第7章芳香烃
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第7章芳烃及非苯芳烃思考题答案思考题7-1苯具有什么结构特征? 它与早期的有机化学理论有什么矛盾?答案:苯分子具有高度的不饱和性,其碳氢比相当于同分子量的炔烃,根据早期的有机化学理论,它应具有容易发生加成反应、氧化反应等特性。
但事实上,苯是一种高度不饱和却具异常稳定性的化合物。
因此,要能够很好地解释这一矛盾是当时有机化学家所面临的重大挑战。
[知识点:苯的结构特征]思考题7-2早期的有机化学家对苯的芳香性认识与现代有机化学家对苯的芳香性认识有什么不同?答案:早期的有机化学把那些高度不饱和的苯环类结构并具有芳香气味的化合物称为芳香化合物,这些化合物所具有的特性具称为芳香性。
随着对事物认识的不断深入,人们已经意识到,除了苯环以外还有一些其他类型的分子结构也具有如苯一样的特别性质。
现在仍然迫用芳香性概念,但其内涵已超出了原来的定义范围。
现在对芳香性的定义为:化学结构上环状封闭的共轭大π键,不易被氧化,也不易发生加成反应,但是容易起亲电反应的性质。
[知识点:苯的芳香性]思考题7-3 关于苯分子的近代结构理论有哪些?其中,由Pauling提出的共振结构理论是如何解释苯分子结构?答案:现代价键理论:苯分子中的六个碳原子都以sp2杂化轨道和相邻的碳和氢原子形成σ键,此sp2杂化轨道为平面其对称轴夹角为120°,此外每个碳原子还有一个和平面垂直的p轨道,六个p轨道相互平行重叠形成了一个闭合共轭体系。
分子轨道理论:基态时,苯分子的六个π电子都处在成建轨道上,具有闭壳层电子结构。
离域的π电子使得所有的C-C键都相同,具有大π键的特殊性质因此相比孤立π键要稳定得多。
Pauling提出的共振结构理论:苯的每个1,3,5-环己三烯都是一种共振结构体,苯的真实结构是由这些共振结构式叠加而成的共振杂化体。
【知识点:苯近代结构理论】思考题7-4什么是休克尔规则? 如何利用休克尔规则判别有机分子的芳香性? 答案:休克尔规则:单环化合物具有同平面的连续离域体系,且其π电子数为4n+2,n为大于等于0的整数,就具有芳香性;如果π电子数为芳香性,符合4n,为反芳香性,非平面的环状共轭烯烃则为非芳香性。
1.命名或写出结构式CH 3SO 3H CH 3NO 22O 2NClCl CH 2OH对甲基苯磺酸 2,4,6-三硝基甲苯 邻二氯苯 苄醇(苯甲醇)O 2N CH 3O 2NSO 3H苯乙烯 2-甲基-6-硝基萘 对硝基苯酚 β-萘磺酸3.写出下列反应的历程和活性中间体。
+CH 3CH=CH 2HF4.完成反应 (1)(2)(3)(4)(5)(6)5.比较下列化合物溴代反应活性大小。
(按反应活性由大到小排列)(A)(B)(C)OH CH 3ClNO 2OCH 3(D)(E)(F)O(G)G>B>A>D>C>E>F7.按各氢原子光卤代反应的活性大小排列。
A>C>D>E>B8.用化学方法鉴别。
(A) 苯 (B) 苯乙烯 (C) 苯乙炔 (D) 环己烷 (E) 甲苯 (F) 甲基环丙烷9.用化学方法除去环己烷中的少量苯。
通入浓硫酸中,由于苯可以与浓硫酸反应得到苯磺酸溶于浓硫酸中,所以可以将苯除去。
10.用共振论解释下列实验现象。
OCH 3HNO 3OCH 3OCH 3+2NO 2主产物OCH 3NO 2+微量加成在邻对位时有稳定的共振结构(A ,B )有利于电荷分散,结构稳定,易于形成,而若加成在间位,则没有稳定的共振结构11.指出下列化合物中那些具有芳香性。
(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)(I)(J)A ,E,F, J12.比较下列化合物酸性的大小并解释原因。
(A)(B)(C)A>B>Ca, 环戊二烯负离子因其具有芳香性而易于形成;b,轨道s 成分越大吸电子性越强,因此烯烃的酸性比烷烃大13.合成题。
(A) CH 3OCH3O 2N(B) CH 3CH 2CH2SO 3H(C)BrBrNO 2COOH(D)BrBrOCH 3OCH 3。
了第七章 芳香烃7-1 命名下列各化合物或写出构造式。
(1)5-硝基-1-溴萘 (2)9,10-二氯菲 (3)4-苯基-2-戊烯 (4)(S )-1-苯基-1-溴丙烷 (5)4-溴联苯 (6)2-蒽磺酸(7)(8)(9)27-2 将下列各组中间体按稳定性由强至弱排列。
(1)A >B >C ; (2)B >C >A >D ; (3)C >B >A 。
7-3 将下列化合物按硝化反应的速率由快至慢排列。
(2)>(4)>(3)>(7)>(5)>(1)>(6) 7-3 将下列化合物按与HCl 反应的速率由快至慢排列。
(4)>(2)>(1)>(3) 7-5 用NMR 法鉴别下列各组化合物。
(1)、两个化合物的1H-NMR 谱都有三组信号,其中间的信号明显不同,前者是四重峰(2H)、三重峰(3H)和多重峰(5H);而后者是双峰(6H)、多重峰(1H)和多重峰(5H )。
(2)、两者芳环上H 的谱图明显不同,前者苯上的4个H 是等同的,分子共有二组峰,单峰(6H ),双峰(4H );而后者芳环的4个H 为AB 2C 型,对应的谱图(峰)较复杂[单峰(6H)、单峰(1H)和多重峰(3H)]。
7-6 完成下列各反应式。
(1)ClCH 2CH(CH 3)CH 23AlCl 3+CH 2CH 3CH 3CH3OH +++COOH (2)(3)CH 3CH 22C CCH 3CH 2C CHH CH 3+Cl 2h νPd - BaSO 4,喹啉H 2(4)CH HCHO, HCl, ZnCl 2CH 3ClH 2CCH 3CH 2Cl(5)+(6)CH CH HNO 3/H 2SO 4CH CH 2OH Cl OCH 3OCH 3OCH 3NO 2NO 2V 2O 5+NO 2O 2C O C 2OO(7)2HNO 3/H 2SO NO 2O 2N(8)AlCl 3+(9)(CH 3)2C=CH 2H 2SO 4CH 2H 3COH 3CO CH 3(10)H 3COCH CH 2COClCH 2H 3COH 3COCH CH 2C O H 3COCH 3(H 3C)3CAlCl 3+(CH 3)3Cl+24(11)O OOO OOCH 3CH 3CH 3CH 3C(CH 3)3SO 3H(12)(13)+CH 3CH 3(H 3C)3C (热力学控制产物)(主)(主)7-7 用苯、甲苯或萘为主要原料合成下列化合物。