大學基礎有機化學習題精析（簡體書）

《大學基礎有機化學習題精析》對《大學基礎有機化學(第二版)》的所有習題作了精析精解，涉及分子的結構與性能，烷烴與環烷烴，烯烴，分子的手性，炔烴，芳香族化合物，鹵代烴，醇、酚和醚，醛和酮，羧酸，羧酸衍生物，含氮化合物，糖，氨基酸、肽和蛋白質，核酸，有機合成設計等；涵蓋問答、分析、設計等各類題型。從分析習題的背景知識入手幫助讀者理順解題的思路、技巧、關鍵點，提高正確書寫格式的能力。 n
《大學基礎有機化學習題精析》可作為應用化學、化學及相關專業學生學習基礎有機化學的參考書和考研輔導，也可供有機化學教師教學參考所用。

秦川，華東理工大學化學與分子工程學院，副教授，1991年至今在有機化學教研組從事： n
有機化學教學，面向大二學生，96學時/年； n
有機化學實驗教學，面向大二學生，240學時/年； n
短學期講座。 n
主要教學經歷 n
1984 年畢業留校，1991年從事有機化學教學工作至今。 n
主要教學、科學研究、實踐經歷 n
已在國內外期刊上發表科研、教學論文10篇， n
1、Water-Soluble Noncovalently Engineered Graphene-Neutral Red Nanoposite with Photocurrent Generating Capacity Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 11, 1–7, 2011 XiaojuShi1,2, Zhi Li1 , Xueping Ge1, Cunzhong Yang1, BiFang1, JianjuWei1,HaifeXie1, Kunlong Zhang1, Xingcai An3, and ChuaQin2 n
2、Synthesis and mesomorphic properties of resorcyl n
di benzoate liquid crystals Liquid Crystals Vol. 37, No. 4, April 2010, 427–433 ISSN 0267-8292 Ziming Li, Peter Salamon, Antal Jakli, KanWang, ChuaQin*, Qing Yang, Cheng Liu and JianxuWeSCI收錄 n
3、Synthesis and mesomorphic properties of some benzoate-tolanes containing n
perfluorophenylene unit CHINESE JOURNALOF CHEMISTRY 24(7), 910-916, n
2006 ISSN 1001-604X QIN, ChuaRONG, Guo-Bin* YU, Hong-BiWEN, n
Jian-XuSCI收錄 n
4、Synthesis and Mesomorphic Properties of Chiral Mesogens Bearing Fluorinated Alkyl Terminal Tails CHINESE JOURNAL OF CHEMISTRY 24(1), 99-102, 2006 ISSN 1001-604X QIN, ChuaRONG, Guo-Bin* CHEN, Bao-QuaWEN, Jian-XuSCI收錄 n
5、Synthesis and mesomorphic properties of n
cholesterylp-2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-pentoxybenzoate LIQUID CRYSTALS 31(12), 1677-1679, 2004 ISSN 0267-8292 CHUAN QIN*, GUO-BIN RONG, JIAN-XUN WEN, and ANIKO VAA and NANDOR EBER SCI收錄 n
1、加強基礎有機化學課程中的立體化學教學 秦川 榮國斌 寧夏大學學報　自然科學版28,173，177, 2007 ISSN 0253-2328 n
2、在有機化學教學中加強案例教學 秦川 榮國斌 化工高等教育23(2), 84-85, 2006 ISSN 1000-6168 n
3、有機化學課程進行開卷考試的體會 新世紀應用化學教學理論與實踐 秦川 榮國斌103-105, 2006.1.

