第五章 脂环烃 答案

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1、40第五章 脂环烃一.目的要求了解环烷烃通式、分类、命名和异构、环烷烃的物理性质。理解环的结构和稳定性，掌握环烷烃的化学性质。二.本章内容小结1. 脂环烃的定义由碳原子连接成环，性质与脂肪烃相似的烃类化合物总成为脂环烃。按照成环特点，一般可将脂环烃分为单环脂环烃和多环脂环烃。2. 脂环烃的命名单环脂环烃命名与脂肪烃类似，只是在相应的脂肪烃前加一“环”字。如：环戊烷， 甲基环丁烷桥环化合物的命名一般采用固定格式：双环a.b.c某烃(abc)。先找桥头碳（两环共用的碳原子） ，从桥头碳开始编号。沿大环编到另一个桥头碳，再从该桥头碳沿着次大环继续编号。分子中含有双键或取代基时，用阿拉伯数字表示其位次

2、。如：7, 7-二甲基二环2, 2, 1 庚烷螺环化合物命名的固定格式为：螺a.b 某烃(ab)。命名时先找螺原子，编号从与螺原子相连的碳开始，沿小环编到大环。如：螺4.4壬烷3.环烷烃的结构与稳定性环烷烃的成环碳原子均为 sp3 型杂化。除环丙烷的成环碳原子在同一个平面上以外，其它环烷烃成环碳原子均不在同一个平面上。在环丙烷分子中由于成环碳原子间成键时sp3 型杂化轨道不能沿键轴方向重叠，而是以弯曲方向部分重叠成键，导致环丙烷张力较大，分子能量较高，很不稳定，容易发生开环反应。所以在环烷烃中三元环最不稳定，四元环比三元环稍稳定一点，五元环较稳定，六元环及六元以上的环都较稳定。注意桥头碳原子不

3、稳定。4. 环己烷以及取代环己烷的稳定构象环己烷在空间上可以形成多种构象，其中椅式和船式构象为两种极限构象，前者比后者更加稳定。一般说来，取代环己烷的取代基处于椅式构象的平伏键时较为稳定。因此多取代环己烷的最稳定的构象为平伏键取代基最多的构象。如果环上有不同取代基，较大的取代基在平伏键上的构象最稳定。5. 环烷烃的化学性质环丙烷和环丁烷的化学性质和烯烃相似，能开环进行加成反应。并且与氢卤酸加成符合马氏规则。但小环环烷烃对氧化剂稳定，不与高锰酸钾或臭氧作用。41HBrCH32CH2Br2, NiCH32CH3Br2BrCH22CH2BrKMnO4X三.例题解析【例题1】命名下列化合物1. 2.

4、3. ClCl1-甲基-2- 乙基环己烷 双环2,2,2辛烷 反-1，3-二氯环丁烷【例题2】完成下列反应1. + HCl CH3CH23l2. + Br2Cl4Brr3. + Br230Br4. + HClC3 CH3l5. +COEtCOEt COEtEt6.OH-KMn4 OH【例题3】画出下列各二元取代环己烷的最稳定构象1. 顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷 2. 反-1-甲基-3-异丙基环己烷 3. 反-1,4-二乙基环己烷C(CH3)3HCH3H CH(CH3)2HCH3H C2H5HC2H5H4. 顺-1-甲基-2-异丙基环己烷 5. 反-1-叔丁基-4-氯环己烷 6. 顺-1-氯

5、-2-溴环己烷CH(CH3)2HCH3H C(CH3)3Cl HCl BrH【例题 4】请用简便的方法区分丙烷和环丙烷答：使用溴四氯化碳溶液。因为环丙烷能使溴四氯化碳溶液褪色。42【例题 5】用指定原料合成下列化合物1.用乙炔合成CNCH2H2CH2 催催CH2 CH2 CHCHCH Cu2Cl2NH4Cl CHCHC LindlarCH2 CN CN OH CH2 CHCHCHCH2 +CHCH HCN习题 A一.用系统命名法命名下列化合物1. 2. Br3. 4. 二环3.3.0 辛烷7-溴二环3.3.0-2-辛烯 1,1-联环丁烷 螺3.4辛烷5.6. 7.8.反-1,2-二甲基环丙烷

