基础有机化学邢其毅第4版上册配套练习题库
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第21章单糖、寡糖和多糖21.1 复习笔记糖类化合物-般分为单糖(monosaccharide)及其衍生物、寡糖(oligosaccharide)、多糖(polysaccharide)三类。
一、单糖1.单糖的结构和命名(1)单糖的分类、链式结构和命名①单糖可以分为醛糖(aldose)和酮糖(ketose)两大类,含有醛基的单糖称为醛糖;含有酮基的单糖称为酮糖。
根据分子中碳原子数目分别称为丙醛糖、丙酮糖、丁醛糖、丁酮糖等。
例如:丙醛糖丙酮糖丁醛糖丁酮糖②单糖的链形结构常用Fischer投影式来表示。
规定:糖中的羰基必须位于投影式的上端,碳原子的编号从靠近羰基的-端开始。
也可将手性碳上的氢省去,或者将手性碳上的羟基、氢及碳氢键均省去。
③单糖可以分为D型系列和L型系列。
单糖可按系统命名法来命名,但普遍以它的来源来命名。
糖的旋光方向是由实验测知的,右旋为“+”,左旋为“ - ”。
例如:(2)葡萄糖的变旋现象、某些性质及环形结构①变旋现象(mutamerism):-个有旋光的化合物,放入溶液中,它的旋光度逐渐变化,最后达到-个稳定的平衡值。
②羟基醛、羟基酮当其可以形成五元或六元环状半缩醛、半缩酮时,在成环和开链的平衡中通常都有利于成环。
例如:葡萄糖的平衡体系中,各种结构及所占的百分含量如图21—1所示:图21-1 葡萄糖在水溶液中的异构现象③糖的环形结构可以解释糖的变旋现象和某些性质。
a.只与一分子醇形成缩醛,成为糖苷。
b.葡萄糖不和NaHSO3反应,不能形成醛基与NaHSO3的加成物。
c.单糖在IR中没有羰基的伸缩振动,NMR中也没有醛基质子的吸收。
d.葡萄糖能与Fehling试剂、Tollens试剂、H2NOH、HCN、Br2-H2O等发生反应。
环形结构的书写:途径-:途径二:二、单糖的反应1.糖的递增反应使糖的碳链增长的反应。
常用的方法是Kiliani H(克利安尼)氰化增碳法。
具体的反应路线如下:它是由低级糖合成高一级糖的一种方法,既可用于合成,也可用于糖的结构测定。
邢其毅《基础有机化学》考研配套2021考研真题第一部分考研真题精选一、选择题1下列不属于Lewis酸的有()。
[中山大学2009年研]A.CuCl2B.Ag+C.H+D.【答案】D查看答案【解析】Lewis酸是电子的接受体,只有D项不能再接受电子。
2下列物质酸性最小的是()。
[中山大学2009年研]A.B.C.CH3OHD.CH3CN【答案】C查看答案【解析】一般地,酚类的酸性强于醇类的酸性,而醇类的酸性又强于烷基的酸性,所以D项的酸性最小。
3下列化合物酸性由大到小的次序是()。
[首都师范大学2010年研]a.苯酚b.戊醇c.对硝基苯酚d.间硝基苯酚A.c>d>a>bB.a>c>d>bC.b>a>d>cD.c>a>d>b【答案】A查看答案【解析】本题考查有机化合物的酸性的大小比较,四个选项中有两类物质,即醇和酚,由于苯环的共轭结构,使得酚类的酸性大于醇类,则排除C项,苯酚中苯环上含有吸电子取代基时其酸性增强,则排除B、D项。
4下列自由基的稳定性从大到小的次序是()。
[中山大学2010年研]A.d>c>b>aB.d>c>a>bC.a>b>c>dD.c>b>a>d【答案】C查看答案【解析】自由基与其周围的基团的共轭作用越强,或超共轭作用越强,越稳定。
5下列化合物中,有旋光活性的为()。
[华中科技大学2002年研]【答案】BC查看答案【解析】(A)、(D)分子中有对称中心或对称面,为非手性分子,无光学活性;(B)分子中两个四元环互相垂直;(D)分子中两个π键也互相垂直,它们都没有对称中心或对称面,为手性分子,有光学活性。
6下列化合物没有旋光性的是()。
[华中科技大学2000年研]【答案】A查看答案【解析】螺[4.4]壬烷中的两个五元环互相垂直,故(A)分子中有对称面,为非手性分子,无旋光性;而(B)、(C)、(D)无对称面,为手性分子,有旋光性。
