第十一章杂环化合物和生物碱
杂环化合物和生物碱广泛存在于自然界中，在动植物体内起着重要的生理作用。本章介绍杂环化合物的分类、命名、结构特点、性质及重要的杂环化合物，生物碱的一般性质、提取方法和重要的生物碱。
第一节杂环化合物
环状有机化合物中，构成环的原子除碳原子外还含有其它原子，且这种环具有芳香结构，则这种环状化合物叫做杂环化合物。组成杂环的原子，除碳以外的都叫做杂原子。常见的杂原子有氧、硫、氮等。前面学习过的环醚、内酯、内酐和内酰胺等都含有杂原子，但它们容易开环，性质上又与开链化合物相似，所以不把它们放在杂环化合物中讨论。
杂环化合物种类繁多，在自然界中分布很广。具有生物活性的天然杂环化合物对生物体的生长、发育、遗传和衰亡过程都起着关键性的作用。例如：在动、植物体内起着重要生理作用的血红素、叶绿素、核酸的碱基、中草药的有效成分——生物碱等都是含氮杂环化合物。一部分维生素、抗菌素、植物色素、许多人工合成的药物及合成染料也含有杂环。
杂环化合物的应用范围极其广泛，涉及医药、农药、染料、生物膜材料、超导材料、分子器件、贮能材料等，尤其在生物界，杂环化合物几乎随处可见。
一、杂环化合物的分类和命名
为了研究方便，根据杂环母体中所含环的数目，将杂环化合物分为单杂环和稠杂环两大类。最常见的单杂环有五元环和六元环。稠杂环有芳环并杂环和杂环并杂环两种。另外，可根据单杂环中杂原子的数目不同分为含一个杂原子的单杂环、含两个杂原子的单杂环等。
杂环化合物的命名在我国有两种方法：一种是译音命名法；另一种是系统命名法。
译音法是根据IUPAC 推荐的通用名，按外文名称的译音来命名，并用带“口”旁的同音汉字来表示环状化合物。例如：
呋喃 咪唑 吡啶 嘌呤
furan imidazole pyridine purine
杂环上有取代基时，以杂环为母体，将环编号以注明取代基的位次，编号一般从杂原子开始。含有两个或两个以上相同杂原子的单杂环编号时，把连有氢原子的杂原子编为1，并使其余杂原子的位次尽可能小；如果环上有多个不同杂原子时，按氧、硫、氮的顺序编号。例如：
O
N
N N
N N
N
H N
2,5-二甲基呋喃 4 –甲基咪唑 4,5–二甲基噻唑
当只有1个杂原子时，也可用希腊字母编号，靠近杂原子的第一个位置是α-位，其次为β-位、γ-位等。例如：
α-呋喃甲醛 γ-甲基吡啶
当环上连有不同取代基时，编号根据顺序规则及最低系列原则。结构复杂的杂环化合物是将杂环当 做取代基来命名。例如：
2-甲基-5-乙基呋喃 4-吡啶甲酸 5-硝基-2-呋喃甲醛 2-乙酰基吡咯
稠杂环的编号一般和稠环芳烃相同，但有少数稠杂环有特殊的编号顺序。例如：
吲哚 异喹啉 嘌呤 2,6,8-三羟基嘌呤
系统命名法是根据相应的碳环为母体而命名，把杂环化合物看作相应碳环中的碳原子被杂原子取代后的产物。命名时，化学介词为“杂”字，称为“某杂某”。例如，五元杂
α
β
γ
α
β
O
CHO N
CH 3
O
CH 3
C 2H 5
N
COOH
O
CHO
O 2N
N C CH 3
O
9
8
7
9
8
6
5
4
3
2
1H
N N N
N 7H
7
6
5
4
3
2
1
N 8
6
5
4
3
2
1
N 7
654
3
2
1H
N
N HO
OH
N N OH
O
H 3C CH 3
N N H
H 3C
N S H 3C H 3C
1
2
34
5
5
43
2
1
5
4
3
2
1
环相应的碳环为 ，定名为“茂”，则 称为氧杂茂；茂中的“戊”表示五元环，草头表示具有芳香性。系统命名法能反映出化合物的结构特点。 二、杂环化合物的结构 1．呋喃、噻吩、吡咯
五元杂环化合物中最重要的是呋喃、噻吩、吡咯及它们的衍生物。
呋喃 噻吩 吡咯
从这三种杂环化合物的结构式上看，它们似乎应具有共轭二烯烃的性质，但实验表明，它们的许多化学性质类似于苯，不具有典型二烯烃的加成反应，而是易发生取代反应。
近代物理方法证明：组成呋喃、噻吩、吡咯环的5个原子共处在一个平面上，成环的4个碳原子和1个杂原子都是sp 2杂化。环上每个碳原子的p 轨道中有1个电子，杂原子的p 轨道中有2个p 电子。5个原子彼此间以sp 2杂化轨道“头碰头”重叠形成σ键。4个碳原子和1个杂原子未杂化的p 轨道都垂直于环的平面，p 轨道彼此平行，“肩并肩”重叠形成1个由5个原子所属的6个π电子组成的闭合共
O S N
H
..
..
..
..
..
