第四章炔烃和二烯烃4-1.(南京航空航天大学2008年硕士研究生入学考试试题)分子式为C4H6的三个异构体A、B、C能发生如下反应:(1)三个异构体都能与溴反应,对于等摩尔的样品而言,与B和C 反应的溴量是A的两倍;(2)三者都能与氯化氢反应,而B和C在Hg2+催化下和氯化氢作用得到的事同一种产物;(3)B和C能迅速地和含硫酸汞的硫酸溶液作用得到分子式为C4H8O的化合物;(4)B能和硝酸银氨溶液作用生成白色沉淀。
试推测化合物A、B、和C 的结构,并写出有关反应式。
解:由(1)条件可知A、B、C其均含有不饱和键且B和C的不饱和度是A的两倍;由(2)条件可知B和C为同分异构体,由(3)、(4)条件可知B和C含有三键,且确定出B中三键的位置。
所以,A为,B为CH3CH2C CH,C为CH3C CCH3。
相关的反应式如下:+BrCH3CH2C CH CH3CH2C(Br2)CHBr22Br2HClCH3CH2C CH2HCl3CH2C(Cl2)CH3CH3C CCH32HCl3CH2C(Cl2)CH3CH3C CCH3H2O CH3CH2CCH3OCH3CH2C CH H2O424CH3CH2CCH3OCH3CH2C CH AgNO3CH3CH2C4-2.(南京航空航天大学2006年硕士研究生入学考试试题)碳氢化合物A(C8H12)具有光学活性,在铂的存在下催化氢化成B(C8H18),B无光学活性;A用Lindor催化剂小心催化成C(C8H14),C有光学活性。
A在液氨中与金属钠作用得到D(C8H14),D与C互为同分异构体,但D无光学活性。
写出A、B、C、D的结构式。
解:根据题意A为炔烃,炔烃用Lindor催化剂催化成的C为烯烃,即D也为烯烃,所以A、B、C、D的结构式为:CCCC C C HHC(A)CCCC C HCCC(B)CC HC HC CHC CH CCH 3CD4-3.(中国科学院—中国科学技术大学2004年硕士研究生入学考试试题)用乙炔为原料选用适当的无机试剂合成CH 2BrCH 2BrBrBr解:要得到反应产物,需要根据狄尔斯—阿尔德反应得到环烯,然后与溴加成,而生成环烯又必须先得到共轭烯烃。
具体步骤为:Cu 2Cl 2-NH 4Cl80~90CH 2CHCCHH P-2CH 2CHCH CH 2(1)℃2CH(2)CH 2CH CHCH 2Br 240BrCH 2CH CHCH 2Br (3)BrCH 2CHCHCH 2BrCH 2CH CHCH 2CH 2Br CH 2Br(4)CH 2BrCH 2BrBr 2BrBrCH2Br CH2Br℃4-4.(华中科技大学2004年硕士研究生入学考试试题)以苯、甲苯和四个碳以下的原料合成下列化合物。
HOOCCOOHCOOH 解:根据狄尔斯-阿尔德反应,先用共轭二烯烃与不饱和化合物生成环,然后水解便得到产物。
O O OH HO OO3HOOCHOOC COOHCOOH4-5.(华中科技大学2004年硕士研究生入学考试试题)完成反应。
(1)H2C CH CH CH2H2C CH CN(2)C2H5MgBr CH3CH2CH2C CH解:(1)反应发生的方程式为:H2C CH CH CH2H2C CH CNCN(2)炔基与格利雅试剂作用发生取代反应:(2)C2H5MgBr CH3CH2CH2C CH CH3CH2CH2C CMgBr C2H6 4-6.(北京交通大学2004年硕士研究生入学考试试题)完成反应。
COOCH3解:根据狄尔斯-阿尔德反应,共轭二烯烃可以和具有不饱和键的化合物生成环状化合物。
反应式为:COOCH3COOCH3CH33CH34-7.(南京航空航天大学2008年硕士研究生入学考试试题)1,3-丁二烯和HCl在醋酸中室温时加成可以得到78%CH3CH(Cl) CH=CH2和22%CH3CH=CHCH2Cl的混合物,此混合物再经过长时间加热或和三氯化铁一起加热,则混合物的改变为:前者仅25%,后者却占75%。
解释原因,并用反应式表示。
解:低温反应,为动力学控制反应,由中间体的稳定性决定反应主要产物,为1,2-加成为主。
高温时反应为热力学控制反应,由产物的稳定性决定主要产物,1,4-加成产物比1,2-加成产物稳定。
4-8.(北京交通大学2004年硕士研究生入学考试试题)用化学方法区别下列化合物:丁烷,1-丁烯,1-丁炔。
解:将丁烷、1-丁烯和1-丁炔分别加入酸性高锰酸钾溶液,能使高锰酸钾溶液褪色的是1-丁烯和1-丁炔,丁烷不能使酸性高猛酸钾褪色:将1-丁烯、1-丁炔加入硝酸银的氨溶液,产生白色沉淀的是1-丁炔,1-丁烯无现象。
4-9.(华中科技大学2004年硕士研究生入学考试试题)给出下列化合物的结构和名称。
H3CCH3HC2H5解:根据烯烃的命名规则,命名为:4-甲基-2,4庚二烯。
