有机化学第四章结构的表征习题答案

PAGEPAGE7第四章 结构的表征IR光谱区别下列各组化合物。异戊烷分子中有异丙基，在1370—1380cm-1的吸收峰分裂成两峰，强度接近；3000cm-1（3）3000—3100cm-1无吸收者为环已烷；在3010c-1附近有吸收峰者为甲叉基环已烷（亚甲基环已烷；3025cm-12720cm-14-已烯醛；1060cm-1附近有强吸收峰者为正戊醇；1750—1860ｃｍ-1出现两个峰，其中高频峰强于低频峰者为乙酐。1H-NMR谱区分下列各组化合物？环丁烷只有一个单峰，而甲基环丙烷有四组吸收峰；新戊烷只有一个单峰，而正戊烷有三组吸收峰；前者氯-2-溴乙烷）有两组峰，而后者二溴乙烷）只有一个单峰。1H-NMR顺序排列。（1）B→A→C→D； （2）A→B→C。请将下列各化合物中画线的质子的化学位移按由低场至高场的顺序排列。（2）→）→3。C=O健伸缩振动吸收波数由大到小排列成序。（1）→）→3。请将下列各组化合物按紫外吸收波长由大到小的顺序排列。(1)B→D→A→C； (2)D→C→B→A。NMR谱推测下列化合物可能的构造式。3CH3CHOH CHCH

CHCHCHCHHC C Br 23

3 3 2 2 3CH Br Br Br3(1) (2) (3) (4)C4H8O,1715cm-1有强吸收峰，它的核磁共振谱有一单峰，相当于三个H，有一四重峰相当于二个H，有一三重峰相当于三个H.该化合物的构造式。O该化合物为丁酮，其构造式为 CH3CCH2CH3根据光谱分析，分别推断下列各芳香族化合物可能的构造式。CCHOCCHCHCHCHBr CHCCH

CH32 2 2 2 3 33(1) (2) (3)某化合物AC8H1Om/z=12IRcm-13000cm-1700~750cm-1处也有强吸收峰；1H-NMR显示，δ7.5（5H，3.（2，2.（2，2.（1，请推测该化合物的结构，并标明化合物中各质子的化学位移值。H2 H2C C OH该化合物构造式为 δ2.7δ3.7δ7.5某化合物的分子式为C4H6OUV谱230nm附近有吸收峰，κ>5000；

δ2.51H-NMR谱：δ＝2.03（3H）双峰,δ=6.13（1H）多重峰，δ=6.87（1H）多重峰；δ=9.48（1H）双峰；IR谱：在1720cm-1 2720cm-1处有强吸收试推该化合物的构造式。δ6.13该化合物构造式为 CH3CH CCHOδ2.03 δ

H 6.87根据光谱分析，分别推测下列各脂肪族化合物的构造式：分子式为C3H6OUV谱：210nm以上无极大值；IR谱：1080cm-1；1H-NMR谱：δ=4.75（4H）三重峰，δ=2.75（2H）五重峰，J=7.1Hz。分子式为C3H7NOUV219nmκ=60；IR3413c-，3236c-1，1667c-；1H-NMR。分子式为C4H7NUV谱：219nm以上无极大值；IR谱：2273cm-1；1H-NMR谱：δ=2.82（1H）七重峰，δ=1.33（6H）双峰，J=6.7Hz。（4）分子式为C8H8O2UV270nmκ=42；IR谱：1725cm-；1H-NMR谱：δ=11.95（1H）单峰；δ=7.21（5H）多重峰，δ=3.53（2H）单峰。OH2COH2CCH2

CH3CH

2CONH

2 (CH3)2CHCN

CH2

COH(1) (2) (3) (4)C4H6O213C-NMR谱如下图所示，推断其可能的构造。O2该化合物构造式: 2

C CO CHH 3C3 2 1 4C4-14化合物A，mp：21℃；元素分析：C：79.97%，H：6.71%，O：13.32%；MS、IR、NMR谱如图所示，提出A的结构式并解释三谱的归属。答：A为苯乙酮。结构式如下示。COCCH3MSm/z=120A的分子离子峰，m/z=105A去甲基后离子峰，m/z=77是苯基离子峰。IR谱图中1750cm-1处的强吸收峰是羰基的伸缩振动峰，在1300cm-1附近分别为甲基中C—H的弯曲振动和C—C的弯曲振动峰。指纹区二个吸收峰（760cm-1、690cm-1）是C—H的面外弯曲振动峰。1H-NMR较高场的单重峰，对应的是CH—中3个H，较低场对应的是苯环中的5个3H。第五章 饱和烃写出符合下列条件的C7H16的构造式，并各以系统命名法命名。庚烷 (2)2-甲基已烷 (3)3-甲基已烷 (4)2,2-二甲基戊烷 (5)2,3-二甲基戊烷 (6)2,4-二甲基戊烷 (7)3,3-二甲基戊烷 (8)3-乙基戊烷 (9)2,2,3-三甲基丁烷写出下列烷基的名称及常用缩写符号。1）甲基M—； ）乙基E—）正丙基n-P）异丙基-P—；5）正丁基n-B—；（6）异丁基-B—； 7）仲丁基-B；8）叔丁基-B—。比较下列化合物沸点的高低，并说明原因。(1) CH3(CH2)4CH3 (2) (CH3)2CH(CH2)2CH3(3) CH3CH2C(CH3)3 (4) CH3CH2CH(CH3)CH2CH3(1)>(4)>(2)>(3)同碳数的烷烃异构体，含支链越多，分子间作用力越弱，沸点越低。Br2Br2/CCl4 BrHBrHBr/-O-O-BrH2(1)