O
第十一章配位化合物 一、选择题 1. 配位数为6的配离子的空间构型是： A、三角锥形 B、四面体形 C、平面四边形 D、八面体形 2. Fe(Ⅲ)形成的配位数为6 的内轨配合物中，Fe3+离子接受孤对电子的空轨道是： A、d2sp3 B、sp3d2 C、p2d4 D、sd5 3. 在[CoCl(NH3)3(en)]2+中，中心离子Co3＋的配位数为： A、3 B、4 C、5 D、6 4. [Cr(en)3]2+离子中铬的配位数及配合物中配体的个数是： A、3，3 B、3，6 C、6，6 D、6，3 5. 根据晶体场理论，在八面体场中，由于场强的不同，有可能产生高自旋或低自旋的电子构型是： A、d2 B、d3 C、d6 D、d9 6. 形成高自旋配合物的原因是： A、分裂能△< 电子成对能P B、分裂能△= 电子成对能P C、分裂能△> 电子成对能P D、不能只根据分裂能△和电子成对能P确定 7. 在[CoCl(NH3)3(en)]2+中，中心离子Co3+的配位数为： A、3 B、4 C、5 D、6 8. 对于配离子[Co(NH3)5H2O]3+，下列命名正确的是： A、一水五氨合钴(Ⅲ)离子 B、五氨一水合钴(Ⅲ)离子 C、氨一水合钴(Ⅲ)离子 D、五氨一水合钴离子 9. Ni(Ⅱ)形成的配位数为4具有四面体形的配合物中，Ni2+离子接受孤对电子的空轨道是： A、sp3 B、sp3d2 C、spd2 D、dsp2 10. 对于配离子[CoCl(NH3)3(en)]2+，下列命名正确的是： A、三氨一氯乙二胺合钴(Ⅲ)离子 B、一氯三氨乙二胺合钴(Ⅲ)离子 C、一氯乙二胺三氨合钴(Ⅲ)离子 D、乙二胺一氯三氨合钴(Ⅲ)离子 11. Co(Ⅱ)形成的配位数为6 的外轨配合物中，Co2+离子接受孤对电子的空轨道是： A、d2sp3 B、p2d4 C、s p2d3 D、sp3d2
目录 第一章绪论 (1) 第二章饱和烃 (2) 第三章不饱和烃 (6) 第四章环烃 (14) 第五章旋光异构 (23) 第六章卤代烃 (28) 第七章波谱法在有机化学中的应用 (33) 第八章醇酚醚 (43) 第九章醛、酮、醌 (52) 第十章羧酸及其衍生物 (63) 第十一章取代酸 (71) 第十二章含氮化合物 (77) 第十三章含硫和含磷有机化合物 (85) 第十四章碳水化合物 (88) 第十五章氨基酸、多肽与蛋白质 (99) 第十六章类脂化合物 (104) 第十七章杂环化合物 (113) Fulin 湛师
第一章 绪论 1.1扼要归纳典型的以离子键形成的化合物与以共价键形成的化合物的物理性质。 答案： 1.2 NaCl 与KBr 各1mol 溶于水中所得的溶液与NaBr 及KCl 各1mol 溶于水中所得溶液是否相同？如将CH 4及CCl 4各1mol 混在一起，与CHCl 3及CH 3Cl 各1mol 的混合物是否相同？为什么？ 答案： NaCl 与KBr 各1mol 与NaBr 及KCl 各1mol 溶于水中所得溶液相同。因为两者溶液中均为Na + ,K + ,Br － , Cl － 离子各1mol 。由于CH 4与CCl 4及CHCl 3与CH 3Cl 在水中是以分子状态存在，所以是两组不同的混合物。 1.3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（CH 4）时，碳原子核外有几个电子是用来与氢成键的？画出它们的轨道形状及甲烷分子的形状。 答案： C +6 2 4 H C CH 4中C 中有4个电子与氢成键为SP 3杂化轨道,正四面体结构 CH 4 SP 3杂化 2p y 2p z 2p x 2s H 1.4写出下列化合物的Lewis 电子式。 a.C 2H 4 b.CH 3Cl c.NH 3 d.H 2S e.HNO 3 f.HCHO g.H 3PO 4 h.C 2H 6 i.C 2H 2 j.H 2SO 4 答案： a. C C H H H H C C H H H H 或 b. H C H c. H N H d. H S H e. H O N O f. O C H H g. O P O O H H H h.H C C H H H H H O P O O H H H 或 i. H C C H j. O S O H H O H H 或
第十一章配位化合物 一、判断题： 1. 已知K2 [ Ni (CN)4 ]与Ni (CO)4 均呈反磁性，所以这两种配合物的空间构型均为平面正方形。 2.某配离子的逐级稳定常数分别为K、K、K、K，则该配离子的不稳定常数K= K·K·K·K。 3.HgS 溶解在王水中是由于氧化还原反应和配合反应共同作用的结果。 4.在多数配位化合物中，内界的中心原子与配体之间的结合力总是比内界与外界之间的结合力强。因此配合物溶于水时较容易解离为内界和外界，而较难解离为中心离子（或原子）和配体。 5.Zn2+只能形成外轨型配合物。 6.Fe2+既能形成内轨型配合物又能形成外轨型配合物。 二、选择题： 1.下列配合物中，属于内轨型配合物的是......................................（）。 (A) [ V(H2O)6 ]3+，μ = 2.8 B. M.；(B) [ Mn (CN) ]4-，μ = 1.8 B. M.；。 6 (C) [Zn (OH)4]2-，μ = 0 B. M.；(D) [ Co(NH3)6 ]2+，μ = 4.2 B. M.。 2.配合物(NH4 )3[ SbCl6 ]的中心离子氧化值和配离子电荷分别是（）。 (A) + 2 和? 3； (B) + 3 和? 3； (C) ? 3 和 + 3； (D) ? 2 和 + 3。 3. 第一过渡系列二价金属离子的水合热对原子序数作图时有两个峰，这是由于( ) (A) 前半系列是6配位，后半系列是4配位 (B) d电子有成对能 (C) 气态离子半径大小也有类似变化规律 (D) 由于晶体场稳定化能存在，使水合热呈现这样的规律 4 Fe(Ⅲ)形成的配位数为 6 的外轨配合物中，Fe3+离子接受孤对电子的空轨道是 ( ) (A) d2sp3 (B) sp3d2 (C) p3d3 (D) sd5 5. [NiCl4]2－是顺磁性分子，则它的几何形状为 ( ) (A) 平面正方形 (B) 四面体形 (C) 正八面体形 (D) 四方锥形 6.