7下列化合物中没有光学活性的是()。
[上海大学2003年研]【答案】B查看答案【解析】本题(B)项分子中有对称面(羰基所在的平面为对称面),为非手性分子,无光学活性;(A)项、(D)项很明显为手性分子;(C)项表面看来好像为对称分子,但要注意其丙二烯结构中的两个π键互相垂直,分子中的两个苯环在互相垂直的两个不同平面内,故(C)项为手性分子,有光学活性。
第18章含氮芳香化合物芳香亲核取代反应18.1 复习笔记一、芳香硝基化合物硝基与苯环直接相连的化合物称为芳香硝基化合物(aromatic nitro compound)。
1.芳香硝基化合物的结构(1)根据分子中所含硝基的数目,可以分为一元、二元、三元或多元芳香硝基化合物。
一元芳香硝基化合物的通式为Ar-N02,与亚硝酸酯(nitrite)Ar0-N=0互为同分异构体。
(2)硝基的结构是对称的。
在芳香族硝基化合物中,硝基氮、氧上的p轨道与苯环上的p轨道一起形成一个更大的共轭体系。
硝基苯的结构如图l8-1所示。
图18-1 硝基苯的结构图2.芳香硝基化合物的物理性质(1)一元芳香硝基化合物都是高沸点的液体,多数是有机化合物的良好溶剂。
(2)最简单的芳香硝基化合物是硝基苯(nitrobenzene),它是淡黄色的油状液体,沸点211℃,具有苦杏仁味,不溶于水,而溶于多种有机溶剂中。
有毒。
(3)常用硝基苯做Friedel—Crafts反应的溶剂。
(4)二元或多元芳香硝基化合物一般为无色或黄色的固体。
3.芳香硝基化合物的重要化学性质(1)还原反应①在催化氢化或较强的化学还原剂的作用下,硝基可以直接被还原为氨基。
②在适当条件下用温和还原剂还原,则生成各种中间的还原产物,如亚硝基苯(nitrosobenzene)和苯基羟胺(phenylhydroxylamine)。
苯甲基羟胺在弱酸性及中性溶液中可以制备得到,但在强酸性还原体系中,由于很活泼,很容易转变成苯胺。
③硝基苯的最终还原产物是苯胺(aniline),苯胺是有机合成的重要中间体。
在酸性或中性条件中,硝基苯主要发生单分子还原反应(unimolecular reduction)。
各产物之间的关系如图18-2所示:图18-2 硝基苯单分子还原情况很难用还原的方法制备亚硝基苯,但它可通过苯胺或苯基羟胺的适当氧化来制备。
苯酚等活泼芳香族化合物与亚硝酸作用时可在羟基等活性基团的对位直接引入亚硝基。
第2章 有机化合物的分类 表示方式命名2.1 复习笔记一、有机化合物的分类、表示方式及结构1.有机化合物的分类 按碳价分类,各类化合物的关系如下图所示:按官能团的不同,可分为烯烃、炔烃、醇、醛及羧酸等。
2.有机化合物的表示方式分子中原子的连接次序和键合性质叫做构造,表示分子构造的化学式称为构造式。
有机化合物构造式的表示方式有:路易斯结构式、蛛网式、结构简式和键线式。
分子的结构除了质分子的构造外,还包括原子在空间的排列方式,即它们的立体结构。
3.有机化合物的同分异构体 具有相同分子式而具有不同结构的现象称为同分异构现象(isomerism)。
分子式相同、碳环化合物 杂环化合物 脂环族化合物 芳香族化合物 脂杂环化合物 芳杂环化合物环形化合物 开链化合物(脂肪族化合物) 有机化合物结构不同的化合物称为同分异构体(isomer),有机化学中的同分异构体可划分为如下类别:同分异构体可分为构造异构体和立体异构体。
前者是指因分子中原子的连接次序不同或者键合性质不同引起的异构体,可分为5种:碳架异构体、位置异构体、官能团异构体、互变异构体和价键异构体。
(1)碳架异构体:因碳架不同而产生的异构体称为碳架异构体(carbon skeleton isomer),如正丁烷和异丁烷,正戊烷、异戊烷和新戊烷。
(2)位置异构体:因官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的异构体称为位置异构体(position isomer),如正丙醇和异丙醇。
