第七章卤代烃相转移催化反应(一)写出下列分子式所代
的所有同分异构体,并用系统命名法命名。(DC5H11CI(并指出1°,2°,3°卤代烷)(2)CaHbBd⑶CgHioCICH3CH2CHCH2CH3ICI°3-氯戊烷(2)CIICH3CCH2CH3ICH3°2-甲基-2-氯丁烷(3)解:(1)C5H11CI共有CH3CH2CH2CH2CH2CI1-氯戊烷(1°)CH3CHCH2CH2CIICH3,°3-甲基-1-氯丁烷(1)CH3ICH3CH2CHCH2CI°2-甲基-1-氯丁烷(1)8个同分异构体:CH3CH2CH2CHCH3ICI°2-氯戊烷(2)CIICH3CHCHCH3ICH3°3-甲基-2-氯丁烷(2)CH3ICH3C—CH2CIICH3°2,2-二甲基-1-氯丙烷(1)C4H8B「2共有9个同分异构体:CH3CH2CH2CHB「21,1-二溴丁烷CH3CHCH2CH2Br1,3-二溴丁烷IBrBrICH3CH2CCH32,2-二溴丁烷IBrBrI(CH3)2CCH2Br2-甲基-1,2-二溴丙烷CH3CH2CHCH2Br1,2-二溴丁烷BrBrCH2CH2CH2CH2Br1,4-二溴丁烷BrICH3CHCHCH32,3-二溴丁烷BrCH3IBrCH2CHCH2Br2-甲基-1,3-二溴丙烷(CH3)2CHCHBr22-甲基-1,1-二溴丙烷CsHioCI共有14个同分异构体:CH2CH2CICl-CHCH3CH3CH2CICH31-苯-2-氯乙烷1-苯-1-氯乙烷o-甲基苯氯甲烷CH2CIm-甲基苯氯甲烷CH3CH2CIp-甲基苯氯甲烷CH2CH3CICH2CH3CH2CH30-氯乙苯CICICH3CH3CICH3CH3m氯乙苯CIp-氯乙苯3-氯-1,2-二甲苯4-氯-1,2-二甲苯5-氯-1,3-二甲苯CH3人CIIZ^CH32-氯-1,3-二甲苯ch3ICH3CI4-氯-1,3-二甲苯CH32-氯-1,4-二甲苯(二)用系统命名法命名下列化合物。CH2CICLH\/”C—C.(1)CH3CH3HBr(2S,3S)-2-氯-3-溴丁烷BrCH2y二CHCIBrBr顺-1-氯甲基-2-溴环己烷1-氯-2,3-二溴丙烯CH2BrClCH2Cl⑷(5)(6)Cl1-溴甲基-2-氯环戊烯32-苯-3-溴丁烷>沸点ClH原因(1)(D)CH三CCI⑵CICI个沸点较高?为什么?(A)CH3(B)CH力增加,故沸点高;而反式异构体比顺式异构体分子的对称性好CH32-甲基-4-氯苯氯甲烷解:熔点CH3—CH—CHCHxAs.Br顺式异构体具有弱极性,分子间偶极-偶极相互作用HHC=C/XClCIHH、C=CCl,'ciHClC=C/、ClH(三)1,2-二氯乙烯的(Z)-和(E)-异构体,哪一个熔点较高?哪一(A)C2H5Cl(B)CH2=CHCl(C)CCb=CCbH〉'c=c/Cl(四)比较下列各组化合物的偶极矩大小。它在晶格中的排列比顺式异构体紧密,故熔点较高。Cl(C)CH偶极矩为0(2)(B)>(C)>(A)(五)写出1-溴丁烷与下列化合物反应所得到的主要有机物。NaOH::水溶液丿Mg,纯醚(5)NaI(丙酮溶液)CH3C三CNaC2HsONa,C2H5OHAgNO3,C2H5OHKOH1醇溶液:(3)的产物+D2。