下列配离子的形成体采用sp杂化轨道与配体成键且μ = 0 B.M.的是.........（）。 (A) [Cu (en)2]2+； (B)[CuCl2]-； (C)[AuCl4]-； (D) [BeCl4]2-。 7. [Ni(en)3]2+离子中镍的价态和配位数是 ( ) (A) +2，3 (B) +3，6 (C) +2，6 (D) +3，3 8. [Co(SCN)4]2－离子中钴的价态和配位数分别是( ) (A) -2，4 (B) +2，4 (C) +3，2 (D) +2，12 9. 0.01mol氯化铬( CrCl3·6H2O )在水溶液中用过量AgNO3处理，产生0.02molAgCl沉淀，此氯 化铬最可能为 ( ) (A) [Cr(H2O)6]Cl3 (B) [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O (C) [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O (D) [Cr(H2O)3Cl3]·3H2O 10. 在[Co(en)(C2O4)2]配离子中，中心离子的配位数为 ( ) (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 11. 在 K[Co(NH3)2Cl4] 中，Co 的氧化数和配位数分别是( ) (A) +2 和4 (B) +4 和6 (C) +3 和6 (D) +3 和 4 12. 在 [Ru(NH3)4Br2]＋中，Ru 的氧化数和配位数分别是( ) (A) +2 和4 (B) +2 和6 (C) +3 和6 (D) +3 和 4
第十一章 杂环化合物和生物碱 一、学习要求 1．掌握杂环化合物的分类和命名 2．掌握五元杂环、六元杂环和稠杂环的结构和性质 3．掌握生物碱的基本概念及分类 4．了解生物碱的一般性质、提取方法及重要的生物碱 二、本章要点 （一）杂环化合物的分类和命名 1．杂环化合物的概念 由碳原子和非碳原子所构成的环状有机化合物称为杂环化合物，环中的非碳原子称为杂原子，最常见的杂原子有氧、硫、氮等。 2．杂环化合物的分类 按环的数目不同，可分为单杂环和稠杂环两大类。单杂环按环的大小不同又可分为五元杂环和六元杂环。稠杂环通常由苯与单杂环或单杂环与单杂环稠合杂环化合物而成。 3．杂环化合物的命名 杂环化合物的命名比较复杂，目前我国常使用“音译法”，即按英文的读音，用同音汉字加上“口”字旁命名： O 1 2 3 45 5 43 2 1 S 5 432 1N 543 2 1 N S 543 2 1N N H 5432 1N N H 呋喃 噻吩 吡咯 噻唑 吡唑 咪唑 （furan ） （thiophene ） （pyrrole ） （thiazole ） （pyrazole ） （imidazole ） 6 54 32 1 O N N 1 2 3456 N N 1 2 3456 N N 1 2 3456 6 54 3 2 1 N 吡啶 哒嗪 嘧啶 吡嗪 吡喃（pyridine ） (pyridazine) (pyrimidine) (pyrazine) (pyran)
环上有取代基的杂环化合物的名称是以杂环为母体，并注明取代基的位置、数目和名称。杂原子的编号，除个别稠杂环外，一般从杂原子开始编号，环上有不同不同杂原子时，按O 、S 、NH 和N 的顺序编号；某些杂环可能有互变异构体，为区别各异构体，需用大写斜体“H ”及其位置编号标明一个或多个氢原子所在的位置。例如： 2，4-二羟基嘧啶 2-氨基-6-氧嘌呤 4H -吡喃 2H -吡喃 此外，还可以将杂环作为取代基，以官能团侧链为母体进行命名。例如： N ，N-二乙基-3- 4-嘧啶甲酸 3-吲哚乙酸 2-呋喃甲醛 吡啶甲酰胺 （二）含氮六元杂环 1.吡啶的结构 1 2345 6 7 8 9 N N N N H 2N O H N N OH OH 1 23 4 56 O 1 2 34 56 1 2 3 45O 6 1 2 1 CHO O CON(C 2H 5)2 N 2 34 56 COOH 6 5432 1 N N CH 2COOH N H 12 3 456 7 N .. 6 8 75 43 2 110 98 76 5321 6 58 7 654321 H N N N N N N 8 7 65 432 N 7 4 32 1H N 喹啉 异喹啉 吲哚 吖啶 嘌呤 ( quinoline) (isoquinoline) (indole) (acridine) (purine)
第11章 羧酸及其衍生物 11-1 将下列各组化合物按酸性由强至弱排列成序。 CH 3COOH ClCH 2COOH Cl 3CCOOH OH A. B. C. D.A. B. C. D. COOH Br COOH NO 2COOH OCH 3 COOH NO 2NO 2 COOH OH COOH COOH OH A. B. C. (1) (2) (3) （1）D ＞B ＞A ＞C ； （2）C ＞B ＞A ＞D ； （3）B ＞A ＞C 。 知识点：羧酸的酸性。 11-2 将下列各组化合物按水解反应速率由大至小排列成序。 CH 3COCl (CH 3CO)2O CH 3CONHCH 3 A. B. C. D.COOCH 3 NO 2 COOCH 3 CH 3 COOCH 3 A. B. C. (1) (2)CH 3COOC 2H 5 （1）A ＞B ＞D ＞C ； （2）A ＞C ＞B 。 知识点：羧酸衍生物水解反应活性。水解反应是亲核加成-消除反应，连有吸电子基有利于反应进行。 11-3 比较下列酸在H + 催化下进行酯化反应的速率。 HCOOH CH 3COOH CH 3CH 2COOH (1)(2)(3)(CH 3)2CHCOOH (4) （1）＞（2）＞（3）＞（4） 知识点：酸酯化反应活性。 11-4 完成下列反应。
