e732dd9fef630b1c59eef8c75fbfc77da36997dd.docx
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有机化学机理题
Cl2
Cl
light
light
Cl
+
Cl
+
Cl
+
2
CH3OH
解
2Cl
+H
Hr/O+
CH3
+HCl
O、
CH3
Cl2
Cl—Cl
Cl
解：
X亠』
1螺戊烷在光照条件下与氯气反应是制备氯代螺戊烷的最好方法。
解释在该反应条件下，为什么氯化是制备这一化合物的如此有用的方法并写出反应历程。
该反应条件下螺戊烷氯化是自由基反应，形成图示的平面型或近似于平面型的自由基中间
体,中心碳原子为sp2杂化，未参与杂化的p轨道只有一个未配对电子，垂直于三个sp2杂化轨
道,并被另一个环丙烷的弯曲键所稳定，活化能低，反应速度快，是制备该化合物有效的方法。
链引发:
链传递:
+Cl-
链终止:
2Cl.
2解释：
甲醇和2-甲基丙烯在硫酸催化下反应生成甲基叔丁基醚与烯烃的水合过程相似）。
CH3OC（CH3）3（该过程
CH3OCHClCH3
3下面两个反应的位置选择性不同
（1）CF3CH=CH2HCl・CF3CH2CH2Cl
（2）CH3OCH=CH2
解：
三氟甲基是强吸电子基，存在强的—效应。
生成稳定中间体碳正离子CF3CH2CH2*。
连在烯键上的甲氧基存在强的+C、弱的-效应，即CH3OCHs=CH2-,氢离子进攻CH2S，得到中间体碳正离子CH3OCH+CH3也较稳定。
4
解两次亲电加成，第一次是氢离子加到烯键上上）,每次都生成较稳定的碳正离子。
第二次是分子内加成
（碳正离子加到烯键
-H+
解+HgOAc对烯键亲电加成后
，接着经过一系列亲电加成
再失去氢离子，得最终产物
OAc
解碳正离子1发生重排。
不重排的产物是1-异丙基-1-氯环己烷。
本题碳正离子重排由氢
迁移造成。
解
发生碳正离子重排。
第一步得到的碳正离子已是叔碳正离子，但分子中有五元环。
重排时，
碳正离子a位环戊基的一条键带一对电子移到碳正离子上，生成六员环（1,2-迁移，碳正离
子是1-位，2-位基团迁到1-位上）。
H
原来的氢
9
Br
Br
10解释乙烯和异丁烯加溴各经过不一样的中间体乙烯加溴得到溴翁离子，其稳定性大于开链的伯碳正离子。
Br—Br
Br—Br
+
异丁烯CH2=C（CH3）加溴后得到的开链叔碳正离子稳定。
Br
Br
Br
Br
11解释：
环戊二烯在室温时生成一个不带双键的聚合物，加热后又生成环戊二烯单体。
环戊二烯室温下很容易二聚（Diels-Alder反应），得到的产物有双键，还可与环戊二烯反应,
这样得到的聚合物只有单键。
Diels-Alder反应可逆，加热时解聚。
12解释：
3-溴环己烯和HBr反应生成一个产物反-1，2-二溴环己烷，而3-甲基环己
烯同样反应后生成四个产物顺-和反-1-溴2-甲基环己烷及顺-和反-1-溴-3-甲基环己烷。
解：
氢离子加到烯键的1-位碳原子时，正电荷在溴原子的3-位，溴孤对电子向碳正离子靠近可
以形成稳定的环状溴翁离子，接下去溴负离子对溴翁离子进攻，得到反-1,2-二溴环己烷。
3-甲基环己烯与氢离子加成，得到两种碳正离子稳定性差不多，碳正离子平面结构，溴负离子可从环上下方进攻碳正离子，故可得
X\^CH3h+^^ch3
4种产物。
Br
3
CH3
Br
CH3H
Br
CH3
CH
134R-甲基己烯与HBr反应后生成不等量的
己烷。
Br
2S,4R-2-溴-4-甲基己烷和
2R,4R-2-溴-4-甲基
解:
Et
H
H3C
Et
H3C
H
ch2
ch2
A
R
溴负离子进攻平面三角形碳正离子
从位阻小的氢原子一侧容易些，所以得到产物以A占优
势。
14
解释：
在相同反应条件下，乙烯、丙烯和2-甲基丙烯发生水合反应的相对速率分别是
1.6X06及2.5沁011。
1、
解:
H2C二CH?
