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文檔簡介
1、有機化學(xué)常見問題解答1. 價鍵理論、分子軌道理論有什么區(qū)別?解答 價鍵理論、分子軌道理論是目前關(guān)于共價鍵形成、本質(zhì)的兩個主要理論。它們的不同之處在于價鍵理論是定域的,主要討論兩個原子之間的電子配對成鍵情況。而分子軌道是以電子離域的觀點為基礎(chǔ)的。在電子離域的共軛體系中,用分子分子軌道理論討論問題可以避免價鍵理論定域的缺陷。2. 異丁烷一元氯代時,產(chǎn)生如下兩種可能異構(gòu)體:3. 其異構(gòu)體的相對含量是否與自由基穩(wěn)定性相矛盾? 解答:不矛盾。 反應(yīng)活性是相對的。叔丁烷中,叔氫有9個而甲基氫只有1個,甲基氫和叔氫的相對反應(yīng)活性: 25/975/1127。說明叔氫的反應(yīng)活性更大。與自由基穩(wěn)定性一致。另外,氯
2、原子比較活潑,氯代的選擇性比較差,幾率因素起作用較大。如溴代時,溴原子的活性較低,反應(yīng)的第一步是吸熱的,所以選擇性更好,主要是活性大的叔氫被取代。4. 烯烴加溴是反式加成,其他加成也是反式嗎? 解答:不一定。親電加成反應(yīng)是分步進行的,首先與親電試劑反應(yīng),生成正離子活性中間體。烯烴加溴,通常認為是經(jīng)過環(huán)狀溴翁離子中間體進行的,所以得到反式加成的結(jié)果:其他的加成反應(yīng)并不一定經(jīng)過 環(huán)狀中間體的過程,比如加 HBr , 首先得到碳正離子活性中間體:Cl2 可以形成翁離子,也可以形成碳正離子活性中間體,所以產(chǎn)物為順式和反式兩種產(chǎn)物。 5. 丙烯與氯氣高溫下反應(yīng),主要產(chǎn)物為 -H的氯代產(chǎn)物(A),為什么不
3、產(chǎn)生親 電加成產(chǎn)物(B)? 解答:烯烴與鹵素在低溫或無光照條件下,在液相中主要發(fā)生親電加成反應(yīng)。在高溫或光照條件下,主要發(fā)生自由基取代反應(yīng),一般 取代 在 雙鍵的-H上。這主要由于CCl鍵鍵能較小,高溫下容易斷裂而使反應(yīng)可逆。同時,取代反應(yīng)的活性中間體更穩(wěn)定。 6. 乙烯、丙烯、異丁烯在酸催化下與水加成,其反應(yīng)速度哪個最快?為什么? 解答:乙烯 < 丙烯 < 異丁烯。決定于 活性中間體碳正離子的穩(wěn)定性次序。 7. 下列反應(yīng)如何完成? 解答:(1)稀、冷 KMnO4,OH- (2)CH3COOOH , CH3COOH 8. 叁鍵比雙鍵更不飽和,為什么親電加成的活性還不如雙鍵大?解答:
4、叁鍵碳原子sp雜化,雙鍵碳原子sp2雜化。電負性Csp>Csp 2 ,鍵長sp-sp<sp2-sp 2 叁鍵中形成兩個鍵的 p 軌道交蓋的程度比在雙鍵中更大,結(jié)合更緊密。故不易發(fā)生給出電子的親電加成反應(yīng)。 9. 烯烴比炔烴更易發(fā)生親電加成反應(yīng)(Cl2、HCl、Br2、H2O,H+等),但當(dāng)這些親電試劑與炔烴作用時,反應(yīng)很易停留在鹵代烯烴階段,進一步加成需要更強烈的條件,是否矛盾?解答:不矛盾。 叁鍵發(fā)生親電加成確實沒有雙鍵活潑。如: 但在鹵代烯烴的結(jié)構(gòu)中,鹵素的吸電子作用降低了雙鍵碳上的電子云密度,使得親電反應(yīng)不易進一步發(fā)生。所以反應(yīng)易停留在鹵代烯烴階段。 10. 為什么烯烴不能與