6、二环4.1.0 庚烷1,2-二环丙基丁烷 二环2.2.1庚烷9.Br10C2H511.CH3CH312.CH3CH(3)25-溴螺3.4辛烷2-乙基二环4.2.0辛烷反-1,2-二甲基环己烷顺-1-甲基-2-异丙基环己烷13.14.15.16. Cl1,6-二甲基螺4.5癸烷1,7-二甲基螺4.5癸烷2,7,7-三甲基二环 2.2.1庚烷8-氯二环3.2.1 辛烷二.写出下列化合物的结构式1. 环丙基环丙烷 2. 反-1-甲基-4-叔丁基环己烷 3. 二环4.2.1壬烷CH3(CH)34. 7-溴双环2.2.1 庚-2-烯 5. 1,2-二甲基-7-溴双环 2.2.1庚烷 6. 4-氯螺2.4

7、 庚烷43HBr HBr Cl7. 反-3-甲基环己醇 8. 2,3-二甲基-8-溴螺 4.5癸烷 9. 4-甲基环己烯OHCH3 OHCH3 CH3三.完成下列反应式。1. +H2Ni802. HBr Br3. +COCH3COCH3 H3CCOH3334. CH2=CHl+ Cl5.+O CH3O6.KMnO4HOOC(CH2)3COOH7. + Cl250Cl8. +Br2H3C3 CH23 H3CH3CBrCH2BrCH2CH39. H3CH3C CH2CH3 + HCl H3CH3C CH2CH3BrCH310. HBr0oCBr四.选择题1. 下列甲基环己烷的构象中，能量最低的一个

8、是（ B ）44A. B. C. D. 2. 下列四个构象式比较稳定的是（ C ）A.CH3CH3(H3C)3B.H3CH3C(H3)C.CH3(H3C)3D.CH3C(H3)3. 反-1,4-二甲基环己烷的最稳定构象是（ C ）A. B. C. CH3H3C D. CH3H3C4. 反-1,4-二氯环己稳定的构象是（ D ）A. CllB. ClClC. ClClD. ClCl5. 下列化合物的构象中最稳定的是（ B ）A.OHCH(3)2CH3B. OH(H3C)2HCC3C. OHCH(3)2C3D. OHCH(3)2CH36. 下列四种化合物最容易加氢开环的是（ A ）A. B. C.

9、 D. 五.鉴别题（1）环己烯 环己烷 Br2Cl4溶 液 褪 色无 现 象（2）1戊烯 1,2二甲基环丙烷KMnO4/H+CO2(-)（3）1-丁炔 乙基环丙烷Ag(NH3)2+白 色(-)45（4）丁烷和甲基环丙烷 Br2Cl4溶 液 褪 色无 现 象（5）1,2二甲基环丙烷与环戊烷 Br2Cl4溶 液 褪 色无 现 象（6）环己烯与异丙基环丙烷 KMnO4/H+ (-)高 锰 酸 钾 溶 液 褪 色六.机理解释1、螺戊烷在光照条件下与氯气反应是制备氯代螺戊烷的最好方法。试解释该反应的反应机理。Cl2light Cl解: Cl2light Cl该反应条件下螺戊烷氯化是自由基反应, 形成图示

10、的平面型或近似于平面型的自由基中间体,中心碳原子为 sp2 杂化, 未参与杂化的 p 轨道只有一个未配对电子,垂直于三个 sp2 杂化轨道,并被另一个环丙烷的弯曲键所稳定，活化能低,反应速度快,是制备该化合物有效的方法。链引发： 2ClCl2、链传递： Cl+ +HCl+Cl2 ClCl+链终止：462Cl Cl2 ClCl+22、开链的邻二卤代烷在强碱存在下脱卤化氢时，通常得到炔烃。然而当 1,2-二溴环己烷脱卤化氢时却只得到 1,3-环几二烯，为什么？答：因为 CC 中三键的碳为 sp 杂化方式，所以要求三键链的四个碳（ C-CC-C）必须是直线型结构，环己烷分子中，由于张力过大，不可能形

