曾昭琼第四版有机化学下册习题答案教学提纲.docx
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曾昭琼第四版有机化学下册习题答案教学提纲
曾昭琼第四版有机化学下册习题答案
第十二章 羧酸 (答案)
1. 解:
(1)3-甲基丁酸
(2)3-对氯苯基丁酸 (3)间苯二甲酸 (4)9,12-十八二烯酸
3.解:
4. 解:
6.解:
7.按lewis酸碱理论:
凡可接受电子对的分子、离子或基团称为酸,凡可给予电子对的
分子、离子或基团成为碱。
8.解:
9. 解:
9. 解:
CnH2n+1COOH=46。
所以n=0。
所以一元酸为甲酸(液体物质)。
若为二元酸,则
M分子量=45*2=90, CnH2n(COOH)2=90。
所以n=0,故二元酸为乙二酸(固体物质)。
10. 解:
根据题意,B为二元酸,C可与苯肼作用,为羰基化合物,D为烃。
故A可能为
环醇或环酮。
依分子式只能为环醇。
所以
11.解:
(1)由题意:
该烃氧化成酸后,碳原子数不变,故为环烯烃,通式为CnH2n-2。
(2)该烃有旋光性,氧化后成二元酸,所以分子量=66*2=132。
故二元酸为
。
。
12. 由题意:
m/e=179,所以马尿酸的分子量为179,它易水解得化合物D和E,D的
IR谱图:
3200-2300cm-1为羟基中O-H键的伸缩振动。
1680为共扼羧酸的>C=O的
伸缩振动;1600-1500cm-1是由二聚体的O-H键的面内弯曲振动和C-O键的伸缩振
动之间偶合产生的两个吸收带;750cm–1和700cm-1是一取代苯的C-H键的面外弯
曲振动。
再由化学性质知D为羟酸,其中和当量为121±1,故D的分子量为122,
因此,
。
又由题意:
E为氨基酸,分子量为75,所以E的结构为H2NCH2COOH。
。
第十三章 羧酸衍生物(答案)
1.说明下列名词:
(答案)
酯、油脂、皂化值、干性油、碘值、非离子型洗涤剂。
•酯:
由酸和醇脱水后形成的化合物;
•油脂:
有有机酸酯和无机酸酯。
油脂是高级脂肪酸甘油酯的总称。
•皂化值:
工业上把1g油脂完全皂化所需要的KOH的毫克数叫做这种油脂的皂化值。
•干性油:
干结成膜快;
•碘值:
100g油脂所能吸收的碘的克数称为碘值(又称碘价)。
•非离子型洗涤剂:
这类洗涤剂在水中不离解,是中性化合物。
2.试用方程式表示下列化合物的合成路线:
(答案)
(1) 由氯丙烷合成丁酰胺;
解:
CH3CH2CH2Cl→CH3CH2CH2CN→CH3CH2CH2CONH2
(2) 由丁酰胺合成丙胺;
解:
CH3CH2CH2CONH2+NaOBr→CH3CH2CH2NH2
(3) 由邻氯苯酚、光气、甲胺合成农药“害扑威”
3. 用简单的反应来区别下列各组化合物:
(答案)
(1)CH3CHClCOOH和CH3CH2COCl
解:
加水后再加入硝酸银,后者产生白色沉淀。
(2)丙酸乙酯和丙酰胺
解:
加NaOH后加热,后者有氨气产生。
(3)CH3COOC2H5和CH3OCH2COOH
解:
加饱和NaHCO3溶液,后者产生气泡。
(4)CH3COONH4和CH3CONH2
解:
加入NaOH溶液,前者有氨气放出。
(5)(CH3CO)2O和CH3COOC2H5
解:
加NaOH水解后,后者能发生碘仿反应。
(答案)
(答案)
解:
CH3COCH3+CH3MgI→(CH3)3COH→(CH3)3CBr→(CH3)3CMgBr→(CH3)3CCOOH
(答案)
(答案)
(答案)
(答案)
(答案)
(答案)
(答案)
(答案)
(答案)
15.某化合物A的熔点为85°C,MS分子离子峰在480m/e,A不含卤素、氮和硫。
A的IR在1600cm-1以上只有3000~2900cm-1和1735cm-1有吸收峰。
A用NaOH水溶液进行皂化,得到一个不溶于水的化合物B,B可用有机溶剂从水相中萃取出来。
萃取后水相用酸酸化得到一个白色固体C,它不溶于水,m.p.62~63°C,B和C的NMR证明它们都是直链化合物。
B用铬酸氧化得到一个中和当量为242的羧酸,求A和B的结构。
(答案)15.(注:
此题有误,中和当量为242的羧酸改为中和当量为256)
解:
∵m/e=480,∴A的分子量为480。
由题意,A可用NaOH进行皂化,∴A为酯,1735cm-1是>C=O的伸缩振动,3000~2900cm-1为饱和烃基的C-H伸缩振动,IR没有C=C双键吸收峰,故A为饱和一元酸(C)和饱和一元醇(B)生成的酯。