5、 HCN 反應(yīng)?解答:烯烴與HBr、HCl等無機強酸發(fā)生親電加成反應(yīng),反應(yīng)的第一步(速度決定步驟)為質(zhì)子對鍵的親電進攻生成碳正離子。 HCN 是弱酸,沒有足夠的 H + 對雙鍵進行親電進攻。所以反應(yīng)不能發(fā)生。11.為什么烯烴不能與 HCN 反應(yīng),炔烴卻可以? 解答:乙炔與 HCN 發(fā)生的是親核加成。堿可以催化反應(yīng)。反應(yīng)中CN先進攻叁鍵,生成負離子 - CH=CHCN ,它再與氫離子作用,完成反應(yīng)。烯烴鍵不易受親核試劑進攻,不易發(fā)生親核加成反應(yīng)。另一方面,乙烯即使與 CN 加成,生成的負離子 CH 2 CH 2 CN 很不穩(wěn)定。所以烯烴,不能與 HCN 反應(yīng)。炔烴卻可以。 12. 丙炔加水時生成
6、丙酮而不是丙醛,是否符合不對稱加成規(guī)則?解答:產(chǎn)物丙酮是由符合不對稱加成規(guī)則加成的的中間產(chǎn)物烯醇互變異構(gòu)而來。加成取向符合不對稱加成規(guī)則。13. 反式二取代環(huán)己烷是否一定比順式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定?解答:不一定。 取代基在 e 鍵上的構(gòu)象比較穩(wěn)定。 以二甲基環(huán)己烷為例:反式 1,2- 二甲基環(huán)己烷和 1,3- 二甲基環(huán)己烷的順式結(jié)構(gòu),取代基都可以在 e 鍵上,此種構(gòu)象是最穩(wěn)定的。 (反) -1,2- 二甲基環(huán)己烷 (順) -1,3- 二甲基環(huán)己烷 14. 如何判斷化合物的芳烴性?解答:化合物的芳烴性需要同時符合三個條件:首先電子數(shù)符合 4n+2 ,是一個閉合的大鍵,而且在同一個平面上。 15. 老師 :我
7、記不住第一類和第二類定位基,有沒有簡單的記憶法?解答:與苯環(huán)連接的碳原子上如果有重鍵的話(雙鍵,三健等),一般來說,這個基團就是第二類的定位基。 16. 萘的親電取代反應(yīng)往往發(fā)生在位,那么如何制備位取代物?解答:萘的位活性比位大,所以取代反應(yīng)一般得到的是位產(chǎn)物。原子在空間上有相互干擾作用,因此 - 萘磺酸是比較不穩(wěn)定的,在較高的溫度下會轉(zhuǎn)位成 - 萘磺酸,因此萘的其他 - 衍生物往往通過 -萘磺酸來制取。 17. 取代聯(lián)苯如何進行親電取代反應(yīng)的定位?解答:聯(lián)苯可以看作一個苯環(huán)是另一個苯環(huán)的取代基,苯環(huán)是第一類定位基,是使苯環(huán)活化的,容易發(fā)生親電取代反應(yīng)。當(dāng)聯(lián)苯上還有取代基時,首先判斷這個取代基
8、是第幾類的定位基:如果是第一類的,則親電取代反應(yīng)發(fā)生在與定位基相連的苯環(huán),因為它受二個第一類定位基的活化,親電取代反應(yīng)容易進行。如果是第二類的,則親電取代反應(yīng)發(fā)生在不與 定位基相連的苯環(huán)。 18. 為什么叔鹵烷易發(fā)生 SN1 反應(yīng),不容易發(fā)生 SN2 反應(yīng)?解答:單分子親核取代( SN1 )反應(yīng)分兩步進行,第一步?jīng)Q定反應(yīng)速度,中間體為碳正離子,由于烴基是供電子基,叔碳正離子的穩(wěn)定性大于仲碳正離子和伯正離,子,因而叔鹵烷易發(fā)生 SN1 反應(yīng)。雙分子親核取代( SN2 )反應(yīng)一步進行,空間位阻決定反應(yīng)速度,由于叔鹵烷空間位阻大,因而叔鹵烷不易發(fā)生 SN2 反應(yīng)。19. 能用于制備相應(yīng)的 Grign