(1) COOH OH OH O O O + (1) LiAlH 4(2)H 2C COOH 2H 2C CH 2OH SOCl 2 (3)H 3C CH 2CH 23C CH 2CH 2COCl H 3C O AlCl 3 （分子内酰基化） (1) Zn, CH 3CH(Cl)COOEt (Reformasky 反应) (4) (2) H 2O O OH CHCOOC 2H 5CH 3 (5) Br 2/红磷 CH 2 COOH CHCOOH Br (酰胺还原) (6) N H O (Hofmann 降解) (7) 2 2 C 6H 5 H 32 C 6H 5 H 3 (8) H 3O （Claisen 酯缩合反应， Wittig 反应， Mannich 反应） 32(9) △ COOH O (10) 3 （酯与格氏试剂反应，羟醛缩合反应）
第十一章 配位化合物 首 页 习题解析 本章练习 本章练习答案 章后习题答案 习题解析 [TOP] 例7-1 固体CrCl 3·6H 2O 的化学式可能为〔Cr(H 2O)4Cl 2〕Cl·2H 2O 或〔Cr(H 2O)5Cl 〕Cl·H 2O 或〔Cr(H 2O)6〕Cl 3，今将溶解有0.200gCrCl 3·6H 2O 的溶液流过一酸性阳离子交换柱，在柱上进行离子交换反应： X n+(aq) + n (RSO 3H) (RSO 3)n X + n H +(aq) 配合物正离子 阳离子交换树脂 交换后的交换树脂 交换下来的H ＋ 交换下来的H +用0.100mol·L － 1NaOH 标准溶液滴定，计耗去22.50mL ，通过计算推断上述配合物的正确化学式〔已知Mr(CrCl 3·6H 2O)=266.5〕。 析 根据题中条件可知离子的物质的量与配合物的电荷数有确定的关系，因此只要确定离子的物质的量即可求出配离子的电荷，进而求出配合物的化学式。 解 0.200gCrCl 3?6H 2O 的物质的量为 1mol 1000mmol mol 266.5g 0.200g 1 ??-=0.75mmol 滴定测得 n (H +)=22.50mL×0.100mol·L -1=2.25mmol 由交换反应式知：1mol X n+可交换出n mol H +。因0.75 mmol CrCl 3?6H 2O 交换出2.25 mmol 的H +，由此可得 1 ：n = 0.75 ：2.25 n = 3 即X n+为X 3+，所以配正离子只能是[Cr(H 2O)6]3+，配合物为[Cr(H 2O)6]Cl 3。 例7-2（1）根据价键理论，画出[Cd(NH 3)4]2+(μ=0μB )和[Co(NH 3)6]2+(μ=3.87μB )的中心原子与配体成键时的电子排布，并判断空间构型。（2）已知[Co(NH 3)6]3+的分裂能Δo 为273.9kJ·mol -1，Co 3+的电子成对能P 为251.2kJ·mol -1；[Fe(H 2O)6]2+分裂能Δo 为124.4kJ·mol -， Fe 2+的电子成对能P 为179.40kJ·mol -1。根据晶 体场理论，判断中心原子的d 电子组态和配离子自旋状态。并计算晶体场稳定化能。 析（1）利用磁矩确定未成对电子数，然后确定内轨或外轨及杂化类型。(2)比较分裂能与电子成对能，确定高自、自旋化合物，计算晶体场稳定化能。 解（1）[Cd(NH 3)4]2+中Cd 2+的电子组态为4d 10，μ=0μB ，无未成对电子，采取sp 3杂化轨道成键，配体NH 3中N 的孤电子对填入sp 3杂化轨道，配离子空间构型为正四面体。
11-1 2）邻氨基苯甲酸甲酯 4）邻苯二甲酰亚胺 6）反-2-甲基环己基甲酸 8）2-环己酮基甲酸甲酯 10）甲酸苄酯 11-2 COOH O C CH 3O CH 3C O O C O C 2H 5CH 2=C C O OCH 3 CH 3(3) (5) (7) (9)(11) CH 2CH 2[ ] OH n C O N CH 3 CH 3 H 11-8 (1) HCOOCH 3 > CH 3CO 2CH 3 > CH 3CO 2C 2H 5> CH 3CO 2CH(CH 3)2 >CH 3CO 2C(CH 3)3 , (2) O 2N CO 2CH 3 > Cl CO 2CH 3 > CO 2CH 3 >CH 3O CO 2CH 3 11-10 O CH 3C OH CH 3CH 2OH O CH 3CNH 2(1)(2)(3) C O OH C O OH O 2N C O OH CH 3O >> C O OH OH CH 2OH > > C O OH O 2N >ClCH 2C OH O >>> (4) 草酸>丙二酸>甲酸>乙酸>苯酚 11-11
CH 2C OH O CH 3 (2) 2CH 2Cl CN - CH 2H 3O + 2CH 3CH 2CO 2CH 2CH 3O CH 3CH 2CHCH COCH 2CH 3 CH 3 O (4)25 2)H NaBH OH CH 3CH 2CHCH COCH 2CH 3 CH 3 O O CO 2H HO CO 2CH 3 (6) CH OH/H +4 (8) CH 3CH 2CH 2COOH Cl 2/P CH 3CH 2CHCOOH Cl CH 3CH 2CHCOOH OOH - H 2O/H 11-12 O CH 3C(CH 2)3COC 2H 5 O (1)1) NaOC 2H 5 2H 5 2H (2) α-环己酮甲酸乙酯含有活泼亚甲基，在碱性条件下与α,β-不饱和酮，先发生1,4 加成（Micheal 反应），再发生分子内的羟醛缩合，生成环状α,β-不饱和酮（Robinsen 增环反应）。 O COOC 2H 5 O - COOC 2H 5 O COOC 2H 5O -O -5 NaOC H CO 2C 2H 5O 2O COOC 2H 5 O NaOC H C H OH _252 (3) α-卤代酯在强碱作用下与酯、酮反应生成α,β-环氧羧酸酯（Darzen 反应）。 ClCH 2COEt O CHCOOEt Cl CHCOOEt O 11-13
