有机化学课后答案第十七章 杂环化合物
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第16章杂环化合物16.1 复习笔记一、概念1.杂环、杂原子杂环是指由碳原子和至少一个其他原子所组成的环。
杂原子是指环内除了碳以外的原子称为,最常见的杂原子为氮、氧和硫。
2.杂环化合物杂环化合物是指含有杂环的有机化合物。
3.杂环化合物的命名对于杂环母核我国目前采取外文音译的方法命名。
例如:二、呲啶1.结构和物理性质(1)结构① 吡啶分子中所有的原子在同一平面内,测定的键长、键角为② 氮原子的孤电子对在sp2轨道上,与p轨道垂直,不参与π-电子的共轭。
③ 氮原子的存在使吡啶分子中六元环变形,并具有较大的偶极矩(7.34×10-30 C·m)。
④ 吡啶的共振结构如下:⑤ 吡啶环上碳原子带部分正电荷,是缺电子的芳环。
⑥ 用分子轨道法计算出来的吡啶环上的π-电子密度为⑦ 原子的编号从氮原子开始,2、6位,3、5位和4位原子也分别用α、β和γ表示。
(2)物理性质① 吡啶为无色液体,能与水混溶,气味与苯胺相似。
② 吡啶及其烷基取代物的沸点都比苯系化合物高。
③ 杂环上质子的化学位移与其所在碳原子周围的电子密度有关,与缺电子碳原子相连的质子的共振信号在低场出现。
2.氮原子上的亲电加成(1)吡啶环上的氮原子相当于脂肪族化合物中的亚胺,能与亲电试剂加成。
(2)吡啶的碱性在水溶液中(pK a=5.20)比脂肪胺(pK a=9~11)弱,而在气相中相近。
(3)由于甲基是给电子取代基,甲基吡啶碱性比吡啶强。
(4)一些吡啶盐是有机合成中有效的试剂:(5)吡啶是金属离子的良好配体,例如:(6)吡啶与酰氯、磺酰氯或酐生成季铵盐,后者与酰氯等相比,是更有效的酰化剂。
(7)吡啶与卤代烷或硫酸烷基酯生成季铵盐:3.碳原子上的亲电取代(1)吡啶是缺电子芳环,碳原子上的亲电取代速率非常慢,只得到3位取代产物。
如:(2)吡啶环上的给电子取代基使亲电取代较易进行,但速率仍低于苯系化合物。
如:(3)2,6-二叔丁基吡啶可以在液体SO2中用SO3磺化:(4)亲电取代生成3位取代物的原因是:亲电试剂进攻3位时,生成的中间体最稳定:进攻2位或4位时,生成的中间体中,正电荷在电负性较大的氮原子上,使其很不稳定:4.碳原子上的亲核取代(1)亲核取代是吡啶环特有的反应,苯系化合物没有类似反应。
第十章:羧酸及其衍生物10.1 用系统命名法命名(如有俗名请注出)或写出结构式a.(CH 3)2CHCOOHb.OHCOOHc.CH 3CH=CHCOOHd.CH 3CHCH 2COOHe.CH 3CH 2CH 2COClf.(CH 3CH 2CH 2CO)2Og.CH 3 CH 2COOC 2H 5h.CH 3CH 2CH 2OCOCH 3i.CONH 2j.HOOCC=CCOOHk.邻苯二甲酸二甲酯l.甲酸异丙酯m.N-甲基丙酰胺s.苯甲酰基n---r.略t.乙酰基答案:a. 2-甲基丙酸 2-Methylpropanoic acid (异丁酸 Isobutanoic acid )b. 邻羟基苯甲酸(水杨酸)o -Hydroxybenzoic acidc. 2-丁烯酸 2-Butenoic acid d 3-溴丁酸 3-Bromobutanoic acid e. 丁酰氯 Butanoyl Chloride f. 丁酸酐 Butanoic anhydride g. 丙酸乙酯 Ethyl propanoate h. 