有机化学第三版答案-下册-南开大学出版社-王积涛等编课件.ppt
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- 有机化学 第三 答案 下册 南开大学 出版社 王积涛 课件
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1、习题与解答习题与解答1.化合物C7H14O2的1H NMR谱图如下,它是下列结构式中的那一种?a.CH3CH2CO2CH2CH2CH2CH3;b.CH3CH2CO2CH2CH(CH3)2;c.(CH3)2CHCO2CH2CH2CH3 解:化合物为b 2.化合物C4H9NO3与金属钠反应放出H2,它的 1H NMR谱图如下,写 出它的结构式。C4H9NO3的结构为:解:CH3CH3CNO2CH2OH3.一个有机溶剂分子式C8H18O3,不与金属钠作用,它的1H NMR谱 图如下,写出它的结构式。解:C8H18O3为二缩乙二醇二乙醚CH3CH2OCH2CH2OCH2CH34.丙烷氯代得到的一系列化
2、合物中有一个五氯代物,它的1H NMR谱 图数据为4.5(三重峰),6.1(双峰),写出该化合物的结构式。解:CH2-CH-CCl3ClCl5.有两个酯分子式C12H12O2,它的1H NMR谱图分别为a和b,写出这两个酯的结构式并标出各峰的归属。abCH2-O-C-CH2CH3CH-O-C-CH3OCH3解:O 6.1,3-二甲基-二溴环丁烷具有立体结构M和N。M的1H NMR数据为2.3(单峰,6H),3.21(单峰,4H)。N的1H NMR数据为1.88(单峰,6H),2.64(双峰,2H),3.54(双峰,2H)。写出 M和N的结构式。解:MNH3CBrHHHHCH3BrH3CBrHH
3、HHCH3Br7.化合物C11H12O,经鉴定为羰基化合物,用KMnO4氧化得到苯甲 酸,它的1H NMR谱图如下,写出它的结构式并标明各峰的归属。解:CH=CH-C-CH2-CH3O8.3-己烯-1-醇13C NMR谱图如下,找出烯碳和羟基连碳的共振吸 收峰。解:从左至右 1、2吸收峰为烯碳吸收峰3为CH2-OH吸收峰 9.化合物C3H5Br的13C NMR谱图如下,写出它的结构式。解:左右为烯碳吸收峰、为C-Br吸收 故化合物为:CH2=CH-CH2Br10.化合物C6H14Br的13C NMR谱图如下,写出它的结构式 解:=70为C-O吸收化合物为:CH3-CH-O-CH-CH3CH3C
4、H311.化合物C9H10O2.的13C NMR谱图如下,写出它的结构式。解:化合物为:分子中有7种化学环境不同的碳从右到左 依次为:1、2、6、5、7、4、3C-O-CH2-CH3O123456712.,2-2二甲基戊烷,2,3-二甲基戊烷和2,4-二甲基戊烷质谱如下,找出下列a,b,c图相应的结构式。CH3C-CH2CH2CH3CH3CHCH-CH2CH3CH3CH-CH2-CHCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3解:互为同分异构体质谱图中有三个吸收峰的结构如下:a 图中m/e 71 的吸收峰最强其结构为:m/e 71CH3CHCHCH2CH3CH3CH3b 图中m/e 57 的吸收
5、峰最强其结构为:CH3CCH2CH2CH3CH3CH3m/e 57c 图中m/e 43 的吸收峰最强其结构为:CH3CHCH2CHCH3CH3CH3m/e 43m/e 4313.化合物A,B,分子式均为C4H10O,它的质谱如下图,写出A,B的 结构式。解:化合物A为正丁醇其裂解过程如下:CH3CH2-CH2-CH2OH-eCH3-CH2-CH2-CH2OHm/e 74CH3-CH2-CH-CH2CH3CH2CHCH2 +H2OCH3CH2CH2 +CH3OHC2H5HOHm/e 56m/e 43CH2C3H6 +H2m/e 41CH2=OH +C3H7m/e 31B化合物为乙醚,其分子离子峰
6、裂解过程如下:CH3CH2-O-CH2CH3CH3CH2-O=CH-CH3 +HCH2=O-CH2CH3 +CH3CH2=OH +CH2=CH2CH3CH=OH +CH2=CH2m/e 74m/e 73m/e 59m/e 31m/e 4514.一个链酮m.p.8990oC,它的质谱较强峰列表如下,写出它的 结构式。解:该酮为5-壬酮,其分子离子峰裂分过程如下:m/e 相对强度()m/e 相对强度()41 44 58 58 43 10 85 66 55 10 100 12 57 100 142 12CH3CH2CH2CH2-C-CH2CH2CH2CH3Om/e 142C4H9-COCH2CH2C
