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有机化学第九章醇、酚、醚习题答案

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第9章 醇、酚、醚

9-1 命名下列化合物。

OHOCCH(1)CH3CH(2)OOOHOO(3)OHHOH(4)H3COCH3(5)CH2OH(6)PhCHCH2CH2CH3OHO(7)PhOCH2CH=CH2(8)H3COOOCH3(9)O2SCH2CH3(10)CH3(CH2)10CH2SH(11)CH3SCH2CH3(12)

(1)3-丁炔-2-醇; (2)15-冠-5; (3)(1R)-5-甲基-2-异丙基环已醇;

(4)3-甲基-5-甲氧基苯酚; (5)3-羟甲基苯酚; (6)1-苯基-1-丁醇;

(7)苯基烯丙基醚; (8)4,4’-二甲氧基二苯醚; (9)1,2-环氧丁烷;

(10)正十二硫醇; (11)甲乙硫醚; (12)二苯砜。

9-2 完成下列反应

1

C6H5SOCl2C6H5ClH3CC2H5(SNi反应,构型保持)(1)OHH3CC2H5SOCl2,NHOC6H5CH3C2H5(SN2反应,构型翻转)

OHCH3(2)HPBr3HCH3HH2SO4△HBr(SN2反应,构型翻转)(3)(4)(CH3)3CCH2OHOHCH3HOO(CH3)2C=CHCH3(E1反应,碳架发生重排)OHNCH3OCrO3,(弱氧化剂不能氧化叔醇和双键)(5)(1) CH3MgI(2) H3OOH(SN2反应,进攻位阻较小的碳原子)

(6)HCO3HH2O / HHOHOHOHHOH+HH(中间产物为环氧化物,亲核试剂进攻两碳原子的几率相等)

H2SO4O(频哪醇重排)(7)OHOHHIO4OOHOCCH3AlCl3165℃OO(邻二醇氧化)OHOCCH3(8)+CH3COCl(Fries重排,热力学控制产物)

2

OHO(9)OH*(1) NaOH(2) ClCH2Ch2Cl2(亲核取代反应)OOHCH3OCH2CH=CHCH2CH3H3C(10)H3CCH3△(发生两次Claisen重排)*CH2CH=CHCH2CH3CHO(11)OHCHCl3/NaOHH2OOH+OHCOH(Reimer-Tiemann反应)

(12)(13)CH3CH2CHCH2CH3OCH3HBrO+HBr△CH3CH2CHCH2CH3OHBr+CH3Br(SN2反应)HOOH(SN1反应)(CH3)2CHCH2CH2CH2SVH2CH3(SN2反应)HOHHOH(14)(15)C2H5SHH+(CH3)2CHCH2CH2CH2BrCl(1) OH(2) H2OHOH+HOHHOH

9-3 将下列各组组化合物按酸性由强至弱排列成序。

OHOHOHOHNO2OH(1)A.B.NO2OHC.D.NO2NO2OHE.CH3OHOCH3OH(2)A.B.C.OCH3OCH3D.

(1)D>B>C>A>E; (2)B>A>D>C。

9-4 将下列化合物按分子内脱水反应的相对活性排列成序。

3

OHOH(1)A.(2)A.CH3CH2CH2OHB.CHCH3OHC.C.(CH3)2CHOHB.CH2=CHCHCH3OH

(1)B>A>C; (2))B>A>C。

9-5 将下列各组化合物按与氢溴酸反应的相对活性排列成序。

(1)A.(2)A.CH2OHCH2OHB.H3CB.CH2OHC.O2NC.CH2OHCHOHCH3CH2CH2OH

(1)B>A>C; (2))B>A>C(从中间体碳正离子稳定性考虑)。

9-6 试写出除去下列化合物中少量杂质的方法和原理。

(1)C2H5OH中含有少量H2O;(2)(C2H5)2O中含有少量H2O和C2H5OH;

(3)C2H5Br中含有少量C2H5OH;(4)n-C6H14中含有少量(C2H5)2O。

(1)加Mg,加热回流,蒸出乙醇;