h+
H3C—chJ
H3^C=CH2
+
H3C—CHCH3
H3C
”ch2
H3C
H3C
+CH3
CH3
因为反应中间体分别是伯碳正离子，仲碳正离子，叔碳正离子，稳定性依次增大。
15
N
NMe2
O
+
H
解:
H2SO4
+
NMe2
O
NMe
16
苯肼与丁酮在Fischer吲哚合成法条件下反应，生成两个吲哚异构体，给出它们的结构并解释原因。
解：
丁酮羰基两侧都有a-氢，在Fischer吲哚合成法中都可用于成环，所以产物有两种异
构体1和2。
CH3
H2CCH3
CH3
CH3
HOAc
H
N
+H
NNH
H
.NH2heat
N
H
H3C
HH
CH3
NhH
H2H
H3CH
H
H3C
CH
CH3
H
H
H
H2
H
CH3
+-NH4
H
H2CC2H5
O
nNH2heatH
H
HOAc
H
N
C2H5+
H
H
NH
C2H5
H
hn+H
H
H
NH
2
H
H
C2HH
H2
C2H5
H
H
C2H5
nh4
O
17请比较a-皮考啉和3■皮考啉硝化反应活性并说明原因，给出硝化反应的主要产物。
解：
吡啶亲电取代反应发生在3■位。
a-皮考啉硝化中间体的共振结构中，1和2有给电子基甲基
连在碳正离子上的结构，比较稳定；3-皮考啉硝化中间体无这种稳定共振结构。
所以前者
反应活性大。
N
HNO3
CH3
H2SO4
NO2
+
CH3
NCH3
CH3
HNO3
H2SO4
CH3
O2N
CH3
+
NO?
1
H
NO2
CH3
2
NO2
+
NO2
CH
3
18吡啶N-氧化物的芳香族亲电取代反应通常发生在4-位，而不是3-位，从碳正离子的稳
定性解释其原因。
解因为亲电试剂进攻吡啶N-氧化物4-位得到的碳正离子中间体，所有原子全部满足8电子构型的极限式1参与共振，比较稳定，对杂化体贡献最大，进攻3-位得到的碳正离子中间体没有这种稳定的极限式，所以吡啶N-氧化物亲电取代在4-位发生而不在3-位发生。
1
19喹啉在进行硝化反应时会生成两个不同的单硝化产物，给出它们的结构并解释原因。
解：
喹啉是苯环和吡啶环稠合，氮的电负性使吡啶环电子云密度比苯环小，亲电取代反应发生在苯环上，酸性条件下氮接受质子后更是如此。
喹啉硝化时，硝酰正离子进攻5-或8-位碳,
各有两个保留吡啶环系的稳定极限式参与共振；硝酰正离子进攻6-或7-位碳，各只有一个
保留吡啶环系的稳定极限式参与共振。
硝酰正离子进攻5-或8-位碳得到的中间体正离子稳
定，过渡态势能低，所以硝化产物是5-硝基喹啉和8-硝基喹啉。
2No
20给出4-氯吡啶与甲醇钠反应产物的结构，并用箭头描述该反应机理，包括所有的中间体。
解
Cl
OMe
214-溴吡啶与3-溴吡啶哪个可与酚基负离子发生取代反应？
给出产物结构并解释原因。
解：
机理:
OPh
Br
OPh
1
反应实质是亲核加成-消去。
酚基负离子与4-溴吡啶反应的中间体负离子有一种负电荷在氮原子上的稳定极限式直参与共振，负离子稳定，过渡态势能低，所以酚基负离子与4-溴吡
啶易反应。
酚基负离子与3-溴吡啶的反应中间体负离子没有这种稳定极限式，所以两者不易反应。
22解释下列反应过程:
Br
23（S）-3-甲基己烷进行自由基溴代反应主要生成一个非光学活性的
你可以得出什么有关自由基中间体的结构信息及反应过程。
解：
3-溴-3-甲基己烷，从中
Et
HMe
Pr-n
Br2
light
Et
BrMe
Pr-n
+Me
Et
——Br
Pr-n
因为产物为外消旋体，无光学活性，可以知晓此反应中间体自由基
Et
有平面结构。
Br
NaOCH3/CH3OH
24
组成。
解释3-溴-1-丁烯和1-溴-2-丁烯和NaOCH3/CH3OH反应有相同的反应速率和产物
中间体碳正离子存在共振，产物为
CH3OCH2CH=CHCH3以及CH2=CHCH（OCH3）CH3
25解释全氟叔丁基氯（CF3）3CCl很难进行亲核取代反应。
解
因为三氟甲基是强吸电子基，如果该氯代烃进行Sn1反应，得到的碳正离子会很不稳定；如
果进行Sn2反应，三个三氟甲基位阻又大。
所以进行SN1，SN2反应都很困难。
26解释光学纯的Z-4-氯-2-戊烯受热时发生消旋化。
解
HCl
CH3
heat
-Cl.