乙酸丙酯 Propyl acetate i. 苯甲酰胺 Benzamide j. 顺丁烯二酸 Maleic acids.COt.H 3CCO k.COOCH 3COOCH 3l.HCOOCH(CH 3)2m.CH 3CH 2CONHCH 310.2 将下列化合物按酸性增强的顺序排列:a. CH 3CH 2CHBrCO 2Hb. CH 3CHBrCH 2CO 2Hc. CH 3CH 2CH 2CO 2Hd. CH 3CH 2CH 2CH 2OHe. C 6H 5OHf. H 2CO 3g. Br 3CCO 2Hh. H 2O 答案:酸性排序 g > a > b > c > f > e > h > d 10.3 写出下列反应的主要产物a.22724b.(CH 3)2CHOH +COClH 3Cc.HOCH 2CH 2COOH LiAlH 4d.NCCH 2CH 2CN+H 2ONaOHH+e.CH 2COOH CH 2COOH2f.CH 3COCl+CH 3g.(CH 3CO)2O+OHh.CH 3CH 2COOC 2H 5NaOC 2H 5i.CH 3COOC 2H 5+CH 3CH 2CH 2OHH +j.CH 3CH(COOH)2k.COOH+HCll.2+HOCH 2CH 2OH m.COOHLiAlH 4COOH n.HCOOH+OH o.CH 2CH 2COOC 2H 5CH 2CH 2COOC 2H 5p.NCONH 2OHq.CH 2(COOC 2H 5)2+H 2NCONH 2答案:a.22724COOH COOH+COOHCOOHb.(CH 3)2CHOH +COOCH(CH 3)2H 3CCOClH 3Cc.HOCH 2CH 2COOH LiAlH 4HOCH 2CH 2CH 2OHd.NCCH 2CH 2CN+H 2ONaOH-OOCCH 2CH 2COO -H+HOOCCH 2CH 2COOHe.CH 2COOHCH 2COOH2Of.CH 3COCl+CH 3CH 3COCH 3+CH 3COCH 3g.(CH 3CO)2O+OHOCOCH 3h.CH 3CH 2COOC 2H 5NaOC 2H 5CH 3CH 2COCHCOOC 2H 53i.CH 3COOC 2H 5+CH 3CH 2CH 2OHH+CH 3COOCH 2CH 2CH 3+C 2H 5OHj.CH 3CH(COOH)2CH 3CH 2COOHk.COOH+HClClCOOH+ CO 2l.2+HOCH 2CH 2OH 2CH 2OOCm.COOHLiAlH 4CH 2OHCOOH n.HCOOH+OH HCOO o.CH 2CH 2COOC 2H 5CH 2CH 2COOC 2H 5OCOOC 2H 5p.NCONH 2OH -NCOO +NH 3q.CH 2(COOC 2H 5)2+H 2NCONH 2HN NH O OO10.4 用简单化学方法鉴别下列各组化合物:a.COOH COOH 与与CH 2COOHCH 2COOHb.COOHOCH 3OH COOCH 3与c.(CH 3)2CHCH=CHCOOH与COOHd.COOHCH 3OHCOCH 3OHOHCH=CH 2与答案:a. KmnO 4b. FeCl 3c. Br 2 or KmnO 4d. ①FeCl 3 ②2,4-二硝基苯肼或I 2 / NaOH10.5 完成下列转化:a.OCOOHOHb.CH 3CH 2CH 2BrCH 3CH 2CH 2COOH c.