有机化学_高等教育出版社_高鸿宾_第四版_课后习题答案(4)

2019-06-11 16:23

CH)CHCHCH=CH(CH)CHCHCHCHOH322232222 解:(-(2) HO , OH22(1) BH26(十五) 完成下列转变(不限一步):

HCH=CHCHCHCHBr32322(1) C

HCH=CHCHCHCHBr 32H322解:CO22HCHCHCHOH(2) C3222CHCHCClCH323

BrBrHSO224 解:CCHCHCH=CHHCHCHCHOHCHCHCHCHBr3223222322?CCl4HBrBrClClHBr

NaOHCHOH25CHCHCH=CH322CHCHCCH 323Br(3) (CH)CHCHBrCH323解:

(CH)CHCHBrCH323 (CH)CCHBrCH323OHNaOHCHOH25(CH)C=CHCH323Br + HO22(CH)CCHBrCH323OH

HCHCHCl322(4) CHCHCHCl322解:CNaOHCHCClCH 323CHOH25HCClCHCHCCHC3233

2HCl(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

HSOHO242 解:CHCHCH=CHCHCHCHCHCHCHCHCH322323?323OSOOH2OH(2) 由1-己烯合成1-己醇

HCHCHCHCH=CHCHCHCHCHCHCHOH 32222解:C322222-(2) HO ,OH22(1) BH26CH3HC=CH(3) C32CH3CH3ClCHCCH 22OCH3CH3O2CHBr25HC=CH解:C32Cl(1mol)2500 CoClCHC=CH22CHCOH33ClCHCCH 22(4) 由乙炔合成3-己炔

CCHNaCCNa解:HNH(l)32NaCHCHCCCHCH3223

OH(5) 由1-己炔合成正己醛

HCHCHCHCCH 解:C3222-CHCHCHCHCH=CH3222(2) HO ,OH22(1) BH26CH(CH)CHCHO3232

(6) 由乙炔和丙炔合成丙基乙烯基醚

HCCHCHCHCH332解:CP-2H2(1) BH26322-(2) HO , OH22CHCHCHOH

HCCHCHCHCHOCH=CH 3222KOH ,?(十七) 解释下列事实:

(1) 1-丁炔、1-丁烯、丁烷的偶极矩依次减小,为什么?

解:电负性:Csp>Csp2>Csp3

CH键的极性:CH >CH>CH分子的极性:1-丁炔>1-丁烯>丁烷(即:1-丁炔、1-丁烯、丁烷的偶极矩依次减小) (2) 普通烯烃的顺式和反式异构体的能量差为4.18kJ?mol-1,但4,4-二甲基-2-戊烯顺式和反式的能量差为15.9 kJ?mol-1,为什么?

CH3CH3CH3CHCH3CCH3CHCH3CCH3CHCCH3解:

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) 乙炔中的CH键比相应乙烯、乙烷中的CH键键能增大、键长缩短,但酸性却增强了,为什么?

解:炔烃分子中的叁键碳采取sp杂化。与sp、sp杂化碳相比,sp杂化s成分更多,电子云离核更近,受核的束缚更强,电负性更大。

由于sp杂化碳的电子云离核更近,使乙炔中的CH键键能增大、键长缩短;

spH由于sp杂化碳的电负性更大,使C中的电子云更偏向碳原子一边,导致乙炔分

+

子中氢原子更容易以H的形式掉下来,酸性增强。

(4) 炔烃不但可以加一分子卤素,而且可以加两分子卤素,但却比烯烃加卤素困难,反应速率也小,为什么?

解:烯烃、炔烃与卤素的加成反应是亲电加成,不饱和键上的电子云密度越大,越有利于亲电加成。

由于炔烃中的叁键碳采取sp杂化,电负性较大。所以,炔烃与卤素加成时,比烯烃加卤素困难,反应速率也小于烯烃。

2

3

(5) 与亲电试剂Br2、Cl2、HCl的加成反应,烯烃比炔烃活泼。然而当炔烃用这些试剂处理时,反应却很容易停止在烯烃阶段,生成卤代烯烃,需要更强烈的条件才能进行第二步加成。这是否相互矛盾,为什么?