9、ard 試劑嗎 ? 解答:不能。Grignard 試劑非常活潑,能發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)。如果遇有活潑氫的化合物(如水、醇、氨等)則分解為烷烴。 20. 氯乙烯是鹵代烴,為什么不易發(fā)生親核取代反應(yīng)?解答:乙烯型鹵代烯烴: P- 共軛, C-X 鍵更為緊密,不易發(fā)生一般的取代反應(yīng)。氯苯有相似的情況 21. 如何判斷鹵代烴在堿性條件下,是發(fā)生取代反應(yīng)還是發(fā)生消除反應(yīng)?解答:鹵代烴在堿性條件下,水解生成醇的取代反應(yīng)和消除生成烯烴的反應(yīng)是相互競的。在稀 NaOH, 乙醇 - 水條件下,生成醇。在濃 NaOH- 乙醇條件下,生成烯烴。 22. 經(jīng)常遇到比較鹵化物在無水丙酮與 NaI 反應(yīng)活性次序的習(xí)題,應(yīng)該如
10、何比較解答:氯代烷或溴代烷在丙酮溶液中可與 NaI 作用,發(fā)生鹵原子之間的取代反應(yīng),得到碘代烷,反應(yīng)按 SN2 歷程進行。由于 SN2 反應(yīng)的速度取決于空間位阻,因而反應(yīng)由快到慢次序為伯鹵烷、仲鹵烷、叔鹵烷。 23. 如何比較親核基團 PhO- 、H2O 、OH- 的親核性大小?解答:試劑的親核性是指它與帶正電荷碳原子的結(jié)合能力。對于親核原子相同的親核基團,堿性強親核性也強。因而親核性由大到?。?OH- 、PhO - 、H 2O 24. 在鹵代烴的特征鑒別方法中,為什么叔鹵烷與 AgNO 3 -C 2 H 5 OH 溶液沉淀立刻生成,而伯鹵烷與 AgNO 3 -C 2 H 5 OH 溶液沉淀需
11、加熱才生成?解答:鹵代烴與 AgNO 3 -C 2 H 5 OH 溶液作用,可觀察到鹵化銀的沉淀生成,反應(yīng)按 SN1 歷程進行。由于決速步中間體為碳正離子,根據(jù)碳正離子的穩(wěn)定性不同,鹵化銀沉淀生成速度不同,因此可以鑒別不同結(jié)構(gòu)的鹵代烴。 25. 醚和醇都是含氧化合物,為什么低級醚類比相同碳原子數(shù)的醇的沸點要低得多解答:這是因為醚分子中沒有羥基,不存在由于氫鍵的生成而發(fā)生的締合現(xiàn)象。 26.硫醇的結(jié)構(gòu)與醇相似,但硫醇的沸點比相應(yīng)的醇低(雖然硫醇的分子量較大)為什么? 解答:這是因為硫醇不能形成氫鍵。 27. 苯酚遇三氯化鐵會顯色,這是發(fā)生了什么反應(yīng)?解答:酚及其衍生物、烯醇都能與三氯化鐵水溶液反
12、應(yīng)生成有色的絡(luò)離子。 28. 用 Williamson 反應(yīng)制備混合醚,應(yīng)選擇方法 1 ,還是方法 2 ?為什么?解答:應(yīng)選擇方法 1 。因為 Williamson 反應(yīng)屬SN2歷程,如采用叔鹵代烷位阻很大,不利于SN2反應(yīng),而有利于 E2 反應(yīng),得到消除產(chǎn)物,所以反應(yīng)應(yīng)用伯鹵代烷作為反應(yīng)原料。 29. 醇、酚及醚結(jié)構(gòu)中氧原子是采用怎樣的雜化狀態(tài)?解答:醇中氧原子SP3雜化;脂肪醚中氧原子 SP3 雜化 , 芳香醚中氧原子SP2雜化;酚中氧原子SP2 雜化。 30. 發(fā)生芳環(huán)上親電取代反應(yīng),苯酚和苯哪個活性大?為什么?解答:苯酚的活性大。因為酚羥基是個強的供電基,使苯環(huán)上的電子云密度增加,有利