(CH 3)2CHOH 3)2C COOHd.CH 3CH 3OOOO OOe.(CH 3)2C=CH 2(CH 3)3CCOOHf.COOHBrg.HC CH CH 3COOC 2H 5h.OOi.CH 3CH 2COOH CH 3CH 2CH 2CH 2COOH j.CH 3COOH CH 2(COOC 2H 5)2k.O O OCH 2COONH 4CH 2CONH 2l.CO 2CH 3OHCOOH OOCCH 3m.CH 3CH 2COOH CH 3CH 2COOn.CH 3CH(COOC 2H 5)2CH 3CH 2COOH答案:a.OCN OH+COOH OHb.CH 3CH 2CH 2Br CN-CH 3CH 2CH 2CN+CH 3CH 2CH 2COOH c.(CH 3)2CHOH 32(CH 3)2C O (CH 3)2C CN+3)2C COOHOH d.CH 3CH 3KMnO 4COOHCOOH COOHCOOHOOOO OOe.(CH 3)2C=CH 2HBr(CH 3)3CBrMg 2(CH 3)3CMgBrCO 2+ 23)3CCOOHf.33CH 3KMnO 4COOHBr 2COOHBr g.HC CH2H Hg ,CH 3CHOKMnO 4CH 3COOH CH 3COOC 2H 5HCN21)22h.OHNO 3HOOC(CH 2)4COOHOi.CH 3CH 2COOHLiAlH 4CH 3CH 2CH 2OHHBrCH 3CH 2CH 2Br2CH 3CH 2CH 2MgBrO +CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2OH4CH 3CH 2CH 2CH 2COOH或CH 3COCH 2COOC 2H 5EtONa322CH 3CO CH CH 2CH 2CH 3COOC 2H 5浓-CH 3(CH 2)3COOHj.CH 3COOH 2PCH 2COOH Cl-CH 2COOH CNCH 2(COOC 2H 5)2k.O O O3CH 2COONH 42CONH 2l.CO 2CH 3OHH +H 2O COOH OH3m.CH 3CH 2COOHSOCl 2CH 3CH 2COClCH 2COOn.CH 3CH(COOC 2H 5)2-+CH 3CH 2COOH+10.6 怎样将己醇、己酸和对甲苯酚的混合物分离得到各种纯的组分? 答案:己醇A已酸B 对甲苯酚C已酸钠已酸B 已醇对甲苯酚NaOH已醇AHClC10.7 写出分子式为C 5H 6O 4的不饱和二元羧酸的各种异构体。
高鸿宾(主编)有机化学(第四版)习题解答化学科学学院罗尧晶编写高鸿宾主编《有机化学》(第四版)作业与练习第二章饱和烃:烷烃和环烷烃练习(P60—62):(一的1,3,5,7,9,11小题)、(五)、(六)、(十三)第三章不饱和烃:烯烃和炔烃作业:(P112—117):(二)、(四)、(七)、(十一)、(十五的2,3小题)、(十六的2~5小题)、(二十一)第四章二烯烃共轭体系练习:(P147—149):(三)、(十)、(十一)、(十三)第五章芳烃芳香性作业:(P198—202):(二)、(三)、(九)、(十)、(十六)、(十七)、(十八的2、5~10小题)、(二十四)第六章立体化学练习:(P229—230):(五)、(六)、(七)、(十二)第七章卤代烃作业:(P263);(P290-295):(P263):(习题7.17)、(习题7.18)、(习题7.19)。