(3)官能团异构体:因分子中所含官能团的种类不同而产生的异构体称为官能团异构体(functional group isomer),如乙醇和甲醚。
(4)互变异构体:因分子中某一原子在两个位置迅速移动而产生的官能团异构体称为互变异构体(tautomeric isomer),如丙酮与1-丙烯-2-醇。
(5)价键异构体:因分子中某些价键的分布发生了改变,与此同时也改变了分子的几何形状,从而引起的异构体称为价键异构体(valence bond isomer),如棱晶烷与苯等。
第5章紫外光谱红外光谱核磁共振和质谱5.1 复习笔记一、紫外光谱(UV)1.紫外光谱的产生紫外光的波长范围是100~400 nm,它分为两个区段。
波长在100~200 nm称为远紫外区,这种波长能够被空气中的氮、氧、二氧化碳和水所吸收,因此只能在真空中应用,这个区域称为真空紫外区。
目前真空紫外区在有机化学中用途不大。
波长在200~400 nm 称为近紫外区,一般的紫外光谱是指这个区域的吸收光谱。
波长在400~800 nm范围的称为可见光谱。
常用的分光光度计一般包括紫外及可见两部分,波长在200~800 nm(或200~1000 nm)。
分子内部的运动有转动、振动和电子运动,相应地,分子具有转动能级、振动能级和电子能级。
电子能级的跃迁所需能量最大,大致在1~20 eV(电子伏特)之间。
根据量子理论,相邻能级间的能量差ΔE、电磁辐射的频率ν、波长λ符合下面的关系式ΔE=hν=h×c/λ式中h是普朗克常量,为6.624×10-34J·s=4.136×10-15eV·s;c是光速,为2.998×1010cm·s-1。
2.电子的跃迁有机化合物分子中主要有三种电子:σ电子、π电子和未成键的孤对电子(也称n电子)。
基态时,σ电子、π电子分别处在σ成键轨道和π成键轨道上,n电子处于非键轨道上。
仅从能量的角度看,处于低能态的电子吸收合适的能量后,都可以跃迁到任一个较高能级的反键轨道上。
跃迁时吸收能量的大小顺序为n→π*<π→π*< n→σ* <π→σ*<σ→π*<σ→σ*对于一个非共轭体系来讲,所有这些可能的跃迁中,只有n→π*。
跃迁的能量足够小,相应的吸收光波长落在近紫外-可见光区。
其他的跃迁能量都太大,它们的吸收光波长均在200 nm以下,无法观察到紫外光谱。
3.紫外光谱图紫外光谱图是以波长(单位nm)为横坐标,以化合物对电磁辐射的吸收强度或透过率为纵坐标的吸收曲线图。
第14章羧酸衍生物酰基碳上的亲核取代反应一、选择题1.下列化合物发生水解反应,()活性最大。
[大连理工大学2004研]【答案】A【解析】酯羰基碳缺电子程度越高,则越易发生亲核取代反应,水解反应活性越大。
-NO2为吸电子基,使酯基的电子云密度减小,水解反应活性最大。
2.下列反应中,中间体a及反应产物b是()。
[武汉大学2000研]【答案】B【解析】羧酸酰氯化得到酰氯,酰氯用三叔丁基氢化铝锂在低温下还原得到醛。
3.RCOOR在含有的碱性溶液中水解,018存在于所得到的()。
[武汉大学2001研]A.醇中B.羧酸中C.两者都有D.两者没有【答案】B【解析】酯的水解是酰氧键断裂,水解后产生的羧基中的羟基来自于水。
4.如下反应步骤中,反应产物d 的结构式应为()。
[武汉大学2002研]【答案】C【解析】依合成路线逐步推导。
其中,a 为COCl ;b 为CHO ;c 为CHOH CN;故水解后得到d 为H CCOOH OH 。
5.酰氯与下列哪一种试剂反应生成酮()。
[武汉大学2004研]A.DIBAHB.LiAlH 4C.RMgBrD.(CH 3CH 2)2CuLi【答案】D【解析】酰氯与DIBAH(二异丁基氢化铝)、氢化铝锂反应生成一级醇;与格氏试剂反应一般得到叔醇;与二烃基铜锂反应则得到酮。
二、填空题1.下列化合物用氢氧化钠水溶液水解,请按反应速度由快到慢的顺序排列。
[厦门大学2002研]【答案】A>D>C>B【解析】羰基附近的碳上有吸电子基,空间位阻越小,越有利于酯的水解;酯基中与氧相连的烷基碳上的取代基越多,空间位阻越大,水解反应速度越慢。