(6)(CH3)2CuLiCH3NH2NaCN(12)CH3COOAg解:(1)CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2MgBrCH3CH2CH2CH2I(7)CH3CH2CH2CH2C三CCH3CH3CH2CH2CH2OC2H5CH3(CH2)3ONO2+AgBrjCH3CH2CH=CH2CH3CH2CH2CH2DCH3CH2CH2CH2—CH3(8)CH3CH2CH2CH2NHCH3CH3CH2CH2CH2CNCH3(CH2)3OOCCH3+AgBr](六)完成下列反应式:解:红色括号中为各小题所要求填充的内容。(1)OIITOC\o"1-5"\h\zch3OCC—H3ch3o2丄d1CH3COOAg/II11CH3—CCH2I”CH3—*CH2CH3+CH^CeH2OCCH3ch3CH3CH3(主要产物)(次要产物)Nal⑶NaCNDMF(主要产物)(次要产物)⑷DHNaOC2H5C2H5OHTOC\o"1-5"\h\z(5)(R)-CH3CHBrCH2CH3CH3°»((Sj-CHsCHCHzCHs)()°CH3Na°H(6)HOCH2CH2CH2CH2CI”IH2°°CH3(S)—BrCOOC2H5CH3((S)-HCOOC2H5CNC2H5°—C\解释:h“7c—BrH3C(S)CN-COOC2H5-1■NC^111CBr-■-\-HCH3#COOC2H5/NCCl.V'HCH3(S)ASn2HNH3CH3CH2CH2NH2(8)CH3CH2CH2Br一CH3CH=CH2'7NaNH2Br(9)CH3(CH2)2ChCH3Na°H:CH3CH2CH2CHCH3CH3CH2CH二CHCH3+CH3CH2CH2CH二CH2+°H(10)F___Br纟:补F—_—MgBr(11)NaCNCH2Ich2cn(12)PhH(13)BrCHHgSO4HC三CNa2-C=CH(14)dilH2SO4NaOHC2H5OHCHCH3IBrHBr过氧化物NaCNCH3ONa〜Br2ClY》Cl3ClOCH3(15)CH3OHFeNO2NO2(A)3(B)(16)TOC\o"1-5"\h\zPhCH2Cl..—■旷CH2CH2PhCH2MgCI——(B)HC三CH/=\「十MgCl(D)Cl^^_^^CH3+HCC(C)(七)在下列每一对反应中,预测哪一个更快,为什么?(1)(A)(CH3)2CHCH2CI+SH-*(CH3)2CHCH2SH+CI-(B)(CH3)2CHCH2I+SH-a(CH3)2CHCH2SH+I-解:B>AoI-的离去能力大于Cl-。⑵CH3CH3(A)CH3CH2CHCH2Br+CN-”CH3CH2CHCH2CN+Br(B)CH3CH2CH2CH2CH2Br+CN-aCH3CH2CH2CH2CH2CN+Br-解:B>A上空间障碍大,反应速度CH31CH3CH2CHCH2Br(A)CH3CH=CHCH2CI+H2O-CH3CH=CHCH2OH+HCIA(B)CH2=CHCH2CH2CI+H2O、”CH2=CHCH2CH2OH+HCI解:A>BoC*稳定性:CH3CH=CHCH2+>CH2=+CHCH2CH2CH3COOHCH3CH2—O—CH2CI+CH3COOAgA⑷(A)CH3COOCH2—O—CH2CH3+AgCI(B)CH3C00HCH3—O—CH2CH2CI+CH3COOAgCH3COOCH2CH2—O—CH3+AgCIy解:A>Bo反应A的C*具有特殊的稳定性:+,-k4-CH3CH2—O—CH2FACH3CH2—OCH2(A)CH3CH2CH2Br+NaSH-CH3CH2CH2SH+NaBr(B)CH3CH2CH2Br+NaOH——CH3CH2CH2OH+NaBr解:A>B。亲核性:SH->OH-。