(2)先加CaCl2除大部分水和乙醇,再加入钠,蒸出乙醚;

(3)用H2SO4洗涤,分液,蒸出C2H5Br。醇可H2SO4与形成烊盐并溶于H2SO4中。

4

(4)用H2SO4洗涤,分液,蒸出n-C6H14。

9-7用化学方法鉴别下列各组化合物。

B.CH3CH2CHCH3OH(1)A.(2)A.CH3CH2CH2CH2OHOHC.(CH3)3COHD.(CH3)3CBrB.CH2=CHCH2BrF.n-C4H10C.CH3CHCH2OHOHE.CH3CH2OCH2CH3

(1)试剂浓HCl/ZnCl2AB片刻混浊C片刻混浊

D(2)试剂FeCl3Br2/CCl4(1)HIO4,(2)AgNO3AgNO3/C2H5OHA(蓝紫色)+B+(褪色)CEF+( )+( )浓H2SO4溶

9-8 完成下列转化。

(1)CH2BrCH2CHOCH2

OCH2BrH+Mg醚CH2MgBrCH2CH=CH2(1)(2) H3OCH3CO3HCH2CH2CH2OHCH2CHOCH2H2Lindlar△方法之二CH2BrCH3CO3HNaCCHNH3 (l)CH2CHOCH2CH2CCHCH2CH=CH2

5

OHOHCH3CHCH=CH2(2)CH3CH3

ONaOCH2CH=CHCH3CH3CH=CHCH2Cl△CH3OHCH3CHCH=CH2CH3OHNaOHCH3CH3

(3)OHCOOH

Mg(1)CO2OH方法之二:PBr3Br醚NaCNMgBrCOOH(2) H3O H3O△CN

卤代烃与NaCN反应,虽然能制备目标产物,但不是理想的合成路线,因为NaCN是剧毒物。

OHOHClCl(4)

OH浓H2SO4△SO3HSO3HOHCl2 / FeOHClCl H3OClOHCl

(5)OOO

6

O+ClONaClNaOOO+NaCl

9-9 用适当的原料合成下列化合物。

(1)CH3CH2CH2OCH(CH3)2OCH2CH2OH(3)H3CH2C(2)(4)CH3CH2OCH=CH2(CH3)3CCHOCH(CH3)2CH3

(1)(2)(CH3)2CHONaCH3CH2OH+CH3CH2CH2Br△CH3CH2CH2OCH(CH3)2H2SO4△OC2H5醚BrMgBrCH3CH2OCH=CH2(1)+OOC2H5CH3CH2OCH2CH2OHOC2H5MgONaOCH2CH3O(3)C2H5BrBr2 / Fe(2) H3OCH2CH2OH

(4)(CH3)3CCH=CH2+(CH3)2CHOH(1) Hg(OOCCF3)2(2) NaBH4(CH3)3CCHOCH(CH3)2CH3

该反应生成醚可避免消除重排等副反应,但所用试剂毒性较大。

9-10 化合物A是一种性引诱剂,请给出它的系统命名法的名称,并选择适当原料合成化合物A。

HOHA

A的名称:(7R,8S)-2-甲基-7,8-环氧十八烷。

7

HBrROORBrMg(C2H5)2OMgBrPBr3OHNaNH2Br(1) B2H6(2) H2O, OH-CHCNaBrCNaCH3(CH2)8CH2BrHH2Lindlar cat.HCH3CO3HA(±)

9-11 推测下列反应的机理,并用弯箭头表示出电子转移方向。

HOCH=CH2HBrO(1)CH3

HOCH=CH2H+HOCH2-CH3OH重排CH3OH+CH3CH3OH

CH2OH(2)H+△+

CH2OHH+CH2OH2-H2OCH2重排△H++

8

PhOH(3)CH3OHH+OCH3PhPh(±)+H3CO(±)

OHPhH+OH2PhHOCH3-H2O△PhPhH3CHOPh(±)PhH3COCH3OHH+Ph(±)+OCH3Ph(±)+(±)

(4)H2SO4OH0℃

H+OHH+HOH2H2O

OH+OH(5)

