9.1 碳正离子的定义
碳正离子(carbonium ion) 是带有正电荷的含碳离
子，是一类重要的活性中间体，可用R
3C+表示(R为烷
基)。碳正离子及其反应于20世纪20年代由C．K．英戈尔德等提出的。碳正离子可以认为是通过共价C-C 单键中一对电子的异裂反应而产生，式中X为卤素。
早期，人们通过冰点降低法测定离子数目，用以证明正碳离子的存在。近年来超强酸的发现，使得能够在低温下制备碳正离子的稳定络合物，从而可以研究它们的结构和性质。
9.3 碳正离子的结构与稳定性
可以利用sp
2或sp 3杂化轨道形成化学键。它们是平面的或角锥型的。
C 具有p-π共轭的平面碳正离子
角锥型的碳正离子
b.
刚性结构张力越大，碳正离子越不稳定。
c.三苯甲基类碳正离子
结晶紫和孔雀绿
多
另
9.4 碳正离子的生成
a.脱掉某些基团
这些基团最好对碳原子是一个极弱的亲核性的氯离子、溴离子、碘离子都是弱的亲核性的，但是碳酸基，特别是那些具有吸电子基团的，是更好的脱掉的基团。下列基团是在溶剂解反应中常遇到的脱掉的基团。
b.质子化
d.溶剂解
几乎任何一个卤化物、醇、酯在介质如硫酸、氟磺酸、五氟化锑等中，都可以形成稳定的碳正离子。在酸的水溶液中，时常也能形成这样的碳正离子。
d.烯烃加成
烯烃只需要质子化就可以，同时没有脱掉的基团。许多试剂如卤素对烯烃的加成，就是通过碳正离子进行的。
e.重氮化反应
9.5 非经典碳正离子
邻位基团C＝C π键和C-C及C-H σ键参与形成的碳正离子中间体，叫作非经典(或桥连的)碳正离子。在经典碳正离子中，正电荷定域在一个碳原子上，或者与未共用电子对、或在烯丙基位置的双键或三键共轭而离域化。在非经典碳正离子中，正电荷通过不在烯丙基位置的双键或三键，或通过一个单键而离域化。
(1) C ＝C 作为邻位基团
最引人注
目的是对甲苯磺酸-7-原冰片烯酯的乙酸解比对甲苯磺酸-7-原冰片酯的快1011倍，并且保持构型不变。
1：
2：
比较上图(A)、(B)、(C) 在140°C的乙酸解的速度，得到的结果是1：13.3：148，中间体是一致的，中间体在两个碳原子上有部分正电荷，而且被甲基所稳定化。
4：
有许多现象证明其他双键在同烯丙基位置和在更远的位置也能有助于反应的进行；但一般速度比例比较低得多。例如，对溴苯磺酸-β-(顺-7-原冰片烯基)乙酯(图A)，在25°C ，乙酸解速度比相应的饱和同系物(图B)
的快140,000倍。
环丙烷体系必须在适当的位置才起作用是根据以下事实指出的：对溴苯甲酸酯(A)的溶剂解速度比对溴苯甲酸原冰片酯-7(B)的快约五倍，而对溴苯甲酸酯(C) 的溶剂解速度比(B)的慢约三倍。
2
：
(3) C-C作为邻位基团
(a) 2-原冰片体系
对溴苯磺酸光学活性外-2-原冰片酯(A)在乙酸中溶剂解给予两个外乙酸酯的外消旋混合物(B)和(C), 没有得到内异构体。(A)溶剂解速度比内异构体(D)的快350倍。
反应机理解释
(b)环丙基甲基体系
没有取代基的环丙基甲基正离子曾经在过酸中，于低温制备过；在这里，它作为三个彼此相当的不对称的正离子(A，B，C)的平衡混合物存在。在(A)中，有一个二电子三中心键，在其中C-1桥连C-2，C-4键(相同地，C-4桥连C-1，C-2键)；在(B)和(C)中，也有相类似的键。
(C) 甲基作为邻位基团
在溶剂解反应中，对甲苯磺酸新戊酯几乎完全重排，(B) 必然出现在反应过程中。
高等有机化学习题 第一章 化学键 一、用共振轮说明下列问题 1） 联本中的C 1-C 2键长为什么比乙烷中的键长短？联苯的硝化反应为什么主要发生在2-位 和4-位？ 联苯的共振结构式可表是如下： （1） 由共振结构式可以看出C 1-C 2键有双键结构的贡献，故比乙烷的C 1-C 2键短。 （2） 由共振结构式可以看出邻对位负电荷相对集中，故有利于发生硝化反应。 2） 方酸为什么是强酸？（强于硫酸） 方酸的共振结构式可表是如下：对吗？ 由方酸的共振结构式可以看出方酸的电子离域效果更好。 二、试推测6，6-二苯基富烯的亲电取代发生于哪个环，哪个位置？亲核取代发生于哪个环， 哪个位置？ 6，6-二苯基富烯的共振式如下： 由6，6-二苯基富烯的共振式可以看出，亲电取代发生在五元环的2位上，而亲核取代 发生在苯环的2位上。 三、计算烯丙基正离子和环丙烯正离子π分子轨道的总能量，并比较两者的稳定性。 烯丙基正离子有两个电子在成键轨道上其总能量为 E 烯丙基正离子=2E 1=2(α+1.414β)=2α+2.828β 11' O HO O O O OH O O O OH O O O HO O O O S O O HO O S O O OH O S O O O S O O OH
环丙烯正离子有两个电子在成键轨道上其总能量为 E 环丙烯正离子=2E 1=2(α+2β)=2α+2β 能量差值为 E 烯丙基正离子- E 环丙烯正离子=(2α+2.828β)- (2α+2β)=0.828β 因此，环丙烯正离子比烯丙基正离子稳定。 四、用HMO 法分别说明烯丙基负离子和环丙烯负离子的电子排布和成键情况，并比较两者 稳定性。 五、简要说明 1）吡咯和吡啶分子的极性方向相反，为什么？ 吡咯分子中氮原子给出一对为共用电子参与了共轭分子的大π键，也就是电子从氮原子流向五员环，而吡啶分子中氮原子只拿出一个电子参与共轭，并且氮原子的电负性大于碳原子使电子流向氮原子的方向。因此，两个分子的极性正好相反。 2）富烯分子为什么具有极性？其极性方向与环庚富烯的相反，为什么？ 富烯分子中环外双键的流向五员环形成稳定的6π体系的去向，从而环外双键中的末端碳原子带有部分正电荷，五员环接受电子后变成负电荷的中心，因此分子具有极性。 N N H 能级 烯丙基负离子 环丙基负离子 α+1.414β α+2β E=2(α+1.414β)+2α-2(α+2β)-2(α-β) = 2α+2.828β+2α-2α-4β-2α+2β =1.172β