13、于芳環(huán)上親電取代反應(yīng)。 31. 環(huán)氧丙烷的開環(huán)反應(yīng),酸催化和堿催化有何不同?解答:堿催化反應(yīng):烷氧基進攻的是氧環(huán)中取代基較少的碳原子;酸催化反應(yīng):烷氧基進攻的是氧環(huán)中取代基較多的碳原子。 32. 怎樣分離乙醚 (bp34.5 0 C) 與正丁烷 (bp36.1 0 C) ?解答:一般醚可與濃酸形成佯鹽而溶于酸層,佯鹽被水稀釋時發(fā)生分解而恢復(fù)為醚。所以可先用濃酸萃取,然后分層,酸層加水后再分出醚即可。 33. 為什么醛酮易發(fā)生親核加成而烯烴易發(fā)生親電加成? 解答:醛酮分子中都存在 , 由于氧的電負性強,碳氧雙鍵中電子云偏向于氧,帶部分正電荷的碳易被帶負電荷或帶部分未共用電子對的基團或分子進攻,從
14、而發(fā)生親核加成。而烯烴 C=C 的碳原子對 電子云的束縛較小,使烯烴具有供電性能,易受到帶正電或帶部分正電荷的親電試劑進攻,易發(fā)生親電加成。 34.醛酮發(fā)生親核加成活性順序怎樣? 解答:醛酮發(fā)生親核加成活性與羰基的活性(電子效應(yīng),位阻效應(yīng))和親核試劑有關(guān),在親核試劑相同情況下,羰基碳原子上正電荷越多,位阻越小,親核加成活性越大。如下列化合物加成活性順序為:35.哪些化合物能順利地和 NaHSO 4 反應(yīng)?解答:醛、脂肪族甲基酮和低級環(huán)酮(環(huán)內(nèi)碳原子在 8 個以下)能與 NaHSO3 加成,非甲基酮和苯乙酮及環(huán)內(nèi)碳原子在 8 個以上環(huán)酮不能 順利地和 NaHSO4 反應(yīng)。 36.哪些化合物能發(fā)生
15、碘仿反應(yīng)?有什么應(yīng)用?解答:醛、酮分子中的 氫原子容易被鹵素取代,生成 - 鹵代醛、酮,凡具有結(jié)構(gòu)的醛、酮(即乙醛和甲基酮)與鹵素的堿溶液(亦即次鹵酸鹽溶液)作用時,總是生成三鹵甲烷,因而稱為鹵仿反應(yīng)。 由于鹵素的堿溶液(次鹵酸)本身是氧化劑,能把基團氧化成基團,因而具有的伯醇、仲醇也能發(fā)生鹵仿反應(yīng)。因為碘仿是不溶于水的亮黃色固體,且有特殊氣味,由此可以很易識別是否發(fā)生碘仿反應(yīng),以此鑒別乙醛、甲基酮以及含有的醇。 37.哪些化合物能發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)?條件是什么?解答:羥醛縮合反應(yīng)是指有 氫的醛、酮在稀堿作用下形成烯醇負離子,與另一個分子的醛或酮的羰基發(fā)生親核加成反應(yīng)。羥醛縮合反應(yīng)的產(chǎn)物為 -
16、羥基醛酮化合物,或脫水生成 , - 不飽和醛酮化合物。 羥醛縮合反應(yīng)的條件是( 1 )有 氫的醛、酮 ( 2 )稀堿作用 38.哪些化合物能發(fā)生 Cannizzaro 反應(yīng)?條件是什么?解答:Cannizzaro 反應(yīng)是指不含 -H 的醛在濃堿條件下發(fā)生的氧化還原反應(yīng),一分子 氧化成羧酸,另一分子還原成伯醇。如其中一種是甲醛,由于甲醛極易氧化總是生成甲酸,而其他的醛被還原。 Cannizzaro 反應(yīng)的條件是( 1 )無 氫的醛 ( 2 )濃堿作用 39.哪類化合物能生成苯腙?有什么應(yīng)用? 解答:含羰基的醛、酮均能與苯肼反應(yīng)生成腙,常用于醛酮的鑒定。 40.鑒定醛類最常用的反應(yīng)是什么?解答:醛
17、能發(fā)生銀鏡反應(yīng),這是 鑒定醛類最常用的方法。41. 如何利用核磁共振譜推斷化合物結(jié)構(gòu)?解答:習(xí)題中一般有化合物的分子式,首先計算不飽和度,根據(jù)不飽和度和分子式,寫出所有可能的結(jié)構(gòu)式,再根據(jù)核磁共振譜圖來確認是哪一種。不飽和度的計算方法: = (2N4+2+N3-N1)/2 ( N4為四價原子的數(shù)目,主要為碳原子; N3為三價原子的數(shù)目,主要為氮原子; N1為一價原子的數(shù)目,主要為氫原子和氯原子 ) 核磁共振譜圖給出關(guān)于結(jié)構(gòu)的信息: 化學(xué)位移值 - 各類氫的歸屬 峰的組數(shù) - 有幾種類型的氫 峰的裂分?jǐn)?shù) - 相鄰碳上氫的數(shù)目 峰的強度(峰面積、積分曲線高度) - 各類氫的相對比數(shù) 以下圖為例說明
