10 羧酸及其衍生物1234

本文格式为Word版，下载可任意编辑——10羧酸及其衍生物12341.绪论

1.1判断以下化合物是否为极性分子？

(1)HBr(2)I2(3)CCl4(4)CH2Cl2(5)CH3OH(6)CH3-O-CH3答：(1),(4),(5),(6)为极性分子；(2)，(3)为非极性分子。1.2写出以下化合物的简单电子结构式。

(1)C2H6(2)C2H4(3)C2H2(4)CH2O

答：各化合物中的的化学键都是共价键，而且外层价电子都达到稳定的电子结构。根据各原子价电子层的电子数，氢不能超过2、碳和氧不能超过8，同时原子之间可以共用一对以上的电子。简单的电子结构式如下：

HH。×。×。×C×(1)H。C。。H。。××HH(2)×H×。。。。H。C×C。。HH×。。。。。HC×C。(3)H×。。。(4)...H×。。..O.C。H×。

1.3把以下化合物依照官能团分类，哪些属于同一类化合物？称什么化合物？假使依照碳架分类，哪些属于同一族？属于哪一族？

答：（Ⅰ）依照官能团分类，（1），（3），（4），（6），（9）属于同一类，都含有羟基官能团，称为醇或酚；（2），（5），（7），（8），（10）属于同一类，都含有羟基官能团，称为羧酸。（Ⅱ）依照碳架分类，（3），（8），（9），（10）属于同一族，称为脂肪族；（5），（6）同属脂环族；（1），（2），（4）同属芳香族；（7）为杂环化合物。

1.4指出以下化合物各属哪一族？并进一步指出开链化合物及脂肪环化合物中哪些是饱和化合物？哪些是不饱和化合物？

(1)CH2(3)CHCHCH2(2)CH3(4)CH2CH2CCH(5)(6)CH3CHCH3CH3(7)CHCH2(8)SCH3(9)CH2CH3(10)

答：（Ⅰ）（1），（2），（6）为脂环族，其中（1），(2)为不饱和化合物，（6）为饱和化合物。

1

（Ⅱ）（3），（4），（7），（10）为脂环化合物，其中（4），(7)为不饱和化合物，（3），（10）为饱和化合物。（Ⅲ）（5），（9）为芳香族化合物；（8）为杂环化合物。

第十章羧酸及其衍生物

10.1命名以下各化合物。

CH3(1)(CH)CHCHCOOH322CHCOOH(2)ClCHCH2COOHCH3COOHCCOOHCH3CH2COOH(8)OOO(11)CH3COOCH3(12)(9)CHCHCHCHCOBr322CH3OCNHC2H5(3)CH3CHCHCH2COOHCOOH(4)(5)(6)OHCH2COONa(7)(10)CH3CCH3CH2C

答：（1）3-甲基丁酸（2）3-对氯苯基丁酸（3）3-戊烯酸

（4）3-苯丙烯酸（-苯丙烯酸）（5）二甲基丙二酸（6）邻羟基苯甲酸

（7）环戊基乙酸钠（8）α-萘乙酸（9）3-甲基戊酰溴（10）乙丙酐（11）对甲苯甲酸甲酯（12

）N-乙基苯甲酰

10.2写出以下化合物的构造式解：（1）-二甲基戊酸（2）-二甲基丁烯二酸（3）-甲基丙酰氯（4）丁二酸酐（5）乙酸异戊酯（6）苯丙酸苯酯（7）-二夹击丙酰胺（8）己内酰胺（9）丁二酰亚胺（10）α-甲基丙烯酸甲酯（11）邻苯二甲酸酐（12）缩二脲答：

(1)CH3CHCH2CHCOOHCH3CH2CCH2CCH3OOOOCH3NCH3CH3CH2C(8)CH2CH3CH2NHOOO(12)H2NC(5)CH3C(2)CH3CCOOHCH3CCOOHOOCCHCH(3)Cl3CH3OCHCOCH3(4)OCH2CH2CHCH3(6)CH3O(9)CH2CCH2CONHO(7)CH3CH2C(10)CH2CCOOCH3CH3(11)CCOONHCNH2

10.3比较以下各组化合物的酸性强弱

（1）乙酸，丙二酸，草酸，苯酚，氯乙酸

2

（2）C6H5OH、CH3COOH、F3CCOOH、C6H5COOH、C2H5OH

（3）H2O、CH3CCl2COOH、CH3CHClCOOH、C2H5OH、CH3CH2COOH、CH2ClCH2COOH答：由强到弱的排列顺序如下

（1）草酸>丙二酸>氯乙酸>乙酸>苯酚

（2）F3CCOOH>C6H5COOH>CH3COOH>C6H5OH>C2H5OH

(3)CH3CCl2COOH>CH3CHClCOOH>CH2ClCH2COOH>CH3CH2COOH>H2O>C2H5OH10.4用化学方法区别以下各组化合物。（1）甲酸，乙酸，乙二酸；（2）乙酸丁酯，丁酸乙酯，甲基丙烯甲酯（3）乙酰胺，乙酰氯，氯乙烷；（4）乙醇，乙醛，乙酸

(5)CH3HOCOOH、HOCOCH2、CHCH2OH

答：（1）首先在三者参与托伦试剂，能够发生银镜反应的是甲酸；然后把不作用的两个化合物分别假使酸性高锰酸钾溶液，能使高锰酸钾溶液褪色者为乙二酸，无此现象者为乙酸。（2）首先在三者分别参与溴的四氯化碳稀溶液，使溴褪色者为甲基丙烯酸甲酯；然后把不作用的