(P290-295):(六)、(七)、(八)、(十的1、2、5小题)、(十三的1、2小题)、(十四的1、2小题)第九章醇和酚作业:(P360—362):(二)、(三的2、4小题)、(五)、(九的1、3小题)第十一章醛、酮和醌作业:(P419—421):(一)、(三)、(七题的1—9小题)、(十三)、(十四)第十二章羧酸练习:(P443—444):(一)、(三)、(五)、(七)第十三章羧酸衍生物练习:(P461—464):(一)、(四)、(六)、(七)(八题的1、3小题)、第十四章β-二羰基化合物作业:(P478—480):(一)、(五)、(七)第十五章有机含氮化合物作业:(P526—530):(三)、(四)、(八)、(十一)第二章 烷烃和环烷烃 习题解答(一)题答案:(1) 3-甲基-3-乙基庚烷 (2)2,3 -二甲基-3-乙基戊烷 (3)2,5-二甲基-3,4 -二乙基己烷 (4)1,1-二甲基-4-异丙基环癸烷 (5)乙基环丙烷 (6)2-环丙基丁烷 (7)1,5-二甲基-8-异丙基二环[4.4.0]癸烷(8)2-甲基螺[3.5]壬烷 (9)5-异丁基螺[2.4]庚烷 (10)新戊基 (11)2′-甲基环丙基 (12)1′-甲基正戊基(四)题答案:(1)的透视式: (2)的透视式: (3)的透视式:Cl HCH 3H 3C ClHCH 3CH 3ClHHCH 3Cl ClCH 3H H(4)的投影式: (5)的投影式:BrBr CH 3HH H 3CBrBr CH 3CH 3HH(五)题解答:都是CH 3-CFCl 2的三种不同构象式; 对应的投影式依次分别如下:ClClClClClClFFFHH H H H H H H ( )( )( )123验证如下:把投影式(1)的甲基固定原有构象位置不变,将C-C 键按顺时针方向分别旋转前面第一碳0°、60°、120°、180°、240°得相应投影式如下:ClCl ClClClClClCl ClFF FF F H HH H H HHH H H H H HH H ( )( )( )( )( )ab c de各投影式对应的能量曲线位置如下:由于(a )、(c )、(e )则为(1)、(2)、(3)的构象,而从能量曲线上,其对应能量位置是一样的,所以前面三个透视式只是CH 3-CFCl 2的三种不同构象式。
有机化学课后答案第⼗七章杂环化合物第⼗七章杂环化合物⼀、写出下列化合物的构造式:1,3-甲基吡咯 2,碘化N,N-⼆甲基四氢吡咯3,四氢呋喃 4,β-氯代呋喃 5,α-噻吩磺酸6,糠醛,糠醇,糠酸 7,γ-吡啶甲酸 8,六氢吡啶9,β-吲哚⼄酸 10,8-羟基喹啉⼆、⽤化学⽅法区别下列各组化合物:1,苯,噻吩和苯酚解:加⼊三氯化铁⽔溶液,有显⾊反应的是苯酚。
在浓硫酸存在下,与靛红⼀同加热显⽰蓝⾊的位噻吩。
2,吡咯和四氢吡咯解:吡咯的醇溶液使浸过浓盐酸的松⽊⽚变成红⾊,⽽四氢吡咯不能。
3,苯甲醛和糠醛解:糠醛在醋酸存在下与苯胺作⽤显红⾊。
三、⽤化学⽅法,将下列混合物中的少量杂质除去。
1,苯中混有少量噻吩解:在室温下⽤浓硫酸处理,噻吩在室温与浓硫酸反应⽣成α-噻吩磺酸⽽溶于浓硫酸,苯不反应。
2,甲苯中混有少量吡啶解:⽤浓盐酸处理,吡啶具有碱性⽽与盐酸⽣成盐溶于⽔相,分离出吡啶。
3,吡啶中有少量六氢吡啶。
解:六氢吡啶是仲胺,在氢氧化钠⽔溶液中与对甲基苯磺酰氯反应⽣成固体,过滤除去六氢吡啶。
