三苯甲醇的制备实验操作如下: 向配有搅拌、回流冷凝管(顶端装有氯化钙干燥管)及滴液漏斗的150mL三颈瓶中加入1.25g镁屑、25mL绝对乙醚及几颗碘粒,开动搅拌,自滴液漏斗中滴下1~2mL溴苯,并温热之。待反应开始后,再将其余溴苯慢慢滴入。调节滴加速度,使乙醚溶液呈微沸状态(15min滴完)。溴苯加完后继续回流1h左右使镁屑几乎全部作用完。将反应物冷却至室温,在继续搅拌下自滴液漏斗中滴入2.4mL苯甲酸乙酯和8mL绝对乙醚所组成的混合液(约20min滴完),滴完后继续回流30min。停止搅拌,将反应物冷却,并在搅拌下慢慢倒入盛有25g碎冰、50mL水和3mL浓硫酸的烧杯中,使加成物分解。分出醚层后,水层用乙醚提取1~2次(每次用量10~15mL)。合并醚液,依次分别用5%碳酸钠溶液和水各7mL洗涤。然后把醚层转移入250mL圆底烧瓶中,蒸去乙醚,残留物中加入20mL水,将残留物捣碎后进行水蒸气蒸馏,直至无油状物为止。将残留物冷却抽滤,用滴管吸取少量95%乙醇洗涤滤渣2次,干燥,得淡黄色粗品。用9倍量的95%乙醇重结晶得精品。 问题:
【正确答案】 反应式: 在无水乙醚存在下,溴苯和金属镁作用,生成溴化苯基镁。溴化苯基镁与苯甲酸乙酯作用,生成二苯甲酮。 二苯甲酮与溴化苯基镁反应的反应活性比苯甲酸乙酯与溴化苯基镁反应的活性大,因此,生成的二苯甲酮会立即与溴化苯基镁作用,生成溴化三苯甲醇镁。溴化三苯甲醇镁酸性水解后生成产物三苯甲醇。
【答案解析】
问答题
再设计一种以苯为主要原料制备三苯甲醇的路线。
【正确答案】 由苯为主要原料制备三苯甲醇还有其他路线: ①经三苯甲基氯合成三苯甲醇。在无水三氯化铝存在下,苯与四氯化碳作用,生成三苯甲基氯。三苯甲基氯在碱性条件下水解,生成三苯甲醇。 ②经二苯甲酮合成三苯甲醇。在无水三氯化铝存在下,苯与光气作用生成二苯甲酮。 在无水三氯化铝存在下,苯与四氯化碳作用生成二苯基二氯甲烷,然后水解生成二苯甲酮。 苯溴代生成溴苯: 溴苯与镁作用,生成溴化苯基镁,溴化苯基镁与二苯甲酮作用,生成溴化三苯甲醇镁,溴化三苯甲醇镁水解,生成三苯甲醇。
【答案解析】
【正确答案】 溴苯与金属镁是放热反应,反应有诱导期,一旦反应开始,一般无需再加热。但如果滴加溴苯的速度太慢,反应放出的热小于反应体系散失的热,导致反应温度下降,从而造成反应速率下降,直至反应几乎停止。随着溴苯的滴加,体系中溴苯的浓度增加,如加热反应体系,重新启动反应,将产生爆发式反应(即开始不反应,当加热到一定温度时,突然反应,温度快速上升,反应很快结束),副反应增多。如果滴加溴苯的速度太快,局部溴苯浓度增加,反应热增加,反应激烈,溴苯与金属镁作用生成的溴化苯基镁会与溴苯作用,生成联苯。 温度越高,溴苯浓度越大,该副反应越显著。因此,需控制溴苯的滴加速度,保持乙醚微微沸腾。
【答案解析】
问答题
组氨酸同树脂相结合的一种固相多肽合成法已被引用,这里组氨酸的氨基和羧基都不与树脂结合,因而多肽链可以从这两者延伸。反应的大概序列示于下边。写出每一阶段发生反应的式子。
(1)B
OC -甘氨酸+氯甲基聚苯乙烯→I
(2)Ⅰ+1,5-二氟-2,4-二硝基苯+Et
3 N→Ⅱ
(3)Ⅱ+B
OC -组氨酸→Ⅲ
(4)Ⅲ+三氟乙酸对硝基苯酯→Ⅳ
(5)Ⅳ+脯酰胺→V
(6)V+三氟乙酸→Ⅵ
(7)Ⅵ+2-吡咯酮-5-甲酸五氯苯酯→Ⅶ
(8)Ⅶ+HSCH
2 CH
2 OH+N-甲基吗啉→Ⅷ
问答题
以环己烷、乙炔为原料(其他试剂任选)合成
问答题
画出下列化合物的结构式,并判断哪个化合物在乙醇溶液中更容易进行S
N 1反应?说明你的理由。
(i)1-溴丙基-4-甲氧基苯
(ii)1-溴丙基-3-甲氧基苯