两者参与氢氧化钠溶液加热回流，蒸出水解产物，再向馏出物中参与溶液，有黄色碘仿生成者

则为丁酸乙酯，无此现象的原物为乙酸丁酯。

（3）首先在四者中分别参与氢氧化钠溶液，加热后产生氨的气味者为乙酰胺；然后把其余三者参与硝酸银溶液试验，马上出现白色沉淀者为乙酰氯，加热后才出现白色沉淀者为氯，无上述现象发生者为乙酸酐（4）首先在三者中分别参与简单，不能产生黄色碘仿沉淀者为乙酸；然后把能发生碘仿反应的两者再参与托伦试剂实

验，能够发生银镜反映者为乙醛，无此现象者为乙醇

HO（5）首先在三者中加溶液，能够产生黄色碘仿沉淀者为期于两者分别参与溴的四氯化碳稀溶液，使溴水褪色者为

COCH2；然后把

HO、CHCH2OHCH3，无此现象者为

(B)(C)(E)COOH

10.5完成以下反应式

(1)CH2(2)(4)CH2(A)CH3CH2OH(A)CH3COOH(3)(D)CH3C(A)ONH2KMnO4,NaOHKMnO4,H2SO4MgBr+CO2(A)H3O+O①LiAlH4(5)CH3CCH2CH2COOCH3+H2O(B)(A)(6)CH3CH2COOH(A)②HOH2O3

3

O答：(1)(A)H2O,H3PO4,压力（B)KMnO,HSO(C)PCl(D)CHCCl(E)NH342435(2)(A)COONaCOONaOCOMgBrCOOH(3)(A)CH2COONaCH2COONa

(4)(A)（B)(5)(A)CH3CHCH2CH2CH2OH+CH3OH(6)(A)CH3CHClCOOH+CH3CCl2COOHOH

10.6写出乙酸酐和丁二酸酐分别与以下各种试剂作用的产物。

（1）NH3（过量）(2)H2O(3)CH3CH2CH2OH(4)C6H6,AlCl3（5）CH3CH2NH2（过量）答：

（过量NH3）OCH3CNH22CHCOOH3+CH3COONH4CH2CCH2COOOH2OCH3CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH3+CH3COOHCOCH3+CH3COOHCH3CONHC2H5C6H6,AlCl3C2H5NH2(过量)+CH3COONH3C2H5

NH3(过量)OH2NCCH2CH2COONH4HOOCCH2CH2COOHCOOCH2CH2CH3CH2CCH2COOOH2OCH3CH2CH2OHHOOCCH2CH2C6H6,AlCl3C2H5NH2(过量)COCH2CH2COOHC2H5NHCOCH2CH2COONH3C2H5

10.7写出丙酸乙酯与以下试剂作用的产物

(1)H3O+,H2O(2)OH-,H2O（3）1-辛醇(4)CH3NH2（5）LiAlH4;然后加H3O+,H2O（6.）C2H5MgBr;然后加H3O+,H2O

H3O,H2OHO,H2O1-辛烯HClCH3NH2①LiAlH4②H3O++CH3CH2COOH+C2H5OHCH3CH2COO+C2H5OHCH3CH2COOC2H5CH3CH2COOCH2(CH2)6CH3+CH3CH2OHCH3CH2CONHC2H5+C2H5OHCH3CH2CH2OH+C2H5OH

10.8写出丙酰胺与以下各试剂作用的产物。(1)H3O+,H2O(2)OH-,H2O（3）P2O5,加热

4

答：

H3O,H2OOCH3CH2CNH2HO,H2OP2O5△++CH3CH2COOH+NH4CH3CH2COOCH3CH2+NH3CN+H2O

10.9试设计分开苯甲酸，对甲苯酚和环己醇混合物的步骤，并写出有关反应式。

答：首先用稀NaOH溶液抽提，苯甲酸和对甲苯酚溶解，分开出环己醇。然后向碱溶液通入CO2，对甲苯酚游离出来。最终用稀盐酸中和水溶液至强酸性，苯甲酸成固体析出，过滤得以分开出来。有关反应式如下：

COOH+NaOHCOONa+HClCOONa+H2OCOOH+NaClOHCH3+NaOHCH3ONa+H2OCH3ONa+CO2+H2OCH3OH+NaHCO3

2-甲基丙酸苯乙酸

10.写出实现以下变化反应式。（1）乙烯丙酸（2）正丙醇（3）溴苯苯甲酰胺（4）甲苯（5）

(CH3)3CCH2COOCH3O(CH3)2COH丙酸

Mg无水乙醚(CH3)3CCH2CH2BrCOOH

(CH3)2C(6)解：（1）乙烯

(1)CHCHHBrCH3H2MgBr22H3O,H2O+CH3CH2MgBrCO2CH3CH2COOMgBrCH3CH2COOH

（2）正丙醇

(2)CHCHCHOH322CO22-甲基丙酸

浓H2SO4△CH3CHCH2+HBrCH3CHCH3CH3BrCOOHMg无水乙醚CH3CH3CHMgBrCH3CH3CHCOOMgBrH3O,H2OCH3CH

（3）溴苯

苯甲酰胺

5

(1)CH3CH2CHCH(CH3)2NO2(4)CH3NHC2H5(2)CH3NHCH(CH3)2(3)H2NCH2CH2CH2CH2NH2NCH3CH3(6)N(C2H5)2(5)(7)(CH3)2CHCN(10)NO2(12)CH3N2HSO4(8)[(CH3)CHN(CH3)3]I(9)[(C2H5)4N]OH(11)CH3CONHN=NN(CH3)3N2Cl