由题意知:
B氧化得羧酸分子量应为256,故B的分子量为242,∴B为C16H33OH。
因为羧酸的-COOH中-OH与醇-OH中的H失水而生成酯,所以C的分子量为256,故,C的结构为C15H31COOH。
综上所述:
A的结构为:
C15H31COOC16H33,B的结构为C16H33OH。
第十四章含氮有机化合物(答案)
1.给出下列化合物名称或写出结构式。
(答案)
2.按其碱性的强弱排列下列各组化合物,并说明理由。
(答案)
解:
(1)对甲基苯胺>苯胺>对硝基苯胺;因为氨基是一类基;硝基是二类基。
(2)甲胺>氨>乙酰胺;甲基为推电子基;乙酰基为吸电子基。
3、比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由。
解:
沸点从高到低:
正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷;正丙醇分子间能形成比较强的氢键。
4.如何完成下列的转变:
(答案)
5.完成下列各步反应,并指出最后产物的构型是(R)或(S)。
(答案)
6.完成下列反应:
(答案)
(1)(注:
书中有误,
改为
)
(2)
(3)
(4)
(5).
(6)
7. 指出下列重排反应的产物:
(答案)
解:
(1)。
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
7.从
和某些无机试剂合成下列化合物。
(答案)
(1)
(3)
(2)
(4)
解:
(1)
(2)
(3)
(4)
8.用化学反应式表示从丙烯,苯为主要原料,合成4-叔丁基-4`-羟基偶氮苯。
(答案)
解:
12.从甲苯或苯开始合成下列化合物:
(答案)
(1)N-甲基苯胺
(2)邻硝基苯胺
(3)间硝基苯甲酸(4)间溴甲苯
(5)
(6)
解:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
15.某化合物A,分子式为C8H17N,其核磁共振谱无双重峰,它与2mol碘甲烷反应,然后与Ag2O(湿)作用,接着加热,则生成一个中间体B,其分子式为C10H21N。
B进一步甲基化后与湿的Ag2O作用,转变为氢氧化物,加热则生成三甲胺,5-辛二烯和1,4-辛二烯混合物。
写出A和B的结构式。
(答案)
解:
16.化合物A分子式为C15H17N用苯磺酰氯和KOH溶液处它没有作用,酸化该化合物得到一清晰的溶液,化合物A的核磁共振谱如下图所示,是推导出化合物A的结构式。
(答案)
解:
(注:
原图可能有误,①在δ值1.2处应为3H,②下边横坐标应为δ/ppm不是τ值)。
化合物A的结构式是
第十五章 含硫和含磷有机化合物(答案)
1. 写出下列化合物的结构式:
(答案)
(1)硫酸二乙酯
(2)甲磺酰氯
(3)对硝基苯磺酸甲酯 (4)磷酸三苯酯
(5)对氨基苯磺酰胺 (6)2,2’-二氯代乙硫醚
(7)二苯砜 (8)环丁砜
(9)苯基亚膦酸乙酯 (10)苯基亚膦酰氯
2.命名下列化物:
(答案)
3.用化学方法区别下列化合物:
(答案)
4.试写出下列反应的主要产物:
(答案)
5. 完成下列转化:
(答案)
6.使用有机硫试剂或有机磷试剂,以及其他有关试剂,完成下列合成:
(答案)
第十六章 元素有机化学(答案)
第十七章 周环反应(答案)
第十八章 杂环化合物(答案)
1.命名下列化合物:
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-吡啶二羧酸 (6)3-乙基喹啉
(7)5-磺酸基异喹啉 (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。
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。
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,例如可与重氮盐偶合,试写出反应式。
解:
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。
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?