四、试解释为什么噻吩,吡咯,呋喃⽐苯容易发⽣亲电取代反应⽽吡啶⽐苯难发⽣?解:噻吩,吡咯,呋喃是五元杂环化合物,属于多л-电⼦杂环化合物,芳环上电⼦云密度⽐苯⼤,所以易于发⽣亲电取代。
⽽吡啶是六元杂环化合物,是缺л-电⼦杂环化合物,芳环上电⼦云密度⼩于苯环,所以难于发⽣亲电取代反应。
五、完成下列反应式:六、⽤箭头表⽰下列化合物起反应时的位置。
过量CH 3I溴化浓稀⼰⼆酸⼰⼆胺七、将苯胺,苄胺,吡咯,吡啶,氨按其碱性由强⾄弱的次序排列:解:苯胺,苄胺,吡咯,吡啶,氨的碱性强度顺序:⼋、下列化合物那些具有芳⾹性?的溴化的碘化的硝化的溴化的硝化的硝化的硝化九、螵呤分⼦中,四个氮原⼦那些属于吡啶型?那些属于吡咯型?解:1,2,3-氮原⼦属于吡啶型,4-氮原⼦属于吡咯型。
⼗、合成题:1. 糠醛 1,4-丁⼆醇2. 吡啶 2-羟基吡啶3. 呋喃 5 -硝基糠酸4. 甲苯,⽢油 6-甲基喹啉5. 正丙醇,糠醛α-甲基-β-(2-呋喃)丙烯酸⼗⼀、杂环化合物C5H4O2经氧化⽣成羧酸C5H4O3。
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+624H CCH 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 4SP 3杂化2p y2p z2p x2sH1.4写出下列化合物的Lewis 电子式。
a.C 2H 4b.CH 3Clc.NH 3d.H 2Se.HNO 3f.HCHOg.H 3PO 4h.C 2H 6i.C 2H 2j.H 2SO 4 答案:a.C C H H HHCC HH HH或 b.H C H H c.H N HHd.H S He.H O NO f.O C H Hg.O POO H H Hh.H C C HHH H HO P O O H HH或i.H C C Hj.O S O HH OH H或1.5下列各化合物哪个有偶极矩?画出其方向。
第十七章 杂环化合物16.1 命名或写出结构a.OCOOHb.NNN HNOHHOc.N HCH 3d.NNOHe.N CH 3f.NCOOHg.SSO 3Hh.糠醛i.噻唑3-甲基吲哚8-羟基喹啉2-苯基苯并吡喃j.k.l.答案:a.2-呋喃甲酸 b.2,6-二羟基嘌呤 c.3-甲基吡咯 d.5-羟基嘧啶e.N -甲基吡咯f.3-吡啶甲酸2-噻吩磺酸g.h.O CHOi.SNj.N HCH 3k.NOHl.O16.2下列维生素各属哪一类化合物a. 维生素Ab. 维生素B 1,B 2,B 6,B 12c. 维生素PPd. 维生素Ce. 维生素Df. 维生素Kg. 叶酸答案:a. 维生素A 萜类 b. 维生素B 1,B 2,B 6,B 12 杂环化合物 c. 维生素PP 杂环化合物 d. 维生素C 单糖的衍生物 e. 维生素D 己三烯衍生物 f. 维生素K 醌g. 叶酸 杂环化合物 16.4 下列化合物哪个可溶于酸,哪个可溶于碱,或既可溶于酸又溶于碱?a.N NCH 3b.NNN HNNH 2c.N Hd.CH 3答案:a. 可溶于酸b. 既可溶于酸又可溶于碱c. 既可溶于碱又可溶于酸 e. 可溶于碱 16.5 写出下列化合物的互变平衡体系:a. 腺嘌呤b. 鸟嘌呤c. 尿嘧啶d. 胞嘧啶e. 胸腺嘧啶f. 尿酸答案: 参阅教材P293 . 16.6 核苷与核苷酸的结构有什么区别? (教材P294)答案: 核苷由核糖或脱氧核糖与嘌呤或嘧啶化合而成,核苷酸则是核苷磷酸酯.16.8 水粉蕈素是由一种蘑菇中分离出的有毒核苷,其系统命名为9-β-D -呋喃核糖基嘌呤。
