有机化学例题解析

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1、,飞代电人川I年第竺期有机化学 例题解析中央电大王淑霞有机化学主要研究有机化 合物的命 名、结构、性质、制 备、应用等问题。有机 化 合物种类 繁多、结 构各 异、反应多 样.要学 好这 门课程.必须多做 练习题。为帮助同学 们掌握 做各类习题 的方 法和 思路.下面分别举 例进 行解答和分析。一、给化合物命 名命名是学习有 机 化学 的“语言”.是 有机 化学的重点 内容之 一。有机化合物 种类繁 多.名称各不 相 同.靠死记硬 背的方法是不行的.必须 掌握 各类 化合物 的命 名原 则和规 律。例1.CH37CHl左呼2一丫 代HZ 戎H321夕一一C H一(二H一义HH一-毛H端开始编

2、号,当 有几种 可能的 编 号时.应 遵 循. .最 低 系列”原则.即按顺 序逐项比较不同 编号系列所遇到取代基的不同 位次.第一 个取代基位 次相同时.比较第二个.首 先遇到位次 最 小者为.最低 系列”。上 面化合物 分 子中,从右边开始编号,取代基的位 次数为2,3.6,8,而从左边开始 编号,取代基的位次数为2,刁,7,8。在 两种 编号 中,第一个 位次 数是 相同的.都是2,而第二位次 数 不同,3一CH:CH,C日、.一CH,C日:一C H、.两 个碳J,i(J几所j生的较 优获日 1了l同伪!,1.比 4此 为Z型。(2 )选主链、编 号:选 择 含有双键的 最 长碳链 为主

3、链.从离双键最 近的一端开始编 号。(3)书写名称:将 化合物的构型、取代基的位次 数及名称依次写 在烯烃名称 前面。上 面化合物 被命名为:3一甲基一1一异丙基一3一庚烯。C(X) H25(!)争:】 断分j几构母Jll寸.将浑冬Jj;( 户士尧全i纸平一了II 前而.从城玛(J几.l t爪按从人到小 次序石三个荃团一l,r一(只)卜1 一(H:(、H:;是l!l诞日、t针方向,l习此 为R于;J氏!。(5 )分子 中 含有 澳和 梭荃.应以梭 酸 为母体.澳 为取代丛、编 号从脸丛 开始。化合物 被命名 为:R一2一澳丁酸。二、鉴别化 合物N O人钻. 3例OH步骤及分 析:() I确定

4、母 体:此 化合物 中 苯 环 上 含有 梭基、硝基、轻 基.是一个多官 能团化合物。按照次序规 则,梭基 优于轻基.而硝基一 般都作为取代基.因此应以苯 甲酸为母体。(2 )编 号:应从梭基开始编号.使 取代基的位次 数尽 可能小。因此.化合物 被命名为:3一硝基一 个轻基苯甲酸。C O OH- B l C一HJ+IC例刁.HC H分 析:(l )化合物是用投影式表示的.中心 碳原子连有四个不 同的 原子和 基团.它具有立体异构体.命名时必须标出其构型,一 般用R、s表示。(2)必 须 明 确,在投影式 中,竖 线 所连基团向后,横线所连 基团向前。(3 )按照次序规 则,判断手性碳原子 所

5、连基团的 大 小 次序一B 一以)一,),一鉴别是根据 化合物 在 化学反应中的特殊现象.如颜 色 变 化、气体或 沉 淀生 成等.确 定 化合物中某官能团或某种特定结构 的 存在,从而将一组 化合物区别 开。例1.用化学方法 鉴别下列化合物:丙烷、丙烯、丙炔分析:在三种化合物中,丙烯和丙炔分子 中都 含有 不 饱和键,可用 澳 的四氯 化碳 溶 液将它们与丙烷区别,再利 用叁键碳 上 的氢原子可 被金属 置 换生成炔 化物 沉淀的性质,将丙烯和 丙炔区分开。鉴别方法 及步 骤:将三 种气体 分别通入澳的四氯 化碳溶液中,能使红色 褪 去的 为丙烯和丙炔,不能使红色褪去的 为丙烷。将两 种不

6、饱和烃分别通入硝酸银的氨 溶液,有白色沉 淀生成 的 为丙炔,无沉 淀生成 的 为丙烯。上面的方 法及 步骤也 可 用图解表示丙烷丙烯丙炔产 gN o:认济液一 无 告一 白色 告、, 月、 J!尹褪去去不褪褪色色色红红红一一一例鉴 别下列化合物一戊酮、3一戊酮、苯 甲醛、戊醛、戊醇。:rCHCH:CHH2.22带ii代电,、r),1年第21幻1分析:在卜山了一组 比 艺佘物 中.了了酮、醛、醉三种 类侧.匹l1和醛 分子中 都 含有群从蟹.:,丁川t黔从化式 刹把它们与醇汉别.然后再 川托 伦试 刊区别酮与酸.片碘仿叹应区别两 种 不同洁构 的酮.用斐林试剂区别芳 香醛和脂肪醛。鉴别方法及步