解:
Skramp法合成喹啉的反应:
7.写出下列反应的主要产物:
.解:
8.8. 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。
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:
(1) 由
合成
;
(2) 由苯胺、吡啶为原料合成磺胺吡啶;
(3) 由
合成
。
解:
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:
11.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?
12.α、β-吡啶二甲酸脱羧生成β-吡啶甲酸(烟酸):
13.从定义、结构、性状和功用上简略描述生物碱。
解:
生物碱:
(1) 定义:
生物碱是一类存在于植物体内(偶亦在动物体发现)。
对人和动物有
强烈生理作用的含氮碱性有机化合物。
(2) 结构:
生物碱中大多数含有氮杂环而显碱性,但也有少量非杂环的生物碱,
生物碱在植物体内常与有机酸(果酸、柠檬酸、草酸、琥珀酸、醋酸、丙酸、乳酸……),结合成盐而存在。
也有和无机酸(磷酸、硫酸,盐酸)结合的。
(3) 生物碱的性状:
生物碱一般是无色固体结晶,有色的很少,液体的也很少,
有苦味,分子中有手性碳原子,具有旋光性,能溶于氯仿、乙醇、醚等有机溶剂中,
多半不溶或难溶于水,能与无机酸或有机酸结合成盐,这种盐一般易溶于水。
生物碱的中性或酸性水溶液遇一些试剂能发生沉淀。
生物碱与某些浓酸试剂(如:
Mnadtlin,Frohcle,Marguis试剂),呈现各种颜色,用于对生物碱的检验。
(1) 功能:
各种生物碱在生理作用及疗效上不同,其详细功能见表18-3。
14.写出古柯碱酸性水解产物的结构式。
解:
第十六章 元素有机化合物(答案)
第十九章 碳水化合物(糖类化合物)(答案)
1. 写出D-(+)-甘露糖与下列物质的反应、产物及其名称:
(答案)
解:
D-(+)-甘露糖在溶液中存在开链式与氧环式(α型和β型)的平衡体系,与下列 物质反应时有的可用开链式表示,有的必须用环氧式表示,在用环氧式表示时,为简单起见,仅写α-型。
(1)羟胺
(2)苯肼
(3)溴水
(4)HNO3
(5)HIO4
(6)乙酐
(7)笨甲酰氯、吡啶
(8)CH3OH、HCl
(9)CH3OH、HCl,然后(CH3)2SO4、NaOH
(10)上述反应后再用稀HCl处理
(11)(10)反应后再强氧化
(12)H2、Ni
(13)NaBH4
(14)HCN,然后水解
(15)上述反应后加Na(Hg),并通入CO2
2.D-(+)-半乳糖怎样转化成下列化合物的?
写出其反应式。
(答案)
(1) 甲基-β–D-半乳糖苷
(2) 甲基-β–2,3,4,6-四甲基-D-半乳糖苷
(3) 2,3,4,6-四甲基-D-半乳糖
(4) 塔罗糖
(5) 异木糖
(6) D-酒石酸
3.有一戊糖C5H10O4与胲反应生成肟,与硼氢化钠反应生成C5H12O4。
后者有光学活性,
与乙酐反应得四乙酸酯。
戊糖(C5H10O4)与CH3OH、HCl反应得C6H12O4,再与HIO4反
应得C6H10O4。
它(C6H10O4)在酸催化下水解,得等量乙二醛(CHO-CHO)和D-乳醛
(CH3CHOHCHO)。
从以上实验导出戊糖C5H10O4得构造式。
你导出的构造式是唯一的
呢,还是可能有其他结构?