…、ZAXch3oh(A)CH3CH2I+SH-——CH3CH2SH+1-(B)CH3CH2I+SH-dmf”CH3CH2SH+1-解:B>A。极性非质子溶剂有利于Sn2。(P263)将下列各组化合物按照对指定试剂的反映活性从大到小排列成序。在2%AgNO3-乙醇溶液中反应:(A)1-溴丁烷(B)1-氯丁烷(C)1-碘丁烷(C)>(A)>(B)在Nal-丙酮溶液中反应:TOC\o"1-5"\h\z(A)3-溴丙烯(B)溴乙烯(C)1-溴乙烷(D)2-溴丁烷(A)>(C)>(D)>(B)⑶在KOH-醇溶液中反应:CH3I(A)CH3-C—BrCH2CH3HYPERLINK\l"bookmark94"\o"CurrentDocument"CH3CH3HYPERLINK\l"bookmark76"\o"CurrentDocument"I1(B)CH3—CH—CHCH3(C)CH3—CHCHzCHzBrBr(A)>(B)>(C)用化学
区别下列化合物(1)CH2=CHCI,CH3C三CH,CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2Br>CuCI/NH3AgBr(浅黄色沉淀)解CH3^CHICH3C三CCu(砖红色沉淀)ch3chch=chci,ch3c=chch2ci,CH3CHCH2CH3CH3Cl解:CH3CHCH=CHCICH3CH3C二CHCH2CICH3CH3CHCH2CH3⑶ClCH3AgCq立刻出现沉淀Cl解:(A)(B)AgNO3"C2H5OHAgCq加热出现沉淀(C)AgCI(放置片刻出现沉淀(4)1-氯丁烷,1-碘丁烷,己烷,环己烯解:1-氯丁烷1-碘丁烷己烷环己烯丿AgNO3/醇fAgClJ(白)AgBr/(淡黄)XBr2/CCI4褪色者:己烷不褪色者:环己烯(5)(A)2-氯丙烯(B)3-氯丙烯(C)苄基氯(D)间氯甲苯(E)氯代环己烷解:CH2=CHCH2ClBr2C6H5CH2C>►
c2h5Oh*'XAgCIAgCI((快)X-AgCiJ(慢)(十)完成下列转变[(2)、(3)题的其它有机原料可任选]:CH3CHCH3CH?—CH—CH2(1)33BrClClCl解:CH3CHCH3IBrK°H»CH3CH二CH2醇CH2CH=CH2ClCl2CCl4*CH2—CH—CH2ClClClCl2高温解:H3CMgBr(1)(CH3)2C=OI⑵h2o/h+CH3H2SO4或:H3CBr2Fe(3)CH3CH=CH2CH2CH=CH2解:CH3CH=CH2NBSh、..BrCH2CH=CH2-CH2CH=CH2CH三CH-C2H5C三C—CH=CH2解:2CH三CHCUCI-NH4CICH三C—CH=CH2Na液NH3*NaC三C—CH=CH2CH3CH2Br»C2H5C三C—CH=CHH2HBrCH三CHCH2=CH2■CH3CH2Brlindlar⑸CHCHOHC2H5CJH5C2/H解:CH三CH液N^iaC三CNa对册叫C2H5C三CC2H5竺液肥C2H5\‘C=CHC2H5OCF3CO3HC2H5C——CH5C/、H⑹解:ch2Mg纯醚MgClXcH3D2ODCH3(十^一)在下列各组化合物中,选择能满足各题具体要求者,并说明理由。(1)下列哪一个化合物与KOH醇溶液反应,释放出F-?(A)F解:(B)。-NO2的吸电子共轭效应使对位氟的活性大增。(2)下列哪一个化合物在乙醇水溶液中放置,能形成酸性溶液?(A):厂c(ch3)2(B)(CH3)2CH—-BrBr解:(A)。