OH+OHHOHH+OHOH重排

9

I(6)(CH3)2CC(CH3)2OHAg+O(CH3)3CCCH3

CH3CH3重排(CH3)2CCOHCH3CH3I(CH3)2CCH3COHCH3CH3COHCH3H+Ag+AgI(CH3)2CCOHCH3OC(CH3)2C(CH3)3C

9-12 推断A、B、C的构造式。(利用酚的性质,烯烃的氧化,Claisen重排)

各化合物之间的关系如下:

A(C10H12O)200℃B(C10H12O)FeCl3(1)NaOH,(2)CH3BrC(1) KMnO4, OH-(2) H3O(1)O3, (2)Zn, H2OHCHO化合物溶于NaOH(1)O3, (2)Zn, H2OCH3CHOCOOHOCH3

化合物B的信息较多,是解题的关键。

HCOCH=CH2OHCH2CH=CHCH3OCH3CH2CH=CHCH3CH3ABC

9-13 推断A的构造式,并标明质子的化学位移及红外吸收的归属。(利用酚的性质、IR谱和1H NMR谱)

10

化合物A的不饱和度为4,可能含有苯环;A能溶于NaOH溶液,但不溶于NaHCO3溶液,可能为酚;结合IR谱数据可知,A为对位二取代(830cm-1有吸收峰)酚类。再结合1H NMR数据可推测A可能的构造式为:

(H3C)3COHδ:1.3(9H,s)7.0(4H,m)4.9(1H,s)

IR:3 250cm-1为νO—H 伸缩振动吸收峰;830cm-1为νAr—H (面外)弯曲振动吸收峰。

9-14 推测化合物构造式。(醇的亲核取代反应,消去反应,烯烃的氧化反应、水解反应)

CH3OHCH3CH3HOA.CH3OHB.CH3C.HOCH3

9-15 为什么RX、ROH、R—O—R都能发生亲核取代反应?试说明它们发生亲核取代反应的异同点。

自己归纳总结。(抓住结构与性质的关系,亲核取代反应)

9-16 说明烯丙基卤与烯丙基醇,苄卤与苄醇的取代反应有何异同。

自己归纳总结。(抓住结构与性质的关系)

11

9-17 试说明HI分解醚的反应是如何按SN2或SN1机理进行的,为什么HI比HBr更好?

醚有弱碱性,与HX生成烊盐,加大了C—O键的极性,C上正电荷更高,X- 对其进行亲核进攻,醚键断裂,发生了SN2反应;如果是叔丁基醚,由于叔丁基碳正离子较稳定,反应以SN1机理进行。

HI比HBr更好,因为前者酸性较强,有利于生成烊盐,且亲核性I->Br-

9-18 为什么醚蒸馏前必须检验是否有过氧化物存在?(RCH2)2O和(R2CH)2O哪个更容易生成过氧化物?

久置的醚中可含有过氧化物。在蒸馏乙醚时,其中含有的过氧化物因乙醚的蒸出而浓度逐渐增大,受热时会发生爆炸。因此,蒸馏醚前必须检验是否有过氧化物存在。可用KI淀粉试纸进行检验,如果试纸变蓝,则表示有过氧化物,则可以向醚中加入5%FeSO4溶液,经充分搅拌,可以破坏其过氧化物。醚的过氧化物的形成是自由反应,(R2CH)2O比(RCH2)2O更容易形成过氧化物。

9-19 说明实验现象。(反应介质对SN2、SN1机理的影响)

无水HI醚(CH3)3COCH3HI水溶液CH3I+(CH3)3COHCH3OH+(CH3)3CI

在乙醚中,反应介质的极性较低,有利于SN2机理,亲核试剂I-进攻空间位阻小的甲基碳原子;在水溶液中,反应介质的极性很强,有利于SN1机理,生成较稳定的叔碳正离

12

子中间体。

8-20 试说明实验现象。(环醚在不同介质中开环反应机理及开环规律)