18、: 在該圖中 化合物的分子式為 C6H10 , 不飽和度為: (2*6+2-10) / 2 = 2 。該化合物可能為炔烴或二烯烴,有多種異構(gòu)體。這時就要用 核磁共振譜圖來確認是哪一種。從譜圖可以看出該化合物只有兩種氫且數(shù)目比為1:9,仔細分析會發(fā)現(xiàn)只有 3,3- 二甲基 -1- 丁炔的 譜圖符合條件,從而確認了該化合物的結(jié)構(gòu)。 42.為什么羥基乙酸的酸性比乙酸強,而對羥基苯甲酸的酸性比苯甲酸的酸性弱? 解答:在羥基乙酸中,羥基具有吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng),故酸性比乙酸強;而在對羥基苯甲酸中,羥基具有吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)和給電子的共軛效應(yīng),且給電子的共軛效應(yīng)大于吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng),故酸性比苯甲酸的酸性弱。 4
19、3.為什么間甲氧基苯甲酸的酸性強于苯甲酸的酸性,而對甲氧基苯甲酸的酸性弱于苯甲酸的酸性? 解答:甲氧基處于間位時,吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)使酸根負離子穩(wěn)定,酸性增加;甲氧基處于對位時,甲氧基的給電子的共軛效應(yīng)大于吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng),使酸根負離子穩(wěn)定性降低,酸性減弱。 44. 為什么乙醇中不含 CH3CO- ,但能發(fā)生碘仿反應(yīng),而乙酸中含有 CH3CO- ,但不能發(fā)生碘仿反應(yīng)?解答:由于次鹵酸鹽是一種氧化劑,能被氧化成 CH3CO- 結(jié)構(gòu)的醇,也可以發(fā)生碘仿反應(yīng)。乙醇先被氧化成乙醛,而后發(fā)生碘仿反應(yīng)。乙酸在堿性條件下先形成 CH3COO - ,由于 P- 共軛效應(yīng),降低了羰基碳的正電性, -H 的酸性降低
20、,難于形成三碘代產(chǎn)物。 45.由鹵代烴制備增加一個碳的羧酸常用的方法:方法一:由鹵代烴轉(zhuǎn)化成腈,水解得到羧酸; 方法二:由鹵代烴轉(zhuǎn)化成 Grignard 試劑,與 CO 2 反應(yīng)后水解得到羧酸下列轉(zhuǎn)化應(yīng)選用哪種方法? 解答: 用方法一, Grignard 試劑可與羰基反應(yīng)。 用方法二,乙烯鹵不發(fā)生親核取代。 用方法二,叔鹵代烴在堿性條件下易發(fā)生消除。 用方法一, Grignard 試劑遇活潑氫分解。 46.醛、酮和羧酸衍生物分子中都含有羰基,羧酸衍生物可發(fā)生親核取代反應(yīng),但醛、酮只發(fā)生親核加成而不發(fā)生親核取代。為什么?解答:醛、酮和羧酸衍生物均接受親核試劑的進攻,第一步發(fā)生親核加成,形成四面體