CH3
Cl-
27以2-戊烯为原料和NBS反应来制备1-溴-2-戊烯的合成路线是否可行，为什么?
解：
不可行，反应将主要得到4-溴-2-戊烯。
较CH2CH=CHCH2CH3稳定。
因为中间体
ch3ch
CHCHCH
Br
Br
28CH3CH=CHCH=CHCH2CI发生水解反应能生成几个产物？
它们的相对比例如何?
解：
1
23
乙较少，因为它无共轭烯键。
3.中间体碳正离子最稳定（既是烯丙，又是仲）稍多。
，所以3.比J
29解释R-3-溴环己烯和溴加成后生成两个产物，一个有光学活性，另一个无光学活性。
解
Br
Br
产物1有光学活性，2无光学活性（有对称面）。
30解释将2-或3-氯戊烷置于溶解有ZnCl2的浓盐酸中都得到2:
1的2-和3-氯戊烷的混合物解：
+CH3CHCH2CH2CH3
碳正离子重排，3223
（1）因5根C-H键参与op得到2-氯戊烷比3-氯戊烷多。
Cl
共轭,
+
工CH3CH2CHCH2CH3
（1）重排为3223
比
（2）4根C-H键参与o-p
②,同样
（2）重排为
（1）,共轭多点，更稳定，所以
-Cl-
1
31解释Z-1,2-二氯乙烯消除氯化氢的反应速度比E-式异构体快。
解：
ClZ-1,2-二氯乙烯，氢与氯处于反式共平面，所以易消除氯化氢。
E-1,2-
氯乙烯被消除的氢与氯不处于反式共平面，所以难消除些。
32解释内消旋2,3-二溴丁烷脱溴化氢给出E-2-溴-2-丁烯而光学活性的原料给出Z-式产
物。
反式消除
3
-HBr
H3CBr
H3CH
E-式
3
-HBr
乙式
33解释卤原子接在桥头碳原子上的桥环卤代烃不易发生亲核取代反应。
解：
以
如果起Sn1反应，得到中间体碳正离子平面型结构，而桥环卤代烃存在刚性结构，桥头碳不易形成sp2杂化的平面构型；如果起Sn2反应,要求亲核试剂从桥头碳背后进攻,高度空间障碍又妨碍了这一点。
所以不论Sn1、Sn2反应都不容易，也就是不易起亲核取代反应。
34释仲丁基氯脱氯化氢生成顺
-和反-2-丁烯，二者之比为1：
6（假如只有反式消除机理）。
CH3
ClH
HH
CH3
J
HH
CH3
B
-HCl
—
H3CH
以构象A消除，得到反-2-丁烯;以构象B消除，得到顺-2-丁烯。
A构象只有两个大基团相邻，B构象有三个大基团相邻，反应底物以A构象存在几率大得
多，所以主要得到反-2-丁烯。
此外反-2-丁烯也比顺-2-丁烯热力学稳定。
35顺-和反-4-溴-1-叔丁基环己烷进行消除反应，何者更快一点，为什么？
顺-和反-2-溴-1-甲基环己烷呢？
解先说产物。
卤代环己烷消除要满足反式消除条件，在此前提下如有两种可能（如顺
甲基-2-溴环己烷的消除）以得到稳定烯烃（Zaytseff烯烃）为主。
-HBr
CH3
QNch3+Q^CH3
（主）
（次）
再说本题的难易程度。
反
-1-甲基-2-溴环己烷比顺-1-甲基-2-溴环己烷难消除，因反式消除
a键。
反-1-叔丁基-4-溴环己烷，叔丁基体积特别大，更难在
所需构象两个大基团都在
-1-叔丁基-4-溴环己烷难。
36
为什么2同样反应主要得到消除
HBr的产物?
CH3
CH3
+C2H5ONa
-HBr
或-DBr
Br
H
+C2H5ONa
-HBr.