在酸性介质中,H+催化反应按SN1机理进行,生成较稳定的碳正离子。在碱性介质中,反应按SN2机理进行,亲核试剂进攻空间位阻小的碳原子。

13

第9章 醇、酚、醚

9-1 命名下列化合物。

OHOCCH(1)CH3CH(2)OOOHOO(3)OHHOH(4)H3COCH3(5)CH2OH(6)PhCHCH2CH2CH3OHO(7)PhOCH2CH=CH2(8)H3COOOCH3(9)O2SCH2CH3(10)CH3(CH2)10CH2SH(11)CH3SCH2CH3(12)

(1)3-丁炔-2-醇; (2)15-冠-5; (3)(1R)-5-甲基-2-异丙基环已醇;

(4)3-甲基-5-甲氧基苯酚; (5)3-羟甲基苯酚; (6)1-苯基-1-丁醇;

(7)苯基烯丙基醚; (8)4,4’-二甲氧基二苯醚; (9)1,2-环氧丁烷;

(10)正十二硫醇; (11)甲乙硫醚; (12)二苯砜。

9-2 完成下列反应

14

C6H5SOCl2C6H5ClH3CC2H5(SNi反应,构型保持)(1)OHH3CC2H5SOCl2,NHOC6H5CH3C2H5(SN2反应,构型翻转)

OHCH3(2)HPBr3HCH3HH2SO4△HBr(SN2反应,构型翻转)(3)(4)(CH3)3CCH2OHOHCH3HOO(CH3)2C=CHCH3(E1反应,碳架发生重排)OHNCH3OCrO3,(弱氧化剂不能氧化叔醇和双键)(5)(1) CH3MgI(2) H3OOH(SN2反应,进攻位阻较小的碳原子)

(6)HCO3HH2O / HHOHOHOHHOH+HH(中间产物为环氧化物,亲核试剂进攻两碳原子的几率相等)

H2SO4O(频哪醇重排)(7)OHOHHIO4OOHOCCH3AlCl3165℃OO(邻二醇氧化)OHOCCH3(8)+CH3COCl(Fries重排,热力学控制产物)

15

OHO(9)OH*(1) NaOH(2) ClCH2Ch2Cl2(亲核取代反应)OOHCH3OCH2CH=CHCH2CH3H3C(10)H3CCH3△(发生两次Claisen重排)*CH2CH=CHCH2CH3CHO(11)OHCHCl3/NaOHH2OOH+OHCOH(Reimer-Tiemann反应)

(12)(13)CH3CH2CHCH2CH3OCH3HBrO+HBr△CH3CH2CHCH2CH3OHBr+CH3Br(SN2反应)HOOH(SN1反应)(CH3)2CHCH2CH2CH2SVH2CH3(SN2反应)HOHHOH(14)(15)C2H5SHH+(CH3)2CHCH2CH2CH2BrCl(1) OH(2) H2OHOH+HOHHOH

9-3 将下列各组组化合物按酸性由强至弱排列成序。

OHOHOHOHNO2OH(1)A.B.NO2OHC.D.NO2NO2OHE.CH3OHOCH3OH(2)A.B.C.OCH3OCH3D.

(1)D>B>C>A>E; (2)B>A>D>C。

9-4 将下列化合物按分子内脱水反应的相对活性排列成序。

16

OHOH(1)A.(2)A.CH3CH2CH2OHB.CHCH3OHC.C.(CH3)2CHOHB.CH2=CHCHCH3OH

(1)B>A>C; (2)B>A>C。

9-5 将下列各组化合物按与氢溴酸反应的相对活性排列成序。

(1)A.(2)A.CH2OHCH2OHB.H3CB.CH2OHC.O2NC.CH2OHCHOHCH3CH2CH2OH

(1)B>A>C; (2))B>A>C(从中间体碳正离子稳定性考虑)。

9-6 试写出除去下列化合物中少量杂质的方法和原理。

(1)C2H5OH中含有少量H2O;(2)(C2H5)2O中含有少量H2O和C2H5OH;

(3)C2H5Br中含有少量C2H5OH;(4)n-C6H14中含有少量(C2H5)2O。

(1)加Mg,加热回流,蒸出乙醇;

(2)先加CaCl2除大部分水和乙醇,再加入钠,蒸出乙醚;