第十一章酚和醌 一、用系统命名法命名下列化合物: 间甲酚 4－乙基－1，3－苯二酚 2，3－二甲基苯酚 2，4，6－三硝基苯酚2－甲氧基苯酚 1－甲基－2－萘酚 4－羟基苯磺酸 9－蒽酚 1，2，3－苯三酚 5－甲基－2－异丙基苯酚 5－硝基－1－萘酚 2－氯－9，10－蒽醌 二、写出下列化合物的结构式: 1．对硝基苯酚 2，对氨基苯酚 3，2，4－二氯苯氧乙酸 4．2，4，6－三溴苯酚 5。邻羟基苯乙酮 6，邻羟基乙酰苯
7, 4－甲基－2，4－ 8，1，4－萘醌－ 9，2，6－蒽醌二磺酸二叔丁基苯酚－2－磺酸钠 10.醌氢醌 11，2，2－（4，4‘－二羟基 12，对苯醌单肟 苯基）丙烷 三、写出邻甲基苯酚与下列试剂作用的反应式：
四、用化学方法区别下列化合物： 五、分离下列各组化合物： 1，苯和苯酚 解：加入氢氧化钠水溶液，分出苯，水相用盐酸酸化，分出苯酚 2，环己醇中含有少量苯酚。 解：用氢氧化钠水溶液萃取，分出少量苯酚。 3，苯甲醚和对甲苯酚 解：用氢氧化钠水溶液处理，对甲苯酚溶于氢氧化钠水溶液，苯甲醚不溶分出，水相用盐酸酸化分出对甲苯酚。 4，β－萘酚和正辛醇 解：用氢氧化钠水溶液处理，β－萘酚溶于氢氧化钠水溶液，分出正辛醇，水相用盐酸酸化，分出β－萘酚。 六、比较下列各化合物的酸性强弱，并解释之。
硝基是吸电子基团，具有-R，-I效应，但是硝基的吸电子的效应对间位的影响比邻对位小。而羟基上电子云密度越小，酸性越强。七、如何能够证明邻羟基苯甲醇中含有一个酚羟基和一个醇羟基？解：加入三氯化铁水溶液，有显色反应，说明具有酚羟基。加入三氯化磷能够发生反应，说明具有醇羟基。或者加入卢卡斯试剂，立即反应变浑，说明具有醇羟基。 八、在下列化合物中，那些形成分子内氢键，那些形成分子间氢键？ 1．对硝基苯酚 2．邻硝基苯酚 3．邻甲苯酚 4．邻氟苯酚 解：1．对硝基苯酚形成分子间氢键2．邻硝基苯酚形成分子内氢键3．邻甲苯酚形成分子间氢键 4．邻氟苯酚形成分子内氢键。 九、由苯或甲苯和必要的无机或有机试剂合成下列化合物： 1．间苯三酚 2．4－乙基－1－3－苯二酚 3．对亚硝基苯酚
第十一章 配位化合物 一． 是非题： 1. 因[Ni(NH3)6]2+ 的K s=5.5×108, [Ag(NH3)2]+ 的K s=1.1×107, 前者大于后者，故溶液中 [Ni(NH3)6]2+比[Ag(NH3)2]+稳定（） 2. H[Ag(CN)2]- 为酸，它的酸性比HCN强（） 3. 因CN-为强场配体，故[30Zn(CN)4]2-为内轨型化合物（） 二． 选择题： 1. 在[Co(en)(C2O4)2]-中，Co3+的配位数是（） A.3 B.4 C.5 D.6 E.8 2. 下列配离子中属于高自旋（单电子数多）的是（） A. [24Cr(NH3)6]3+ B. [26FeF6]3- C. [26Fe(CN)6]3- D. [30Zn(NH3)4]2+ E. [47Ag(NH3)2]+ 3. 下列分子或离子能做螯合剂的是（） A.H2N-NH2 B.CH3COO- C.HO-OH D.H2N-CH2-NH2 E.H2NCH2CH2NH2 4. 已知[25Mn(SCN)6]4-的μ=6.1×AJ?T-1，该配离子属于（） A.外轨 B.外轨 C.内轨 D.内轨 E.无法判断 5. 已知H2O和Cl-作配体时，Ni2+的八面体配合物水溶液难导电，则该配合物的化学式为 （） A. [NiCl2(H2O)4] B. [Ni (H2O)6] Cl2 C. [NiCl(H2O)5]Cl D. K[NiCl3(H2O)3] E. H4[NiCl6] 三． 填充题： 1. 配合物[Cr(H2O)(en)(C2O4)(OH)]的名称为，配位数为。 2. 配合物“硝酸氯?硝基?二（乙二胺）合钴（III）”的化学，它的 外层是。 3. 价键理论认为，中心原子与配体间的结合力是。 四． 问答题：
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第十一章杂环化合物和生物碱 第十一章杂环化合物和生物碱第十一章杂环化合物和生物碱参考答案 1．命名下列化合物： （1） -呋喃甲酸（2） -甲基吡咯（3） -噻吩磺酸（4）-吡啶甲酰胺（5） 4-甲基吡啶盐酸盐（或： 氯化-4-甲基吡啶）（6） 4-羟基嘧啶（7） 5-硝基喹啉（8）2, 6, 8-三羟基嘌呤 2．写出下列化合物的构造式： (1) (2) BrOBr(3) SCH2OH 3 2 (5) (6) CH2COOH OCHO(7) N NOH 3．把下列化合物按其碱性由强至弱排列。 六氢吡啶甲胺氨吡啶苯胺吡咯 4．用化学方法区别下列各组化合物。 （1）与 FeCl3 溶液作用呈紫色的为苯酚；与 H2SO4-靛红呈蓝色的为噻吩。 （2）蒸气遇蘸有浓 HCl 的松木片显红色的为吡咯。 （3）与 CH3COOH/苯胺显示亮红色的为糠醛。 5．用适当的化学方法，将下列混合物中少量杂质除去。 （1）加入浓硫酸一起振荡，噻吩发生磺化反应生成噻吩磺酸溶于浓硫酸。 （2）利用吡啶的弱碱性，加入 HCl 使其生成吡啶盐酸除去。 6．完成下列反应式。 1 / 7
(1) OCH2OHOCOOH (2) NI HCH3 COOH (3) CONH2 NN COOCH3(4) NOH(8) NNH2N(4) NSO3H3(5) CH3OCHCHO(6) NCOOHNCONH2NCNCH2NH27．喹啉硝化反应发生在苯环上；吲哚硝化 反应发生在吡咯环上。 8．互变异构体的构造式如下： 9．答： 吡啶和六氢吡啶的分子中，氮原子上都有未共用的电子对，都 可以和质子结合显碱性。 两者不同的是氮原子上未共用电子对所处轨道的类型不同，吡 啶中氮原子上的未共用电子对处于 sp2 杂化轨道上，而六氢吡啶中 氮原子上的未共用电子对处于 sp3 杂化轨道上。 处于 sp2 杂化轨道上的电子受到原子核的束缚力较大，即提 供电子的能力较弱，所以吡啶的碱性比六氢吡啶弱。 10．化合物 C5H4O2 构造式为： OH(1) NH 2N 鸟嘌呤 2 (2) HON 胞嘧啶(3) HON 尿 嘧啶(4)HONCH3 胸腺嘧啶ONNH2NH2O OH OOHOCH3OCHO X1fuIW1ftIW0ftHW0 ftHW0etHV0edsGU+drGU-drF U-drFU-crFT- cqFT) cqET) cqET) bqES) bpES (bpDSQ 8nBP 8mBP%8mAP%7mAP%7mAO%7lAO $7lzO$6lzO$6 lzBn8QBn9QCn9*QCn9*QCo 9*RCoa*RDoa( RDpa(RDpa(SDpb(SEpb) SEqb ) SEqb)TEqc) T Fqte0WHte0WHtf0WItf1WIuf 1XIuf1XIug1X Jug2XJvg2YJvg2YJvh2YKvh3 YKwh3Z Kwi3ZK
