有机化学第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。
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AB2C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)ClCH2CH(CH3)CH23AlCl3+CH2CH3 CH3CH3OH+++COOH(2)(3)CH3CH22C CCH3CH2C CH HCH3+Cl2hν4H2(4)CH HCHO, HCl, ZnCl2CH3ClH2C CH3CH2Cl(5)+(6)CH CHHNO3/H2SO4CH CH2OH ClOCH3OCH3OCH3NO2NO2V 2O 5+NO 2O 2C O C NO 2OO(7)2HNO 3/H 2SO 4NO 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)3C3+(CH 3)3Cl+浓H 24(11)O OOOOOCH 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。
第七章 芳香烃1. 写出下列化合物的结构式或名称:(1)(2)(3)CH(CH 3)2对-氯甲苯2,4,6,-三硝基甲苯(4)(5)H 3CCH 3OH(6)(7)H 3C对-氨基苯磺酸2.下列各化合物进行硝化时,硝基进入的位置用箭头表示出来:C-OCH 3O O-C-CH 3O NH-C-CH 3CH 3CH 3OCH 3OHClClNH 2NO 2OCH 3OHCH 3NO 2OHNO 2CH 2COOH3.排列出下列化合物对于溴化的反应活性:CH3Cl NO 2OH(1)HNH 2NO 2COOHCOOHBrH(2)4.完成下列反应:(1)CH 3CH 2CH 2Cl浓HNO 3+H 2SO 4?KMnO 4(1)CH 3CH 2CH 2Cl浓HNO 3+H 2SO 4?KMnO 4+(3)AlCl3浓H 2SO 4HNO 3H 2SO 4(4)℃+AlCl 3H 2SO 4(5)CH 3CH(CH 3)2CH3?KMnO 4+(6)?+(7)OOAlCl 3OCH 3+AlCl3(8)COCuCl+NO 2+HNO 324(10)5.写出正丙苯与下列试剂反应的主要产物(如果有的话):(1)H 2/Ni ,200℃,10MPa (2)KMnO 4溶液,加热 (3)HNO 3,H 2SO 4 (4)Cl 2,Fe(5)I 2,Fe (6)Br 2,加热或光照 (7)沸腾的NaOH 溶液 (8)CH 3Cl ,AlCl 3 (9)异丁烯,HF (10)叔丁醇,HF 6.写出1-苯丙烯与下列试剂反应的主要产物:(1)N 2,Ni ,室温 (2)H 2/Ni ,200℃,10 (3)Br 2(CCl 4溶液) (4)(3)的产物+KOH 醇溶液,△ (5)HBr ,FeBr 3 (6)HBr ,过氧化物 (7)KMnO 4溶液,△ (8)KMnO 4(冷,稀) (9)O 3,H 2O/Zn 粉 (10)Br 2,H 2O 7.解释下列实验结果:(1) 当苯用异丁烯和浓硫酸处理,只得到叔丁基苯。