答：（1）3-硝基-2-甲基戊烷（2）甲异丙胺（3）1，4-丁二胺（4）-甲基丙（异丙）（5）N，N-二甲基苯胺（6）N，N-二乙基-β-萘胺（7）3-甲基丙腈（8）碘化三甲基异丙基铵（9）氢氧化四乙基铵（10）间硝基重氮苯硫酸盐（11）对乙酰胺基重氮苯盐酸盐（12）对甲基对二胺基偶氮苯

11.2按碱性由强到弱的顺序排列以下各组化合物，并说明理由。

NO2(1)CH2NH2CH3NH2NHNH2CHNH223（3）苯胺，N-甲基苯和乙酰苯胺

（4）苯胺，2，4-二硝基苯、3，5-二硝基苯胺和2，4，6-三硝基苯胺。答：

(2)CH3CONH2、CH3NH2、NH3NO2(1)CH2NH2>CH3CHNHNH2>NH2

22由于具脂肪胺性质，后两者属于芳香胺，脂肪胺的碱性比芳香胺强；在后两者中，对家苯胺有推电子的甲基，通过甲基的推电子超共轭效应和诱导效应，使氨基氮原子上的电子云密度升高，因而碱性加强。而间硝基苯胺连有吸电子的硝基，通过诱导效应，使氨基氮原子上的电子云密度下降，因而碱性下降

甲胺属于脂肪胺，因有甲基推电子作用，使氨基氮上电子云密度升高，其碱性强于氨，芳香胺和酰胺中存在诱导效应和共轭效应，结果使氨基氮上电子云密度降低，所以其碱性都比氨弱；对甲苯胺有甲基推电子，所以其碱性大雨苯胺；在乙酰胺中，由于共轭效应，使氨基氮上的电子云向电负性大的氧上转移，结果氮上的电子云密度降低好多，因而碱性最弱。（3）N-甲基苯胺>苯胺>乙酰苯胺

同苯胺比较，N-甲基苯胺的氨基上连有推电子的甲基通过诱导效应使氮原子上的电子云密度增大，因而碱性加强；而在乙酰苯胺分子中，氨基的氮原子上有吸电子的乙酰基，通过诱导效应和共轭效应，使氮原子上的电子云密度下降，因而碱性降低。（4）苯胺>3，5-二硝基苯胺>2，4-二硝基苯胺>2，4，6-三硝基苯胺

同苯胺相比较，后三种化合物的苯环上都连有吸电子的硝基，通过诱导，共轭效应，使氨基氮上的电子云密度降低，所以碱性都低于苯胺；由于2，4，6-三硝基苯胺所连环上所连的吸电子硝基最多，致使其氨基氮上的电子云密度降低最厉害，所以碱性最弱；在3，5-二硝基苯胺中的两个硝基只起吸电子的诱导效应作用，其氨基氮原子上的电子云密度比只

11

(2)CH3NH2>NH3>CH3NH2>NH2>CH3CONH2所连两个硝基同时起吸电子诱导效应和共轭效应的2，4-二硝基苯胺要稍高一些，它的碱性也就比2，4-二硝基苯胺强些

11.3用简便的化学方法区别以下各组化合物

（1）1-硝基丙烷，丙胺和2-硝基-2-甲基丙烷（2）乙醇，乙醛，乙酸和乙胺

（3）邻甲苯胺，-甲基苯胺和，-二甲基苯胺（4）甲酰胺，正丁胺，二乙胺和二甲乙胺（5）环己胺和苯胺（6）苯胺盐酸盐和对氯苯胺答：（1）首先在三者中参与稀盐酸，能溶解者为丙胺，然后在不作用的二者再加稀氢氧化钠试验，能溶于氢氧化钠溶液者为1-硝基丙烷，不溶者为2-硝基-2-甲基丙烷

（2）首先用硝酸银的氨溶液试验，能发生银镜反应者为乙醛；然后把不作用的三者参与氯仿氢氧化钾溶液一起加热，产生恶臭气味者为乙胺；在剩下的两者中参与冰醋酸和几滴浓硫酸，加热后产生酯的香味者为乙醇，无此现象者是乙酸。

（3）在三者中参与甲苯磺酰氯氢氧化钠溶液试验，不作用者为N,N-二甲基苯胺，溶于碱的水溶液中者为邻甲苯胺，析出固体者为N-甲基苯胺。

（4）首先在四种化合物中参与稀氢氧化钠溶液，加热是产生氨的气味者为甲酰胺；然后在不反应的三者中参与对甲苯磺酰氯，仍不作用者为二甲乙胺，溶于碱溶液者为正丁胺，析出固体者为二乙胺