7、H-CH3H-CH3CH=CH2M42C4H9-C=CH2OHm/e 100C4H9CCH2CH2CH2CH3-C4H9M57OCH3CH2CH2CH2-C Om/e 85CH3CH2CH2CH2-C O-COC4H9m/e 57C4H9-CH2m/e 55m/e 43-H2-H2m/e 41C4H7C3H7C3H5习题与解答习题与解答1.利用利用max计算规律预测下列化合物的紫外最大吸收计算规律预测下列化合物的紫外最大吸收 波长。波长。O解:该化合物解:该化合物max:317nm。计算过程如下:。计算过程如下:215(母体烯酮)(母体烯酮)5(一个环外反键)(一个环外反键)30(一个延伸共轭
8、双键)(一个延伸共轭双键)39(同环二烯)(同环二烯)10(-位烃基取代)位烃基取代)18(-位烃基取代)位烃基取代)317nm2.化合物化合物C7H12O紫外最大吸收波长为紫外最大吸收波长为248nm写出该化合写出该化合 物的结构式。物的结构式。解:该化合物的结构可能是:解:该化合物的结构可能是:CH3CH2-CH3C=CCH3CH3max的计算值:的计算值:215 10 2 12=249 nm 与实测值与实测值248非常接近。非常接近。3.根据红外谱图写出下列化合物的结构式。根据红外谱图写出下列化合物的结构式。A.C4H8;B,C9H12;C,C8H7N;解:A:B:C:C4H8 C H3
9、C H2C H=C H2C9H1 2C8H7NCH2CH3CH3CH2CN4.化合物化合物A(C10H14O)用用CrO3/H2SO4处理得到处理得到B。A和和B的的 红外谱图与红外谱图与B的的1H NMR谱图如下,写出谱图如下,写出A和和B的结构式的结构式 A:B:CH-CH2CH2CH3CrO3H2SO4CHCH2CH2CH3OHO解解:5.化合物化合物C4H9NO的的1H NMR谱图数据为谱图数据为1.85(单峰,单峰,1H),2.90(三重峰,三重峰,4H)。它的红外光谱图如下,写。它的红外光谱图如下,写 出它的结构式。出它的结构式。解:解:C4H9OCH2-CH2NHOCH2-CH2
10、6.化合物化合物C9H10O的的IR和和1H NMR谱图如下,谱图如下,写出它的结写出它的结 构式。构式。解:解:CH=CH-CH2-OH7.化合物化合物C10H12O3的的IR和和1H NMR谱图如下,谱图如下,写出它的写出它的 结构式。结构式。解:解:CH-OCH2CH2CH3OHO8.化合物化合物A(C6H12O3)在在1710cm-1有强的红外吸收峰。有强的红外吸收峰。A和和 I2/NaOH溶液作用给出黄色沉淀。溶液作用给出黄色沉淀。A与吐伦试剂无银镜与吐伦试剂无银镜 反应,但反应,但 A用稀用稀H2SO4处理后生成化合物处理后生成化合物B与吐伦试剂与吐伦试剂 作用有银镜生成。作用有银
11、镜生成。A的的1H NMR数据为数据为 2.1(单峰,单峰,3H),2.6(双峰,双峰,2H),3.2(单峰,单峰,6H),4.7(三重峰,三重峰,1H)。写出。写出A,B的结构式及有关反应式。的结构式及有关反应式。CH3OCH3OCHCH2CCH3ABOHCCH2CCH3OOC H3OC H3OC HC H2C C H3OI2N aO HC H3OC H3OC HC H2C C O N aO+C H I3C H3OC H3OC HC H2C C H3O稀 H2SO4O HC C H2C CH3OO H C C H2C C H3O1.Ag(N H3)2O H2.H+H O O C C H2C
12、CH3O9.有一化合物的有一化合物的IR在在1690-1和和826-1有特征吸收峰。有特征吸收峰。1H NMR数据为数据为7.60(4H),2.45(3H)。它的质谱较强。它的质谱较强 峰峰m/e183相对强度相对强度100(基峰),(基峰),m/e 198相对强度相对强度 26,m/e200相对强度相对强度25。写出它的结构式。写出它的结构式。解:解:C-CH3BrOIR:1690cm-1 与苯环共轭的羰基吸收。与苯环共轭的羰基吸收。826 cm-1对二取代苯环上氢的面外弯曲。对二取代苯环上氢的面外弯曲。MS:m/e 198,m/e 200 其强度比为:其强度比为:26:25说说明分子中含有