4-10.(北京交通大学2004年硕士研究生入学考试试题)命名与写结构式。
C CH3CHC CHH解:根据烯烃和炔烃的命名规则,命名为:(Z)-3-戊烯-1-炔。
4-11.(吉林大学2005-2006学年第二学期期末考试试题)合成题。
(1)用不超过两个碳的有机物合成COOH(2)用不超过三个碳的烯烃合成CH 3CH 2CH 2CH 3OH OHHH解:(1)最终产物,必须用狄尔斯-阿尔德反应同共轭二烯烃与乙烯的1,4加成反应得到六元环,而共轭二烯烃则可通过乙炔来制得,合成的具体步骤为:CH CH CH CHCu 2Cl 2+NH4Cl20(1)(2)H2Ni(3)200高压(4)Br 2BrBr(5)BrBr(6)(7)KMnO 4COOHCOOH℃(2)要得到最终产物,首先要使碳链增长,增长碳链可以用炔化物的烷基化反应来实现,然后通过加成反应便可得到产物。
合成的步骤如下:(1)HBrROOR/Br 加热(2)CCl 4BrBr(3)NaNa(4)NaBr(5)H 2(6)CH 3OH H OHCH 2CH 2CH 3H4-12.(湖南大学2005-2006学年第2学期期末考试试题)由四个碳以下的烃为原料合成ClCl O解:合成的具体过程为:CH 2CHCH 3Cl 2hvCH 2CHCH 2ClCH 2CHCH 2CCHHgSO 4剩H 2SO 4CH 2CHCH 2CCH 3O OCl Cl ClO4-13.(西北大学2004-2005学年第2学期期末考试试题)用指定原料和必要的试剂合成下列化合物。
(1)由乙炔和苯合成OHOHOOHOOCCH 2HOOCCH 2(2)从环己烯和C CHCOOHHH合成HHCOOH COOH 解:(1)合成的过程为: 1)CH CHH 2H 2CCH 2HBrCH 3CH 2Br2)CH CHCuCl-NH ClH 2CCH CCHLindlar PdH 2H 2CCH CHCH 23)V O 高温O 2O OO4)H 2C CH CHCH 2OOOO OO(2) H 2OOH HOOCCH 2HOOCCH2O OOH(2)合成的过程为:1)NBSBrKOH2)C CHCOOHCOOH HBr 2HOOCC C HBr NaNH 2HOOCCCCOOHH 2Lindlar PdC CHH COOHHOOC3)COOH HCOOHHH HCOOH COOH加热4-14.(北京化工大学2005-2006学年第一学期期末考试试题)完成反应。
(1)CH 3C CH 24( )25H O ( )(2)COOCH 3COOCH 3( )(3)CH 2CHCH 2CCH2( )(4)CH 2BrCH CNa( )2Lindlar( )解:(1)炔烃与水在催化剂硫酸汞和稀硫酸的存在下发生加成,得到CH 3COCH 3,再与格林雅试剂反应,水解得到H 3CCCH 3OH 2H 5(2)根据狄尔斯-阿尔德反应,生成COOCH 3COOCH 3(3)炔烃的亲电加成不如烯烃活泼,所以烯烃与卤素的加成反应比炔烃与卤素的加成更容易。
反应得到CH 2CHCH 2C CHCl (4)根据炔化合物的烷基化反应,得到CH 2CCH和CH 2CH CH 24-15.(吉林大学2005-2006学年第二学期期末考试试题)反应题(写出主要有机产物,如有立体化学问题请注明)。
COOH加热解:根据狄尔斯-阿尔德反应,有:COOHCH 3COOH加热4-16.(湖南大学2005-2006学年第2学期期末考试试题)完成下列反应,写出主要产物。
(1) CH 3CH 2C CCH 324(2)CCH H 2O( )(3)OOO( )HgSO 24解:(1)炔烃加氢时,使用Pd/BaSO4作催化剂,反应产物只停留在烯烃上,得到顺式加成产物HH 3CH 2C CH 3H 。
(2)炔烃与水加成得到烯醇式化合物,烯醇式化合物不稳定,分子重排后得到酮。
发生的方程式为:CCHH 2OHgSO 4H 2SO 4C2OH CH 3O(3)根据狄尔斯-阿尔德成环反应,有方程式:(3)OOH H O OO4-17.(吉林大学2004-2005学年第二学期期末考试试题)写出下列反应的主要产物,如有立体化学问题请注明。
H 3CC CCH 32(1)22(2)解:第一步,炔烃与氢气在Lindlar 试剂的作用下发生加成反应得到烯烃,方程式为:H 3CC CCH 32第二步,成环反应:CH I4-18.(陕西师范大学2005-2006学年第一学期期末考试试题)完成反应。
(1)CCHH 2O,Hg 2+H +a?CH 3MgBrb?+c?(2)OOO解:(1)根据炔烃在汞催化下生成烯醇式化合物,烯醇化合物不稳定,分子重排得到a:CH 3O;根据三键与格利雅试剂发生的反应得到b:C CMg 和c:CH 4 (2)根据狄尔斯-阿尔德反应,得到环状化合物OOO。