【正确答案】 上述两个化合物在乙醇溶液中通过醇取代卤素来进行SN1反应。在SN1反应过程中,需要形成稳定的碳正离子,因此进行SN1反应的难易程度取决于中间形成的碳正离子的稳定性。根据定位规则,可以判断出,甲氧基处于邻、对位时所形成的碳正离子更加稳定。因此(i)更容易发生SN1反应。两种分子形成碳正离子的机理如下: (i) (ii)
【答案解析】
问答题
试提出合成苯基-3-吡啶酮的方法。
【正确答案】 吡啶环不能发生Friedel-Crafts反应,所以只能用吡啶甲酰氯作为酰化试剂。
【答案解析】
问答题
判断下列化合物为芳香性、反芳香性或无芳香性,并说明理由。
(i)
(ii)
(iii)
【正确答案】 (i)该化合物具有芳香性。理由如下: 中心N原子使得最外的12个碳原子可以同处一个平面,并且具有12个电子。N原子上孤电子对可以与12个电子形成共轭,离域程度大,π键很稳定。可以形成14电子共轭体系。即与芳香阴离子互为共轭体系。 (ii)该化合物具有芳香性。理由如下: 中心N原子使得最外的9个碳原子可以同处一个平面,并且具有6个电子,属于4n+2体系。 (iii)该化合物具有芳香性。理由如下: 最外的18个碳原子可以同处一个平面,并且具有18个电子,属于4n+2体系。
【答案解析】
问答题
用化学方法鉴别下列各组化合物。
(1)正丁醇,二级丁醇,叔丁醇
(2)乙二醇,氯乙醇,乙醇
(3)二级丁醇,异丁醇,乙醇
(4)丙醇,烯丙醇,2-丙炔-1-醇
问答题
指出下列化合物中,哪个能还原Fehiling溶液?哪个不能还原Fehiling溶液?
【正确答案】 (1)能还原Fehiling溶液,因它为酮糖。(2)、(3)和(4)不能。因为(2)为醇,(3)为内酯,(4)为糖苷,均无还原性。
【答案解析】
问答题
通常二元酸的pK
a1 比相应的一元酸的pK
a 小,而pK
a2 则比相应的一元酸的pK
a 大,试解释原因。
【正确答案】 当二元酸的两个羧基相距不太远时,羧基的―I效应使得另一个羧基上的氢原子的酸性增强,当氢电离后,羧基负离子上的负电荷可通过诱导效应得到分散。另一方面,如果分子中两个羧基的空间位置合适,羧基负离子还可以通过形成氢键而稳定,这些作用的结果都使得二元酸的pKa1值下降。但当分子中第二个羧基上的氢电离时,由于带负电荷的两个羧酸根之间的电场作用(场效应),分子的稳定性下降,因此第二级电离与相应的一元酸相比不太容易进行,故pKa2值上升。
【答案解析】
问答题
由简单的原料制备下列化合物。
(i)
;(ii)
;(iii)
;
(iv)
;(v)
【正确答案】 利用β-二羰基化合物的烃基化和酰基化的反应,同时联合酸式分解和酮式分解,这是解有机合成题目的一种基本路线。在使用所有方法合成前,需要对目的产物进行观察,经常需要利用切断法来合成相应的子化合物,需要做到对相应基团、官能团进行转化,必要时需要对部分官能团进行保护。因此上述目标化合物的合成路线分别如下: (i) (ii) (iii) (iv) (v)
【答案解析】
问答题
以丁二烯和丙烯酸为原料(无机试剂任选)合成
问答题
指出下列化合物进行E2消除反应所生成烯烃的结构。
问答题
由甲苯为原料合成(无机试剂任选)
问答题
用什么方法可以鉴别以下异构体(1)、(2)和(3)。
【正确答案】 异构体(1)与苯肼直接可以反应得到一个含甲氧基的苯腙。异构体(2)不能直接与苯肼反应,但经水解后能与苯肼生成糖脎。异构体(3)与苯肼直接可以反应,得到一个含甲氧基的糖脎。因此,将上述三个异构体与苯肼发生相关反应,通过观察现象,即可鉴别三种化合物。
【答案解析】
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