第十一章 醛和酮习题答案(最新版) 1. 用系统命名法命名下列醛、酮。 C O CH 3CH 2 CH(CH 3)2(1) (2) CH 3CH 2CHCH 2CH CH 3 C 2H 5 CHO H 3C H H CH 2CH 2CHO (3) C C H 3C O H CH 3H 3C (4) CHO OH OCH 3 (5) COCH 3 OCH 3(6) CH 3 H CHO H (7) H COCH 3 CH 3 Br (8) OHCCH 2CHCH 2CHO CHO (9) O (10)
解：（1）2-甲基-3-戊酮（2）4-甲基-2-乙基己醛（3）反-4己烯醛（4）Z-3-甲基-2庚烯-5-炔-4-酮（5）3-甲氧基-4-羟基苯甲醛（6）对甲氧基苯乙酮 （7）反-2-甲基环己基甲醛（8）3R-3-溴-2-丁酮 （9）3-甲酰基戊二醛（10）螺[4.5]癸-8-酮 2. 比较下列羰基化合物与HCN加成时的平衡常数K值大小。（1）Ph2CO （2）PhCOCH3（3）Cl3CHO （4）ClCH2CHO （5）PhCHO（6）CH3CHO 解：(1)<(2)<(5)<(6)<(4)<(3) 原因: HCN对羰基加成是亲核加成，能降低羰基碳原子上电子云密度的结构因素将会使K值增大，故K值顺序是：(6)<(4)<(3)，而羰基碳原子的空间位阻愈小，则K值增大，故K 值的顺序是：(1)<(2)<(5)<(6) ，综合考虑：则K值顺序是:(1)<(2)<(5)<(6)<(4)<(3)。 6. 完成下列反应式（对于有2种产物的请标明主次产物）。 CHO+H2N (1) (2) HC CH+2CH2O
第十一章 教学要点和复习 一．重要反应纵横 C OR OR 保护羰基 CH O X 2/NaOH CHX 3+ O O -卤仿反应 条件：含三个α-H 黄色沉淀，鉴别 NaOH 稀 CH CH OH CH 2O CH CH CH O 羟醛缩合：自身亲核加成条件：含α-H 增长碳链、产生双键 O C 二．重要概念和原理 1. 亲核加成反应及其活性规律 过程： +C O 快 H +C O -SP 2 3 C OH Nu SP 3 影响活性的因素：空间效应 电子效应 活性规律：（1）醛比酮活泼 （2）脂肪族比芳香族活泼 （3）羰基连吸电子基团的比连供电子基团的活泼。 注意：亲核加成反应是一类重要的有机反应类型，在不同的含羰基化合物中经常遇到，必须很好理解反应过程及其影响因素，并能够用于解释一些有机反应的基本规律。进一步思考碳碳双键主要发生亲电加成，而羰基发生亲核加成的原因，可以促进有机化学学习的系统化。
2. 酸碱性对亲核加成反应的影响 碱性：亲核试剂浓度提高，有利于亲核加成。 酸性：对于一些弱亲核性的试剂，酸性条件下羰基质子化，有利于羰基正电性提高，促进亲核加成。 注意：酸碱性对有机反应有比较重要影响，基于基础课程的教学，本课程没有系统讨论这方面的内容。但是，亲核加成中，酸性或碱性条件均有利反应，但原因不同。 3. 亲核加成反应的实际应用 亲核加成反应有不同的实际应用，比如： （1）用于鉴别：与饱和亚硫酸氢钠反应、与氨衍生物反应、卤仿反应（特定条件）、与Tollens试剂、Fehling试剂——只限于鉴别醛和酮。 （2）用于分离：与饱和亚硫酸氢钠反应、与氨衍生物反应。 （3）用于官能团转化：氧化和还原。 （4）用于增长碳链、官能团转化：与格氏试剂反应、羟醛缩合。 （5）用于减少碳链、官能团转化：卤仿反应 （6）用于保护羰基：与醇反应 4. 羟醛缩合反应 过程： O C H OH- O C -+ H+ C O C O C - +CH C H OH CH2 O 本质：一分子醛或酮作为亲核试剂，与另一分子醛或酮发生亲核加成反应 注意：（1）二分子相同的醛或酮缩合产物比较专一；（2）三个碳原子以上的醛或酮发生缩合，一定产生支链；（3）交叉缩合：一分子醛或酮不含α-H，产物唯一；（4）缩合产物受热易脱水形成烯醛或烯酮。（与简单醇的脱水条件不同）（5）酮之间的缩合比醛之间的缩合难。 三．重要考点示范 1. 命名： CH2CH2CHO OCH3 CH3O HO 答案：3-（5-羟基-2,4-二甲氧基苯基）丙醛 注意：对于比较复杂的有机物，其遵守的命名原则依然成立。 2. 下列化合物中哪些可以发生自身羟醛缩合、哪些可以发生碘仿反应、哪些可以发生歧化反应、哪些可以与Fehling试剂反应？ （A）CHO (B) HCHO (C) (CH3CH2)2CHCHO (D) (CH3)3CCHO (E) ICH2CHO (F)CH3CH2CHO (G) CH3CH2CH(OH)CH3(H) COCH3
有机化学第五版第十一章-醛和酮-课后习题答案
第十一章 醛和酮习题答案(最新版) 1. 用系统命名法命名下列醛、酮。 O CH 3CH 2 CH(CH 3)2(1) (2) CH 3CH 22CH 3 C 2H 5 CHO H 3C H H CH 2CH 2CHO (3) C C H 3C O H CH 3H 3C (4) CHO OCH 3 (5) COCH 3 3 (6) CH 3 H H (7)