(答案)
解:
推导过程。
(1) 戊糖与胲反应生成肟,说明有羰基存在。
(2) 戊糖与NaBH4反应生成(C5H12O4)说明是一个手性分子。
(3) C5H12O4与乙酐反应得四乙酸酯说明是四元醇(有一个碳原子上不连有羟基)。
(4) C5H10O4与CH3OH、HCl反应得糖苷C6H12O4,说明有一个半缩醛羟基与之反应。
糖苷被HIO4氧化得C6H10O4,碳数不变,只氧化断链,说明糖苷中只有
两个相邻的羟基,为环状化合物,水解得
和
,说明甲基在分子末端,氧环式是呋喃型。
递推反应如下:
C5H10O4可能的结构式为:
4.在甜菜糖蜜中有一三糖称做棉子糖。
棉子糖部分水解后得到双糖叫做蜜二糖。
蜜二糖是个还原性双糖,是(+)-乳糖的异构物,能被麦芽糖酶水解但不能为苦杏仁酶水解。
蜜二糖经溴水氧化后彻底甲基化再酸催化水解,得2,3,4,5-四甲基-D-葡萄糖酸和2,3,4,6-四甲基-D-半乳糖。
写出蜜二糖的构造式及其反应。
(答案)
解:
推导过程:
(1) 蜜二糖是还原性双糖,说明它有游离的半缩醛羟基。
(2) 蜜二糖是(+)-乳糖的异构物,能被麦芽糖酶水解,说明它是由半乳糖和葡萄糖以α-苷键结合的双糖。
(3)
5.棉子糖是个非还原糖,它部分水解后除得蜜二糖(上题)外,还生成蔗糖。
写出棉子糖的结构式。
(答案)
解:
棉子糖是非还原性糖,水解得蜜二糖和蔗糖,说明蜜二糖中,葡萄糖的半缩醛羟基与果糖的半缩醛羟基相结合,故棉子糖结构式:
6.柳树皮中存在一种糖苷叫做糖水杨苷,当用苦杏仁酶水解时得D-葡萄糖和水杨醇(邻羟基甲苯醇)。
水杨苷用硫酸二甲酯和氢氧化钠处理得五甲基水杨苷,酸催化水解得2,3,4,6-四甲基-D-葡萄糖和邻甲氧基甲酚。
写出水杨苷的结构式。
(答案)
解:
(1)糖水杨苷用苦杏仁酶水解得D-葡萄糖和水杨醇,说明葡萄糖以β-苷键与水醇
结合。
(2)水杨苷用(CH3)2SO4和NaOH处理得五甲基水杨苷,说明糖水杨苷有五个羟基,
产物酸化水解得2,3,4,6-四甲基-D-葡萄糖和邻甲氧基甲酚(邻羟基苄甲醚),说明葡萄糖以吡喃式存在并以苷羟基与水杨醇的酚羟基结合。
此糖水杨苷的结构如下:
7.天然产红色染料茜素是从茜草根中提取的,实际上存在于茜草根中的叫做茜根酸。
茜根酸是个糖苷,它不与拖伦试剂反应。
茜根酸小心水解得到茜素和一双糖——樱草糖。
茜根酸彻底甲基化后再酸催化水解得等量2,3,4-三甲基-D-木糖、2,3,4-三甲基-D-葡萄糖和2-羟基-1-甲氧基-9,10-蒽醌。
根据上述实验写出茜根酸的构造式。
茜根酸的结构还有什么未能肯定之处吗?