（5）用溴水试验产生白色沉淀者为苯胺，不作用者是环己胺。

（6）在两者中分别参与硝酸银溶液，马上析出白色沉淀者为苯胺盐酸盐，无此显现产生者为对氯苯胺

11.4用化学方法分开以下各组化合物（1）苯胺，对氨基苯甲酸和苯酚（2）苯胺，对甲苯酚，苯甲酸和甲苯（3）正己醇，2-己酮正己胺和三乙胺答：（1）用稀盐酸抽提，苯胺和对氨基苯甲酸溶解，分开出苯酚。剩下的酸溶液用氢氧化钠溶液中和，至呈强碱性，分开出苯胺；再用稀盐酸防备中和至呈中型，分开出对氨基苯甲酸

（2）首先用稀氢氧化钠溶液抽提，对甲苯酚和苯甲酸溶液，把不溶解的苯胺和甲苯先分开出来；然后再碱溶液中通入二氧化碳，分开出对甲苯酚，接着在剩下的溶液中参与稀盐酸至强酸性，进一步分开出苯甲酸。把前面分开出的苯胺和甲苯混合液中参与稀盐酸，进行抽提，苯胺溶解，分开出甲苯；然后在酸溶液中参与稀氢氧化钠中和至强碱性，分开出苯胺。（3）首先用稀盐酸抽提正己胺和三乙胺溶液，把不溶解的正己醇和2-己酮混合液分出来；然后在酸溶液中参与稀氢氧化钠，中和至强碱性，把正己胺和三乙胺混合物分出。接着在正己胺和三乙胺混合液中参与对甲苯磺酰氯，氢氧化钠溶液，正己胺溶液，把不作用的三乙胺分出来。接着向剩下的溶液中参与稀盐酸至酸性。煮沸，然后加稀氢氧化钠中和至强碱性，分出正己胺.

把前面分出的正己胺和2-己酮混合液中参与饱和的亚硫酸氢钠溶液，2-己酮与之作用形成结晶物析出，分出不作用的正己醇；接着向固体结晶物加稀盐酸，固体结晶物分解使2-己酮得以分开出来

11.5对比苯胺，N-甲基苯胺和N,N-二甲基苯胺与以下试剂的反应（用反应式表示）（1）稀硫酸（过量）（2）碘甲烷（过量）（3）乙酐（4）苯磺酰氯，氢氧化钠（过量）（5）亚硝酸钠，盐酸答：

12

稀H2SO4(过量）+NH3HSO4(溶液）CH3I(过量）[N(CH3)3+]INHCOCH3NH3(CH3CO)2O+CH3COOHC6H5SO2Cl,NaOHN(Na)O2S-C6H5NaNO2,HClN2Cl+

量）稀H2SO4(过CH3I(过量）NH2HSO4ICH3(溶解）NHCH2[(CH3CO)2ON(CH3)3+]IC6H5SO2Cl,NaOHICH3INCOCH3+CH3COOHNO2SC6H5NaNO2,HClCH3NNOCH3量）稀H2SO4(过I

[[NH(CH3)2+HSO]4N(CH3)3+]I不起反应CH3I(过量）NHCH2(CH3CO)2OC6H5SO2Cl,NaOH不起反应NaNO2,HClNON(CH3)2

11.6完成以下转变

(1)CH2CHCH3(2)CH3CH2CH2CH2BrNH2(3)COCH3CH2CHCHNH2CH3CH2CHCH3NH2

13

答：(!)CH2CHCH3LiAlH4Cl2500℃CH2CHCH2ClNaCNCH2CHCH2CNCH2CHCH2CH2NH2NaOH乙醇(2)CHCHCHCHBr3222NH3CH3CH2CHCH2HBrCH3CH2CHCH3BrCH3CH2CHCH3NH3CH3COCl(3)浓HNONO23NH2Fe,HClAlCl3COCH3浓H2SO4COCH3COCH3

11.7完成以下各合成题：

（1）乙烯丙酰胺（2）正丁醇正戊胺和正丙胺

（3）对硝基苯胺1，2，3－三溴苯（4）乙醇1，4－丁二胺（5）丙烯甲基丁二酸答：

(1)CH2PCl5CH2HBrCH3CH2BrNaCNCH3CH2CNH2O,HCH3CH2COOHNH3CH3CH2COClCH3CH2CONH2NaCNNaBr,H2SO4(2)CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2BrH2,NiCH3CH2CH2CH2CH2NH2(O)KMnO4,H2SO4Br,NaOHCH3CH2CH2CONH2CH3CH2CH2COOHNH3CH3CH2CH2CH2CNCH3CH2CH2CH2OH-H2O-+CH3CH2CH2COONH4CH3CH2CH2NH2

N2BrBr(3)NH2Br2BrNH2BrNaNO2,HBr0~5℃BrNO2浓HBr,CuBrBrBrNO2BrFe,HClBrBrBrNO2NO2NaNO2,H2SO40~5℃BrBrBrH3PO4加热_+N2HSO4(4)C2H5OHH2SO4浓H2SO4170℃CH2CH2Cl2CH2ClCH2ClNH2BrBrBr

NaCNCH2CNCH2CNLiAlH4(5)CH3CHH2NCH2CH2CH2CH2NH2CH2CH3Br2CH3CH2CHBrCOOHCH2Br2NaCNCH3CHCNCH2CNH2O,H+CHCOOH

11.8完成以下各反应式

14

H2ONO2(A)NH2(B)N2X+△△(C)(D)(E)(F)(G)C2H5OHHBrCuBr△KCNCuCNCH3COONaCH3NH2

CH3CHO(E)Br(A)Fe,HCl(B)NaNO,HX(C)答：2OH(D)