高等有机化学习题及期末复习 一、回答下列问题：(22小题，1-14每题1分，15-22，每题2分，共30分） 1. 亲核反应、亲电反应最主要的区别是( ) A. 反应的立体化学不同 B. 反应的动力学不同 C. 反应要进攻的活性中心的电荷不同 D. 反应的热力学不同 2. 下列四个试剂不与 3-戊酮反应的是( ) A. RMgX B. NaHSO3饱和水溶液 C. PCl3 D. LiAlH4 3.指出下列哪一个化合物（不）具有旋光性？ 4. 区别安息香和水杨酸可用下列哪种方法 A. NaOH(aq) B. Na2CO3(aq) C. FeCl3(aq) D. I2/OH-(aq) 5. 比较下列化合物的沸点，其中最高的是 6. 指出下列哪一个化合物的紫外吸收光谱波长最短( ) 7.下列化合物在常温平衡状态下，最不可能有芳香性特征的是( ) 8.下列含氧化合物最难被稀酸水解的是( ) 9. 二环乙基碳亚胺(DCC)在多肽合成中的作用是( )
A. 活化氨基 B. 活化羧基 C. 保护氨基 D. 保护羧基 10. 比较下列化合物在 H2SO4中的溶解度( ) 11. 下列关于α-螺旋的叙述，错误的是( ) A. 分子内的氢键使α-螺旋稳定 B. 减少 R 基团间的不同的互相作用使α-螺旋稳定 C. 疏水作用使α-螺旋稳定 D. 在某些蛋白质中α-螺旋是二级结构的一种类型 12. 比较苯酚(I)、环己醇(II)、碳酸(III)的酸性大小 A. II>I>III B. III>I>II C. I>II>III D. II>III>I 13．1HNMR 化学位移一般在 0.5-11ppm，请归属以下氢原子的大致位置： A. -CHO B. -CH=CH C. -OCH3 D. 苯上 H 14. 按沸点由高到低排列的顺序是：（）＞（）＞（）＞（）＞（）。 a. 3–己醇； b. 正己烷； c. 2–甲基–2–戊醇； d. 正辛醇； e. 正己醇。 15. 指出下列化合物中标记的质子的酸性从大到小的顺序： 16. 指出小列化合物的碱性大小的顺序： 17. 下面几种酒石酸的立体异构体熔点相同的是： 18. 用箭头标出下列化合物进行硝化反应时的优先反应位置： 19. 下列化合物那些有手性？
化学专业函授本科 《高等有机化学》试卷 A 题号 一 二 总分 统分人 复核人 得分 一． 回答下列问题（每题4分，15题，共60 分）： 1. 下列分子哪些能形成分子内氢键？哪些能形成分子内氢键？ A 、 NO 2COOH B 、 N H C 、F OH D 、 F OH 2. 举例说明由sp 2杂化方式组成的碳—碳三键。 3. 写出下列化合物的最稳定构象： a. OH CH(CH 3)2 H 3C H H H b. FCH 2 CH 2OH 4. 利用空间效应，比较下列物质消除反应的速率大小。 得分 阅卷人 系 专业 层次 姓名 学号 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉密┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉封┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉线┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉
A、OH B、 OH C、 OH D、 OH 5. 比较下列各组化合物的酸性大小。（1） A、COOH NO2B、 COOH OCH3C、 COOH OCH3D、 COOH NO2 （2） A、OH NO2B、 OH OCH3C、 OH OCH3D、 OH NO2 （3）
A 、NH 2NO 2 B 、 NH 2 OCH 3 C 、NH 2 OCH 3D 、NH 2 NO 2 （4） A 、 CH 3 NO 2 B 、 CH 3 OCH 3 C 、CH 3 OCH 3 D 、CH 3 NO 2 6. 下列化合物酸性最弱的是？ OH NO 2 OH NO 2 OH NO 2 OH A B C D 7. 下列醇与卢卡斯试剂反应活性最高的是？ A CH 3CH 2CH 2CH 2OH B CH 3CH(OH)CH 2CH 3 C (CH 3)2CHCH 2OH D (CH 3)3COH 8. 下列物种中的亲电试剂是： ；亲核试剂 是 。
Ⅱ《高等有机化学》典型问答题 1、关于酸碱性 1-1．比较以下两个化合物的酸性强弱，并给出合理解释 3)3 COOH COOH C(CH 3)3 A: B: 答：B 的酸性比A 强。当t-Butyl 在邻位时，把羧基挤出 了与苯环所在平面，苯基的+C 效应消失，从而一方面增 大了O-H 键的极性，另一方面又增强了氧负离子的稳定 性。 1-2．丙二酸的pKa1值（2.8）明显小于乙酸的pKa(4.76)；而它的pKa2值(5.85) 明显大于pKa1，试解释之。 答：由图可知丙二酸一级电离后，产物稳定性较高，主要原因有两点。第一，羧基的-I 效应，分散了氧负离子的负电荷；第二，可以形成分子内氢键。 而二级电离后，生成的产物空间上排斥力较大，不稳定，故pKa2的值明显偏小。 O H HOOC COOH + 1-3．顺式丁烯二酸的第一级和第二级电离常数分别为K1Z=1.17×10-2和K2Z=2.6×10-7，而反式丁烯二酸的第一级和第二级电离常数分别为K1E=9.3×10-4和K2E=2.9×10-5，试说明其原因。 