H COCH 3 3 Br (8) OHCCH 2CHCH 2CHO (9) O (10) 解：（1） 2-甲基-3-戊酮 （2）4-甲基-2-乙基己醛 （3）反-4己烯醛 （4）Z-3-甲基-2庚烯-5-炔-4-酮 （5）3-甲氧基-4-羟基苯甲醛 （6）对甲氧基苯乙酮 （7）反-2-甲基环己基甲醛 （8）3R-3-溴-2-丁酮 （9）3-甲酰基戊二醛 （10）螺[4.5]癸-8-酮 2. 比较下列羰基化合物与HCN 加成时的平衡常数K 值大小。 （1）Ph 2CO （2）PhCOCH 3 （3）Cl 3CHO （4）ClCH 2CHO （5）PhCHO （6）CH 3CHO 解：(1)<(2)<(5)<(6)<(4)<(3) 原因: HCN 对羰基加成是亲核加成，能降低羰基碳原子上电子云密度的结构因素将会使K 值增大，故K 值顺序是：(6)<(4)<(3)，而羰基碳原子的空间位阻愈小，则K 值增大，
故K 值的顺序是：(1)<(2)<(5)<(6) ，综合考虑：则K 值顺序是:(1)<(2)<(5)<(6)<(4)<(3)。 6. 完成下列反应式（对于有2种产物的请标明主次产物）。 CHO + H 2N (1) HC CH + 2CH 2O (2) O N +(3) 苯 , 加热 O + (4) NH 2 HCN/OH -H 2O/H + ? (5)
第十一章 配位化合物习题解答 1．指出下列配合物（或配离子）的中心原子、配体、配位原子及中心原子的配位数。 (1) H 2[PtCl 6] (2) NH 4[Cr(NCS)4(NH 3)2] (3) [Co(NH 3)6](ClO 4)2 (4) Na 2[Fe(CN)5(CO)] (5) [Cr(OH)(C 2O 4) (H 2O)(en)] 7．计算下列反应的平衡常数，并判断下列反应进行的方向。已知：lg K s θ([Hg(NH 3)4]2+ ) = 19.28；lg K s θ(HgY 2-) = 21.8；lg K s θ([Cu(NH 3)4]2+) = 13.32；lg K s θ([Zn(NH 3)4]2+) = 9.46 ；lg K s θ([Fe(C 2O 4)3]3-) = 20.2；lg K s θ([Fe(CN)6]3-) = 42 (1)[Hg(NH 3)4]2+ + Y 4- HgY 2- + 4NH 3 (2)[Cu(NH 3)4]2+ + Zn [Zn(NH 3)4]2+ + Cu 2+ (3)[Fe(C 2O 4)3]3- + 6CN - [Fe(CN)6]3- + 3C 2O 42- 解：反应均为配离子相互转化，配离子之间的转化方向是由稳定常数小的转化为稳定常数大的，通过两个配离子的稳定常数的组合形成新的平衡常数的大小来判断。 （1）] Hg ][Y ][)NH (Hg []Hg []NH ][HgY [] ][Y )[Hg(NH ] NH ][[HgY 2424 32432- 424 343- 2+ - ++ - + = = K 2 19 2124 3s 210 3.310 90.110 3.6} ])Hg(NH {[} [HgY]{?=??= = + - θθ K K s 该反应进行的方向是 [Hg(NH 3)4]2+ +Y 4- =[HgY]2- +4NH 3 ，即：反应正向进行。
第十一章 酚和醌 一、用系统命名法命名下列化合物: 1. NO 2 OH CH 3 OH 2. 3. OH CH 3CH 3 4. O 2N OH NO 5. OH OCH 3 6. C 2H 5 CH 3 OH SO 3 H HO 7. 8. OH 9. HO OH OH 10. CH 3 OH CH(CH 3)2 11. NO 2 OH 12. C C Cl O 5－硝基－1－萘酚 2－氯－9，10－蒽醌 二、写出下列化合物的结构式: 1．对硝基苯酚 2，对氨基苯酚 3，2，4－二氯苯氧乙酸
Cl Cl NO 2 OH NH 2 OH OCH 2COOH 4．2，4，6－三溴苯酚 5。邻羟基苯乙酮 6，邻羟基乙酰苯 OH OH Br Br Br COCH 3 OH COCH 3 7, 4－甲基－2，4－ 8，1，4－萘醌－ 9，2，6－蒽醌二磺酸 二叔丁基苯酚 －2－磺酸钠 OH CH 3 (CH 3)3C C(CH 3)3 O O O SO 3Na O SO 3H HSO 3 10.醌氢醌 11，2，2－（4，4‘ －二羟基 12，对苯醌单肟 苯基）丙烷 O O O O H H OH C CH 3CH 3 HO O NOH 三、写出邻甲基苯酚与下列试剂作用的反应式： OH CH 3 FeCl 3 + O CH 3 Fe 63-(1)
OH CH 3 Br 2/H 2O + OH CH 3 (2) Br Br OH CH 3 NaOH + ONa CH 3 (3) OH CH 3 CH 3COCl +OCOCH 3 CH 3 (4) OH CH 3 (CH 3CO)2O +OCOCH 3 CH 3 (5) OH CH 3 稀HNO ++ OH CH 3(6) 2 OH CH 3 O 2N
第十一章杂环化合物和生物碱 杂环化合物和生物碱广泛存在于自然界中，在动植物体内起着重要的生理作用。本章介绍杂环化合物的分类、命名、结构特点、性质及重要的杂环化合物，生物碱的一般性质、提取方法和重要的生物碱。 第一节杂环化合物 环状有机化合物中，构成环的原子除碳原子外还含有其它原子，且这种环具有芳香结构，则这种环状化合物叫做杂环化合物。组成杂环的原子，除碳以外的都叫做杂原子。常见的杂原子有氧、硫、氮等。前面学习过的环醚、内酯、内酐和内酰胺等都含有杂原子，但它们容易开环，性质上又与开链化合物相似，所以不把它们放在杂环化合物中讨论。 杂环化合物种类繁多，在自然界中分布很广。具有生物活性的天然杂环化合物对生物体的生长、发育、遗传和衰亡过程都起着关键性的作用。例如：在动、植物体内起着重要生理作用的血红素、叶绿素、核酸的碱基、中草药的有效成分——生物碱等都是含氮杂环化合物。一部分维生素、抗菌素、植物色素、许多人工合成的药物及合成染料也含有杂环。 杂环化合物的应用范围极其广泛，涉及医药、农药、染料、生物膜材料、超导材料、分子器件、贮能材料等，尤其在生物界，杂环化合物几乎随处可见。