1分子的結構與性能1 n
2烷烴與環烷烴21 n
3烯烴32 n
4分子的手性51 n
5炔烴64 n
6芳香族化合物77 n
7鹵代烴98 n
8醇、酚和醚117 n
9醛和酮132 n
10羧酸 155 n
11羧酸衍生物168 n
12含氮化合物190 n
13糖204 n
14氨基酸、肽和蛋白質214 n
15核酸222 n
16有機合成設計226

6-1 指出： n
1) 二噁英類化合物1和2各有多少種一氯和二氯取代產物? n
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2) 二硝基酚和單溴代聯苯胺各有多少種同分異構體？ n
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3) 三個二甲苯異構體中，哪個熔點高，哪個沸點高？ n
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4) 下列各分子或離子中哪些是芳香性的? n
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5) 化合物18的四個氮原子中，哪幾個氮原子上的孤對電子會參與芳香大π體系的形成? n
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6) 19、20兩個化合物是否相等? 21、22呢? n
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7) 23、24這兩個呋喃衍生物哪一個更易發生Diels-Alder反應? n
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8) 蒽(25)、菲(26)穩定的共振結構式。 n
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9) 氯苯、呋喃和吡啶的共振結構式。 n
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10) 雙亞苯基化合物(27)的兩個共振結構式中哪個對實際結構的貢獻更大？ n
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11) 丁-2-烯和1,2-二苯乙烯都有碳碳雙鍵，圍繞碳碳雙鍵旋轉的能壘哪個大。 n
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12) 下列哪一個離子不是苯發生硝化反應的中間體： n
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13) 下列各組芳香族化合物發生親電取代反應的活性大小：(1) 苯、甲苯、苯酚和硝基苯；(2) 苯、氯苯、苯甲醚和苯甲酸；(3) C6H5OH、C6H5O–和C6H5OCOCH3；(4) 苯、間二甲苯和對二氯苯；(5) 32、33、34和35。 n
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14) 下列五個芳香族化合物在芳環上發生單硝化反應的位置選擇性： n
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15) 甲苯或叔丁基苯發生單硝化反應后鄰、對位取代產物的相對比例如何？ n
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16) 下列各組化合物中哪一個能吸收波長較大的紫外光? n
(1) 苯和苯乙烯；(2) 萘和蒽；(3) 順-和反-1,2-二苯乙烯。 n
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解：1) 判斷構造異構體的多少可從化學環境考慮。1和2都是相對較簡單的對稱分子，1有四種類型的氫；2的對稱性更好，只有兩種類型的氫。1和2的一氯取代產物各有四種和兩種。 n
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單取代只要考慮一個苯環，二取代可在一取代基礎上識別同環和異環的取代異構關系。1共有二氯取代產物16種：若C(1)先氯代后，同環、異環二氯取代產物各有3種和4種；若C(2)先氯代后，同環、異環二氯取代產物各有2種和3種；若C(3)先氯代后，同環、異環二氯取代產物各有1種和2種；若C(4)先氯代后，有異環二氯取代產物1種。2共有二氯取代產物10種：C(1)先氯代后，同環、異環二氯取代產物各有3種和4種；C(2)先氯代后，同環、異環二氯取代產物各有1種和2種。 n
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2) 這兩個分子都各有兩個官能團，可先定好一個官能團的位置再分析另一個官能團的位置。二硝基酚中羥基位置若在C(1)，兩個硝基的位置可以是C(2)、C(3)或C(2)、C(4)或C(2)、C(5)或C(2)、C(6)這4種，也可以是C(3)、C(4)或C(3)、C(5)或C(3)、C(6) 這三種，共八種同分異構體。單溴代聯苯胺的異構更復雜些，可先定好溴的位置再分析氨基的位置，共有19種同分異構體：溴的位置若在C(2)，氨基的位置可以是C(3)、C(4)、C(5)、C(6)和C(2')、C(3')、C(4')共七種；溴的位置若在C(3)，氨基的位置可以是C(2)、C(4)、C(5)、C(6)和C(2')、C(3')、C(4')共七種；溴的位置若在C(4)，氨基的位置可以是C(2)、C(3)和C(2')、C(3')、C(4')共五種。 n
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3) 對二甲苯的熔點(13℃)高，因為其對稱性好，分子間更易堆積，間和鄰二甲苯的熔點各為?48℃和?26℃。芳香烴的偶極矩愈大，沸點也相對愈高，故鄰二甲苯的沸點(144℃)高，間和鄰二甲苯的沸點各為139℃和138℃。 n