答：顺式丁烯二酸电离： C C C O O -O H C C C O O -O O -C C HOOC COOH H H H H H A A1 A2 反式丁烯二酸电离： C C C H H C O O O -C C HOOC H H COOH C C C H H C O O O -HO B B1 B2 K1Z>K1E 的原因：A 的空间效应比B 大，故A 比B 不稳定，易发生电离；其次由于生成的产物A1比B1更加稳定（形成了分子内氢键）。 K2Z 第十一章卡宾 11.1 卡宾的定义 C：表示，卡宾(carbene)，又称碳烯，一般以R 2 指碳原子上只有两个价键连有基团，还剩两个未成键电子的高活性中间体。卡宾的寿命远低于1秒，只能在低温下(77K以下)捕集，在晶格中加以分离和观察。它的存在已被大量实验所证明。 卡宾的两个未成键电子既能自旋方向相反，处于单线态，也可自旋方向平行，处于三线态。取哪种状 C：的两种态应视取代基和制备方法而异。下式为H 2 状态： 单线态和三线态卡宾 11.2 卡宾的轨道 1CH2H f=110.856KCAL/MOL3CH2H f=80.809KCAL/MOL 11.3 卡宾的立体结构 烷基卡宾 三线态卡宾的结构，最简单是用中心碳原子sp杂化来描述。两个sp杂化轨道和两个氢原子成键，两个没有杂化的p轨道，每一个容纳一个电子。这是形成两个σ键和最大程度降低所有六个电子的电子与电子之间相互排拒的最有效的形式。 三线态卡宾的分子构型是线性的。由于每一个p轨道只容纳了一个电子，因而可以把三线态卡宾看作是一个双游离基。事实上，它们在许多方面的表现也确是如此。 单线态卡宾最简单是用中心碳原子sp2杂化来描述。在这三个sp2杂化轨道中，有两个和氢原子成键，第三个容纳孤电子对。没有杂化的p轨道保持是空的。这是对三个电子对的最大程度减少电子与电子之间排拒作用的最有效的形式。 单线态的几何构型是弯的，由于孤电子对对C-H 键的排拒作用，键角小于120°。单线态卡宾同时显示了碳负离子的独电子对和碳正离子的空p轨道。 实际上，这样考虑的单线态和三线态的结构是过于简单化的。最近的计算和测定的结果：单线态卡宾的键角约为103°，三线态键角约为136°。单线态和三线态之间的能量差别也曾经见诸报导，三线态比单线态稳定，能量差约为8～9千卡／摩尔。 芳基卡宾 电子自旋共振谱表明芳基卡宾的基态是三线态。反应物光解首先形成单线态卡宾，然后自旋反转，形成三线态卡宾。三线态的esr信号的寿命比较长，在77K长达几小时。 芳基卡宾的esr谱表明芳基卡宾有一个未成对电子和芳香π体系共轭，一个未成对电子和它垂直。 《高等有机化学》模拟考试题（二） 一．填空 1、几种重要的有机反应活性中间体有------、 ----------、---------、--------、--------和---------。 2、萘磺化时，得到α-萘磺酸是-------控制产物，得到β-萘磺酸是------控制产物。 3、写出下列化合物最稳定的构象式： （1） HOCH 2CH 2F 用Newman 投影式表示为：------------； （2）反式十氢化萘 用构象式表示为：--------； （3）（S)-2-丁醇 用Fischer 投影式表示为：-----------； 4、α-蒎烯1H 3C CH 32 中1和2两个甲基上的亲核化学位移δ值较小者为 --------；这是由于----------所致。 5、 下列烷氧基负离子：（a ） C 6H 5O -,（b ）CH 3CH 2CH 2CH 2O -,(c ）（CH 3)3CO -,其中碱性最强的是---------，亲核性最强的是---------。 6、有机光化学反应中，分子的激发态常有-------和----------两种。但大多数光化学反应是按-----------进行的。在二苯甲酮与异丙醇的光化学反应中，当加入萘时，该反应中止，反应中的二苯甲酮是---------剂，而萘是二苯甲酮激发态的一种-------剂。 二．写出写列反应的主要产物 C C Ph H 3C CH 3 Ph H + 1 N(CH 2 )OH CH 3 2. C N CH 3OH H 2SO 4 3. OH H 3CO 2SO C O H 3C 4. 3 5. COCHN 2 1)Ag 2O 2) H 2O 6. CH 3 H 3C OCH 2CH=CHCH 3 7. C C 3 OTs H 3C CH 3CH 2ONa 328. 高等有机化学考试试题答案 2005级硕士研究生 高等有机化学期末考试答案 1．试推测6，6-二苯基富烯的亲电取代发生于哪个环，哪个位置？亲核取代发生于哪个位置？（4分） 2．计算烯丙基正离子和环丙烯正离子π分子轨道的总能量，并比较两者的稳定性。烯丙基的分子轨道的能量分别为：Ψ1=α+1.414β, Ψ2=α, Ψ3=α-1.414β; 环丙烯的分子轨道的能量分别为：Ψ1=α+2β, Ψ2=α-β。(5分) 烯丙基正离子有两个电子在成键轨道上其总能量为 E烯丙基正离子=2E1=2(α+1.414β)=2α+2.828β 环丙烯正离子有两个电子在成键轨道上其总能量为 E 环丙烯正离子=2E 1 =2(α+2β)=2α+2β 能量差值为 E 烯丙基正离子- E 环丙烯正离子 =(2α+2.828β)- (2α+2β)=0.828β 因此，环丙烯正离子比烯丙基正离子稳定。3．富烯分子为什么具有极性？其极性方向与环庚富烯的相反，为什么？（4分） 富烯分子中环外双键的流向五员环形成稳定的6π体系的去向，从而环外双键中的末端碳原子带有部分正电荷，五员环接受电子后变成负电荷的中心，因此分子具有极性。 