NH2(F)CN(G)NNCH311.9以苯或甲苯为原料合成以下各化合物

（1）邻甲苯酚（2）5-硝基-1，3-二溴苯（3）2-硝基-4-溴甲苯

H3CNNOH(4)

答：（1）邻甲苯酚

CH3浓HNO3H2SO4

CH3NO2CH3CH3CH3OHFe,HClNaNO2,H2SO40～5℃NH2+N2HSO4H2O△

NHCOCH3（2）5-硝基-1，3-二溴苯

浓HNO3H2SO4NO2Fe,HClNH2CH3COClNHCOCH3HNO3CH3COOHNH2H2ONH2Br2NaNO2,H2SO40～5℃+N2HSO4BrNO2BrNO2C2H5OHBrNO2Br△BrNO2Br△NO2

CH3（3）2-硝基-4-溴甲苯

CH3浓HNO3H2SO4CH3NO2NO2Na2SCH3NO2NH2NaNO2,HBr0～5℃NO2+N2Br△CH3浓HBrCuBrNO2Br

NNOHH3C(4)

15

浓HNO2,H2SO4加热HNO2,H2SO40~5℃CH3浓HNO2,H2SO4OHNO2,NaOH,H2OH3CCH3_N2+HSO4NO2Fe,HClNH2H2OOHCH3Fe,HClNaNO2,HCl0~5℃NH2NNOHCH3_+N2Cl

11.10化合物(A)C5H11NO2经还原后成为能溶于酸的(B)C5H13N。将(B)再与过量的CH3I作用，然后用AgOH处理得到C8H21NO(C)，(C)加热分解得到三甲胺和2-甲基-1-丁烯，试确定(A)、(B)、(C)的构造式，并写出各步反应式答：

+(A)CH3CH2CHCH2NO2(B)CH3CH2CHCH2NH2(C)[CH3CH2CHCH2N(CH3)3]OHCH3Fe,HClCH3HClCH3

CH3CH2CHCH2NO2CH3CH3CH2CHCH2NH2CH3CH3I(过量)+CH3CH2CHCH2NH3Cl（溶解)CH3[CH3CH2CHCH2N(CH3)3]+ICH3[CH3CH2CHCH2N(CH3)3]+OHCH3(CH3)3N+CH2=C-CH2CH2-CH3CH3△

11.11两种异构体(A)和(B)的分子式都是C7H6N2O4,用发烟硝酸分别对它们硝化得到同样的产物。把(A)和(B)分别氧化得到两种羧酸；这两种羧酸分别与碱石灰共热，得到同样的产物C6H4N2O4，后者用Na2S还原得到间硝基苯胺，写出(A)和(B)构造式及各步反应式

CH3(A)NO2答：NO2(B)NO2CH3NO2NO2COOH(O)CH3NO2

NO2发烟HNO3,H2SO4CH3NO2NO2NaOH(CaO)△NO2NO2NO2Na2SKMnO4NO2NO2CH3NH2

CH3NO2NO2发烟HNO3,H2SO4NO2NO2NO2NO2Na2SCOOH(O)NO2NO2KMnO4NO2NO2NaOH(CaO)△NH2

16

11.12化合物(A)的分子式为C9H12ClNO2，能溶解于水，与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和(B)。把(B)用碱碱化，便出现不溶物，但加热回流则不溶物溶解；然后进行蒸馏，馏出物用碘-氢氧化钠溶液处理便出现碘仿沉淀。将蒸馏后的剩余物用酸中和到pH值等于7时得沉淀(C)；(C)既可溶于酸，又可溶于碱。试推出(A)的可能构造式，并写出各步反应式。答：(A)的的可能构造式为

+++NH3ClCOOC2H5NH3ClCOOC2H5NH3ClCOOC2H5

+NH3Cl现以

COOC2H5+为例写反应式如下：

+NH3AgNO3NH3ClCOOC2H5COOC2H5+NH2AgClNH2NaOHNaOHCOOC2H5回流COONa+C2H5OHNH2COOH

+NH3ClNH2COOHHClCOOHNH2NaOH(溶于碱）COONa(溶于酸）C2H5OH

(O)NaOICH3CHONaOICH3I+HCOONa

第十二章杂环化合物

12.1写出以下化合物的构造式

（1）3-甲基吡咯（2）α-噻吩磺酸(3）γ-吡啶甲酸（4）β-氯代呋喃

（5）β-吲哚乙酸（6）碘化N,N-二甲基四氢吡咯（7）四氢呋喃（8）六氢吡啶

（9）糠醛，糠醇，糠酸（10）8-羟基喹啉

COOH答：(1)NHCH3(2)SSO3H(3)N(4)OCl

17

(5)N(9)OCH2COOH(6)+NICH3CH3(7)O(8)NHCHOOCH2OHOCOOH(10)NOH

COOHN12.2命名以下化合物

(1)O(5)CH3Cl(8)N(9)SOCH3(2)COOHC2H5S(3)CH3NCH3(4)(7)(6)NHCH3CH3ONNH2(10)NNH2

答：（1）2-甲基呋喃（2）3-乙基噻吩（3）3，5-二甲基吡啶（4）2-吡啶甲酸（5）5-甲基-2-呋喃甲酸（6）3-甲基吲哚

（7）6-甲氧基-8-氨基喹啉（8）5-氯异喹啉（9）2-噻吩乙酮（10）2-氨基喹啉12.3写出以下各反应式的产物。

浓NaOH(A)+(B)（1）5-甲基糠醛（3）噻吩+丙酰氯ZnCl2(A)(A)（2）糠醛CH3CH2CHO(A)NaOH(B)COCH3（5）8－羟基喹啉＋Br2（4）吡啶+2-碘丙烷(A)C2H5IK(6)吡咯(A)(B)