2.将下列负离子按稳定性大小排列成序。
[华中科技大学2003研]【答案】C>A>B【解析】吸电子基使羧酸根离子上的负电荷分散,电子云密度降低,稳定性增大,相反,给电子基使其稳定性减小。
3.下列化合物与乙醇钠/乙醇溶液发生醇解反应,请按反应活性由高到低的顺序排列。
[厦门大学2004研]【答案】C>D>A>B【解析】羧酸衍生物中,羰基缺电子程度越大,醇解反应越快。
第23章萜类化合物、甾族化合物和生物碱23.1 复习笔记一、萜类化合物1.萜类化合物的生物合成萜类(terpene)化合物是广泛分布于植物、昆虫、微生物等动植物体内的一类有机化合物。
在生物体内,萜类化合物是由乙酰辅酶A(简写为CH3COSCoA)转化而来的。
乙酰辅酶A的结构简式如下所示:(1)转化过程:首先乙酰辅酶A和二氧化碳结合转化为丙二酰辅酶A,后者再和一分子的乙酰辅酶A形成乙酰乙酰辅酶A,这个中间体再和一分子乙酰辅酶A进行羟醛缩合反应,就得一个六碳中间体,然后还原水解,产生萜的生物合成前体,3-甲基-3,5-二羟基戊酸。
乙酰辅酶A 丙二酰辅酶A 乙酰乙酰辅酶A六碳中间体3-甲基-3,5-二羟基戊酸(2)3-甲基-3,5-二羟基戊酸是生物合成的一个有效前体。
(3)由3-甲基-3,5-二羟基戊酸变为异戊二烯体系还需要失去一个碳原子。
经过腺苷三磷酸酯(ATP)的作用,两个羟基分步骤地进行磷酸化,然后失去磷酸,同时失羧,得到焦磷酸异戊烯酯(isopentenyl pyrophosphate)。
(4)由焦磷酸异戊烯酯再进行结合就可生成各种萜类化合物。
例如拢牛儿醇(geraniol)的生成过程如下所示:2.萜类化合物的结构组成和分类(1)结构组成①这些分子可以看作是两个或两个以上的异戊二烯分子,以头尾相连的方式结合起来的。
例如在对烷分子中,是由一个异戊二烯分子中的C-1和另一个异戊二烯分子的C-4′结合起来的:②异戊二烯规则(isoprene rule)。
现在已知:绝大多数萜类分子中的碳原子数目是异戊二烯五个碳原子的倍数,仅发现个别的例外。
(2)萜类化合物可以根据组成分子中异戊二烯单位的数目来分类。
碳原子数异戊二烯单位单萜l0 2倍半萜15 3二萜20 4三萜30 6多萜3.萜类化合物的实例(1)单萜从植物的花、叶、果皮、种子及树皮等中提取得到的具有芳香气味的易挥发的液体称为精油。
单萜类化合物是精油的主要成分之一。
第17章胺17.1 复习笔记一、胺的分类1.概念氨上的氢被烃基取代后的物质称为胺(amine)。
氨基(一NH2、--NHR、NR2,amino)是胺的官能团。
2.分类(1)根据胺分子中烃基的种类不同,可以分为脂肪胺(aliphatic amine)和芳香胺(aromatic amine)。
例如:CH3CH2NHCH3对甲基苯胺(芳香胺)甲基乙基胺(脂肪胺)(2)根据在氮上烃基取代的数目,胺可分为一级(伯)胺(primary amine)、二级(仲)胺(secondaryamine)、三级(叔)胺(tertiary amine)和四级(季)铵盐(quaternary ammonium salt)。
这里所指的一级、二级和三级胺是指氮与几个烃基相连,而不是烃基本身的结构。
二、胺的结构1.氨(1)氮是用sp3杂化轨道和其它原子成键的。
氨具有棱锥形的结构,氮用sp3杂化轨道与三个氢的S轨道重叠,形成三个sp3-s σ键,成棱锥体,氮上尚有一对孤电子,占据另一个sp3杂化轨道,处于棱锥体的顶端,类似第四个“基团”。
(2)氨的空间排布基本上近似碳的四面体结构,氮在四面体的中心。
2.胺(1)与氨的结构相似,在胺中,氮上的三个sp3杂化轨道与氢的s轨道或别的基团的碳的杂化轨道重叠,亦具有棱锥形的结构。
如图l7-l所示:氨的结构甲胺的结构三甲胺的结构图l7-l 氨及胺的结构(2)在苯胺中,氮仍是棱锥形的结构,H—N—H键角为ll3.9°,H—N—H平面与苯环平面交叉的角度为39.4°,如图l7-2所示:图17-2 苯胺的结构(3)胺对映体之间的互相转化,需要能量很低,故两个对映体在室温就可以很快地互相转化,见图17-3。
