第十四章 含氮有机化合物1. 给出下列化合物名称或写出结构式。
(CH 3)2CH NH 2(CH 3)2NCH 2CH 3NH CH 2CH 3CH 3NH CH 3O 2NNCN +NCl -O 2NNNOHOHH 32H对硝基氯化苄 苦味酸 1,4,6-三硝基萘 答案:3-氨基戊烷 异丙胺 二甲乙胺 N -乙基苯胺 3-甲基-N -甲基苯胺 2-氰-4-硝基氯化重氮苯O 2NCH 2CLNO 2O 2NNO 2OH NO 2NO 2NO 22. 按其碱性的强弱排列下列各组化合物,并说明理由。
(1)ab c NH 2NH 2NH 2NO 2CH3(2)CH 3CONH 2CH 3NH 2NH 3abc答案:(1)吸电子基使碱性降低,供电子基使碱性增强,所以有:b > a > c (2)吸电子基使碱性降低,供电子基使碱性增强,所以有:b > c > a3.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。
答案:五种化合物中,按形成氢键的可能、能力可推知其沸点从高到低的次序是:正丙醇 > 正丙胺 > 甲乙胺 > 三甲胺 > 正丁烷分子间形成分子间氢键沸点高,醇分子中的羟基极性强于胺的官能团,胺三级大于二级又大于一级。
4. 如何完成下列的转变: (1)CH 2CHCH 2Br CH 2CHCH 2NH 2(2)NHCH 3O(3)(CH 3)3CC OHOOC (CH 3)3CCH 2Cl(4)CH 3CH 2CH 2CH 2BrCH 3CH 2CHCH 3NH 2答案:(1)CHCH 2BrCH 2NaCNCH 3CH 2OHCH 2CHCH 2CN LiAlH 4CHCH 2NH 2CH 2(2)ONH 3+(H)NH 2CH 3BrNHCH 3(3)(4)CH 3CH 2CH 2CH 2Br KOH,CH 3CH 2OHCH 3CH 2CH CH 2HBrCH 3CH 2CHCH 3Br 3CH 3CH 2CHCH 3NH 25. 完成下列各步反应,并指出最后产物的构型是(R )或(S )。
C 6H 5CH 2CHCOOHCH 3(1)SOCl (2)NH 3(3)Br 2,OH -C 6H 5CH 2CHNH 2CH 3S-(+)(-)答案:反应的前两步都不涉及到手性碳,反应的第三步为Hofmann 重排,转移基团在分子内转移,其构型保持不变。
由于分子组成而变了,旋光性可能改变,也可能不变,此处测定结果为左旋。
6. 完成下列反应: (1)CH 3N H(1)CH I(过量)(2)Ag 2O,H 2O??(1)CH 3I (3)加热Ag 2O,H 2O ?(2)CH 32CH 3Fe+HCl ?(CH 3CO)2O?混酸?H +,H O???NaNO 2(3)CH 3O NH 2CH 3O(4)CH 3CH 2N(CH 3)3Cl+_(5)CH 3O 2NNH 2O 2N(6)CH 3CH 2CH 2NH 2(7)NHCO33AcOH?(8)NO 2O 2N F+ H 3CNHH 2N O ?(9)HN +H 3C OH +???CH 2CHCOOEtH +(10)CH 3NO -H 3C CH3答案:(1)(注:书中有误,改为)(2)(3)(4)(5) 利用Hofmann 重排反应(降级反应)来完成缩碳。
(6) 利用卤代烃的氰解来增加一个碳原子。
(7)BrNHNO2CCH 3O(8)芳环上的亲核取代反应,先加成后消去。
(9)不对称酮形成烯胺后,再进行烃基化时,烃基化主要发生在取代基较少的α位。
与普通碱催化反应正好相反。
(10) 含β-H 的氧化叔胺在加热时发生顺式消除反应(协同反应)生成烯烃和R 2NOH 。
