OCH3(10)
(11)
NHCOCH3 (12)
SO3H
C(CH3)3(13) (14)
CH3CH3高温低温CH(CH3)2
(15)
CO (16)
COO
NO2CH3(17) HC3CO (18)
NHCOCH3
讨论:
OCH3A. (10)的一元硝化产物为
OCH3NO2而不是,因为与前者相关的
NO2σ-络合物中正电荷分散程度更大,反应活化能更低:
OCH3HOCH3HNO2OCH3HNO2OCH3H
NO2OCH3HNO2NO2OCH3H
NO2OCH3OCH3OCH3OCH3
OHN2OHN2OHN2OHN2NO2B.(13)的一元硝化产物为
NO2,是因为前
CH3者的空间障碍小,热力学稳定。
CH3而不是
CH3CH3vi) (八) 利用什么二取代苯,经亲电取代反应制备纯的下列化合物?
OCH(1)
3COOHNO22NO2NONO22 (2)
NOCOOH (3)
NONO22 (4)
O2NCOOH解:可用下列二取代苯分别制备题给的各化合物:
OCH(1)
3COOH (2)
(3)
NO2NO2 (4)
NO2COOHNO2COOHvii) (九) 将下列各组化合物,按其进行硝化反应的难易次序排列:
(1) 苯、间二甲苯、甲苯 (2) 乙酰苯胺、苯乙酮、氯苯 解:(1) 间二甲苯>甲苯>苯
解释:苯环上甲基越多,对苯环致活作用越强,越易进行硝化反应。 (2)乙酰苯胺>氯苯>苯乙酮
解释:连有致活基团的苯环较连有致钝集团的苯环易进行硝化反应。
对苯环起致活作用的基团为:—NH2,—NHCOCH3且致活作用依次减小。 对苯环起致钝作用基团为:—Cl,—COCH3且致钝作用依次增强。
viii) (十) 比较下列各组化合物进行一元溴化反应的相对速率,按由大到
小排列。
(1) 甲苯、苯甲酸、苯、溴苯、硝基苯
(2) 对二甲苯、对苯二甲酸、甲苯、对甲基苯甲酸、间二甲苯 解:(1) 一元溴化相对速率:甲苯>苯>溴苯>苯甲酸>硝基苯
解释:致活基团为—CH3;致钝集团为—Br,—COOH,—NO2,且致钝作用依次增强。
(2) 间二甲苯>对二甲苯>甲苯>对甲基苯甲酸>对苯二甲酸
解释:—CH3对苯环有活化作用且连接越多活化作用越强。两个甲基处于间位的致活效应有协同效应,强于处于对位的致活效应;—COOH有致钝作用。
ix) (十一) 在硝化反应中,甲苯、苄基溴、苄基氯和苄基氟除主要的到
邻和对位硝基衍生物外,也得到间位硝基衍生物,其含量分别为3%、7%、14%和18%。试解释之。
解:这是-F、-Cl、-Br的吸电子效应与苄基中―CH2―的给电子效应共同作用的结果。
电负性:F>Cl>Br>H
邻、对位电子云密度:甲苯>苄基溴>苄基氯>苄基氟
新引入硝基上邻、对位比例:甲苯>苄基溴>苄基氯>苄基氟 新引入硝基上间位比例:甲苯<苄基溴<苄基氯<苄基氟
x) (十二) 在硝化反应中,硝基苯、苯基硝基甲烷、2-苯基-1-硝基乙烷所
得间位异构体的量分别为93%、67%和13%。为什么?
解:硝基是强的吸电子基(-I、-C),它使苯环上电子云密度大大降低,新引入基上间位。
NO2硝基苯CHO2N2苯基硝基甲烷CHHO2C2N22-苯基-1-硝基乙烷
硝基对苯环的-I效应迅速减弱,烃基对苯环的+C效应逐渐突显硝化产物中,间位异构体的比例依次降低xi) (十三) 甲苯中的甲基是邻对位定位基,然而三氟甲苯中的三氟甲基是
间位定位基。试解释之。
解:由于氟的电负性特别大,导致F3C-是吸电子基,对苯环只有吸电子效应,而无供电子效应,
具有间位定位效应。
xii) (十四) 在AlCl3催化下苯与过量氯甲烷作用在0℃时产物为1,2,4-三甲
苯,而在100℃时反应,产物却是1,3, 5-三甲苯。为什么?
解:前者是动力学控制反应,生成1,2,4-三甲苯时反应的活化能较低;后者是热力学控制反应,得到的1,3, 5-三甲苯空间障碍小,更加稳定。
xiii) (十五) 在室温下,甲苯与浓硫酸作用,生成约95%的邻和对甲苯磺酸
的混合物。但在150~200℃较长时间反应,则生成间位(主要产物)和对位的混合物。试解释之。(提示:间甲苯磺酸是最稳定的异构体。)
解:高温条件下反应,有利于热力学稳定的产物(间甲苯磺酸)生成。
xiv) (十六) 将下列化合物按酸性由大到小排列成序:
(1)
(2)
CH3 (3)
ON2
(4)
CHH2C3 (5)
CH2
解:(3) > (1) > (5) > (2) > (4)
各化合物失去H+后得到的碳负离子稳定性顺序为:(3) > (1) > (5) > (2) > (4)。 碳负离子越稳定,H+越易离去,化合物酸性越强。
xv) (十七) 下列反应有无错误?若有,请予以改正。
CH2NO2HSO24HNO3(1)
CH2NO2
NO2解:错。右边苯环由于硝基的引入而致钝,第二个硝基应该进入电子云密度较大的、左边的苯环,
且进入亚甲基的对位。 (2)
+ FCHCHCHCl222CH3要产物应该是:
AlCl3CHCHCHF222
解:错。FCH2CH2CH2+在反应中要重排,形成更加稳定的2o或3o碳正离子,产物会异构化。即主
CHCH2F
若用BF3作催化剂,主要产物为应为
CH3CH CH2ClNO2Zn-HgHClCCH3HNO3NO2CHCOCl3AlCl3NO2CHH2C3
(3)
HSO24O解:错。① 硝基是致钝基,硝基苯不会发生傅-克酰基化反应;
② 用Zn-Hg/HCl还原间硝基苯乙酮时,不仅羰基还原为亚甲基,而且还会将硝基还原为
氨基。
AlCl3CH=CH2+ ClCH=CH(4) 2解:错。CH2=CHCl分子中-Cl和C=C形成多电子p—π共轭体系,使C—Cl具有部分双键性
质,不易断裂。所以该反应的产物是PhCH(Cl)CH3。
xvi) (十八) 用苯、甲苯或萘等有机化合物为主要原料合成下列各化合物:
(1) 对硝基苯甲酸 (2) 邻硝基苯甲酸
(3) 对硝基氯苯 (4) 4-硝基-2,6二溴甲苯 (5)
COOH (6)
CH=CHCH3