(4)在四级铵盐中,氮上的四个sp3杂化轨道都用于成键。
氮构型的翻转不易发生,可确实分离得到这种旋光相反的对映体,例如图17-4所示的化合物可以拆分为(+)及(-)光活体。
图17-3 胺的对映体及其相互转化图17-4 四级铵盐的对映体三、胺的物理性质(1)胺与氨,除前者易燃外,性质很相像。
第25章新型有机合成方法25.1 复习笔记一、Heck反应1.定义卤代芳烃或烯烃与乙烯基化合物在过渡金属催化下形成碳碳键的偶联反应称为Heck 反应。
通常需要碱参与和在钯催化下进行。
2.机理Heck反应的机理如下所示:(1)零价或二价钯的催化剂前体被活化,生成能直接催化反应配位数少的零价钯。
(2)卤代烃对新生成的零价钯进行氧化加成。
这是一个协同过程,也是整个反应的决速步骤。
碘代芳烃反应最快,产率也较高,而且反应条件温和,时间短。
碘代、溴代以及氯代芳烃或烯烃的活性随着碳卤键的键能增加而递减,一般不使用氟代芳烃或烯烃进行Heck反应。
(3)第三阶段为烯烃的迁移插入,它决定了整个反应的区域选择性和立体选择性。
一般来说,烯烃上取代基空间阻碍越大,迁移插入的速率越慢。
如(4)整个循环的最后一步就是钯氢消除反应,生成取代烯烃和钯氢络合物。
后者在碱如三乙胺或碳酸钾等作用下重新生成二配位的零价钯,再次参与催化循环。
在此步骤中最重要的是反应的立体化学。
例如:3.应用Heck反应是合成带各种取代基的不饱和化合物最为有效的偶联方法之一。
对许多官能团如醛基、酯基、硝基等均有良好的兼容性。
利用分子内的Heck反应还可构筑稠环体系。
缺点:反应条件比较苛刻,需要比较严格的无氧操作,很多情况下对水也十分敏感。
二、Bergman环化反应1.定义共轭的烯二炔通过分子内环化生成1,4-苯双自由基或其类似物的一类环化反应称为Bergman环化反应,Bergman环化反应具有以下基本反应形式:启动该反应的关键反应条件是加热或者光照。
2.反应机理Bergman环化反应机理可以如下表示:在这个反应中,1,4-环已二烯作为氢供体使得1,4-苯双自由基不断地获得氢从而生成苯,苯不再可逆回到反应底物。
由于整个反应最终生成稳定的芳环体系,因此反应是放热的。
如果炔烃的取代基为丙基,则还会观察到三键被还原的产物出现,这说明反应与三键上的取代基有一定的关系:3.应用在构筑芳环体系、诱导烯烃的聚合以及药物化学等领域都有一定的应用价值。
第15章碳负离子缩合反应一、选择题1.下列碳负离子中最稳定的是()。
[大连理工大学2004研]【答案】B【解析】连在碳负离子上的基团的吸电子能力越强,则碳负离子越稳定。
2.下列碳负离子最稳定的是()。
[中国科学院-中国科学技术大学2001研]【答案】D【解析】氯原子既有吸电子的诱导效应,又有给电子的超共轭效应,总的结果是吸电子的诱导效应大于给电子的超共轭效应,故(D)项的碳负离子最稳定。
3.与稀NaOH溶液反应得到()。
[武汉大学2002研]【答案】C【解析】在碱性条件下,醛的α-C形成碳负离子,与另一分子醛的羰基发生亲核加成反应,形成β-羟基醛。
4.按亲核性从强到弱的次序排列,哪一个是对的?()。
[上海大学2004研]【答案】B【解析】由于(d)的性质大家不熟悉,所以本题用排除法做较好。
比较有机锂化合物的亲核性关键在于比较碳负离子的碱性,碳负离子的碱性越强,其亲核性一般越强;而氮元素电负性较强,较之碳负离子,氮负离子的亲核性较弱。
二、填空题1.。
[大连理工大学2004研]【答案】【解析】在强碱作用下,活泼亚甲基变成碳负离子,与α,β-不饱和酮发生l,4加成反应。
2.按碱性增强的顺序排列以下各化合物:。
[武汉大学2002研]【答案】(B)>(A)>(C)【解析】碳负离子越不稳定,则碱性越强。
双键碳为sp2杂化,叁键碳为sp杂化,而饱和碳为sp3杂化,杂化轨道中含s成分越多,则吸引电子能力越强,其碳负离子越稳定,碱性越弱。
3.。