苄基型C-X键活性远远大于苯基型(苄基型C+具有特殊的稳定性)。⑶下列哪一个与KNH2在液氨中反应,生成两种产物?Br(C)CH3BrHKNH2+Br(II)H(I)CH3NH2-H2N+H2NCH3h2n+h2nh2nNH2-H2NCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3液NH3CH3CH3CH3液nh33(-HBr)(A)CH3CH3+(B)Br(B)。(十二)由1-溴丙烷制备下列化合物:(1)异丙醇解:OHKOHH2SO41CH3CH2CH2Br”CH3CH二CH2►CH3CHCH3醇H2O33⑵1,1,2,2-四溴丙烷解:BrBrKOHBS/CCI4||CH3CH2CH2Br:»央凶兀出”CH3Ch—Ch2BrBrNaNH22Br22aCH3CCH"CH3C&H也CCI4||BrBr(3)2-溴丙烯解:由⑵题得到的HBrCH3C三CH——BrICH3C=CH2⑷2-己炔—KOHBr2/CCl4NaNH2解:CH3CH2CH2Br醇"■2■CH3C三CH[参见(2)]CH3C三CH、fCH3C三C-Na+CH3CH2CH2B^CH3C三CCH2CH2CH3液NH3⑸2-溴-2-碘丙烷—KOHBr2/CCl4NaNH2解:CH3CH2CH2BrK:H”-莅»CH3C三CH[参见(2)]HBrCH3C三CHBrHICH3C=CH2BrICH3C—CH3(十三)由指定原料合成:ch3ch=ch2CHCHCH2解:CH3CH=CH2NBSHBrBrCH2CH=CH2BrCH2CH2CH2Br*过氧化物222ZnCH2CH2P\/ch2⑵CH3CH3ch3ch=ch2”CH3—CH—CH—CH3BrCH3CH3解:2HBrZn丨丨解:2CH3CH=CH22CH3CHCH3CH3—CH—CH—CH3(3)C2H5Br»CH3CH2CH=CH2H2解:C2H5Br+CH三CNaC2H5C三CHCH3CH2CH=CH2lindlar解:(十四)由苯和/或甲苯为原料合成下列化合物(其他试剂任选):(1)NO2CH2O+HCICH2ClZnCl2解:2)Cl2FeH2SO4/H2OoA180C2eOFh2so4Cl1ClHNO3pNO2A1VH2SO4ASO3HSO3HNaOHH2OOH-;::^NO2ONaSO3H(3)CH2CN^TNO2Br解:CH2O,HClZnCI2CH2ClCH2ClAB「2■岱HN°3FeH2SO4BrBrBrPhCH2HH、z,c=c、CH2Ph解:H22PhCHzCI+NaC三CNa»PhCH2C三C—CHzPhlindlarHH、C=C〔PhCH2、CH2Ph(十五)4-三氟甲基-2,6-二硝基-N,N-二丙基苯胺(又称氟乐灵,trifluralinB)是一种低毒除草剂,适用于大豆除草,是用于莠草长出之前使用的除草剂,即在莠草长出之前喷洒,待莠草种子发芽穿过土层过程中被吸收。试由对三氟甲基氯合成之(其它试剂任选)。氟乐灵的构造式如下:NO2CF3—;「N(CH2CH2CH3)2NO2解:NO2NH(CH2CH2CH3)2/~:-CF3—\」」N(CH2CH2CH3)2NO2(十六)1,2-二二(五溴苯基)乙烷(又称十溴二苯乙烷)是一种新型溴系列阻燃剂,其性能与十溴二苯醚相似,但其阻燃性、耐热性和稳定性好。与十溴二苯醚不同,十溴二苯乙烷高温分解时不产生二恶英致癌物及毒性物质,现被广泛用来代替十溴二苯醚,在树脂、橡胶、塑料和纤维等中用作阻燃剂。试由下列指定原料(无机原料任选)合成之:(1)由苯和乙烯合成;(2)由甲苯合成。