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4) 可從Huckel規則判別分子或離子有無芳香性，即一個含有4n+2個π電子數的平面單環的由sp2雜化原子組成的共軛體系是有芳香性的。3和4都有6π電子的苯環，都有芳香性。5和7各是兩個和六個π電子的共軛體系，有芳香性。6是有4π電子的共軛體系，無芳香性。8不是共軛體系，無芳香性。9是有10π電子的共軛體系，有芳香性。10不是共軛體系，氮原子上的孤對電子若參與共軛形成八個π電子的共軛體系，也無芳香性。該孤對電子仍歸氮原子獨有，不參與共軛。11不是共軛體系，無芳香性。12和13中羰基有極化的共振結構，碳、氧原子各帶正電荷和負電荷，各形成有四個和六個π電子的共軛環體系，故12無芳香性，13有芳香性。14的情況與10相似，無芳香性。15中N(sp3)—H中氮原子的孤對電子參與共軛形成6π電子的共軛體系，有芳香性。16的情況與10相似，無芳香性。17是有六個π電子的共軛體系，有芳香性。 n
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5) 芳香大π體系需滿足Huckel規則要求的4n+2個π電子數。18中N(9)上的孤對電子參與后可形成10π電子的環狀共軛體系，其它3個氮原子的孤對電子仍歸各自所有而無需參與大π共軛。 n
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6) 環丁二烯是長方形的互變的扭曲結構，2個鄰位氘原子處于單鍵或雙鍵是兩個不等的結構，19和20兩個化合物不等。苯中單鍵或雙鍵沒有差別，21和22兩個結構反映的是同一化合物。 n
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7) 23和24這兩個呋喃衍生物中24的雙鍵處于大π共軛的芳香體系中，分子中無二烯結構，不起Diels-Alder反應，23中的呋喃環是可以進行Diels-Alder反應的。 n
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8) 蒽(25)和菲(26)可視作三個苯環的并合，將每個苯環作環己-1,3,5-三烯處理，蒽和菲各有四個和五個穩定的共振結構式。菲的穩定性比蒽大也可從其有比蒽更多的共振貢獻者來解釋。 n
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9) 氯苯有五個共振結構式：兩個共振結構式保持Kekule結構，另三個因氯原子上的孤對電子與苯環共軛產生電荷分離的共振結構式。由于氯原子的供電子共軛效應比其吸電子的誘導效應強，故氯苯苯環中的電荷密度比苯大，氯苯進行芳香族親電取代反應的活性比苯大，且主要在鄰、對位上。 n
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呋喃有五個共振結構式：其中一個正負電荷不分離，四個正負電荷分離： n
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吡啶有五個共振結構式：兩個共振結構式保持Kekule結構，另三個因亞胺鍵產生電荷分離的共振結構式。 n
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10) 并聯苯環都是共振雜化體，共振結構式中含穩定的芳香性子結構愈多的共振貢獻者對結構的貢獻也愈大。這兩個共振結構式都有兩個芳香性的苯環子結構，但27b有一個反芳香性的環丁二烯子結構，27a是一個無芳香性的環丁烷子結構，故27a對實際結構的貢獻更大。 n
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11) 碳碳雙鍵中的π鍵是兩個p軌道側向平行排列而成，圍繞碳碳雙鍵旋轉將導致π鍵斷裂而成為兩個碳自由基或一個碳正離子與一個碳負離子。任何能穩定自由基或正離子、負離子的因素都會使旋轉能壘降低。1,2-二苯乙烯圍繞碳碳雙鍵旋轉時將生成的兩個單電子或正、負離子所帶的電荷都處于因可共軛分散到苯環上去而相對較易生成的芐基位。丁-2-烯圍繞碳碳雙鍵旋轉將生成兩個相對不易生成的仲自由基或正、負離子，故圍繞碳碳雙鍵旋轉的能壘相對也更大。 n
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12) 苯發生芳香親電取代反應是分步完成的：步生成的碳正離子中間體中正電荷應落在親電試劑所在C(1)的鄰位C(2)位，通過烯丙基共軛分散到C(4)和C(6)位上，C(3)和C(5)位是不會帶正電荷的。苯發生硝化反應的中間體是28、30和31，29是不存在的。 n
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13) 單取代苯的定位效應較簡單，芳香族化合物中芳香環的電荷密度愈大發生親電取代反應的活性愈大。故給電子取代基(EDG)有致活效應且再進入的親電試劑主要取代鄰、對位氫，這些活化基團及致活能力的大小為—NH2 ~ —NHR ~ —NR2 > —OH ~ —OR > —NHCOR > —OCOR > —R > —苯基 > —烯基；吸電子取代基(EWG)有致鈍效應且再進入的親電試劑主要取代間位氫，這些鈍化基團及致鈍能力的大小為—NR3+ > —NO2 > —CX3 > —SO3H > — > —COCl ~ —CO2H ~—CHO ~ — COR ~ —CO2R ~ —CONH(R)2。作為鄰、對位取代基的鹵甲基和鹵素的致鈍能力小。 n
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故下列各組芳香族化合物發生親電取代反應的活性大小為：(1) 苯酚 > 甲苯 > 苯 > 硝基苯；(2)苯甲醚 > 苯 > 氯苯 > 苯甲酸；(3) C6H5O– > C6H5OH > C6H5OCOCH3；(4) 間二甲苯 > 苯 > 對二氯苯；(5) 33 > 32 > 34 > 35。芐基位的氮原子產生的供電子共軛效應強于其吸電子的誘導效應，在芐基位鄰位的氮原子對苯環僅產生較弱的吸電子誘導效應。