[浙江大学2003研]【答案】【解析】卤代烃与亚磷酸酯反应生成烷基亚磷酸酯,后者在NaH的作用下放出一分子氢气后生成烷基亚磷酸酯碳负离子:,该碳负离子具有很强的亲核性。
4.。
[浙江大学2003研]【答案】【解析】在碱作用下具有α-H的酮形成碳负离子,与苯甲醛发生羟醛缩合反应,生成α,β-不饱和酮。
5.。
[南京大学2003研]【答案】【解析】乙酰乙酸乙酯中的α氢先与碱作用生成碳负离子,碳负离子再与醛发生缩合反应生成产物。
第22章氨基酸多肽蛋白质酶和核酸一、选择题1.谷氨酸在等电点条件下,主要以()形式存在。
[大连理工大学2004研]【答案】B【解析】在等电点时,氨基酸以两性离子形式存在。
2.制多肽时,活化氨基酸的羧基常用的试剂是()。
[武汉大学2000研]A.NBSB.DCCC.吐伦(Tollens)试剂D.水合茚--N【答案】B【解析】合成多肽时,一般要将游离的羧基转变成酰氯、酰基叠氮或加入二环己基碳二亚胺(DCC)等,使羧基活化,然后在温和条件下与游离的氨基作用生成相应的肽键。
3.鉴定a-氨基酸常用的试剂是()。
[武汉大学2002研]A.Tollens试剂B.水合茚三酮C.Benedicts试剂【答案】B【解析】α-氨基酸与水合茚三酮反应,生成蓝紫色物质,这一方法常用来快速鉴定氨基酸。
4.下列氨基酸的等电点,其pH最大的是()。
[云南大学2004研]A.丙氨酸B.谷氨酸C.天冬氨酸D.赖氨酸【答案】D【解析】丙氨酸为中性氨基酸;谷氨酸为α-氨基戊二酸,天冬氨酸为α-氨基丁二酸,它们都是酸性氨基酸;赖氨酸为2,6-二氨基己酸,为碱性氨基酸;中性氨基酸的等电点为4.0~7.0,酸性氨基酸的等电点小于4.0,碱性氨基酸的等电点大于7.0。
5.氨基酸溶液在电场作用下不发生迁移,这时溶液的pH叫()。
[中国科学院-中国科学技术大学2002研]A.低共熔点B.中和点C.流动点D.等电点【答案】D【解析】氨基酸在等电点时以两性离子形式存在,故在电场作用下不发生迁移。
二、填空题1.写出化合物α-苯丙氨酸的结构式。
[华南理工大学2011研]【答案】2.写出化合物脯氨酸的结构式。
[华南理工大学2012研]【答案】3.。
[南开大学1999;大连理工大学2004研]【答案】【解析】在加热条件下,一分子氨基酸中的羧基与另一分子氨基酸的氨基作用形成二肽。
4.将下列化合物按等电点的大小由大到小排列成序。
[华中科技大学2003研]【答案】(A)>(C)>(B)>(D)【解析】氨基酸以两性离子形式存在时的pH为该氨基酸的等电点。
第24章有机合成基础24.1 复习笔记逆合成分析理论与生源合成学说为现代有机合成设计思想的基石。
一、有机合成的要求和驱动力1.有机合成的要求(1)合成的反应步骤越少越好,每步反应的产率越高越好,以及原料越便宜越易得越好;(2)有机合成的目的是尽可能地选择最便宜最易得的原料,通过各种有机反应将原料化合物经“拼接”和“剪裁”最终转化成复杂的目标分子结构;(3)有机反应的作用是使原来分子中的某一个或几个化学键断裂并形成一个或几个新的化学键,从而完成由原料分子到目标分子的转换。
2.有机合成的驱动力(1)将各种新的有机反应应用于有理论或实用意义分子的合成中;(2)利用天然的或未被充分利用的原料合成各种具有应用价值的物质;(3)合成一些满足特定需求的特殊有机分子。
二、有机合成设计的基本概念1.起始原料、目标分子和逆合成分析(1)通过逆合成分析得到的最简单的化合物,即整个合成利用的第一个化合物称为起始原料(starting material,简写为SM)。
起始原料通常是一些商业化的产品或在自然界中大量存在的化合物。
在合成过程中需要各种试剂(reagent),通过试剂和起始原料或中间体反应可以生成各种新的中间体或目标分子。
试剂也是合成子的合成等价物。
(2)计划合成的分子称为目标分子(target molecule),通常用TM表示。
(3)逆合成分析是一种逻辑推理的分析过程。
它将目标分子按一定的规律通过切断或转换推导出目标分子的合成子或与合成子相对应的试剂。