一、杂环化合物的分类和命名 为了研究方便，根据杂环母体中所含环的数目，将杂环化合物分为单杂环和稠杂环两大类。最常见的单杂环有五元环和六元环。稠杂环有芳环并杂环和杂环并杂环两种。另外，可根据单杂环中杂原子的数目不同分为含一个杂原子的单杂环、含两个杂原子的单杂环等。 杂环化合物的命名在我国有两种方法：一种是译音命名法；另一种是系统命名法。 译音法是根据IUPAC 推荐的通用名，按外文名称的译音来命名，并用带“口”旁的同音汉字来表示环状化合物。例如： 呋喃 咪唑 吡啶 嘌呤 furan imidazole pyridine purine 杂环上有取代基时，以杂环为母体，将环编号以注明取代基的位次，编号一般从杂原子开始。含有两个或两个以上相同杂原子的单杂环编号时，把连有氢原子的杂原子编为1，并使其余杂原子的位次尽可能小；如果环上有多个不同杂原子时，按氧、硫、氮的顺序编号。例如： O N N N N N N H N
《有机化学》（第五版，李景宁主编）习题答案 第十一章 1、用系统命名法命名下列醛、酮。 （1）CH 3CH 2O CH(CH 3)2 （3） H 3CH 2CHO H 3C H 2-甲基-3-戊酮 E-4-己烯醛 （4） H 3C-C C O CH 3H H 3C （5） OH OCH 3 CHO Z-3-甲基-2-庚烯-5-炔- 4-酮 3-甲氧基-4-羟基苯甲醛 （10） O 螺[4，5]癸-8-酮 3、将下列各组化合物按羰基活性排序。 （1）A 、CH 3CH 2CHO B 、PhCHO C 、Cl 3CCHO C ＞A ＞B （2）A 、O B 、O C 、O D 、 O CF 3
D ＞C ＞B ＞A （3）A 、 O B 、O C 、 O C ＞B ＞A 5、下列羰基化合物都存在酮-烯醇式互变异构体，请按烯醇式含量大小排列。 (1)CH 32CH 3 O (2) CH 3CCH 23 O O (3) CH 3CCH 2CO 2C 2H 5O (4) CH 3CCHCCH 3 O COCH 3 O (5) CH 3CCHCOOC 2H 5 O COCH 3 （4）＞（5）＞（2）＞（3） ＞（1） 6、完成下列反应式（对于有两种产物的请标明主、次产物） （1）CHO +H 2N CH N （亲核加成） （2）HC CH + 2CH 2O HOH 2CC CCH 2OH （亲核加成） （4） O +NH 2OH NOH （亲核加成） （5）HCN/OH - CN OH H 2O COOH （亲核加成，后水解） （8） O CH 3 + C H 3O C 2H 5O -2O C H 3
１7．１ 杂环化合物的分类和命名 １7．１．１分类 １7．１．２命名 1．音译法 以口字傍为杂环标志。 2．系统命名法 3．取代杂环的命名 ① 杂环的编号从杂原子起依次1,2,3 ……（或：α,β,γ……）。 ② 如环上不止一个杂原子时，则从O 、S 、N 的顺序依次编号。 ③ 有两个相同杂原子的，应从连有H 原子或取代基的开始编号。 ④ 编号时注意杂原子或取代基的位次之和最小。 杂环单杂环 五元环六元环苯环与单杂环的稠合杂环(苯并杂环) 两个或两个以上单杂环的稠合杂环O S N H 稠杂环 N N N N N H N O S N H 吡咯呋喃噻吩吡啶N pyrrole furam thiophene pyridine N S NH 2 H 3C 5 1 24 3 2-氨基-4-甲基噻唑N H N 1234 5 N N 1 2 3 4 5 CH 3 吡唑 1- 甲基咪唑 O S N H N 茂(环戊二烯)氮茂氧茂硫茂N N 苯氮苯1,3-二氮苯
１7．２ 五元杂环化合物 —— 吡咯、呋喃、噻吩 １7．２．１结构 1．经典结构 2．分子结构 据现代物理方法证明： ① 呋喃、吡咯、噻吩是一个平面结构。 ② 环上的C 原子和杂原子都是以SP 2杂化轨道成键的。 ③ 五个没有杂化的P 轨道垂直于环平面，形成闭合共轭体系。 ④ 属于富电子芳环。 ⑤ 环形π电子分布于杂环平面的上、下两方。 ⑥ 3．芳香性 ① 符合休克尔规则，π电子数为6。 O S N H O 呋喃 O ：1S 2 2S 2 2P 4 噻吩 s S: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 4 N H 吡咯 N: 1S 2 2S 2 2P 3
第十一章配位化合物习题解答 第十一章配位化合物习题解答 1．指出下列配合物的中心原子、配体、配位原子及中心原子的配位数。 配合物或配离子H2[PtCl6] [Co(ONO)(NH3)5]SO4 NH4[Co(NO2)4(NH3)2] [Ni(CO)4] Na3[Ag(S2O3)2] [PtCl5(NH3)]- [Al (OH)4]- 中心原子 Pt4＋ Co3+ Co3+ Ni Ag+ Pt4＋ Al3+ 配体 Cl- ONO-、NH3 NO2、 NH3 CO S2O32- Cl- 、NH3 OH- 配位原子 Cl O、N N、N C S Cl、N O 配位数 6 6 6 4 2 6 4 2．命名下列配离子和配合物，并指出配离子的电荷数和中心原子氧化值。配合物或配离子[Co(NO2)3(NH3)3] [Co(en)3]2(SO4)3 Na2[SiF6] [Pt Cl (NO2) (NH3)4] [CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl [PtCl4]2- [Pt Cl2 (en)] K3[Fe(CN)6] 名称三硝基·三氨合钴硫酸三(乙二胺)合钴(Ⅲ) 六氟合硅(Ⅳ)酸钠氯·硝基·二氨合铂氯化二氯·三氨·水合钴(Ⅲ) 四氯合铂(Ⅱ)配离子二氯·(乙二胺)合铂六氰合铁(Ⅲ)酸钾配离子的电荷数 0 +3 -2 0 +1 -2 0 -3 中心原子的氧化值ⅢⅢⅣⅡⅢⅡⅡⅢ 3．写出下列配合物的化学式： (1) H2[PtCl6] (2) NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] (3) [Co(NH3)6](ClO4)2 (4) Na2[Fe(CN)5(CO)](5) [Cr(OH)(C2O4)