(3)用H2SO4洗涤,分液,蒸出C2H5Br。醇可H2SO4与形成烊盐并溶于H2SO4中。

17

(4)用H2SO4洗涤,分液,蒸出n-C6H14。

9-7用化学方法鉴别下列各组化合物。

B.CH3CH2CHCH3OH(1)A.(2)A.CH3CH2CH2CH2OHOHC.(CH3)3COHD.(CH3)3CBrB.CH2=CHCH2BrF.n-C4H10C.CH3CHCH2OHOHE.CH3CH2OCH2CH3

(1)试剂浓HCl/ZnCl2AB片刻混浊C片刻混浊

D(2)试剂FeCl3Br2/CCl4(1)HIO4,(2)AgNO3AgNO3/C2H5OHA(蓝紫色)+B+(褪色)CEF+( )+( )浓H2SO4溶

9-10 完成下列转化。

(1)CH2BrCH2CHOCH2

OCH2BrH+Mg醚CH2MgBrCH2CH=CH2(1)(2) H3OCH3CO3HCH2CH2CH2OHCH2CHOCH2H2Lindlar△方法之二CH2BrCH3CO3HNaCCHNH3 (l)CH2CHOCH2CH2CCHCH2CH=CH2

18

OHOHCH3CHCH=CH2(2)CH3CH3

ONaOCH2CH=CHCH3CH3CH=CHCH2Cl△CH3OHCH3CHCH=CH2CH3OHNaOHCH3CH3

(3)OHCOOH

Mg(1)CO2OH方法之二:PBr3Br醚NaCNMgBrCOOH(2) H3O H3O△CN

卤代烃与NaCN反应,虽然能制备目标产物,但不是理想的合成路线,因为NaCN是剧毒物。

OHOHClCl(4)

OH浓H2SO4△SO3HSO3HOHCl2 / FeOHClCl H3OClOHCl

(5)OOO

19

O+ClONaClNaOOO+NaCl

9-11 用适当的原料合成下列化合物。

(1)CH3CH2CH2OCH(CH3)2OCH2CH2OH(3)H3CH2C(2)(4)CH3CH2OCH=CH2(CH3)3CCHOCH(CH3)2CH3

(1)(2)(CH3)2CHONaCH3CH2OH+CH3CH2CH2Br△CH3CH2CH2OCH(CH3)2H2SO4△OC2H5醚BrMgBrCH3CH2OCH=CH2(1)+OOC2H5CH3CH2OCH2CH2OHOC2H5MgONaOCH2CH3O(3)C2H5BrBr2 / Fe(2) H3OCH2CH2OH

(4)(CH3)3CCH=CH2+(CH3)2CHOH(1) Hg(OOCCF3)2(2) NaBH4(CH3)3CCHOCH(CH3)2CH3

该反应生成醚可避免消除重排等副反应,但所用试剂毒性较大。

9-10 化合物A是一种性引诱剂,请给出它的系统命名法的名称,并选择适当原料合成化合物A。

HOHA

A的名称:(7R,8S)-2-甲基-7,8-环氧十八烷。

20

HBrROORBrMg(C2H5)2OMgBrPBr3OHNaNH2Br(1) B2H6(2) H2O, OH-CHCNaBrCNaCH3(CH2)8CH2BrHH2Lindlar cat.HCH3CO3HA(±)

9-11 推测下列反应的机理,并用弯箭头表示出电子转移方向。

HOCH=CH2HBrO(1)CH3

HOCH=CH2H+HOCH2-CH3OH重排CH3OH+CH3CH3OH

CH2OH(2)H+△+

CH2OHH+CH2OH2-H2OCH2重排△H++

21

PhOH(3)CH3OHH+OCH3PhPh(±)+H3CO(±)

OHPhH+OH2PhHOCH3-H2O△PhPhH3CHOPh(±)PhH3COCH3OHH+Ph(±)+OCH3Ph(±)+(±)

(4)H2SO4OH0℃

H+OHH+HOH2H2O

OH+OH(5)