CH 37. 指出下列重排反应的产物:(1) CH 2OHHBr(2) H 2COT OSHOAc(3)CC CH 3CH 3OHOH H +(4)OH CH 3OHCH 3H +(5)CH 3OH OH CH 3H +(6)COOHSOCl 2?CH 2N 22?2H 2O,50-60?(7)O C(CH 3)32?HCl ?(8) C 6H 5COCH 3CH 3CO 3H答案:(1)碳正离子的形成及其重排:(2)碳正离子的形成及其重排:(3)碳正离子的形成及其重排:片呐醇重排反应(4)碳正离子的形成及其重排:片呐醇重排反应(5)碳正离子的形成及其重排:片呐醇重排反应(6)Wolff重排:COCl COCHN2l CH2COOH(7)Beckmann重排:C(CH3)3N OH C ONHC(CH3)3(8)Baeyer-Villiger重排:C6H5COCH3O8. 解释下述实验现象:(1)对溴甲苯与氢氧化钠在高温下反应,生成几乎等量的对和间甲苯酚。
(2)2,4-二硝基氯苯可以由氯苯硝化得到,但如果反应产物用碳酸氢钠水溶液洗涤除酸,则得不到产品。
答案:(1)溴苯一般不易发生亲核取代反应,该反应是经过苯炔中间体历程进行的,表示如下:(2) 氯苯可以直接硝化生成2,4-二硝基氯苯,但2,4-二硝基氯苯因两个硝基的吸电子作用,使昨其很易水解,生成2,4-二硝基苯酚,所以得不到2,4-二硝基氯苯的产物。
9. 请判断下述霍夫曼重排反应能否实现,为什么?RCONHCH32-RNHCH3答案:该反应不能实现,因为仲胺分子中N原子上没有两个可被消去的基团,无法形成氮烯中间体,霍夫曼重排反应只能发生在氮原子上无取代的酰胺。
10、从指定原料合成。
(1)从环戊酮和HCN制备环己酮;(2)从1,3-丁二烯合成尼龙-66的两个单体-己二酸和己二胺;(3)由乙醇、甲苯及其他无机试剂合成普鲁卡因(H2N COOCH2CH2NEt2);(4)由简单的开链化合物合成NO2 CH3答案:(1)oOHCN HO CH2NH22O (2)2H 2O 2BrBr 2NaCNCN CN Na C 2H 5OHCH 2NH 2CH 2NH 2HOHC OH COHOCOOHCOOH(3)(4)11、选择适当的原料经偶联反应合成:(1)2,2ˊ-二甲基-4-硝基-4ˊ-氨基偶氮苯;(H 3C)2NN NSO 3Na(2)甲基橙(3) 4-叔丁基-4`-羟基偶氮苯答案:(1) 2,2ˊ-二甲基-4-硝基-4ˊ-氨基偶氮苯;(2) 甲基橙(3) 4-叔丁基-4`-羟基偶氮苯12、从甲苯或苯开始合成下列化合物:(1)间氨基苯乙酮(2)邻硝基苯胺(3)间硝基苯甲酸(4)间溴甲苯(5)HOOCOHNO2(6)OHNO2答案:(1)(2)(3)(4)(5)- 11 -(6)13、试分离PhNH2、PhNHCH3和PH(NH3)2答案:14、某化合物C8H9NO2(A)在氢氧化钠中被Zn还原产生B,在强酸性下B重排生成芳香胺C,C用HNO3处理,再与H3PO2反应生成3,3ˊ-二乙基联苯(D)。
试写出A、B、C和D的结构式。
答案: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:能与两摩尔碘甲烷反应,说明为一个仲胺。
根据产物烯的位置可推知:- 12 -NMR无双重峰,说明其旁没有单个H。
这句话排除了如下结构式的可能。
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:(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)。
化合物分子式为,C15H17N,不饱和度为8,分子中可能含2个苯环。
结合NMR谱图可得化合物A的结构式是:- 13 -。