解:(1)由苯和乙烯合成:B「22PhHCH2=CH2——》BrCH2CH2BrC6H5CH2CH2C6H5CC14AIBr3CH2CH2Br2Fe,.■:BrB「2Fe,「目标化合物⑵由甲苯合成:BNSNa2PhCH32PhCH2BrPhCH2CH2Ph(十七)回答下列问题:CH3Br和CzHsBr在含水乙醇溶液中进行碱性水解时,若增加水的含量则反应速率明显下降,而(CH3)3CCl在乙醇溶液中进行水解时,如含水量增加,则反应速率明显上升。为什么?解:CH3Br和CzHsBr是伯卤代烷,进行碱性水解按Sn2机理进行。增加水的含量,可使溶剂的极性增大,不利于Sn2;(CHJ3CCI是叔卤代烷,水解按Sn1机理进行。,增加水的含量,使溶剂的极性增大,有利于Sn1;无论实验条件如何,新戊基卤[(CH3)3CCH2X]的亲核取代反应速率都慢,为什么?解:(CH3)3CCH2X在进行Sn1反应时,C-X键断裂得到不稳定的1oC+:(CH3)3CC+H2,所以Sn1反应速度很慢;(CHQ3CCH2X在进行Sn2反应时,a-C上有空间障碍特别大的叔丁基,不利于亲核试剂从背面进攻a-C,所以Sn2速度也很慢。⑶1-氯-2-丁烯(I)和3-氯-1-丁烯(II)分别与浓的乙醇钠的乙醇溶液反应,(I)只生成(III),(II)只生成(IV),但分别在乙醇溶液中加热,则无论(I)还是(II)均得到(III)和(IV)的混合物。为什么?ch3ch=chch2—Cl(I)NaOC2H5CH3CH=CHCH2—OC2H5C2H5OH(III)NaOC2H5CH3CHCH=CH2CH3CHCH二CH232C2H5OHClOC2H5(II)(IV)解:在浓的乙醇钠的乙醇溶液中,反应均按Sn2机理进行,无C+,无重排;在乙醇溶液中加热,反应是按照Sn1机理进行的,有C+,有重排:CH3CHCH=CH2-Cl»CH3CHCH=CH2CH3CH=CHCH2Cl⑷在含少量水的甲酸(HCOOH)中对几种烯丙基氯进行溶剂分解时,测得如下相对速率:CH3CH3CH3ch2=chch2cich2=chchcich2=cch2cich=chch2ci(I)(II)(III)(IV)1.056700.53550试解释以下事实:(III)中的甲基实际上起着轻微的钝化作用,(II)和(IV)中的甲基则起着强烈的活化作用。解:几种烯丙基氯在含少量水的甲酸(HCOOH)中的溶剂解反应教都是按照Sn1机理进行的。各自对应的C+为:(5)将下列亲核试剂按其在Sn2反应中的亲核性由大到小排列,4-.CH3“H3+电CH3+CH2=CHCH2CH2=CH—CHH2Cc—CH2CH=CH—CH2w(I)'(II)'(III)'(IV)'稳定性:(II)>(IV)'>⑴'(III)'并简述理由。CH3CH2—O(B)(A)解:亲核性:(B)>(C)>(A)原因:三种亲核试剂的中心原子均是氧,故其亲核性顺序与碱性一致(6)1-氯丁烷与NaOH生成正丁醇的反应,往往加入少量的KI作催化剂。试解释KI的催化作用。解:「是一个强的亲核试剂和好的离去基团:|-oh-CH3CH2CH2CH2CI1ACH3CH2CH2CH2ICH3CH2CH2CH2OH亲核性:I->0H-;离去能力:I->CI(7)仲卤代烷水解时,一般是按Sn1及Sn2两种机理进行,若使反应按Sn1机理进行可采取什么?解:增加水的含量,减少碱的浓度。(8)写出苏型和赤型1,2-二苯基-1-氯丙烷分别与CzHsONa-CzHsOH反应的产物。根据所得结果,你能得出什么结论?