OH+OHHOHH+OHOH重排

22

I(6)(CH3)2CC(CH3)2OHAg+O(CH3)3CCCH3

CH3CH3重排(CH3)2CCOHCH3CH3I(CH3)2CCH3COHCH3CH3COHCH3H+Ag+AgI(CH3)2CCOHCH3OC(CH3)2C(CH3)3C

9-12 推断A、B、C的构造式。(利用酚的性质,烯烃的氧化,Claisen重排)

各化合物之间的关系如下:

A(C10H12O)200℃B(C10H12O)FeCl3(1)NaOH,(2)CH3BrC(1) KMnO4, OH-(2) H3O(1)O3, (2)Zn, H2OHCHO化合物溶于NaOH(1)O3, (2)Zn, H2OCH3CHOCOOHOCH3

化合物B的信息较多,是解题的关键。

HCOCH=CH2OHCH2CH=CHCH3OCH3CH2CH=CHCH3CH3ABC

9-13 推断A的构造式,并标明质子的化学位移及红外吸收的归属。(利用酚的性质、IR谱和1H NMR谱)

23

化合物A的不饱和度为4,可能含有苯环;A能溶于NaOH溶液,但不溶于NaHCO3溶液,可能为酚;结合IR谱数据可知,A为对位二取代(830cm-1有吸收峰)酚类。再结合1H NMR数据可推测A可能的构造式为:

(H3C)3COHδ:1.3(9H,s)7.0(4H,m)4.9(1H,s)

IR:3 250cm-1为νO—H 伸缩振动吸收峰;830cm-1为νAr—H (面外)弯曲振动吸收峰。

9-14 推测化合物构造式。(醇的亲核取代反应,消去反应,烯烃的氧化反应、水解反应)

CH3OHCH3CH3HOA.CH3OHB.CH3C.HOCH3

9-15 为什么RX、ROH、R—O—R都能发生亲核取代反应?试说明它们发生亲核取代反应的异同点。

自己归纳总结。(抓住结构与性质的关系,亲核取代反应)

9-16 说明烯丙基卤与烯丙基醇,苄卤与苄醇的取代反应有何异同。

自己归纳总结。(抓住结构与性质的关系)

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9-17 试说明HI分解醚的反应是如何按SN2或SN1机理进行的,为什么HI比HBr更好?

醚有弱碱性,与HX生成烊盐,加大了C—O键的极性,C上正电荷更高,X- 对其进行亲核进攻,醚键断裂,发生了SN2反应;如果是叔丁基醚,由于叔丁基碳正离子较稳定,反应以SN1机理进行。

HI比HBr更好,因为前者酸性较强,有利于生成烊盐,且亲核性I->Br-

9-18 为什么醚蒸馏前必须检验是否有过氧化物存在?(RCH2)2O和(R2CH)2O哪个更容易生成过氧化物?

久置的醚中可含有过氧化物。在蒸馏乙醚时,其中含有的过氧化物因乙醚的蒸出而浓度逐渐增大,受热时会发生爆炸。因此,蒸馏醚前必须检验是否有过氧化物存在。可用KI淀粉试纸进行检验,如果试纸变蓝,则表示有过氧化物,则可以向醚中加入5%FeSO4溶液,经充分搅拌,可以破坏其过氧化物。醚的过氧化物的形成是自由反应,(R2CH)2O比(RCH2)2O更容易形成过氧化物。

9-19 说明实验现象。(反应介质对SN2、SN1机理的影响)

无水HI醚(CH3)3COCH3HI水溶液CH3I+(CH3)3COHCH3OH+(CH3)3CI

在乙醚中,反应介质的极性较低,有利于SN2机理,亲核试剂I-进攻空间位阻小的甲基碳原子;在水溶液中,反应介质的极性很强,有利于SN1机理,生成较稳定的叔碳正离

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子中间体。

9-20 试说明实验现象。(环醚在不同介质中开环反应机理及开环规律)

在酸性介质中,H+催化反应按SN1机理进行,生成较稳定的碳正离子。在碱性介质中,反应按SN2机理进行,亲核试剂进攻空间位阻小的碳原子。

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