写出水粉蕈素的结构式。
答案:9--β-D -呋喃核糖基嘌呤水粉葺素HONNN16.9 5-氟尿嘧啶是一种抗癌药物,在医药上叫做5-Fu 。
写出其结构式。
答案:N HNH FOO5-氟尿嘧啶16.10 写出下列反应的产物:a.O+(CH 3CO)2O3b.S+浓H 2SO4c.N+HBrd.N+CH 3CH 2Bre.OCHO浓f.OCHO +CH 3COCH3OH-g.N H+KOHh.NCH 3Ni.KMnO4CH3答案:a.O+(CH 3CO)2OBF 3OCOCH3b.S+浓H 2SO4SSO 3H c.N+HBrN HBr-+d.N+CH 3CH 2BrNCH 2CH 3Br-+e.OCHO浓OCH 2OH +OCOOHf.OCHO +CH 3COCH3-OCH=CH COCH3g.N H+KOHN Kh.NCH 3NN COOHCOOHCOOHi.KMnO4CH 3NCOOH16.11 为什么吡咯不显碱性而噻唑显碱性? 答案:参阅教材P286倒4行(4),吡咯及吡啶的碱性. 16.12 写出由4-甲基吡啶合成雷米封的反应式。
第十七章杂环化合物
一、写出下列化合物的构造式:
1,3-甲基吡咯 2,碘化N,N-二甲基四氢吡咯
3,四氢呋喃 4,β-氯代呋喃 5,α-噻吩磺酸
6,糠醛,糠醇,糠酸 7,γ-吡啶甲酸 8,六氢吡啶
9,β-吲哚乙酸 10,8-羟基喹啉
二、用化学方法区别下列各组化合物:
1,苯,噻吩和苯酚
解:加入三氯化铁水溶液,有显色反应的是苯酚。
在浓硫酸存在下,与靛红一同加热显示蓝色的位噻吩。
2,吡咯和四氢吡咯
解:吡咯的醇溶液使浸过浓盐酸的松木片变成红色,而四氢吡咯不能。
3,苯甲醛和糠醛
解:糠醛在醋酸存在下与苯胺作用显红色。
三、用化学方法,将下列混合物中的少量杂质除去。
1,苯中混有少量噻吩
解:在室温下用浓硫酸处理,噻吩在室温与浓硫酸反应生成α-噻吩磺酸而溶于浓硫酸,苯不反应。
2,甲苯中混有少量吡啶
解:用浓盐酸处理,吡啶具有碱性而与盐酸生成盐溶于水相,分离出吡啶。
3,吡啶中有少量六氢吡啶。
解:六氢吡啶是仲胺,在氢氧化钠水溶液中与对甲基苯磺酰氯反应生成固体,过滤除去六氢吡啶。
四、试解释为什么噻吩,吡咯,呋喃比苯容易发生亲电取代反
应而吡啶比苯难发生?
解:噻吩,吡咯,呋喃是五元杂环化合物,属于多л-电子杂环化合物,芳环上电子云密度比苯大,所以易于发生亲电取代。
而吡啶是六元杂环化合物,是缺л-电子杂环化合物,芳环上电子云密度小于苯环,所以难于发生亲电取代反应。
五、完成下列反应式:
六、用箭头表示下列化合物起反应时的位置。
过量CH 3I
溴化
浓
稀
己二酸
己二胺
七、将苯胺,苄胺,吡咯,吡啶,氨按其碱性由强至弱的次序排列:解:苯胺,苄胺,吡咯,吡啶,氨的碱性强度顺序:
八、下列化合物那些具有芳香性?
的溴化的碘化的硝化的溴化的硝化的硝化的硝化
九、螵呤分子中,四个氮原子那些属于吡啶型?那些
属于吡咯型?
解:1,2,3-氮原子属于吡啶型,4-氮原子属于吡咯型。
十、合成题:
1. 糠醛 1,4-丁二醇
2. 吡啶 2-羟基吡啶
3. 呋喃 5 -硝基糠酸
4. 甲苯,甘油 6-甲基喹啉
5. 正丙醇,糠醛α-甲基-β-(2-呋喃)丙烯酸
十一、杂环化合物C5H4O2经氧化生成羧酸C5H4O3。
把此羧酸的钠盐与碱石灰作用,转变为C4H4O,后者与金属钠不起作用,也不具有醛酮性质。
原来的C5H4O2的结构是什么?
解:原化合物的结构及各步反应式如下:。