(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