解:1,2-二苯基-1-氯丙烷的构造:CI—CH—CH—CHPhPh苏型的反应:CH3H苏式NaOH/C2H5OH►(-HCI)Ph\”C=C、、CH3PhH赤型的反应:NaOH/C2H5OH(-HCI)赤式CH3\”PhP^CH以上的结果说明,E2反应的立体化学是离去基团与&H处于反式共平面(9)顺-和反-1-叔丁基-4-氯环己烷分别与热的氢氧化钠乙醇溶液反应(E2机理),哪一个较快?解:顺式较快。因为其过渡态能量较低:HCl顺-1-叔丁基-4-氯环己烷彳二7'5CH3)3一C(CH3)3Cl叔丁基e-键取代,ClClC(CH3)3反-1-叔丁基-4-氯环己烷C2H5O"C2H5O1HCl叔丁基a■键取代不稳定C(CH3)HC(CH3)C(CH3)3稳定BrOCH3Br(10)间溴茴香醚/^0CH3和邻溴茴香醚分别在液氨中用NaNH2处理,均得到同一产物一间氨基茴香醚,为什么?解:因为二者可生成相同的苯炔中间体:OCH3(十八)某化合物分子式为C5Hl2(A),(A)在其同分异构体中熔点和沸点差距最小,(A)的一溴代物只有一种(B)。(B)进行Sn1或Sn2反应都很慢,但在Ag+的作用下,可以生成Saytaeff烯烃(C)写出化合物(A)、(B)、和(C)的构造式。解:CH3CH3—CCH3CH3(A)CH3ICH3—CCH2CICH3(B)CH3—c=chch3CH3(C)(十九)化合物(A)与Br2-CCl4溶液作用生成一个三溴化合物(B),(A)很容易与NaOH水溶液作用,生成两种同分异构的醇(C)和(D),(A)与KOH-C2H5OH溶液作用,生成一种共轭二烯烃(E)。将(E)臭氧化、锌粉水解后生成乙二醛(OHC-CHO)和4-氧代戊醛(OHCCH2CH2COCH3)。试推导(A)~(E)的构造。解:(A)(C)CH3Br(D)(二十)某化合物C9H11BMA)经硝化反应只生成分子式为CgHioNOzBr的两种异构体(B)和(C)°(B)和(C)中的溴原子很活泼,易与NaOH水溶液作用,分别生成分子式为C9H11NO3互为异构体的醇(D)和(E)。(B)和(C)也容易与NaOH的醇溶液作用,分别生成分子式为C9H9NO2互为异构体的(F)和(G)。(F)和(G)均能使KMnO4水溶液或溴水褪色,氧化后均生成分子式为C&H5NO6的化合物(H)。试写出(A)~(H)的构造式。解:CH33(A)NO2NO2CH3CHCH3OH(D)(G)OHCH3CHCH3(E)(二^一)用立体表达式写出下列反应的机理,并解释立体化学问题。Cl(R)NaI丙酮NaOHIH2OOH(R)CC|I一解:H7C2H5(R)OH-两步反应均按CH3CH3IC,''ClHC2H5CH3HC2H5Sn2机理进行,Sn2CH3i—C「HC2H5(S)C——OHHC2H5(R)中心碳原子发生两次构型翻转,最终仍保持R-型。(二十二)写出下列反应的机理:解:Ag+CHCH3H2OClCHCH3ClI—CHCH3CHCH3+OHL_LCH3+CH3CH=CHCH2CH2OHCHCHch2ch2ch=chch3Ah2oCHCH3OHCH3H2OCH3H2O»CH2CH2CH=CHCH3OH(二十三)将对氯甲苯和NaOH水溶液加热到340C,生成等量的对甲苯酚和邻甲苯酚。试写出其反应机理。解:出0(二十四)2,4,6-三氯苯基-4'硝基苯基醚又称除草醚,是一种毒性很低的除草剂。用于防治水稻田中稗草等一年生杂草,也可防除油菜、白菜地中的禾本科杂草。其制备的反应式如下,试写出其反应机理。ClNO2Cl解:ClClNO2