另外，七员环的环上电子流向环外双键，使得环外双键的末端碳原子带有部分负电荷，而七员环给出电子后趋于6π体系。因此，极性方向相反。 4．下列基团按诱导效应方向（-I 和+I ）分成两组。（4分） 答： 5．烷基苯的紫外吸收光谱数据如下： 试解释之。（3分） 答：使得波长红移的原因是σ-π超共轭效应，σ-π超共轭效应又与a-碳上的C-H 键的数目有关。因此，甲基对波长的影响最大，而叔丁基的影响最小。 6．将下列溶剂按负离子溶剂化剂和正离子溶剂化剂分成两组。(3分) 负离子溶剂化剂：水 聚乙二醇 乙酸 乙醇 正离子溶剂化剂：N,N-二甲基乙酰胺 二甲亚砜 18-冠-6 7．以下反应用甲醇座溶剂时为S N 2反应：（3分） CH 3O- + CH 3-I CH 3-O-CH 3 + I - 当加入1，4二氧六环时，该反应加速，为什么？ 答：二氧六环是正离子溶剂化剂，当反应体系中加入二氧六环时，把正离子甲 醇钠中的钠离子溶剂化，使得甲氧基负离子裸露出来，增强了其亲和性，故加速反应。 8．比较下列各对异构体的稳定性。（6分，每题2分） 1．反-2-丁烯 〉 顺-2-丁烯 2. 顺-1，3-二甲基环己烷 〉反-1，3-二甲基环己烷 3．邻位交叉1，2-丙二醇 〉对位交叉1，2-丙二醇 9．写出下列化合物的立体结构表示式。（4分，每题2分） 分子式 C 6H 5-R R=H CH 3 C 2H 5 CH(CH 3)2 C(CH 3)3 光谱数据/nm 262.5 266.3 265.9 265.3 265.0(E,E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇1)2) (7R,8S)-7,8-环氧-2-甲基18-烷-I 效应：-S(CH 3)2 -N=O -O(CH 3)3 -HgCl 2 +I 效应：-SeCH 3 -B(C 2H5)2 OCH 3O H 3C CH 2OH O R H 中国海洋大学本科生课程大纲 课程名称有机化学ⅡOrganic ChemistryⅡ课程代码 课程属性学科基础课时/学分32/2 课程性质必修实践学时0 责任教师代水星课外学时 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述（中英文）： 《有机化学》课程是材料专业的一门学科基础课程。该课程的内容包括有机化合物的基本原理和基本知识，比如有机化合物的组成、结构、物理性质、化学反应机理等。除此之外，该课程还是一门理论与实验并重的课程。 Organic chemistry is the foundation course for students who major in the materials science.The course includes the basic theory and knowledge of organic compounds,such as the composition,structures,physical property and chemical reaction mechanism.In addition, Organic chemistry is also a course which puts the theory and experiment on the same level. 2.设计思路： 根据有机化合物的种类或化学反应的种类，将课程内容分为缩合反应、周环反应、胺、含氮芳香化合物、杂环化合物、有机合成基础、新型有机合成方法、有机共轭材料共8章。其中，缩合反应、周环反应、胺、含氮芳香化合物、杂环化合物，作为学习的重点；有机合成基础、新型有机合成方法、有机共轭材料作为了解性知识，目的在于整合有机化学整门课程知识点，达到融会贯通、学以致用的目的。此外，有机化学是一门 -1- 《高等有机化学》达标训练题 一、选择题 1．下列的自由基按稳定性大小排列顺序正确的为（） ①CH 3 ②CH3CHCH2CH2 3③CH3CCH2CH3 3 ④CH3CHCHCH3 3 A. ④＞③＞②＞① B. ③＞②＞④＞① C. ③＞④＞②＞① D. ③＞④＞①＞②2．不能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色的化合物是( ) 3．下列化合物的磺化反应活性最强的是( ) 4．下列化合物中，没有旋光性的是( ) A. CH3CH2CHBrCH3 B. CH3CH2CHBrCH2CH2CH3 C. (CH3)2CHCHBrCH(CH3)2 D. 3 H3 H 5．下列化合物中有芳香性的是（） 6． 1,3- 戊二烯比1,4-戊二烯更稳定的原因主要是因为（）A．诱导效应B．共轭效应C．空间效应 D．角张力 7．下列化合物中最稳定的构象式为（） 8．下列化合物与AgNO3的醇溶液作用，最先出现沉淀的是（）A．烯丙基氯B．丙烯基氯C．氯代丙烷D．氯代乙烷 9. 与AgNO3-乙醇溶液反应的活性次序是（） A. CH3CH2CH3 B. CH3CH CH2 C. CH3C CH D. CH3 ①②③④ A. ③＞④＞①＞② B. ③＞②＞④＞① C. ③＞④＞②＞① D. ④＞②＞③＞① 10. 下列进行S N2反应速率由大到小的次序是（） ①1-溴丁烷②2，2-二甲基-1-溴丁烷③2-甲基-1-溴丁烷④3-甲基-1-溴丁烷 A. ④＞②＞③＞① B. ③＞②＞④＞① C. ①＞④＞③＞② D. ①＞④＞②＞③ 11．下列化合物中可以形成分子内氢键的是( ) A．邻甲苯酚B．对甲苯酚C．对硝基苯酚D．邻硝基苯酚12．