21、的氧負離子中間體;而在第二步消除反應(yīng)中,由于 H - 或 R - 的堿性極強,很難于離去,因此中間體氧負離子結(jié)合一個質(zhì)子得到加成產(chǎn)物。 47.為什么羧酸衍生物的親核取代反應(yīng)活性為:酰鹵 > 酸酐 > 酯 > 酰胺? 解答:羧酸衍生物的親核取代反應(yīng)是分親核加成和消除兩步完成的。在第一步親核加成中,反應(yīng)的活性主要取決于羰基的電子效應(yīng)和空間位阻。羰基碳上所連的基團吸電子效應(yīng)越強,體積越小,越有利于加成。羧酸衍生物吸電子效應(yīng)強弱為: -X>-OCOR'>-OR>-NH 2 。在第二步消除反應(yīng)中,離去基團的堿性越弱,越易離去。離去基團的堿性強弱順序為: NH
22、2 - >RO - >RCOO - >X - 。故離去能力為: X - > RCOO - > RO - > NH 2 - 。綜上所述,羧酸衍生物的親核取代反應(yīng)活性為:酰鹵 > 酸酐 > 酯 > 酰胺。 48.醛、酮、羧酸及其衍生物分子中都含有羰基,羰基對 -H 的活性有何影響?解答:-H 的酸性為:酰鹵 > 醛、酮 > 酯 > 酰胺。酰鹵中,鹵原子的吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)大于給電子的共軛效應(yīng),從而增加了羰基對 - 碳的吸電子能力,使 -H 的活性增加。同時鹵原子的吸電子效應(yīng)也使形成的烯醇負離子因負電荷分散而趨于穩(wěn)定。在酯和酰胺中
23、,由于烷氧基的氧和氨基氮的給電子的共軛效應(yīng)大于吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng),孤對電子可與羰基共軛而使酮式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,形成烯醇負離子需要較大的能量。酰胺氮上的孤對電子堿性較強,共軛結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,形成烯醇負離子需要更大的能量,酸性最弱。 49. 在紅外光譜中,羰基的伸縮振動頻率一般為:酰氯 1800cm -1 ,酯 1735cm -1 ,酰胺 1690cm -1 ,酮 1715cm -1 。為什么?解答:從共振結(jié)構(gòu)來看,影響羰基的伸縮振動頻率的因素主要為誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和氫鍵效應(yīng)。吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)增加羰基的雙鍵性,伸縮振動頻率向高頻移動;給電子的共軛效應(yīng)增加羰基的單鍵性,伸縮振動頻率向低頻移動;氫鍵效應(yīng)使氧上電
24、子云密度增加,羰基的單鍵性增加,伸縮振動頻率向低頻移動。酰氯分子中氯原子的強電負性,增加了羰基的雙鍵性,使羰基的伸縮振動頻率較高( 1800cm -1 );酯分子中雖然氧的電負性較強,但氧上的孤對電子與羰基共軛,使羰基的伸縮振動頻率低于酰氯而高于酮( 1735cm -1 );酰胺分子中氨基的對羰基的共軛效應(yīng)大于誘導(dǎo)效應(yīng),加上氫鍵效應(yīng),使羰基的伸縮振動頻率較低( 1690cm -1 )。 50. 為什么 含有 -H 的伯或仲硝基化合物能逐漸溶解于氫氧化鈉溶液而生成鈉鹽? 解答:受硝基強吸電子性作用,使 -H活性增強具有酸性,在氫氧化鈉溶液中能生成穩(wěn)定的負離子;因為其負離子存在下列共振結(jié)構(gòu)式,說明