指出化合物丄反式消除HBr或DBr后得到的2-丁烯产物的结构。
CH3
CH3
2
1
解：
2消除溴化氘时，所需中间体两个相邻甲基之间的扭转张力较大，所需能量比消除溴化氢大，得到产物又是不稳定的顺式烯烃，所以主要得到消除溴化氢产物。
1消除溴化氘、
溴化氢各有利弊。
所以得到两种产物。
H
H
D
CH3
1
CH3
Br
Br
Br
H
CH3
CH3
-HBr
HCH3
DCH3
才'3
H
D
CH3
2
Br
H
D
CH3-DBr
HCH3
H3CH
（产物有以上两种）
-DBr
3-HBr
H
HCH3
HCH3
H3CD
（主产物）
37解释3-氯代吡啶在液氨中与
解：
3-氯吡啶与LiNH2/NH3
（1）反应形成中间体吡啶炔如下图的A，而不形成B,因为吡啶4-
氢的酸性比
2-氢酸性大得多。
NH2Li作用生成
3-和4-氨基吡啶。
N
N
A
由A出发，
B
与LiNH2/NH3
（1）继续反应的产物是4-氨基吡啶（为主）与3-氨基吡啶.
38解释次氯酸HOCI和同位素标记了的烯丙基氯H2C=CHCH2*CI反应生成三种
产物：
CICH2CH（OH）CH2*CI、HOCH2CHCICH2*CI和HOCH2CH*CICH2CI。
若以H2C=C（CH3）CH2*CI为原料，则标记*CI重排的产物比例下降。
*
CI
CH
*
CI
HOCI
-OH
HOCI
CI
CI
A
OH
*
Cl
*
CI
CI
+
OH
CH
OH
CI_
*
CI
OHCI
正常产物
OH
*
CI
OH
重排产物少
在第二个反应中，中间体叔碳正离子稳定生成，很少形成环状氯正离子，所以重排产物少。
39解释2-溴_1_苯乙醇PhCH（OH）CH2Br脱水反应后主要生成E-伕溴苯乙烯。
解2-溴_1_苯乙醇两个构象中，B中的三个大基团都在邻位交叉位置，不稳定。
所以脱水反应时的反应物构象以A为主，主要生成E_3-溴苯乙烯。
Br
HH
HOH
Ph
40
B
解释正丁基氯在含水乙醇中碱性水解的反应速度随水量增加而下降，叔丁基氯在同样
情况下观察到的现象正相反。
解：
正丁基氯在乙醇-水中碱性水解是Sn2反应,含水量增大极性增大，对反应不利。
41下列反应得到不等量的非对映异构体一些，指出它的立体构型。
（56:
44），为什么不是等量的？
哪一种异构体多
H
3
H
叔丁基氯在乙醇-水中碱性水解是Sn1反应,含水量增大极性增大，对反应有利。
溴进攻时从大基团苯基的另一侧较为有利，故得到的产物有一定的立体选择性
42
O
H3C
H
3C
H3
3C-
O
H3
O
A
NN
VJ
O
PhBr
次要产物
根据产物的结构可以发现它们都是重排形成的,
都是与碳正离子直接相连的碳上的键迁到碳
正离子。
本题在写机理时第一步要写加氢离子，不要写加HCI。
43
1）HgAc2
NaBH4
OH
+
HgOAc
44
45
-Br
”
46
47
48
O
CH3ONa
Cl
CH2OCH3
O
Cl
CH3O
H3C一O
O
Cl
-Cl
49
2）HBr
1O2_3
Claisen重排
°3'
1
H
OH
H
CH3
CH3
50
OH
CH3CCI2COCH3——
H3C—CCO?