下列化合物中以S N1反应活性最高的是（） 13. 下列醇中，与金属钠的反应活性最高的是（） A．1-丁醇B．2-丁醇C．2-甲基-2丙醇D．1-丙醇 14. 下列化合物与卢卡斯试剂反应的活性次序是（） A．1-丁醇B．2-丁醇C．3-丁烯-2-醇D．2-甲基-2丙醇15.下列碳正离子稳定性最高的是（） + CH3CHCH3+ CH3CH2CH2 + C H3C CH3 CH3CH CH + A. B. C. D. 16.如果亲核取代反应发生了重排反应，则该反应的历程为（）A．S N1 B. S N2 C. 说不清 D. 可以为S N1，也可以为S N2 17.下列化合物中，酸性由大到小的顺序为（） OH NO2 OH 3 OH OCH3 OH NO2 (A)(B)(C)(D) 第一章习题 1.用共振式说明苯甲醚分子中甲氧基的邻/对位效应。 2.比较下列各组化合物的酸性大小并予以解释。 （1）HOCH2CH2COOH 和CH3CH(OH)COOH （2）乙酸、丙二酸、乙二酸和甲酸 （3）COOH NO 2 和 COOH HO （4） H 2C CH 2H 3C CH 3HC CH 、和 3.比较碱性。 H 2N (1) CH 3CH 2NH 2 和 (2)NH 2HO NH 2 O 2N 和(3) N H N 和 比较C-Br 键断裂的难易次序 和CH 3CH 2CHCH 2CH 3CH 3OCHCH 2CH 3CH 3CH 2CHCF 2CF 3在极性条件下,、4. 5.下列共振式哪一个贡献大，为什么？ C C C C O A B 6.在亲核加成反应中ArCH 2COR 和ArCOR 哪一个活性高，为什么？ 7.解释酸性大小。 COOH < COOH (1) COOH COOH (2) OH > 8.为什么ArCOR 被HI 断裂时，得到的产物是RI 和ArOH ，而不是ROH 和ArI 。 9.下列反应中几乎不会生成PhCH 2CBr(CH 3)2，为什么？ PhCH 2CH(CH 3)2 + Br 2 PhCHBrCH(CH 3)2 + HBr hv 10.比较拗CH 3COCH 2COCH 3和CH 3COCH 2COOC 2H 5的酸性，并简要说明原因。 11.为什么胺的碱性大于酰胺？ 12.羧酸及其衍生物的亲核取代反应活性为什么是RCOCl>(RCO)2O>RC OOR’～ RCOOH>RCONH 2。 13．为什么顺丁烯二酸的p K a1比反丁烯二酸小，p K a2却正相反？ 第五章 羰基的亲核加成及相关反应 羰基化合物包括醛、酮、羧酸及衍生物和CO 2。 5.1 羰基的结构 C O δ+δ- 亲电中心羰基碳的活性较大，易被亲核试剂进攻而发生亲核加成反应和亲核取代反应。 5.2 亲核加成反应的历程及影响因素 5.2.1 HCN 的加成 反应为碱催化。 ]CN ][CO [k v ->= OH - +HCN CN -+ H 2O 快 -C δ+δ-C O -CN C OH CN +OH - 反应的平衡位置受电子效应和空间效应的影响。 二、亲核加成反应的一般特点 1．反应可以被酸或碱催化 酸催化可提高羰基的亲电活性。 C O +H + + OH 碱催化提高亲核试剂的亲核性。 Nu H +OH --+H 2O Nu H -> 2．多数醛酮的亲核加成为可逆反应，用于分离与提纯。 5.2.2 影响羰基亲核加成反应活性的因素 一、羰基化合物的结构 1．电子效应 羰基碳的正电性越大，亲核加成速度越大，反应活性越大。羰基碳所连的吸电基（-I ，-C ）使其亲核加成反应的活性增加，而供电基（+I ，+C ）则使其活性降低。 活泼顺序： ClCHO > HCHO > RCHO > CH 3COR > RCOOR' > RCONR'2 > RCOO --I > +C (+C) (+C,空阻) ( +C > -I) (+C) C O R R' 活性极低 （1）π-π共轭效应（增加其稳定性）；（2）+C 效应（降低羰基碳的正电性）；（3）加成产物失去共轭能，反应活化能高；（4）产物的张力大幅增加。 2．立体效应 C O - sp 2 活性： O C H H O C CH 3H O C CH 3CH 3O O C CH 3CH 2CH 2CH 3O C Ph Ph >>>> > 二、试剂的亲核性 对同一羰基化合物，试剂的亲核性越大，平衡常数越大，亲核加成越容易。 1．带负电荷的亲核试剂比起共轭酸（中性分子）的亲核性强。OH ->H 2O, RO ->ROH 。 2．极性大的分子比极性小的分子亲核性强。HCN>H 2O(极性与电负性)。 3．同周期元素的负离子的亲核性与碱性大小一致； R 3C ->R 2N ->RO ->F - 4．同一主族元素的负离子的亲核性与可极化度大小一致。 I ->Br ->Cl ->F - 一、非手性的羰基化合物的加成 C Nu O - H + C Nu OH 50%C O -Nu + C OH Nu 50%dl 前（潜）手性分子 结果得外消旋化产物 二、手性羰基化合物的亲核加成方向遵守Cram 规则，得立体选择性的非对称异构体产物。 中南大学考试试卷（A） 2006-2007 学年第一学期期末考试试题时间110分钟高等有机化学课程48学时3学分考试形式：开 卷 专业年级：临床医学（八）0501班总分100分，占总评成绩70 % 1．下列化合物中的碳碳键的IR吸收波数由高到低排序为：（）A．③＞②＞① B. ①＞②＞③ C.②＞③＞① D. ①＞③＞② 2．下列化合物的1HNMR化学位移δ值由高到低排序为：（） A．③＞②＞① B. ①＞②＞③ C.②＞③＞① D. ③＞①＞② 3．下列卤代烃发生S N1亲核取代反应的活性顺序由大到小排列为：（） A．