逆合成分析用双线箭头“ ”表示。
其一般式可表达为:2.合成子、反合成子、合成等价物和切断(1)在分子中的化学键进行切断时所产生的分子碎片称为合成子或叫合成元(synthon)。
(2)合成子可以是正、负离子,也可以是电中性的。
正离子称为受体合成子(acceptor synthon),简称a,负离子称为供体合成子(donor synthon),简称d,电中性的合成子简写为e,其中的中性原子(radical)简写为r。
第15章碳负离子缩合反应15.1 复习笔记一、氢碳酸的概念和α氢的酸性氢碳酸的酸性强弱可用碳上的氢以正离子解离下来的能力表示,用pK a值来表示,值越小,酸性越强。
烷烃的酸性很弱。
烯丙位和苯甲位碳上的氢的酸性比烷烃强。
末端炔烃的酸性更强一些,环戊二烯亚甲基上的氢相对更活泼一些。
1.α氢的酸性与官能团直接相连的碳称为α碳,α碳上的氢称为α氢。
α氢以正离子解离下来的能力即为α氢的活性(酸性)。
通过测定α氢的pK a值或其与重氢的交换速率可以确定α氢的酸性强弱。
(1)α氢的酸性强弱取决于与α碳相连的官能团及其它基团的吸电子能力。
总的吸电子能力越强,α氢的酸性就越强。
一些常见基团的吸电子能力强弱次序排列如下:(2)α氢的酸性还取决于氢解离后的碳负离子(carbanion)结构的稳定性。
碳负离子的离域范围越大越稳定。
(3)分子的几何形状会影响α氢的酸性。
(4)与α氢的解离和介质的介电常数及溶剂化有关。
2.羰基化合物α氢的活性分析羰基的吸电子能力很强,因此羰基化合物的α氢都很活泼。
例如在NaOD—D20中,2-甲基环己酮的α氢均可被氘取代。
(1)羰基使α碳原子上的氢具有活泼性,是因为:①羰基的吸电子诱导效应;②羰基α碳上的碳氢键与羰基有超共轭作用。
(2)羰基旁所连的基团的不同导致了它们的α氢的活性也有差异。
可以从这些化合物本身的结构以及它们形成烯醇式后的结构来认识:含羰基化合物的α氢的酸性从大到小顺序:酰氯>醛>酮>酯>酰胺①在酰氯中,氯的存在增强了羰基对α碳的吸电子能力,从而也增强了α氢的活性。
同时氯的吸电子效应也使形成的烯醇负离子因负电荷分散而趋于稳定。
②在酯和酰胺中,烷氧基氧的孤电子对和氨基氮的孤电子对均可与羰基共轭而使体系变得稳定。
③酰胺氮上的孤电子对碱性较强,使共轭体系更加稳定,要解离α氢,形成烯醇负离子需要的能量更多,故酸性比酯还弱。
④当醛基中的氢被烷基代替后,由于烷基的空阻比氢大,从某种程度上讲阻碍了碱和氢的反应;另外,由于烷基对羰基具有给电子的超共轭作用,因此醛的α氢比酮的α氢活泼。
第13章羧酸13.1 复习笔记一、羧酸的分类根据与羧基相连的烃基的结构不同,羧酸可以分为脂肪酸和芳香酸,而脂肪酸又可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
根据分子中所含羧基的数目不同,羧酸还可以分为一元酸、二元酸或多元酸。
二、羧酸的物理性质低级脂肪酸是液体,可溶于水,具有刺鼻的气味;中级脂肪酸也是液体,部分地溶于水,具有难闻的气味;高级脂肪酸是蜡状固体,无味,不溶于水。
芳香酸是结晶固体,在水中溶解度不大。
羧酸的沸点比相对分子质量相当的烷烃、卤代烷的沸点要高,甚至比相近相对分子质量的醇的沸点还高,这是因为羧羰基氧的电负性较强,使电子偏向氧,可以与质子形成氢键,两羧酸分子形成二缔合体。
所有二元酸都是结晶化合物,低级的溶于水,随相对分子质量增加,在水中的溶解度减小。
在脂肪二元酸系列中,单数碳原子的二元酸比少一个碳的双数碳原子的二元酸溶解度大、熔点低。
三、羧酸及羧酸盐的结构羧酸中,羧基碳呈sp2杂化,羧基中的两个C-O键不一样。
在羧酸根负离子中,两个氧原子和一个碳原子各提供一个p轨道,形成一个具有4电子三中心的离域π分子轨道,其两个C-O键没有差别。
四、羧酸的化学性质1.酸性多数的羧酸是弱酸。
各种电子效应都将对羧酸的酸性产生影响。
取代基的诱导效应随着距离的增加而迅速下降,在α碳上很明显,β碳上作用就在下降。