解：

(1)(A)H3C(2)(A)OOCHCH2OHCH3CHCHO(B)H3C(B)OOCHCOONaCH3CHCHOOHCOCH2CH3Br(6)(A)NOH(4)(A)(3)(A)S(5)(A)+NICH(CH3)2(B)NKNC2H5

12.4从指定原料出发合成以下化合物。(1)糠醛2）吡啶尼龙-66（2-羟基吡啶（3）呋喃ONH2和NC5-硝基糠酸（4）β-甲基吡啶

OHOON

(5)

18

解：(1)糠醛CHO尼龙-66ZnO-Cr2O3-MnO2O+H2OH2,NiO浓HClCH2CH2ClCH2CH2ClO(CH2)4NH2NH2缩聚2NaOHCH2CH2ClCH2CH2ClH3OH2O+HCOOCH2NCOOHH2,Ni(CH2)6nH2NnHCOOCH(CH2)4COOH+(CH2)6[NH(CH2)6NHCO(CH2)CO]OH+(2n-1)H2On2-羟基吡啶H2O催化剂

NaNO2H2SO4（2）吡啶NaNH2N,N-二甲基苯胺N回流NH2ONHNaNNH20~5℃N+N2HSO4NOH

（3）呋喃5-硝基糠酸HNO3(CH3CO)2OOMg无水乙醚+Br2-5~-30℃ONO2CO2BrONO2BrMgONO2BrMgCOOONO2H2OCOOHONO2

O(4)β-甲基吡啶NCH3NNH3NOCNClAlCl3NCKMnO4ONNH2NaOH+Br2NOCOOHNH2和NPCl3NNH2CCOCl+C+HCl

(5)OOOH+Br2OOCH3COOH室温OMgBrOOH2OMgBr无水乙醇OHOOMgBr

12.5用化学方法区别以下各组化合物

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（1）苯和噻吩（2）苯，噻吩，苯酚（3）吡咯和四氢吡咯（4）苯甲醛和糠醛（5）吡咯和α-甲基吡咯答：（1）在两者中分别参与浓硫酸，在室温下溶于浓硫酸者为噻吩，不溶者为苯。

（2）首先在三者中分别参与稀NaOH溶液，溶解者为苯酚；然后把不溶解的两者分别参与浓硫酸试验，溶于浓硫酸者为噻吩，无此现象者为苯。

（3）用浓盐浸过的松木片试验两者蒸气，能使松木片变红者为吡咯，无此现象者为四氢吡咯。

（4）把两者分别参与苯胺和醋酸，显红色者为糠醛，无此现象者苯甲醛。

（5）把两者分别参与高锰酸钾碱性溶液，使高锰酸钾溶液褪色者为α-甲基吡咯，无此现象者为吡咯。

12.6把以下化合物按其碱性由强到弱排列成序。甲胺、苯胺、吡咯、喹啉、吡啶、氨、乙睛答：碱性由强到弱的顺序为：

甲胺>氨>吡啶>喹啉>苯胺>吡咯>乙腈

12.7用化学方法除去以下化合物中的少量杂质。（1）苯中混有少量噻吩；（2）吡啶中混有少量六氢吡咯（3）甲苯中混有少量吡啶

（4）β-吡啶乙酸乙脂中混有少量β-吡啶乙酸答：（1）参与浓硫酸后进行振摇，噻吩在室温下溶于浓硫酸，苯浮于上层，除去下层酸液即可。（2）参与对甲苯磺酰氯、六氢吡啶于之作用生成固体沉淀，吡啶不作用，加热蒸出即可。（3）参与稀盐酸溶液，吡咯溶于酸液，甲苯浮于上层，分开出甲苯即可。（4）参与稀氢氧化钠溶液洗涤，β-吡啶乙酸溶于碱液而被除去。

12.8吡啶甲酸三个异构体的熔点分别为(A)137℃,(B)234~137℃，(C)137℃。喹啉氧化时得到二元酸(D)C7H5O4N，(D)加热时生成(B)。异喹啉氧化时得到二元酸(E)C7H5O4N，(E)加热时生成(B)和(C)。据此推测(A)、(B)、(C)、(D)、(E)的构造式，并写出有关反应式。解：各化合物的构造式为：

COOH(A)NCOOH(B)NCOOH(C)N(D)NCOOHCOOHCOOH(E)NCOOH

有关反应式如下：

(O)NKMnO4NCOOHCOOHCOOH△N

COOHCOOHCOOH(O)NKMnO4NCOOH△N+N

12.9某杂环化合物C5H4O2，经氧化生成分子式C5H4O3为的羧酸，这个羧酸的钠盐于碱石

20

6.1以下化合物的分子中各有哪些对称面？

Br(2)CHCH3BrCH(3)CH3(1)CHCl3

解：(1)CHCl有三个对称面（通过C,H,Cl三个原子的平面）3(2)HBrCCH3(3)CH3有两个对称面；一个是分子所处的平面；即苯环和两个甲基所处的平面；另一个是通过两个甲基共有的邻为和间位碳原子，并垂直于苯环的平面。BrCH有二个对称面，即通过六个原子所处的平面垂直于C=C键轴中点的平面6.2以下化合物的分子中那些具有对称中心？