②＞③＞① B. ①＞③＞② C. ③＞②＞① D. ①＞②＞③ 4．下列碳负离子中，其稳定性由高到低排列为：（） A．①＞②＞③＞④ B. ①＞③＞④＞② C. ①＞③＞②＞④ D. ④＞①＞③＞②5．下列胺与BEt3反应，最慢的是：（）6．下列化合物与HCN加成时平衡常数K值由大到小排列为：（） ①C6H5CHO ②CH3COCH3③HCHO ④C6H5COCH3 A．①＞②＞③＞④ B. ①＞③＞②＞④ C. ③＞①＞②＞④ D. ②＞①＞③＞④7．下列化合物的亲电加成活性由高到低的顺序为：（） A．③＞②＞①＞④ B. ①＞③＞②＞④ C. ①＞④＞②＞③ D. ④＞①＞②＞③8．下列负离子的稳定性由高到低的顺序为：（） A．④＞③＞①＞② B. ②＞①＞③＞④ C. ③＞①＞②＞④ D. ①＞③＞②＞④9．下列化合物的酸性最强的是：（） A．④＞③＞①＞② B. ②＞①＞③＞④ C. ②＞①＞④＞③ D. ①＞③＞②＞④10．下列化合物的亲电取代活性由大到小排列为：( ) ①硝基苯②苯酚③苯④甲苯 A．④＞②＞③＞① B. ②＞④＞①＞③ C. ③＞①＞②＞④ D. ②＞④＞③＞①11．下列化合物的水解速率由大到小的排列为：（） ①CH3COOCH3②ClCH2COOCH3③CH3CH2COOCH3 ④Cl2CHCOOCH3 A．③＞②＞④＞① B. ①＞③＞②＞④ C. ④＞②＞①＞③ D. ②＞④＞①＞③12．下列化合物具有芳香性的是：（） 13．下列化合物不具有旋光性的是：（） 高等有机化学试题及答 案 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】 江西理工大学研究生考试高等有机试卷及参考答案一单项选择题（本大题共10题，每小题3分，共30分） 1.下列结构中,所有的碳均是SP2杂化的是( A ) 2.下列自由基稳定性顺序应是( D ) ① (CH3)3C·② CH3CHC2H5③ Ph3C·④ CH3CH2· A. ①>③>②>④ B. ①>③>④>② C. ③>①>④>② D. ③>①>②>④ 3.下列化合物中酸性最强的是( B ) A. CH3CH2COOH B. Cl2CHCOOH C. ClCH2COOH D. ClCH2CH2COOH 4.下列化合物最易发生S N1反应的是( A ) A. (CH3)3CCl B. CH3Cl C. CH3CH2CH2Cl D. (CH3)2CHCl 5.下列羰基化合物亲核加成速度最快的是( C ) 6.下列化合物中具有手性碳原子,但无旋光性的是( B ) 7.化合物:①苯酚②环己醇③碳酸④乙酸,酸性由大到小排列为( B ) A、①>③>②>④ B、④>③>①>② C、④>②>①>③ D、②>①>③>④ 8. 3-甲基-1-溴戊烷与KOH-H2O主要发生( C )反应 A、E1 B、S N1 C、S N2 D、E2 9.下列化合物中为内消旋体的是( D ) 10.下列几种构象最稳定的是( B ) 二写出下列反应的主要产物。（本大题共4题，每小题2分，共8分）1. 答案： 2 .COOC2H5 +NBS (PhCOO)2 4 答案： 3. 答案： 4. 答案： 三.写出下列亲核取代反应产物的构型式,反应产物有无旋光性并标明R 或S构型,它们是SN1还是SN2（本大题共6分） 化学/应用化学 专业 函授本科 《高等有机化学》试卷 C （试卷共6页，答题时间120分钟） 题号 一 二 总分 统分人 复核人 得分 一． 回答下列问题（每题4分，15题，共60分）： 1.下列化合物化合物与NaI —丙酮溶液反应活性大小顺序 为 。 A B C D CH CH-CH 3 CH 2 CH-CH 2Br CH 3- CH-CH 3 Br Br CH 3-CH 2-CH 2Br 2. 1—丁醇 Ｂ．2—丁醇 Ｃ．2——甲基—2—丁醇与卢卡斯试剂反应的活性顺序为 3.下列试剂亲核性大小顺序是 A B C CH 3O -CH 3CH 2O - CH 3-CH-O - CH 3 CH 3-C-O -CH 3CH 3 D 4．按环上亲电取代反应活性由大到小排列的顺序是： a. b.C H 3 c.C l O H d.NO 2 e. 5. 按S N 2反应活性由大到小排列的顺序是：（ ）＞（ ）＞（ ）。 a.C H 3C H 2Br b. c.C H 3C C H 3 C H 3 C H 2Br C H 3C H C H 3 C H 2Br 6. 下列化合物或离子中具有芳香性的是： 。 得分 阅卷人 系 专业 层次 姓名 学号 a. b. c. N d. N S e.+ 7．按碱性由强到弱排列的顺序是：（）＞（）＞（）＞（）。 N H a. b. N c. N H d. NH2 8．下列化合物能发生碘仿反应的是：。 a.ICH 2 CHO b.CH3CH2CHO c.CH3CH2CHCH3 O H d.C6H5CO CH3 e.CH3CHO f.CH3CH2CH2O H 9．按沸点由高到低排列的顺序是：：（）＞（）＞（）。 a.C H2O H C H2O H C H2O C H3 C H2O C H3 b. c.C H2O C H3 C H2O H 10．下列羧酸与乙醇酯化速度由快到慢的顺序是：（）＞（）＞（）。 a. CO O H b. CO O H CH3 c. CO O H CH3 CH3 11. 试比较下面三种化合物与CH 3 ONa发生S N反应的相对活性。 A. NO2 CH2Cl B. NO2 CH3 Br C. NO2 CH3 F 12. 比较下面三种化合物发生碱性水解反应的相对活性。 