H2SO4

OSO3HBrBrPt/C(2) +HNO3 70℃ HO2C(CH2)4CO2HBr(3) +BrBr2 -60℃Br

燃烧Cl2FeCl3Br2燃烧Cl2FeCl3Br232(4) CH(CH)32

Cl+ClCl Clhυ(5) +HBr

CH(CH)32Br

碳正离子重排导致的产物C(CH)32BrBr比较下列化合物构象的稳定性大小。1,4二甲基环已烷的构象稳定性）＜2。原因是）中的二个甲基均处于a键上，而（2）中的二个甲基则皆处于e键上，后者构象能量较低，较稳定。HH(1)H

CH H H3HHC H3H3(2)3H H CH3CH H H H3CH3HCCH33CH3CH3下列异构体中哪个最稳定？O(2)题目所示二甲基环已酮三个异构体对应的构象式如下，从中可看出（3）最稳定，因为其两个甲基均处于eO(2)O(1)

O(3)环丙烷内能高是由哪些因素造成的？sp3杂化，轨道重叠比开链烷烃的小，形成的碳碳共价键（即有角张力相邻两个碳原子上的C—H键是重叠式构象，存在扭转张力。基于上述原因，导致环丙烷的内能较高。用费歇尔（Fischer）R/S标记手性碳的构型。DCHHCH3

CHCl2

CHH 3CH3H ClH

H BrCHCH3CH3Br H三个化合物费歇尔投影式如下3CH3

CHCl2H2CH3S

CH3H ClCH32 3S

HH

Br SBr RCH3物的不同构象？BrHC3HBrClHC3HBrClCH

H ClCH3CHCH3CHBr33H CH25Cl H

H H BrCH CHCHBr33lHHBr3BrClCHCHBr33lHHBr3BrClCHBr HH CH3H CH

CH Cl H CH 25Cl H

CH CHBrCHH225 25 BrCHH2CH Br H CH25ClH25ClHHCCH Br

25Br H25HC H3H3 HHClHClCH3BrCH25H

ClCH3CHH33CHH33HHBrCHBrCH

5Cl HCH33HCl3HClrHBCH25 25 25（1）(2S,3R)-2-氯-3-溴戊烷； （2）(2R,3R)-2-氯-3-溴戊烷；（3）(2S,3R)-2-氯-3-溴戊烷； （4）(2S,3S)-2-氯-3-溴戊烷。∴2）和）（）和1）或（）和（）（1）和3）是同一化合物的不同构象。标明反应物、中间体、过渡态和生成物的结构。并指出哪一步是反应的控制步骤。反应机理如下三式所示：2链引发 Cl 或△2

2Cl

C5H10

+Cl

C5H9

+HClC5H9

+Cl2

C5H

Cl+Cl9

+CHCH59 5CHClCH +Cl59

CHCl59112能量C5H10+Cl•C5H9+HCl•中间体（自由基）C5H9Cl+Cl•反应进程从反应势能草图中可看出，反应机理（2）中第一步即环戊基自由基生成步的活化能较大，所以是整个反应的速率控制步骤。可生成下列自由基。3 CHCHCHC(CHCH (CH)CH (CH)CHCH (CH)3 CHCHCHC(CH32 32 2 33 2 33 3 2 33CH33C CHCHCH33C CHH2HC C C C CH HC

CH3CH3CC CH H3CH3C

H2CH3CH3

CH3HC H3HC

CH3C CH32 HCH3

3 3 HCH3

3 3CH3

3 3 H 2CH3其稳定性为：3°R·＞2°R·＞1°R·＞CH3·PAGEPAGE9下列反应t-BuOCl+RH→RCl+t-BuOH 如果链引发反应为：uOCl t-BuO·+Cl·，写出链增长反应。t-BuO

+RH R +t-BuOHR +t-BuOCl RCl+t-BuO这些现象。将氯先经用光照，然后立即在黑暗中与甲烷混合，可以获得氯代产物。将氯气先经光照，,然后在黑暗中放置一段时间再与甲烷混合，则不发生氯代反应。将氯气先经光照，,然后在黑暗中与氯气混合，也不发生氯代反应。Cl2·Cl，迅速在黑暗中与CH4混合，Cl·甲烷产生连锁反应得到氯化产物。2 Cl2·Cl.，但在黑暗中经过一段时间后，又重新结合成Cl2 Cl25-14回答下列问题（1）为什么在烷烃高温热解过程中，断裂的C—CC—H键？（3）烷烃的燃烧是一个强烈的放热反应，但该反应并不在室温下发生。烷烃分子中只有C—C键和C—H键键能较大，化学性质稳定。经查表知C—C347.3kJ·mol-1，而C—H414.2kJ·mol-1，即前者键能较小，所以断裂的主要是C—C键而不是C—H键。由于其反应的活化能非常高，所以在室温下不易反应。5-15下列哪些化合物物可以用烷烃的卤代反应制备？哪些不适合？请说明理由。2（4（5）和6）可用烷烃的卤代反应制备，而1）和）不适合用烷烃的卤代反应制备。原因是2（）和）对应的烷烃各只有一种，它们发生卤代反应时，仅生成一种一卤代产物中氢虽然有两种H和伯H被溴取代的活性相差1600所以，它发生溴代时仍然可得到高产率的目标产物。而）对应的烷烃有5种H（）对11种H，也即（1）和（3）对应的烷烃发生卤代反应会生成多种一卤代产物。5-16下列反应可以得到几种一溴代物（包括立体异构体）？如果伯氢和仲氢的反应速率比为1：82，请估算各种产物的相对含量。戊烷发生一溴代反应可得到3种构造异构产物。

Br2hυH HC2 C2

BrHC2 CH H

H HC2 C2CH CHHC C CHBr HC C * CH 3 3HBr3