二元酸中有两个可解离的氢,因此二元酸有两个解离常数K l及K2,K l比K2大得多,这是由于羧基有强的吸电子效应,能对另一个羧基的解离产生影响,两个羧基越近,影响越大。
第一个羧基解离后,成为羧酸根负离子,有给电子诱导效应,使第二个羧基解离比较困难,因此丙二酸以上的二元酸的p K a2均较乙酸的p K a大。
可以看出,诱导效应相隔一个碳原子后,彼此影响减弱很多。
草酸的p K a2为4.27,比乙酸的p K a小,这是个例外。
草酸盐具有一个平面的八电子的π体系,使草酸根稳定性特别突出。
芳环上的取代基对芳环上的羧基的酸性影响既有诱导效应,又有共轭效应。
基础有机化学邢其毅第4版上册配套练习题库
邢其毅《基础有机化学》(第4版)(上册)配套题库【考研真题精选+章节题库】
目录
第一部分考研真题精选
一、选择题
二、填空题
三、简答题
第二部分章节题库
第1章绪论
第2章有机化合物的分类表示方法命名
第3章立体化学
第4章烷烃自由基取代反应
第5章紫外光谱红外光谱核磁共振和质谱
第6章卤代烃饱和碳原子上的亲核取代反应β-消除反应
第7章醇和醚
第8章烯烃炔烃加成反应(一)
第9章共轭烯烃周环反应
第10章醛和酮加成反应(二)
第11章羧酸
第12章羧酸衍生物酰基碳上的亲核取代反应
第13章缩合反应
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试看部分内容
考研真题精选
一、选择题
1下列不属于Lewi s酸的有()。
[中山大学2009年研]
A.CuCl2
B.Ag+
C.H+
D.
【答案】D查看答案
【解析】Lewis酸是电子的接受体,只有D项不能再接受电子。
2下列物质酸性最小的是()。
[中山大学2009年研]
A.
B.
C.CH3OH
D.C H3C N
【答案】C查看答案
【解析】一般地,酚类的酸性强于醇类的酸性,而醇类的酸性又强于烷基的酸性,所以D项的酸性最小。
3下列化合物酸性由大到小的次序是()。
[首都师范大学20 10年研]
a.苯酚
b.戊醇
c.对硝基苯酚
d.间硝基苯酚
A.c>d>a>b
B.a>c>d>b
C.b>a>d>c
D.c>a>d>b
【答案】A查看答案
【解析】本题考查有机化合物的酸性的大小比较,四个选项中有两类物质,即醇和酚,由于苯环的共轭结构,使得酚类的酸性大于醇类,则排除C项,苯酚中苯环上含有吸电子取代基时其酸性增强,则排除B、D项。
4下列自由基的稳定性从大到小的次序是()。
[中山大学20 10年研]
A.d>c>b>a
B.d>c>a>b
C.a>b>c>d
D.c>b>a>d
【答案】C查看答案
【解析】自由基与其周围的基团的共轭作用越强,或超共轭作用越强,越稳定。
5下列化合物中,有旋光活性的为()。
[华中科技大学200 2年研]
【答案】BC查看答案
【解析】(A)、(D)分子中有对称中心或对称面,为非手性分子,无光学活性;(B)分子中两个四元环互相垂直;(D)分子中两个π键也互相垂直,它们都没有对称中心或对称面,为手性分子,有光学活性。
6下列化合物没有旋光性的是()。
[华中科技大学2000年研]
【答案】A查看答案
【解析】螺[4.4]壬烷中的两个五元环互相垂直,故(A)分子中有对称面,为非手性分子,无旋光性;而(B)、(C)、(D)无对称面,为手性分子,有旋光性。
7下列化合物中没有光学活性的是()。
[上海大学2003年研]
【答案】B查看答案
【解析】本题(B)项分子中有对称面(羰基所在的平面为对称面),为非手性分子,无光学活性;(A)项、(D)项很明显为手性分子;(C)项表面看来好像为对称分子,但要注意其丙二烯结构中的两个π键互相垂直,分子中的两个苯环在互相垂直的两个不同平面内,故(C)项为手性分子,有光学活性。
8下列四个酮中,红外光谱中吸收频率最高的是()。
[中国科学院-中国科学技术大学2003年研]
【答案】(A)查看答案
【解析】红外光谱中吸收频率与键的力常数有关,力常数越大,吸收频率越高。
(A)中碳氧双键不存在共轭作用,故力常数最大,吸收频率最高。