25、這個負離子穩(wěn)定。 有 -H的 硝基化合物存在酸式和硝基式互變異構(gòu)現(xiàn)象叔硝基化合物沒有這種氫( -H),原子,因此不能異構(gòu)成為酸式,也就不能與堿作用。 51.為什么硝基的存在能增強酚類、羧酸的酸性而對芳胺堿性影響的卻是減弱解答:當(dāng)硝基處于酚羥基、芳香族羧酸的羧基及芳胺氨基的鄰位或?qū)ξ粫r,由于其強吸電子性,明顯提高酚及羧酸的酸性;芳胺則由于氮原子上電子云密度降低而使其堿性減弱。 52.為什么胺有堿性與親核性?解答:胺類化合物具有類似氨的結(jié)構(gòu),氮原子在成鍵時,首先雜化成 sp 3 雜化軌道,氮原子的三個sp 3 軌道與氫的s軌道或烴基的sp 3 雜化軌道構(gòu)成N-H或N-C鍵,氮上另有一對孤電子對占據(jù)
26、未成鍵的sp 3 軌道,這對未成鍵的對孤電子呈現(xiàn)出較強的堿性及親和性 53.怎樣用簡便的化學(xué)方法除去三丁胺中的少量二丁胺。 解答: 二丁胺是仲胺 N 上有活潑 H, 能與?;瘎┓磻?yīng);而三丁胺是叔胺 N 上沒有活潑H ,不能與酰化劑反應(yīng);利用仲胺、叔胺這一不同性質(zhì)進行分離。如:加乙酰氯處理, 二丁胺生成乙?;?,就能與三丁胺分離。54. 為什么常用 Gabriel 合成法制備純凈伯胺? 解答 :Gabriel 合成法中,鄰苯二甲酰亞胺的氮上只有一個氫原子,具有弱酸性,能在乙醇溶液中與堿反應(yīng)生成鹽,酰亞胺 N 負離子與鹵代烴反應(yīng)生成 N- 烷基鄰苯二甲酰亞胺(此時的氮不再具有親核性,不能成季銨鹽)
27、,再于堿性溶液中水解,故而最終產(chǎn)物是純伯胺。如: Gabriel 合成法中可用的鹵代化合物種類很多,如鹵代酸、酰鹵等。 55.為什么 Hofmann 消除可用來測定胺的結(jié)構(gòu)?解答:季銨堿的消除反應(yīng)常稱為 Hofmann 消除反應(yīng), 當(dāng)季銨堿的一個基團上有兩個 位的氫時,消除就有兩種可能,主要被消除的是酸性較強的氫,也就是 碳上取代基較少的 氫。烯烴的構(gòu)造與鹵代烴或醇發(fā)生消除反應(yīng)時所發(fā)現(xiàn)的Saytzeff規(guī)則正相反。 用 Hofmann 消除反應(yīng)來推測胺的結(jié)構(gòu):先用 過量的碘甲烷與胺作用,使胺轉(zhuǎn)變?yōu)榧句@鹽;既發(fā)生徹底甲基化:用濕的氧化銀處理,得到季銨堿;季銨堿受熱分解生成叔胺和烯烴;根據(jù)烯烴的結(jié)
28、構(gòu)可推測出原來胺分子的結(jié)構(gòu) 56.為什么以芳胺為原料進行環(huán)上硝化、鹵化、磺化等親電取代反應(yīng)時,先將氨基乙?;拷獯穑悍及返孽;苌锊幌穹及纺菢右妆谎趸0吩谒峄驂A的催化下,可水解游離出原來的胺。因此在有機合成中可以用?;姆椒▉肀Wo芳胺的氨基;另外酰氨基與氨基是同類定位基,都屬于一類定位基即鄰對位定位基,并且酰氨基的定位效應(yīng)比氨基要弱些,能使芳環(huán)上的親電取代反應(yīng)更加緩和。例如: 芳胺的氨基?;?,既保護了氨基又使反應(yīng)定位效應(yīng)不變,同時又緩和反應(yīng),提高產(chǎn)率。 57. 為何吡咯的偶極距方向()和吡啶的偶極矩方向 ( )相反?解答:吡咯分子中氮原子上的孤對電子參與環(huán)共軛,且氮的給電子共軛效應(yīng)大于吸電子誘導(dǎo)效應(yīng),所以吡咯的偶極距方向為 。而吡啶氮原子上的孤對電子未參與環(huán)上閉合大鍵,加上氮原子的電負性大于碳的,所以吡啶的偶極矩方向指向氮原子。 58.吡啶和吡咯都具有芳香性,可產(chǎn)生芳香性的原因不同,如何解釋? 解答:吡啶和吡咯分子中的氮原子都是 sp 2 雜化,組成環(huán)的所有原子位于同一平面上,彼此以 鍵相連。在吡啶分子中,環(huán)上由 4n+2 ( n=1 )個 p 電子構(gòu)成芳香體系,氮原子上還有一對未共用電子處在未參與共軛的 sp 2
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