13、明分子中含有Br 基峰基峰 m/e 183 为为 C OBr产生产生 m/e 198 为为 79BrCCH3Om/e 200 为为 81BrCCH3O习题与解答习题与解答1.写出下列化合物的名称:(1)CH3CH2CH2CHCH2CH2CH3CH2CO2H3-丙基戊酸(2)HOCO2HNO22-羟基-5-硝基苯甲酸(3)CO2H(E)-环癸烯羧酸(4).CH3CHCH2CH2CHCH3CO2HCO2H2.写出下列化合物的结构式。,二 甲 基 己 二 酸(2,5 二 甲 基 己 二 酸)(1).4乙基-2-丙基辛酸;CH3(CH2)2CH2CH-CH2-CH-COHCH2CH3CH2CH2CH3
14、O (2).2-已烯-4-炔酸CH3C C-CH=CH-COHO(3).6-羟基-1-萘甲酸;HOCOOH(4)对乙酰基苯甲酸COOHC-CH3O3.邻苯二甲酸pK2为5.4,对苯二甲酸pK2为4.8,说明这个实验事实。解:C-OHC-OHOO-H+C-OHC-O-OOC-O-OOC-OH分子内的氢键抑制了邻二甲苯酸的二级电离。4.下列个对化合物中哪个是较强的碱?(1).CH3CH2O-,CH3CO2-;CH3CH2O-CH3CO2-;解:Cl(2).ClCH2CH2CO2-,CH3CHCO2-Cl ClCH2CH2CO2-CH3CHCO2-解:(3).HC CCH2CO2-,CH3CH2CH
15、2CO2-;HC CCH2CO2-CH3CH2CH2CO2-;解:COO-(4).,环乙烷酸负离子COO-环乙烷酸负离子解:(5).HOCH2CO2-,CH3CO2-HOCH2CO2-CH2CO2HBrCH3CH2CO2HCH2CO2H(2).苯甲酸,对硝基苯甲酸,间硝基苯甲酸,对甲基苯甲酸。COOHNO2COOHCOOHCOOHCH3NO2解:6.完成下列反应式。(1)C(CH3)3CH3KMnO4NH3C(CH3)3COOHC(CH3)3C-NH2O(2).CO2AgRBr2CCl4RBr(3).CH2(1)B2H6(2)H2O2/OH-PBr3(1)Mg(2)CO2CH2OHCH2BrC
16、H2COOH(4).CH2CO2HCH=CHCH2CHOMnO2,CH2Cl2,15或Ag2O/-OH或Cu2+/-OHCH2CO2HCH=CHCH2COOH均可将醛基氧化为羧基而双键不被氧化LiAlH4LiAlH4为负氢离子给予体只还原极性不饱和键而不还原C=CCH2CH2OHCH=CHCH2CH2OHH2NiCH2CO2HCH2CH2CH2CH2OH说明:CH2CO2HCH=CHCH2CHOCH2CO2HCH=CHCH2CHO(7).CH3COCH2CH2CO2HNaBH4H+/CH3CHCH2CH2COHOHOCH2-CCH2-CH-CH3OO(5).CHO Ag2O/-OHCHO KM
17、nO4 CH3 CO2H CH3 CO2H CO2H CH3 KMnO4/H+(6)C=OC=OCCOOOO CH3 CH3 CO2H CO2H CO2H CO2H(8).CH3CO2H +HOH+CH2OHOHCH3COCH2O(9).CH3CH2CH2CO2H +Br2OH-H2OH+PCH3CH2CHCO2HBrCH3CH2CHCO2HOHCH3CH2CH CHCH2CH3O-CC-OOO(10).油酸 +Br2CCl4CH3(CH2)6CH2CH-CH-CH2(CH2)6CO2HBrBrKOH/C2H5OHCH3(CH2)7C C(CH2)7CO2H(11).HO2CCH2CO2H+H
18、2O +CO2O(12).HO2CCH2CH2CHCO2HCO2HOOO7.用简单化学方法鉴别下列各组化合物(1).甲酸,乙酸,乙醛。解:甲酸乙酸乙醛Ag+(NH3)2AgAgNaHCO3CO2CO2A.B.C.D.CH=CHCOOHOHCOOHCOOHFeCl3Na2CO3CO2KMnO4显色不显色退色不退色不反应OHB.D.A.CABCD(2)肉桂酸,苯酚,苯甲酸,水杨酸解:(3)CO2H,CH3OO,OOH,HOOH解:加入NaHCO3放出CO2者为COOH;剩下三者:分别加入NHNH2NO2NO2,生成黄色沉淀者为OHO剩两个化合物能使Br2/CCl4退色者为OHHO。另一个是OOCH
19、3。解:A:(CH3)3CCO2H B:(CH3)2CH-CH2CO2H C:CH3(CH2)3COOHNMR:只 有 两 组 峰(强 度 为 9 :1)的 是 A 只 有 四 组 吸 收 峰:两 组 双 重 峰,一 组 多 重 峰 一 组 单 强 度 比 为:6:1:2:1是 B 剩 下 的 是 就 是 C。IR:A中 含 有 叔 丁 基,其 C-H的 弯 曲 振 动 可 在 1370-1380cm-1 出 产 生 两 个 不 等 强 度 的 裂 分;B中 含 有 的 异 丙 基 在 此 区 域 内 则 产 生 两 个 等 强 度 的 吸 收 峰。C的 直 链 的 烷 基 在 此 区 域 不
