乙酯与1—己烯得红外光谱图,试识别各图得主要吸收峰。
解: 图8-34,乙酸乙酯,图中2980cm —1为饱与C -H键伸缩振动吸收峰;1742cm —1为酯羰基C=O 双键伸缩振动吸收峰,因烷氧基得吸电子性而向高波数位移;1374cm —1为饱与CH 3弯曲振动吸收
峰;1240cm -1为C—O -C 键不对称伸缩振动吸收峰;1047cm-1
为C-O -C 键对称伸缩振动吸收峰.
图 8—35,1-己烯,图中3070cm-1为不饱与C=C-H键伸缩振动吸收峰;2960~2866cm -1为饱与C -H 键得伸缩振动吸收峰;1641cm —1为C=C键伸缩振动吸收峰;1460cm —1为CH 3得不对称弯曲振动特征吸收峰;1374cm -1为饱与CH 3对称弯曲振动吸收峰;910cm -1为R -CH=C H2型烯烃得面外弯曲振动特征吸收峰.
(1)(2)(3)
(4)CH CH CH CH 2CH 3O
CH 3
O O CH 2CH CH CH 2CH 2CH 2CH 3Cl CH 3I CH 3Br NO 2Cl >>>>>
>>>(1)(2)(3)(5)(4)CH 2CH CH CHCH 3
CH 3CH 2CH(CH 3)2CH 3CH 2OCH(CH 3)2CH 3CH 2C CH
CH 3COCH 2CH 3CH 2C O (6)
5、指出如何应用红外光谱来区分下列各对称异构体:
(4)(5)
(1)(2)
(3)CH 3CH CHCHO 和CH 3C CCH 2OH C C
H Ph Ph H
C C
Ph H Ph H
和
和和和
COCH 3CH 2
C COCH 3C C C
Ph Ph
CN CN
C C N Ph Ph
CH CH 2
解:
(1)前者在1705~1685 cm —1间有一强吸收,而后者无此吸收;
后者在2820~2720 cm —1间有一中强吸收,而前者无此吸收; 后者在3300 c m-1以上有一强吸收,而前者没有此吸收. (2)两者在1680~1620 cm —1间有一中强吸收,但前者得强度比后
得更大,前者得波数比后者更小;前者在980~965 cm —1间有一强特征吸收,
而后者无此吸收;后者在730~650 cm —1间有一强特征吸收,而前者没有此吸收。
(3)两者在1600~1750 cm -1间都有C =O 羰基强特征吸收,但相对
来说,前者因π—π共轭得存在,其羰基吸收波数更低且强度更大.
(4)前者在1950 cm —1左右有一吸收峰,而后者无此吸收;
后者在1650 cm -1左右有一吸收峰,而前者无此吸收。
(5)后者在910c m—1为R—CH=CH 2型烯烃得面外弯曲振动特征吸收峰,
而前者无此吸收。
6、化合物E,分子式为C8H 6,可使Br /CCl 4溶液褪色,用硝酸银氨溶液处理,有白色沉淀生成;E 得红外光谱如图8-36所示,E 得结构就是什么? 解:苯乙炔
分子式C 8H6,不饱与度为6,显然含有苯环(一个苯环得不饱与度为4);可使溴-四氯化碳溶液褪色表明环上侧链还含有重键C =C 或C ≡C ;用硝酸银氨溶液处理有白色沉淀生成,说明含有≡C —H ;至此,E 得结构已经确定.无需用到IR 光谱,但I R 光谱可进一步验证前面推测得正确性.
IR 中,3300 cm -1处吸收为≡C—H 伸缩振动所致;1600~1500 cm -1处吸收为苯环伸缩振动所致;691 cm -1与756 cm —1处一起为单取代苯环得特征弯曲振动吸收;2110 cm -1处为C ≡C 伸缩振动所致,很弱。
7、试解释如下现象:乙醇以及乙二醇四氯化碳溶液得红外光谱在3350 c m—1处都有有一个宽得O -H 吸收带,当用CCl 4稀释这两种醇溶液时,乙二醇光谱得这个吸收带不变,而乙醇光谱得这个带被在3600 cm—1一个尖峰代替。
解:3350 cm —1处都有一个宽峰就是由于得O-H 以氢键缔合形式所引起得。其中乙醇就是分子间氢键缔合,当溶液稀释后氢键不能存在,3600 c m—1得一个尖峰就就是游离O -H 所致;而乙二醇就是分子内氢键缔合,溶液稀释后氢键仍然存在,故吸收带位置与形状不变。 8、预计下列每个化合物将有几个核磁共振信号?
(6)(8)(7)(4)(5)(1)(2)(3)CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CH CH 2
O
CH 3CH CH 2反-2-丁烯1,2-二溴丙烷
CH 2BrCl CH 3CO 2CH(CH 3)22-氯丁烷
解:(1)2个 (2)4个(有顺反异构) (3)4个(有顺反异构)
(4)2个 (5)4个(考虑手性碳因素) (6)1个 (7)3个 (8)5个(考虑手性碳因素)
9、定出具有下列分子式但仅有一个核磁共振信号得化合物结构式。
(1) C 5H 12 (2)C 3H 6 (3) C 2H6O (4) C 3H4
(5) C2H 4B r2 (6)C 4H 6 (7) C 8H 18 (8)C3H 6Br 2 解:
(6)(8)(7)(4)(5)(1)(2)
(3)C(CH
3)4CH 3OCH 3
CH 2
C CH 2
CH 2
CH 2Br
CH 3C CCH 3(CH 3)3CC(CH 3)3CH 3CCH 3
Br
Br
10、二甲基环丙烷有三个异构体,分别给出2,3与4个核磁共振信号,试画出这三个异构体得构型式。 解:
2组信号 3组信号 4组信号 11、按化学位移δ值得大小,将下列每个化合物得核磁共振信号排列成序。