7、骤:(日将化 合物各 取 少量 分别放 在 五支试管中,各加入几滴2.1一二硝基 苯 胁 试 剂.有 黄 色沉淀生成的 为碳 基 化合物,即冬戊酮、3一戊酮、苯 甲醛和戊醛,无 黄色沉 淀生 成的为 戊醇。(2 )将四种 碳 基化合物 各 取少量分别放 在四支试管 中,各加入氢氧化银的氨溶液(托伦试剂),在试管壁上有明亮银镜生成的是苯牢醛和戊醛,没有银镜生成 的是2一戊酮和3一戊酮。( 3)将两种酮各 取 少量分 别放 在 两支 试管中,各加入碘 的氢 氧化钠溶 液,有黄色 沉淀生 成的是冬戊酮,无 黄色沉淀 生成 的是3一戊酮。(们将两 种醛 各 取 少量分别放 在 两支试管中,各加入酒石酸

8、钾钠、硫酸铜、氢氧化钠的混合溶液(斐林试剂).有 红色 沉淀或铜镜生 成的是戊 醛.无红 色沉淀生成 的是苯 甲醛。上面的方法 步骤 用 图解表示为:、抓l:则化 厂犷P 全、 ;例1.烯 烃,、分 子式 为C、H.。.经 键试社化再i王原 水解后 只得到一 种酮C H、一-(一-C H:CH、.推测A的结 构。 ()分析:该烯 烃经臭氧氧 化再还原 水解只得到一种碳基化含物,且 产物的 碳原 子数恰 好是烯烃碳原子数 的一半,说 明该烯烃双键两端 为对 称结 构。写 出两分子酮的构造 式.把碳 基放在中间相对 的位置.然后把两个碳 基氧 原子 去掉 写成 双键,即可 得 出烯烃 的结构式:户

9、,c H3cHZ 万塑.O丰( 一毛 一JHZCH2一戊酮 3一“酉同2.4_:。 、:,苯 甲醛声一一一一争戊醛 戊醇J一黄色勺 一黄色!一一黄色 黄色奋JNaOH坐林 试利一黄色 咨一无 奋无 杏一红色奋CH:CH3A的结构 式 为:C H3CHZC 拭子一毛HZC Hal CH3CH3例2二芳香化合物A,分子式为C7a Ho,不与金属钠反应,但能与浓氢碘酸作用生成两种化 合物B和c,B能溶于氢氧 化钠溶液,并与三氯 化铁 作用显紫色。C能与硝酸银的乙醇 溶液作用生成 黄色 沉淀。推 测A、B、C的结构,写出 有关的 反应方 程式。分析:( l )A为芳香族化合物,分子 式 为C:H,O,

10、分子 中可能有苯环。(2)A不崛属钠反应,说明A不具有酸性,分子 中不含 有 醇轻基和 酚轻 基。A与氢 碘酸作用 生成 两种化合物B和C,说明A为醚。(3) B能溶于氢氧化钠溶液,并与三 氯 化铁溶液作 用显紫色,说明B可能 为苯 酚。(4 )c能与硝酸银 的乙醇溶液作用生 成黄色 沉淀,说明C为碘代烷。根 据A的分子式和B可能的结构,推知C为碘 甲烷。( 5)根据B、结 构 可判断为 苯 甲醚。结 论、B、的结 构分 别 为、胜.、!、户百. 了镜镜镜镜.银银银银无无有有无一一一一一cA:AC:于,!年:启2( 口,i代电大竺7厂丫书c H_/入户,HCH:、I/ 丫代卜1 (卜兰二 /以

11、比/戒,( )()日火广气, ,日反应方程式:万厂、一,、。 ,:.,、二尸一一气夕 、门飞一卜nl气,1艾2 一一/厂一一 沪分以J”十七 日、eH3一十Ag卜O。 一A g l奋+c H3o N oZ6 仁卜州十e FC ,3 一 F。 仁卜)“一+6H+3C,-例3.化合物A.分子式 为C,O H.,o,.它不与托伦试 剂、斐林试剂及HcN反应.也不与金属钠、氢氧 化钠 溶液反应.但在稀盐酸存在 下水解 成分 子 式 为CoHoO的 产物B,B能与托伦试剂 作用,但 不与斐林试剂反 应,强 烈氧 化时,B能 转变为邻苯 二 甲酸,推测A、B的结构,用反应方程式表示转变过程。分 析:(l