A. B. C. CH3CH=CHCH2Br CH3CH2CH2Br CH3CCH2Br = O 13. 下面三种化合物一硝化时，所得间位产物的多少次序如何？ A. B. C. C6H5CH3C6H5CHCl2C6H5CCl3 亲核取代反应 预计下列各对反应中哪一个比较快？解释之。 （1） CF 3 C CH 33 OSC 6F 5 O Ⅰ Ⅱ 和 H 3C C CH 33 OSC 6F 5 O 在100%乙醇中溶剂解反应。 （2） H 2C=CHCH 2CH 2OTs （Ⅰ）或H 3CCH=CHCH 2OTs （Ⅱ）在98%的甲酸中溶剂解反应 （3） O OP h CH CH CH C O OPh 和 在醋酸中的溶剂解反应。 试对下列反应提出合理的反应机理。 （1） OCH 3 H 3 Cl Cl- （2） OH N OCCH 3 H + ，△（CH 3CO ）2O O 旋光性反应物 外消旋化产物 用碱性氧化铝处理2—溴代—ρ—羟基乙苯生成一种白色固体：40～43℃，IR ：1640cm -1 ；UV ：282nm （水中），261nm （醚中）；NMR 在和（TMS 内标）处有两个等幅单峰，元素分析（%）：C,；H,%,对产物提出合理的机构，并提出此产物生成的机理。 具有结构式A 的物质在弱碱水溶液中反应，得产物B 。 S N + 2C C 6H 5 O CH 3 Br-NaHCO 3/H 2O S N C 6H 5OH C O CH 3 A B 这是一个分步骤完成的反应。其第一步为HO - 对A 的进攻 （1） 试给出一个由A 生成B 的可信的反应机理； （2） 核磁共振（NMR ）的实验证实，B 中的N —(C=O)键的转动速度比A 中的N —CH2键的 转动速度低的很多。其可能原因是什么？ 写出下列反应的机理 （1） C H 3C H 3CH 3 CH 2OH P h 3P ，CCl 4 CH 2Cl CH 3 C H 3CH 3 （2） C 6H 5CH 2SCH 2CHCH 2SCH 2C 6H 5 C 6H 5CH 2SCH 2CSCH 2C 6H 5 SOCl 2 OH H CH 2Cl （3） (E tO)3P +CH 3I 回流 P OE t tO CH 3 O 4.6 2—乙酰氧基环己醇对甲苯磺酸酯酸解时，发现反式异构体比顺式异构体快670倍。且顺式异构体得到的是反式二醋酸酯（构型变化），而由于反式异构体得到的却是构型保持的产物。试解释其原因？ 补充练习 一、 完成下列反应式 3 3 H 1. CH 3OH 2. C 6H 5 C=O 6H 5 H CH 3p-ClC 6H 4MgBr (1)(2) H 2 O/ H + 3.COCH 3 +HCHO + N H 4. C 2PhCO 3H (CH 3)3CCHO + 5. Ph 3P=CHCOCH 3 COCH 3 OC C 6H 5 236. 吡啶 = O 7. HO CH 2NH 2 HNO 2 8. CH 2CH 2 O CH C OC 2H 5 O Br C H ONa 9. C 6H 5C C CH 3OH CH 3C 6H 5 OH H 2SO 4 10. CH3 O +CH 2 =CH CH3 C O C2H5ONa 二、写出下列反应机理 1.C CH O O 2525 CH OH COOC2H5 2. O Cl C2H5ONa COOC2H5 3.CH2CH2 OTs HO 4. NH2 O Br2 ,NaOCH3 3 H N OCH3 O C2H5ONa 5. O O O COCH3 三、简要说明下列问题 1. (S)-3-溴-3-甲基己烷在H2O-丙酮中得外消旋的3-甲基-3-己醇。 2 . 试解释化合物A的乙酸解反应的结果为构型保持产物B。 3 O CH3COONa 3 3 O-C-CH3 O O A B 3. 试说明为什么内消旋（赤式）-1，2-二溴-1，2-二苯乙烷和碱作用主要生成 顺式-1-溴-1，2-二苯乙烯？而（苏式）-1，2-二溴-1，2-二苯乙烷却主要得到反式产物？ 4. 请预测下列反应的主要产物为（A）还是（B）？并分析其原因。 CH3CO3H O O + (A)(B) 5. 当具有立体化学结构的3-溴-2-丁醇（A）与浓HBr反应时生成内消旋的2，3-二溴丁烷，而3-溴-2-丁醇（B）的类似反应则生成外消旋2，3-二溴丁烷，请从反应历程的角度说明这一反应的立体化学。 3 3 (A)(B) 高等有机化学模拟试题 一、完成反应式，写出原料、反应条件或产物的构造式（产物只写有机主要产物，本大题共9小题,每空2分，共30分） 1． C NO 2 O CH 2NO 2 ( ) 3． 4． ClHC CHCH Cl 2500 C °CH 3COONa 5． Ph 3P C(CH 3)2 25℃乙醚CH(CH 3)2 X -Ph 3P + 6． COOEt COOEt EtONa 2 7． Cl Cl NO 2 + ONa 324 8． PhCH2CHCH3 +Me 3 OH - HCl 9． OCH3 + CHO 二、单项选择题（选择符合题意的答案，将其代号填入括号，本大题共7题，每小题2分，共14分） 1． COOH SO3H OH Br COOH (a)(b)(c)(d) 上述化合物的酸性由强到弱的排列顺序为……………………（）。（A）a>b>c>d; （B）c>d>b>a; （C）c>b>a>d; （D）b>a>c>d。2．试剂的亲核活性由强到弱的顺序为…………………………（）。（A）CH3CH2- > CH3O -> (CH3)2N-> F -; （B）CH3CH2- > (CH3)2N- >CH3O -> F-; （C）F-> CH3O -> (CH3)2N->CH3CH2-; （D）(CH3)2N- >CH3CH2->CH3O -> F-。 