Cl(1)(2)HHFCH3(3)BrCH3Br(4)H3CHCH3HHClFHCC

答：(1)和（3）有对称中心，（2）和（4）无对称中心。

6.3以下分子中有无手性碳原子。（用*表示手性碳原子）？

（1）CH3CHBrCOOH(2)CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH3(3)C6H5CHDCH3

(4)HOOCCHClCOOH(5)(CH3)2C(OH)COOH(6)HOOCCHClCH(OH)COOH

(7)*OHBr(8)C2H5CHCHCH(CH3)CHCHC2H5

*(2)CHCHCHCH(CH3223)CH2CH3答：(1)CHCHBrCOOH3*(3)CHCHDCH653(4)HOOCCHClCOOH(无)**(5)(CH3)2C(OH)COOH(无）（6）HOOCCHClCH(OH)COOH

*OH*Br(8)C2H5CHCHCH(CH3)CHCHC2H5,有三种几何异构体：(7)（1）Z、Z式C2H5HCC（无）HCCH3HHCCHC2H5（2）E、E式C2H5HHCCHHHCC（无）*CCHC2H5(有）CH3C2H5CH（3）Z、E式C2H5HCCCCH3HH

46

6.4用费歇尔（E.Fischer）投影式表示以下化合物所有可能的立体异构体，指出哪些是对映体，哪些是内消旋体？并用RS标记法确定其构型。

(1)CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH3(3)(CH3)2CHCH(NH2)CH2CH(CH3)2(2)BrCH2CHBrCH2Cl(4)CH3CH2CH(OH)CH(NH2)COOH(5)CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH2CHO(6)CH3CHClCHClCH3*答：(1)CH3CH2CH2CH(CH30CH2CH3C2H5HCH3CH2CH2CH3(S)对映体CH2CH2CH3C2H5CHH3CH3(R)C2H5HCH2CH2CH3H(2)BrCH2CHBrCH2ClCH2ClBrCH2Br(S)对映体BrCH2ClHCH2Br(R)

Br>CH3Br>CH2Cl>H

*(3)(CH3)2CHCH(NH2)CH2CH(CH3)2CH(CH3)2HNH2CH2CH(CH3)2(R)对映体HCH(CH3)2NH2CH2CH(CH3)2(S)NH2>CH(CH3)2>CH2CH(CH3)2>H**)COOH(4)CH3CH2CH(OH)CH(NH2COOHHH23

COOHNH2OHHHCH2OH(2S,3S)HOHCOOH23COOHNH2HHOHCH2OH(2S,3R)NH2OHCH2OHNH2H(2R,3R)CH2OH(2R,3S)C2:NH2>COOH>CH(OH)CH2CH3>HC3OH>CH(NH2)COOH>CH2CH3>H

**(5)CH2(OH)CH(OH)CH(OH)CH2CHO3CH2CHOOHOHCH2OH对映体HOHO21234CH2CHOHHCH2OH(3R,4S)HOHCH2CHOOHHHOH1CH2CHOHOHCH2OHH4H55CHOH2(3S,4R)(3S,4S)对映体4(3R,4R)C3:OH>CH(OH)CH2OH>CH2CHO>H:OH>CH(OH)CH2CHO>CH2OH>H

47

**(6)CH3CHClCHClCH3CH3HCl23CH3ClHClHCH3(2R,3R)HClHH2CH3ClCl3CH3(2S,3S)CH3(2S,3R)

对映体C2Cl>CHClCH3>CH>H3内消旋体C3Cl>CHClCH3>CH3>H

6.5写出3－甲基戊烷进行氯代反应时可能生成的一氯代物的构造式。这些化合物中那些具有手性碳原子？用费歇尔投影式表示它们的对映异构体。答：

CH3*（1）CH3CH2CHCH2CH2ClCH3(3)CH3CH2CClCH2CH3(无）CH3*(2)CHCH*CHCHClCH323CH3(4)CH3CH2CHCH2CH3（无）

用费歇尔投影式表示对映异构体如下：

CH3*（1）CH3CH2CHCH2CH2ClCH2CH2ClHCH3C2H5(R)CH2CH2ClCH3CH2CH2ClHC2H5(S)C2H5CHH3

CH3*(2)CHCH*CHCHClCH323CH3HH231CH3ClCH3ClCH3HHC2H5(2R,3S)HOH35CH321CH3OHHHOHHOHC2H5(2R,3R)4CH254CH25(2S,3R)(2S,3S)C2:Cl>CH(CH)CHCH>CH>H3233C3:CHClCH3>C2H5>CH3>H

6.6用费歇尔投影式表示酰氯各化合物，并用RS标记法确定手性碳原子的构型

48

Cl(1)CH3Br(5)H3CCHC6H5CHNH2(2)ClCBrHFC2H5(3)HC2H5BrCCH3(7)HCCH3CH3C2H5CCH(CH3)2CH3OH(4)H3CCH3CHC2H5CH3CCClH(6)BrCCl(8)ClHH