20、 产 生 裂 分 峰。8 .用光谱法鉴别下列羧酸的异构体:CH3(CH2)3CO2H,CH3)2CHCH2CO2H,(CH3)3CCO2H。CH3CHCH2CH2CO2HOHH+OCH3O-H2OOCH3COH-H+OCH3CO9 .4-羟基戊酸用微量硫酸在苯溶液中处理发生下列反应,提出它的反应机理。解:H2CCH2-C-OHCH2-OHCH3H+C-OHOHOHCH3CH3OHC-OHOHH+迁移OC-OH2OHCH3O10 .由卤代烃制备酸常常采用两种方法,即通过格式试剂与CO2 反应和通过腈的水解法。请选择适当的方法完成下列转化:CH2BrOHCH2CO2HOH;(1)(2)CH3CH2
21、CHCH3 CH3CH2CHCO2HBrCH3(3)OO;(4)CH2CH2BrOCH3CH2CH2CO2HOCH3CH3CCH2CH2CH2I CH3CCH2CH2CH2CO2H解:(1)、(3)应选用腈的水解法,避免格式试剂的分解和与羰基的 加成;(2)、(4)可用格式试剂制备,可避免 NaCN与卤代烷作用 时消除反应的发生。CH2BrOHNaCNH3+OCH2COOHOH(2)CH3CH2CHCH3 CH3CH2CHCO2HBrCH3Mg乙醚(1)CO2(2)H3+O()(3)NaCNH3+OCH3CCH2CH2CH2I CH3CCH2CH2CH2COOHOO(4)CH2CH2BrOCH
22、3CH2CH2COOHOCH3Mg乙醚(2)H3+O(1)CO211.以3-甲基丁酸为原料合成下列化合物。(1)(CH3)2CHCH2CH2OH;(2)(CH3)2C=CHCO2C2H5 ;(3)(CH3)2CHCH2Cl ;(4)(CH3)2CHCH2CH2CH(Br)CH2Br 。解:以 CH3CHCH2COOH为原料合成:CH3(1)(CH3)2CHCH2COOH (CH3)2CHCH2CH2OH (2)(CH3)2CHCH2COOH (CH3)2C=CHCOO-(CH3)2C=CH-COC2H5LiAlH4Br2/PKOH-醇C2H5OHH2SO4O(3)(CH3)CHCH2COH+P
23、b(OAc)4+LiCl (CH3)2CHCH2ClO800C12 .完成下列转化(1).OHOHCO2KHCO3C2H5OHH2SO4CO2C2H5+OHOH参书P300 Kolbe-Schmitt反应(2).2CH3CH2CHO-OH-H2OCH3CH2CH=C-CHOMnO2CH3CH2CH=C-COOHCH3CH3(4)(CH3)2CHCH2COH (CH3)2CHCH2CH2Br (CH3)2CHCH2CH22CuLi (CH3)2CHCH2CH2-CH=CH2 (CH3)2CHCH2CH2-CHCH2LiCuIBr2CCl4(注:本合成通过二烷基铜锂的偶联反应来建造分子骨架。)CH
24、2=CHBrLiAlH4 HBrBr Br注:将产物中的酚与羧基连起来后,得到内酯,内酯可由注:将产物中的酚与羧基连起来后,得到内酯,内酯可由酮经酮经Baeyer-Villiger反应(书反应(书362)得到上述转化。)得到上述转化。13.由甲苯,不超过三个碳的醇及其它必要无机试剂合成。(1).ONO2CH3C(3).CH3CO2HOOOH3+OOHCH2CH2CH2COHOO(4).CCHCH3CH3CH3I2NaOHH+CCOHCH3CH3OOH解:CH3KMnO4COHCClAlCl3PCl3OOCH3OCH3C混酸ONO2CH3C(2).OOCH3CH2OHH2SO4RCO2HOCH2
25、CH2O1700C解:(3).Cl COCH2O()2Zn,乙醚CH2CH2OCH3CH2OHCH3COHCH2COHBrPBr2OOC2H5OHH+CH2COC2H5Br OCH2CH2CH2-COC2H5OHO分子内酯交换OOK2Cr2O7解:CH3Cl2FeKMnO4PCl3CH3ClCOOHClCClClOCH3CH2OHH+-H2OKMnO4-OH,稀冷CH2CH2OHOHCH2=CH2CClO+CH2CH2OHOHClOCH2CH2OCOClO2 Cl Cl(4).CH3CHCH2CHCO2HCH3OH解:CH3CH-CH2-CH-CO2HCH3CH3-CH-CH2-CHOOHCH
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