(答案)
解:
推导过程:
(1) 茜根酸不与拖伦试剂反应,说明无游离半缩醛羟基存在。
可见茜根酸的结构未肯定之处在于:
(1)D-木糖和葡萄糖的构型(α,β型);
(2)樱草糖是否是还原糖,因此,樱草糖出现两种结构式。
8.去氧核糖核酸(DNA)水解后得一单糖,分子式为C5H10O4(I)。
(I)能还原拖伦试
剂,并有变旋现象。
但不能生成脎。
(I)被溴水氧化后得一具有光学活性的一元酸(II);
被HNO3氧化则得一具有光学活性的二元酸(III)。
(I)被CH3OH-HCl处理后得α和β型苷的混合物(IV),彻底甲基化后得(V),分子式C8H16O4。
(V)催化水解后用HNO3氧化得两种二元酸,其一是无光学活性的(VI),分子式为C3H4O4,另一是有光学活性的(VII),分子式C5H8O5。
此外还生成副产物甲氧基乙酸和CO2。
测证(I)的构型是属于D系列的。
(II)甲基化后得三甲基醚,再与磷和溴反应后水解得2,3,4,5-四羟基正戊酸。
(II)的钙盐用勒夫降解法(H2O2+Fe3+)降解后,HNO3氧化得内消旋酒石酸。
写出(I)~(VII)的构造式(立体构型)。
(答案)
解:
可见,I是D-型还原性单糖,不成脎说明α-位上无羟基,I经氧化,甲基化,酸的α-溴代,水解生成四羟基正戊酸说明了此点,I经Ruff降解得内消旋的酒石酸,证明3,4-位上羟基同侧,所以I的结构为:
由题意,可推出II~VII的结构:
9.怎样能证明D-葡萄糖、D-甘露糖、D-果糖这三种糖的C3、C4和C5具有相同的构型?
(答案)
解:
成脎反应发生在C1和C2上,这三种糖都能生成同一种脎D-葡萄糖脎,则可证明它们的C3,C4,C5具有相同的构型:
10.有两种化合物A和B,分字式均为C5H10O4,与Br2作用得到了分子式相同的酸C5H10O5,
与乙酐反应均生成三乙酸酯,用HI还原A和B都得到戊烷,用HIO4作用都得到一分子H2CO和一分子HCO2H,与苯肼作用A能生成脎,而B则不生成脎,推导A和B的结构。
写出上述反应过程。
找出A和B的手性碳原子,写出对映异构体。
(答案)
解:
推导过程:
第二十章 蛋白质和核酸 (答案)
习题P304
1、写出下列化合物的结构式:
(1)门冬酰门冬酰酪氨酸
HOOCCH2CH(NH2)CONHCH(CH2COOH)-CONHCH(CH2C6H5OH)COOH
(2)谷-半胱-甘三肽
HOOCCH2CH2CH(NH2)CONHCH(CH2SH)CONHCH2COOH
2、说明下列名词的定义:
(1)α—螺旋结构:
多肽链的构象为螺旋形,螺旋又分左旋形和右旋形,天然蛋白质的α—螺旋多半是右旋螺旋。
(2)变性:
天然蛋白质受物理或化学因素的影响,分子内原有的高度规则的空间排列发生变化,致使其原有性质发生部分或全部丧失的作用叫变性作用。
变性作用改变了蛋白质的三级或二级结构,一级结构没有改变。
(3)脂蛋白:
脂与蛋白质通过共价键相连的化合物;其中蛋白质的成分(含量)高一些。
(4)蛋白质的三级结构:
蛋白质的三级结构是指蛋白质分子中多肽链在二级结构的基础上再折叠盘绕成复杂的空间结构。
(5)β—折叠结构:
多肽链几乎是完全伸直的,即呈锯齿状的,邻近两肽段以相同或相反方向平行排列成片状。
7、预计四肽丙氨酰谷氨酰甘氨酰亮氨酸(Ala-Glu-Gly-Leu)的完全水解和部分水解的产物是什么?
解:
部分水解时:
A
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