12、)A不与托伦试 剂、斐林试 剂及H CN作 用.说 明分子 中不含有拨基。(2 )A不与金 属钠、氢氧 化钠溶液作用.说明分子中 不含有轻 基和梭基。(3 )A在稀盐酸存 在下水 解 为B,B能与托伦试 剂作 用而 不与斐林试 剂 反应.分子中具有与苯 环 直挤相连 的 醛基,因此,A为缩醛。( 4)将B强烈氧 化能生成邻苯二甲酸。说明A为芳 香化合物,苯 环上有 两个互为邻位的侧链。(5 )根据A的分子式.推测A为B与两分子甲醇 形 成的缩 醛,邻位有一个甲基侧链。结论:A、B的结构 分别为:(X!H,例1.化合物A.分 户式 为C,HI :0.具有 旋光活1比。A与金属钠慢慢反应产生气泡,

13、与重 铬酸 钾的硫酸溶液 作 用生成的 化合物 能与苯阱 反应.与 热的高锰酸钾溶液作 用生成 苯 甲酸.与碘的氢 氧 化钠溶 液作用有黄 色沉淀产生。推测A的结 构.写 出有关 的反应式。分 析:(l )A与金属钠慢慢反 应产生气泡.与重 铬酸 钾的硫酸溶液作用生成的 化合物能与苯腆 反应.说明A分子中含有醇轻基。(2 )A与热 的高锰酸 钾溶液作用生成苯 甲酸,说明A为芳香化合物,苯环上只有 一个侧链。(3)A具有旋光活性.分子中含有 手性碳原子,能发生碘仿反 应,推 测分子中含有OH 1 一-H一一CH:结构。根据上面 分析,A的结构为 纷 2- H一一CHOH反应 方程式:纷一eH一C

14、H,一坐今 OH 护 C H一一CH O Na+HZCH一一C H万入_/万入、( /丫- - CH厂丫代,HU 叹 少脸代!H卜味尸卜(H,火/(汇H、从、/AB 转变过 程: X二 H3护一K2Cr207 一 叫卜H250;OHH 布丈H3c“H“N“ N H rO卜ZO闷 卜一Z一 一一 ! )N一N;护护护HHH -HHC H: 1 C HH CH当代电 大分,1年第21幼1HK Mn(,.、H、12一Na() H+CHI:告氧 化得到。以甲苯 为原料.是把 甲 氮先袄化 为羚从.然后再引入澳与硝丛.还是在引入澳和硝基之后再 氮化呢?银据 苯环上基团的定位规则.梭基是间位定位基.而澳和

15、硝基分别 在它的 邻位和对位。因此.不能先把甲基氧 化为梭纂。( 2)是先引入澳还 是先 引入硝基?由于澳是 在硝基的间位而 在 甲基的 邻位,如果先 引入硝基再引入澳原子,可使甲基的定 位效应增强,而如先 引入澳 原子.再 引入硝基时 与甲基的 定位 效应 发生矛盾,使 副产物增 加。因此,应 先引入硝基。合成 路线为:C|、C|CH日汁心: 11引O月升TC一O 一找IJzO冷 1 1z /H四、合成题例!.以 乙炔为原料合成丁酮。分 析:( l )被合成 物是酮,官能团拨 基可由炔 烃 水合或 醇 轻基 氧化得到,由于给 定原料是乙炔,分子中具有叁 键,因此可考虑炔烃水合的方法。(2 )

16、四个碳原子 的碳架可由乙炔钠与卤代烃(卤乙烷)反应 制得,卤乙烷可 由乙烯得 到,而乙炔部分氢化即得乙烯。因此,合成路线 为:H NO3 -刁 卜 浓H250.C H3CHs 尸戈N。,、. 人 划一十 丫 N02H |/Cl o t水勺HC三CH+H,Pd一 欣占)月一叫-一-. 闷, 吟咐H Br HZC一C HZe e一一(H、C HZBrNaNHZ H C三CH 一H C三CNaC CK) HC H3CHZBr 一H C三C一CHZCHOlH岁0;一H250;-一甲-.一一一闷卜H20CH3一户毛一C HZCH以甲苯 为原 料合成C O OH 奋N 02例3.用乙醇 为原料合成3一甲基一3一戊醇。分 析:(l )被合成 物 的结构 为C H3eH3eHZ 足气HZeH:是 叔 醇,可 由酉 同与格氏N OZ被 合成物 中 苯环