3． t-BuBr ; (a)(b)(c)(d) i-PrBr ;PhCH2Br ; 发生S N1反应时的相对速度由大到小的顺序为……………（）。（A）a>b>c>d; （B）d>c>b>a; （C）c> a > b >d; （D）b>a>c>d。4．如果亲核取代反应发生了重排反应，则该反应的历程为……（）。（A）S N1；（B）S N2；（C）说不清；（D）可以为S N1，也可以为S N2。5．发生Diels-Alder反应的立体选择性为………………………（）。（A）加热时，同面/同面允许；（B）光照，为同面/同面允许； （C）加热时，同面/异面允许；（D）加热和光照时都没有立体选择性。 6． 《高等有机化学》试卷-A卷参考答案及评分标准 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 第 1页 共16 页 第 2页 共16 页 ………○…………装…………订…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………○………… XXXX 学院普通高等教育20XX ——20XX 学年度第X 学期 《高等有机化学》期末考试试卷 A （闭） 命题教师： XXX 命题教研室：有机化学教研室 学院：XX 学院 专业： 层次：本科 年级：XXX 班级： 姓名： 学号： 考试日期： 年 月 日 题 号 一 二 三 四 五 总分 分 值 30 10 10 15 35 100 得 分 一、单项选择题（每题只有一个正确答案。本大题共15小题，每题2分，共30分） 1．下列四个化合物中，分子偶极矩最大的是（ ）。 A ． B ． C ． D ． 2．下列四个碳正离子中，最稳定的是（ ）。 A ． B ． C ． D ． 3．下列四个化合物中，酸性最强的是（ ）。 A ． B ． C ． D ． 4．下列两化合物发生苯环上的硝化反应时，化合物（1）比化合物（2）快400倍，导致该结果的主要原因是（ ）。 A ．诱导效应 B ．共轭效应 C ．场效应 D ．空间效应 5．下列基团中，吸电子诱导效应最强的为（ ）。 A ． B ． C ． D ． 6．下列化合物中，存在σ-p 超共轭作用的是（ ）。 A ． B ． C ． D ． 7．下图所示为Williamson 醚合成反应，根据反应物与生成物之间的关系分类，该反应属于（ ）。 A ．加成反应 B ．取代反应 C ．消除反应 D ．重排反应 8．下图所示卤代烃具有旋光性，与水发生取代反应后得的醇没有旋光性，该反应的机理为（ ）。 A ．S N 1机理 B ．S N 2机理 C ．S N 1+ S N 2机理 D ．S N i 机理 9．下图所示的反应中，利用14C 标记的氯苯与KNH 2在液氨下反应得到两种苯胺。 推测该反应经历的中间体为（ ）。 A ．苯基正离子 B ．σ络合物 C ．苯炔 D ．Meisenheimer 络合物 10．关于S N 1反应历程的描述，错误的是（ ）。 A ．反应分两步进行，以第2步为决速步骤。 B ．反应过程形成两个过渡态，1个中间体。 C ．S N 1反应常有重排产物生成。 江西理工大学研究生考试高等有机试卷及参考答案 一 单项选择题（本大题共10题，每小题3分，共30分） 1.下列结构中,所有的碳均是SP 2杂化的是( A ) 2.下列自由基稳定性顺序应是( D ) ， ① (CH3)3C · ② CH 3CHC 2H 5 ③ Ph 3C · ④ CH 3CH 2· A. ①>③>②>④ B. ①>③>④>② C. ③>①>④>② D. ③>①>②>④ 3.下列化合物中酸性最强的是( B ) A. CH 3CH 2COOH B. Cl 2CHCOOH C. ClCH 2COOH D. ClCH 2CH 2COOH 4. 下列化合物最易发生S N 1反应的是( A ) A. (CH 3)3CCl B. CH 3Cl C. CH 3CH 2CH 2Cl D. (CH 3)2CHCl 5.下列羰基化合物亲核加成速度最快的是( C ) & 6.下列化合物中具有手性碳原子,但无旋光性的是( B ) 7.化合物:①苯酚 ②环己醇 ③碳酸 ④乙酸,酸性由大到小排列为( B ) A 、①>③>②>④ B 、④>③>①>② C 、④>②>①>③ D 、②>①>③>④ 8. 3-甲基-1-溴戊烷与KOH-H 2O 主要发生( C )反应 ） A 、E1 B 、S N 1 C 、S N 2 D 、E2 9.下列化合物中为内消旋体的是( D ) 10.下列几种构象最稳定的是( B ) A 、CH=CH 2 CH 2OH CH 3CH=CH 2B 、D 、C 、A 、CH 3COCH 3 B. O C. HCHO D. CH 3CHO A 、 B 、 C 、 D 、OH 3H COOH H 3C CH 3H H COOH H H HO OH COOH H H OH OH A 、 B 、 C 、 D 、CH 33CI CI H H CH 33CI CI H H CH 3CH 3CI CI H H CH 3CH 3CI CI H H A. C 2H 5 H H H 3C H C 2H 5 (CH 3)CH 3H C(CH 3)3H H 5C H CH 3 C 2H 5H (CH 3)3C CH 3H (CH 3)3C B. C C. D 、高等有机化学第十一章 卡宾
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