11、成四个碳呈直线连接的结构。所以：BrBr2Hr七.合成题 CNClCl1+CN NCl2 CNClCl2、以烯烃为原料合成 ClCH2ClClCH2 Cl CH2CHCH2 ClCl2+CH3 500 CHCH2ClCH2Cl Cl2 Cl CH2ClOH3、BrBrOHH2SO4- 2 Br2 KOH47OH4、 OCH3-OHO=OH5、 Cl+Cl Cl6、以乙炔和丙烯为原料合成CH2ClCH2H2CH2 催催CH2 CH2 CHCHCH Cu2Cl2NH4Cl CHCHC LindlarCH2CH2 CH2 Cl CH2CHCHCHCH2 ClCl2+CH3 50 CHCH27、以必要

12、的烯烃为原料合成 CNCH2NaBr2 CH2 CNCNNBSCHCH2 +CH3 CHCH2 Br CH2CHCH2CN CNCH2+ CH2CHCH2八.推断结构1、某烃 A 的分子式为 C5H10，它与溴水不发生反应,在紫外光照射下与溴作用只得到一种产物 B(C5H9Br)。将化合物 B 与 KOH 的醇溶液作用得到 C（C 5H8） ，将化合物C 经臭氧化并在锌粉存在下水解得到戊二醛，写出化合物 A、B、C 的构造式及各步反应式。A. B. BrC.48Br2hv BrBrKOH/(1)O3(2)Zn2+/H HHOO2、化合物 A,分子式 C7H12，与 KMnO4 反应后得到环己酮

13、； A 用酸处理生成 B, B 使溴水褪色并生成 C, C 与碱性醇溶液共热生成 D，D 臭氧化后可生成丁二醛OHCCH2CH2CHO 和丙酮醛 CH3COCHO; B 臭氧化给出 CHOO请写出化合物 A 的结构式，并用反应式说明推断的结构是正确的。解:A 的结构式为 , 反应式如下:CHOOKMnO4/H+O+CO2H+ Br2BrrKOH/、 1.O32.Zn/H2 CHOCH+CHO1.O32.Zn/H23、化合物 A 分子式为 C4H8，它能使溴溶液褪色，但不能使高锰酸钾溶液褪色。1molA 与 1molHBr 作用生成 B，B 也可以以 A 的同分异构体 C 与 HBr 作用得到。

14、化合物 C 分子式也是 C4H8，能使溴溶液褪色，也能使高锰酸钾（酸性）溶液褪色。试推测化合物 A、B、C 的构造式，并写出各步反应式。A. CH3.H2-C2-H-C3Br C.H2= CH2CH3 CH3 =CH3(1) CH3+ Br2/Cl4 CH3-CH2-2(A) BrBr(2)+ HBr CH3-CH2-3( B )CH3(A) Br(3)(C) HBrH2=CH2C3 CH3-CH2-3( B )BrCH3-C-H2-C3( B )Br(C)H3C=HC3HBr49习题 B一.用系统命名法命名下列化合物1. 2. CH32CH33. CH34.双环2,2,2辛烷 1-甲基-2-

15、乙基环戊烷5,6-二甲基二环2.2.1庚-2-烯7-甲基二环2.2.1庚烷5. CH6. COH7. 8. Cl环戊基乙炔 环戊基甲酸 双环4, 4, 0葵烷8-氯双环3, 2, 1辛烷9. Cl CH3CH310. Cll 11. CH312.1-氯-3，4- 二甲基双环4，4，0-3-癸烯7,7二氯二环4.1.0庚烷2-甲基双环2,2,2辛-2-烯环己基环己烷二.写出下列化合物的结构式1. 乙基环戊烷 2. 2-甲基螺3.4辛烷 3. 1,2-二环己基乙烷 4. 1,3-二环丙基丁烷CH23 CH23 CH23 CH235. 环丙基乙炔 6. 1,3,9-三甲基十氢化萘 7. 顺-3-甲基环己醇 8. 4-环己基- 环基烯CH23 CH23 H3COH三.完成下列反应式。1. HBr CH3Br2. 2Cl2ClClClCl3. +H2Ni80CH24.KMnO4H+ COH+CO2505. KMnO4H+OO6. HBrBrCH37. +COCH3COCH3COCH3CH3COCH38. HBrH3CH3C CH3 + H2CH2CCH3H3CH3CBr9. +COCH3CH3OC COCH3COCH310. + CO2CH3 COCH3四.选择题和判断题1. 环己烯加氢变为环己烷是哪一种反应（B ）A 吸热反应 B 放热反应