Na
3I
ch2
-Cl
加O
h3co
HCOH-2X竺H3co-HOH
51
d+
-HOH
CH3
+
O
OH
aldol
O
53
54
CHO
-ButOH
O
H
O
BuOh
-ButO
55
Me2CuLi
CO2CH3
3
3
O
56
OMe
O
+
O
O
CH3O
3
COCH3
Cl
Cl
解
OMe
OMe
O
O
O
O
H
H
O
O
MeO
Bu
成
MichaeI加
Cl
Cl
OMe
3
3
O
O
Bu
O
MeO
S
Cl
Cl
S+
O
O
OCH
CH3
OMeo
CH3
ButOH
COOCH3
CH3
ButO
ButOHch3O
ButO
tohMeO
ButOK
HH3C
toHMeO
ButO
COOCH3
CH3
O
\S-
S+•OMichael力廿成
O
II
CH3CH=CH-C-C=C—COCH3
OMe
OMeOCH
Me
COOCH3
VCOOCH3
COOC
O
CH
CH
Xq
O
MeO
ButOH
■
-ButO-MeO
O
O
O
58
O
OH
O
O
说明：
羟醛缩合可逆。
59
O
60
H
+
R
H
H
O
H
HR°H
缩醛碱性条件稳定,此反应可用于保护醇羟基。
酸性条件下水解。
这种缩醛的
说明：
中间体碳正离子特别稳定。
产物是缩醛。
水解产物是羟基醛和醇。
H
61
3
ch3nh2
一。
二
co2ch3
CO2CH3
H3C—N+
CO2CH3
CO2CH3
质子转移
O
NHNH2
NH2NH2hooh-HOH
NNH2OH-HOHn
HN.
-
说明：
先后经过氮原子对羰基的亲核加成，氮原子对
C=C—C=N烯键的亲核加成。
出0+
OOH
解:
O
O
BH3H2O2
OH_
OH
O
+
H
O
」O
-H+
O”
说明：
先后经过硼氢化-氧化，缩醛酸性条件水解，分子内生成半缩醛。
64
解:
RH
R'
Ph3PR
R'
+Ph3PO
H
HRCO3H
R
H
R
H
Rj-RCO2H
°H
pphR'
65
HPPhO-
H
]
H
PPhO
+Ph3P=O
RR'
酯缩合反应是可逆的。
如果用乙醇钠
-乙醇，产物是苯甲酸乙酯。
66
解
这是二苯羟乙酸重排。
67
O
D
D
O
H
羰基a氢与重水中氘的交换。
涉及酮式-烯醇式互变。
68
CH3MgBr
O
3
CH3
%0+
H
涉及酯与1分子格氏试剂反应生成酮，酮式-烯醇式互变，分子内羟醛缩合。
69
2
H2O
NaHCO
NO2
OH
取代苯甲酸的脱羧反应。
70
Ph
Ph
Ph
解
OMe
Ph
Ph
Ph
Ph
Ph
O
OMe
£
CH3OH
Ph
Ph
Ph
Ph
Ph
Ph
71
H3O
CH3COCH3
+
OH
CH2CO2H
H
IO
Ph
H
H+
+H
涉及苯环上亲电取代，半缩酮水解。
NO?
H2SO4
no2
NO2
O2N
no2
no2
PhO
NO2
OO
H+
H
0OMe
CO2O2N
CO2CH3—Ph
H
OOMe
O
OOMe
OH
涉及a,-不饱和羰基化合物的亲核加成（
72
1,4-加成），分子内Sn2反应。
H
+
H
2cooh
H、
2COOH
OH
OH
+OH
H
2cooh
H+交换
交换
2cooh
HOH
-+O-H
-H2O
H
-H+
反应物是含有羧基的缩酮。
酸性条件水解得到丙酮与含羟基的羧酸，后者再发生酯化生成内
酯。
73
DOAc
Ph；CC、-H
HPh
-HOAc
■
或-DOAc
Ph
HPh
+DCCHPhPh
DOAc-Ac。
。
打、品—
HPh
OAc
PhH
Ph
HPAc-AcOH
d/、Ph•
DH
PhPh
乙酸酯顺式热消除，OAc与H顺式共平面得到一种产物，OAc与D顺式共平面得到另一种
产物。
74
IA亠
R'一CHCO2HRCH2R'+CO?
R:
NO2或CN
解:
-CO2
N
II
R丿
a硝基酸经过六元环过渡态脱羧，存在硝基式和酸式互变。
a氰基酸经过六元环过渡态脱羧，存在烯亚胺和氰基互变。
75
OH
aCHO
+CO?
+NH3
OH
NH2
Br2
丿、^NHBr
OH-
HBr
O
-H2O
OH
OH
NBr
O
-Br
O
OH
]
OH
NH
H
NH
N-.
OH
OH
出0
N
OH
O
+H
H
H
经过Hofmann重排，氨与羰基加成的逆反应。
3
解
OMe
O
3
N-H
CH3
n_ch3
经过Michael加成和酯的胺解。
ch2nhch2CH2OH
BrCH
COCH
CH2CO2CH3
解
OMe
O、H
NH
OMe
OMe
-H
78
O
h2nnh2
H3C
H3CN
NH
conh2
2
CH3
经
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