解:不矛盾。

烯烃与Br2、Cl2、HCl的加成反应都是亲电加成。由于双键碳的电负性小于叁键碳,导致双键上的π电子受核的束缚程度更小,流动性更大,更有利于亲电加成反应。所以,与亲电试剂Br2、Cl2、HCl的加成反应,烯烃比炔烃活泼

而Cl、Br都是吸电子基,它们的引入,导致双键上电子云密度降低,不利于亲电加成反应的进行。所以,当炔烃用亲电试剂Br2、Cl2、HCl处理时,反应却很容易停止在烯烃阶段,生成卤代烯烃,需要更强烈的条件才能进行第二步加成

(6) 在硝酸钠的水溶液中,溴对乙烯的加成,不仅生成1,2-二溴乙烷,而且还产生硝酸-β-溴代乙酯(BrCH2CH2ONO2),怎样解释这样的反应结果?试写出各步反应式。 解:溴与乙烯的加成是亲电加成反应,首先生成活性中间体——环状溴翁正离子。后者可与硝酸根负离子结合得到硝酸-β-溴代乙酯(BrCH2CH2ONO2):

O + ONOHONO + HOH3222

-Br +-CHBrCHBr22CH=CH + Br222CHH2C2Br-ONO2CHBrCHONO222

H)3CCHCH33(7) (CH3)3CCH=CH2在酸催化下加水,不仅生成产物(C (A),而且生成

OH(CH)CCH(CH)CH)CCHCHOH32323322 (B),但不生成( (C)。 试解释为什么。

OH解:该实验现象与烯烃酸催化下的水合反应机理有关:

(CH)CCH=CH332+H(CH)CCHCH333( I )甲基迁移(CH)CCHCH323CH3( II )

(2°C+) (3°C+)

( I )HO2+- H(CH)CCHCHA)333(OHOH

( II )HO2+- H

B)(CH)CCHCH323(CH3

++

(1C),能量高,不稳定,因此产物(C)不易生成。 与(C)相关的C为(°CH)CCHCH3322(8) 丙烯聚合反应,无论是酸催化还是自由基引发聚合,都是按头尾相接的方式,生成甲基交替排列的整齐聚合物,为什么?

解:以自由基聚合为例。若按头尾相接的方式,生成甲基交替排列的整齐聚合物,则与之相关的自由基都是二级自由基:

RCH=CHCH232RCHCH2CH=CHCH3RCHCHCHCH22CHCH33

CH3二级自由基 二级自

由基

CH=CHCH23RCHCHCHCHCHCH222CHCHCH333CH=CHCH23... ...

二级自由基

头尾相接、甲基交替排列的整齐聚合物

反之,则会生成稳定性较差的一级自由基:

RCH=CHCH232RCHCH2CH=CHCH23CH=CHCH3CH3CH3RCHCHCHCH22CH3

二级自由基 一级自

由基

丙烯在酸催化下进行聚合反应,其活性中间体为碳正离子,其稳定性顺序同样为:

三级>二级>一级碳正离子。 (十八) 化合物(A)的分子式为C4H8,它能使溴溶液褪色,但不能使稀的高锰酸钾溶液褪色。1 mol (A)与1mol HBr作用生成(B),(B)也可以从(A)的同分异构体(C)与HBr作用得到。(C)能使溴溶液褪色,也能使稀和酸性高锰酸钾溶液褪色。试推测(A)、(B)和(C)的构造式。并写出各步反应式。 解:(A)

CH3 (B)

BrCH3CH2CHCH3

HCHCH=CHHCH=CHCH32233(C) C 或 C

反应式略。

(十九) 分子式为C4H6的三个异构体(A)、(B)、(C),可以发生如下的化学反应: (1) 三个异构体都能与溴反应,但在常温下对等物质的量的试样,与(B)和(C)反应的溴量是(A)的2 倍;

(2) 三者都能HCl发生反应,而(B)和(C)在Hg2+催化下与HCl作用得到的是同一产物;

(3) (B) 和(C)能迅速地与含HgSO4的硫酸溶液作用,得到分子式为C4H8O的化合物; (4) (B)能与硝酸银的溶液反应生成白色沉淀。

试写出化合物(A)、(B)和(C)的构造式,并写出有关的反应式。 解:(A)

HCHCCHHCCCH3233 (B) C (C) C有关的反应式略。

(二十) 某化合物(A)的分子式为C7H14,经酸性高锰酸钾溶液氧化后生成两个化合物(B)和(C)。(A)经臭氧化而后还原水解也得相同产物(B)和(C)。试写出(A)的构造式。 解:

CH3A)(CH)C=CCHCH3223(CH3(A)(1) O3(2) HO , Zn2+H

(CH)C=CCHCH3223KMnO4OOOCHCCH + CHCCHCH33323O

CHCCH + CHCCHCH33323(二十一) 卤代烃C5H11Br(A)与氢氧化钠的乙醇溶液作用,生成分子式为C5H10的化合物(B)。(B)用高锰酸钾的酸性水溶液氧化可得到一个酮(C)和一个羧酸(D)。而(B)与溴化氢作用得到的产物是(A)的异构体(E)。试写出(A)、(B)、(C)、(D)和(E)的构造式及各步反应式。 解:

CH3Br(A)CH3CH3CH3Br(E)CHCHCHCHCHCHCHHC=CHCHHC=OCHCOOH3C2333C33C33(B)(C)(D)各步反应式:


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