第七章 烷基化与酰基化反应
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有机实验思考题解析实验一熔点的测定(P56-60)思考题P.60 (1),(2),(3)题。
(1)如何验证两种熔点相近的物质是否为同一种物质?答:把它们混合,测该混合物的熔点,若熔点仍不变,才能认为它们为同一物质。
若混合物熔点降低,熔程增大,则说明它们属于不同的物质。
(2)熔点毛细管是否可以重复使用?答:不可以。
(3)测溶点时,如有下列情况将产生什么结果?①溶点管太厚②溶点管不干净③样品未完全干燥或含有杂质④样品研得不细⑤样品装得不紧密⑥加热太快⑦样品装得太多⑧读数太慢答:①溶点管太厚,热传导时间长,会产生熔点偏高。
②溶点管不干净,能产生4-10℃的误差。
③样品未完全干燥或含有杂质,会使熔点偏低,熔程变大。
④样品研得不细,会产生空隙,不易传热,造成熔程变大。
⑤样品装得不紧密,会产生空隙,不易传热,造成熔程变大。
⑥加热太快,熔点偏高。
⑦样品装得太多,会造成熔程变大,熔点偏高。
⑧读数太慢,熔点偏高。
实验二蒸馏和沸点的测定(P78-81)思考题P.81(1),(2),(3)题。
(1)蒸馏时温度计的位置偏高和偏低,馏出液的速度太慢或太快,对沸点的读数有何影响?答:沸点的读数会偏高或偏低。
(2)如果馏出液的物质易受潮分解、易挥发、易燃、易爆或有毒,应该采取什么办法?答:如果馏出液的物质易挥发、易燃、易爆或有毒,必须选择无明火操作的热浴;尾气通入下水道,收集瓶放在水浴或冰水浴中。
如果馏出液的物质易受潮分解,可在收集瓶中预先加入干燥剂。
(3)蒸馏时为什么要加沸石,如果加热后才发现未加入沸石,应该怎样处理?答:蒸馏过程中上升的气泡增大得非常快,甚至将液体冲出瓶外,这种不正常的沸腾称为“暴沸”。
为了防止在蒸馏过程中的“暴沸”现象,常加入沸石,或一端封口的毛细管,以引入汽化中心,产生平稳沸腾。
当加热后发现未加入沸石时,千万不能匆忙加入沸石,会引起猛烈的暴沸,液体易冲出瓶口。
应该移去热源,使液体冷却至沸点以下后才能加入。
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。
第七章芳烃芳香族碳氢化合物简称芳烃,也叫芳香烃。
芳香族化合物是苯和化学性质类似于苯的化合物。
芳烃按其结构可分为两类:单环芳烃;多环芳烃。
单环芳烃:苯、乙烯苯、乙炔苯等多环芳烃:联苯、对三联苯;多苯代脂肪烃(二苯甲烷、三苯甲烷等);稠环烃(萘、蒽、芘等)第一节苯的结构一、苯的凯库勒(Kekule)式1865年凯库勒从苯的分子式出发,根据苯的一元取代物只有一种,说明六个氢原子是等同的事实,提出了苯的环状构造式。
因为碳原子是四价的,故再把它写成简写为称为:这个式子虽然可以说明苯分子的组成以及原子间连接的次序,但这个式子仍存在着缺点,它不能说明下列问题第一、既然含有三个双键,为什么苯不起类似烯烃的加成反应?第二、根据上式,苯的邻二元取代物应当有两种,然而实际上只有一种。
凯库勒曾用两个式子来表示苯的结构,并且设想这两个式子之间的摆动代表着苯的真实结构:由此可见,凯库勒式并不能确切地反映苯的真实情况。
二、苯分子结构的价键观点根据现代物理方法(如X射线法,光谱法等)证明了苯分子是一个平面正六边形构型,键角都是120o ,碳碳键的键长都是0.1397nm。
按照轨道杂化理论,苯分子中六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个C-C σ键,组成一个正六边形。
每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢原子1s轨道沿对称轴方向重叠形成六个C-H σ键。
由于是sp2杂化,所以键角都是120o,所有碳原子和氢原子都在同一平面上。
每个碳原子还有一个垂直于σ键平面的p轨道,每个p轨道上有一个p电子,六个p轨道组成了大π键。
三、苯的分子轨道模型分子轨道法认为六个p轨道线性组合成六个π分子轨道,其中三个成键轨ψ1ψ2ψ3和三个反键轨道ψ4ψ5ψ6。
在这个分子轨道中,有一个能量最低的ψ1轨道,有两个相同能量较高的ψ2和ψ3轨道,各有一个节面,这三个是成键轨道。
ψ4ψ5能量相同,有两个节面,ψ6能量最高有三个节面,这三个是反键轨道。
F-C 烷基化反应
全名叫福瑞德―克拉夫反应、就是苯环上发生的酰基化或烷基(乙、丙稀等)化 反应 。
在苯环上引入酰基或 者烷基,常用路易士酸或质子酸催化,最长用的无水三氯化铝(A1C13)催化剂,是苯环衍生化的 重要 反应。
烷基化反应∶1、把烃基引入有机化合物分子中的C、N、O(氢、氮等)原子上的反应称为烷基化反应,也可简
称烷化。
2、利用加成或置换反应将烷基引入有机物分子中的反应过程。
烷基化反应作为一种重要的合成手
段广泛应用的于许多化学工生产过程。
3、烷基—即饱和烃基、是烷烃分子中失掉一个氢原子后剰余的烃基(如甲基、乙基等),烯烃是
最便宜和活泼的烷基化剂,常用的烯烃有乙烯、丙烯等。
重要。