有机化学 第五版 下册 第十八章答案.docx
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有机化学第五版下册第十八章答案
第十八章 杂环化合物(答案)
1.命名下列化合物。
1.解:
(1)4-甲基-2-乙基噻唑
(2)2-呋喃-甲酸或糠酸
(3)N-甲基吡咯
(4)4-甲基咪唑
(5)α,β-吡啶二甲酸
(6)3-乙基喹啉
(7)5-异喹啉磺酸
(8)β-吲哚乙酸
(9)腺嘌呤
(10)6-羟基嘌呤
2.为什么呋喃能与顺丁烯二酸酐进行双烯合成反应,而噻吩及吡咯则不能?
试解释之。
2.解:
五元杂环的芳香性比较是:
苯>噻吩>吡咯>呋喃。
由于杂原子的电负性不同,呋喃分子中氧原子的电负性(3.5)较大,π电子共扼减弱,而显现出共扼二烯的性质,易发生双烯合成反应,而噻吩和吡咯中由于硫和氮原子的电负性较小(分别为2.5和3),芳香性较强,是闭合共扼体系,难显现共扼二烯的性质,不能发生双烯合成反应。
3.为什么呋喃、噻吩及吡咯容易进行亲电取代反应?
试解释之。
3.解:
呋喃、噻吩和吡咯的环状结构,是闭合共扼体系,同时在杂原子的P轨道上有一对电子参加共扼,属富电子芳环,使整个环的π电子密度比苯大,因此,它们比苯容易进行亲电取代反应。
4.吡咯可发生一系列与苯酚相似的反应,如可与重氮盐偶合。
试写出反应式。
解:
吡咯分子中N原子上的一对p电子参与了大π键的形成,使碳环部分电子云密度升高,而N上电子云密度有所降低,由于N原子的电负性比H原子的电负性大,所以诱导作用的结果使N—H的氢原子具有弱酸性。
因而,吡咯分子具有与苯酚类似性的性质。
例如:
5.比较吡咯与吡啶两种杂环。
从酸碱性、环对氧化剂的稳定性、取代反应及受酸聚合性等角度加以讨论。
5.解:
吡咯与吡啶性质有所不同,与环上电荷密度差异有关。
它们与苯的相对密度比较如下:
吡咯和吡啶的性质比较:
性质
吡咯
吡啶
主要原因
酸碱性
是弱酸(Ka=10-15,比醇强)。
又是弱碱(Kb=2.5*10-14,比苯胺弱)
弱碱(Kb=2.3*10-9),比吡咯强,比一般叔胺弱。
吡啶环上N原子的P电子对未参与共扼,能接受一个质子
环对氧化剂的稳定性
比苯环易氧化,在空气中逐渐氧化变成褐色
比苯更稳定,不易氧化。
环上π电子密度不降者稳定。
取代反应
比苯易发生亲电取代反应
比苯难发生亲电取代反应。
与环上电荷密度有关,(吡啶环上电荷密度低)
受酸聚合
易聚合成树脂物。
难聚合。
与环上电荷密度及稳定性有关。
6.写出斯克劳普合成喹啉的反应。
如要合成6-甲氧基喹啉,需用哪些原料?
6.解:
Skramp法合成喹啉的反应:
若想合成6-甲氧基喹啉,需要对甲氧基苯胺、甘油、浓H2SO4和硝基苯为原料,其中浓H2SO4为脱水剂及催化剂,硝基苯为溶剂。
7.写出下列反应的主要产物。
解:
8. 用化学方法解决下列问题。
(1) 区别吡啶和喹啉
(2) 除去混在苯中的少量噻吩
(3) 除去混在甲苯中的少量吡啶
(4) 除去混在吡啶中的六氢吡啶
8.解:
(1)吡啶溶于水,喹啉不溶。
(2)噻吩溶于浓H2SO4,苯不溶。
(3)水溶解吡啶,甲苯不溶。
(4)苯磺酰氯与六氢吡啶生成酰胺,蒸出吡啶。
9.合成下列化合物。
解:
(5)
(6)
10.杂环化合物C5H4O2经氧化后生成羧酸C5H4O3,把此羧酸的钠盐与碱石灰作用,转变为C4H4O,后者与钠不起反应,也不具有醛和酮的性质,原来的C5H4O2是什么?
解:
原来的C5H4O2是
12.用浓硫酸将喹啉在220~230°C时磺化,得喹啉磺酸(A),把(A)与碱共熔,得喹啉的羟基衍生物(B)。
(B)与应用斯克劳普法从邻氨基苯酚制得的喹啉衍生物完全相同,(A)和(B)是什么?
磺化时苯环活泼还是吡啶环活泼?
解:
(A)
(B)
13.α,β-吡啶二甲酸脱羧生成β-吡啶甲酸(烟酸):
为什么脱羧在α-位?
这是因为a-位羧基与环上氮原子间易形成五元环过渡态:
14.毒品有哪几类,它的主要危害是什么?
14.解:
毒品主要有3类:
兴奋剂、幻觉剂和抑制剂。
兴奋剂能增强人的精神、体力和敏感性,但易导致人过度兴奋,使心血管系统紊乱,甚至致癌。
幻觉剂易使人产生自我陶醉和兴奋感,经常使用会抵制人体的免疫系统,出现不安、忧虑、过敏和失眠等症状。
抑制剂会抵制中枢神经,使人精神状态不稳定,消沉,引起胃肠不适、恶心和呕吐等反应。
因此,吸毒等于慢性自杀。