答：

Cl(1)CH3H(S)Br>Cl>CH3>H(3)HC2H5CH3CBr(CH3)2(S)CBr(CH3)2>C2H5>CH3>H(5)C6H5CH3NH2(6)ClBr(S)Br>Cl>C2H5>CH3(8)C2H5CH(CH3)2(S)CH(CH3)2>C2H5>CH3>HClH23HBr(2)BrCl(S)Br>Cl>F>H(4)CH3OHHC2H5(S)OH>C2H5>CH3>HC2H5HFH(R)NH2>C6H5>CH3>H(7)CH3HHHClCH3(2R,3R)C2Cl>CHClCH3>CH3>HC3Cl>CHClCH3>CH3>H

6.7分别用透视式和费歇尔投影式表示以下各化合物：

（1）（R）－2－丁醇（2）（S）－α－溴代乙苯（3）（R）－甲基仲丁基醚（4）(2R,3R)-2,3-二溴己烷（5）m-3，4－二乙氧基己烷（6）答：

(S)CH-2(OH)CH(OH)CH2NH2

49

(1)R-2-丁醇OHH3CBrCH*CH3CH(OH)CH2CH3OHCH3HC6H5C6H5CH3C2H5HC2H5CH3OCH3HOMe>C2H5>CH3>HC2H5*CHBrOH>C2H5>CH3>HCH3(2)S-α-溴代乙苯C6H5H3CBrCHBr>C6H5>CH3>H

(3)(R)-甲基仲丁基醚CH3CH(OCH3)CH2CH3C2H5CH3OBrCH**(4)(2R,3R)-2,3-二溴己烷CH3CHBrCHBrCH2CH2CH31CH34561CH2CH2CH32CH3Br3H2CC3HHBrBrBrH4CH2CH2CH3C3:Br>CHBrCH3>CH2CH2CH3>HC2:Br>CHBrCH2CH2CH3>CH3>H**(5)m-3,4-二乙氧基己烷CH3CH2CH(OC2H5)CH(OC2H5)CH2CH321C2H5C2H5C2H53CHCHOC2H5HOC2H54C2H5OHOC2H5C2H5(3S,4R)56C3:OC2H5>CH(OC2H5)CH2CH3>C2H5>HC4:OC2H5>CH(OC2H5)CH2CH3>C2H5>H*(6)(S)-CH2(OH)CH(OH)CH2NH2CH2OHCH2OHCHOHCH2NH2HOHCH2NH2OH>CH2OH>CH2NH2>H

6.8写出能够满足以下条件的化合物构造式。（1）具有旋光性的羧酸C6H12O2;(2)具有旋光性的炔烃C6H10

6.9某醇C5H10O(A)具有旋光性，催化加氢后生成化合物C5H12O(B)却没有旋光性，试写出(A)和(B)构造式

**答：(1)CH3CH2CH(CH3)COOH(2)CH3CH2CH(CH3)CCH50

CH3CH2CCCH32－戊炔3－甲基－1－丁炔CH3CHCCH3CHCH32，3－戊二烯2－甲基－1，3－丁二烯3－甲基－1，2－丁二烯CH3CH3CHCH3CH3CCHCHCHCH2CH2CHCCH2CH2CHCCH1，2－戊二烯1，3－戊二烯CH3CH3CCCH2CH2

3.3写出以下化合物的构造式，并用系统命名法命名。

（1）对称甲基异丙基乙烯（2）不对称二乙基乙烯（3）对称甲基乙基乙烯（4）三乙基乙烯（5）丙烯基乙炔（6）甲基异丙基乙炔（7）叔丁基乙炔（8）二乙烯基乙炔（9）烯丙基乙炔（10）异戊二烯答：

(1)CH3CHCHCH(CH3)2(2)CH3CH2CCH24－甲基－二戊烯(3)(CH3CH2)2CCHC(5)CH3CH3－戊烯－1－炔CH2CH(4)(CH3CH2)2C2－乙基－1－丁烯3－乙基－3－己烯(6)CH3C(8)CH2(10)CH2CCH(CH3)2CHCCHCCCHCH2CH32－甲基－1－丁烯

CHCH2CH34－甲基－2－戊炔CH21，5－己二烯－3－炔CH(7)(CH3)3CC3，3－二甲基－1－丁炔(9)CH2CHCH2CCH21－戊烯－4－炔CH32－甲基－1，3－丁二烯

3.4以下各化合物有无顺反异构？若有则写出它们的顺反异构体。

（1）2－丁基－1－丁烯（2）2－甲基－2－戊烯（3）对称二氯乙烯（4）2－戊烯

（5）三甲基乙烯（6）4－甲基－2－戊烯解：（1），（2），（5）无顺反异构体。（3），（4），（6）有顺反异构体，各化合物的顺反异构体如下：

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3.5用Z、E命名法命名以下化合物。

解：(1)（E）－4—

甲基—3—乙基－2－戊烯(2)（E）－3—甲基－2－己烯

(3)（Z）－1—氯—1—溴－1－丁烯

(4)（E）－2—甲基—1—氟－1—氯－1－丁烯

(5)（Z）－1—氟—2—氯－2－溴－1－碘乙烯(6)（Z）－1—氟—1，2—二氯－2－溴乙烯

3.7以下烯烃都能与HBr发生加成反应。请按活性由大到小的顺序排列这些烯烃，并作简要的解释。

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(1)CH3C