有機(jī)化學(xué)-作業(yè)習(xí)題:第十五章 雜環(huán)化合物

第十五章  雜環(huán)化合物

1. 指出下列化合物的偶極距方向　　　 

解答：吡咯分子中氮原子上的孤對(duì)電子已參與形成環(huán)上閉合共軛體系，且氮的給電子共軛效應(yīng)遠(yuǎn)大于吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)，所以吡咯的偶極距方向?yàn)?sub>。而吡啶氮原子上的孤對(duì)電子未參與環(huán)上閉合大π鍵，加上氮原子為電負(fù)性原子，所以吡啶的偶極矩方向?yàn)?sub>。

2. 比較吡啶和吡咯產(chǎn)生芳香性的原因 。   

解答：吡啶和吡咯分子中的氮原子都是SP²雜化，組成環(huán)的所有原子位于同一平面上，彼此以σ鍵相連。在吡啶分子中，環(huán)上由4n+2（n=1)個(gè)p電子構(gòu)成芳香π體系，氮原子上還有一對(duì)未共用電子處在未參與共軛的SP²雜化軌道上，并不與π體系發(fā)生作用；而在吡咯分子中，雜原子的未共用電子對(duì)在p軌道上，六個(gè)π電子（碳原子四個(gè)，氮原子兩個(gè))組成了4n+2（n=1)個(gè)π電子的離域體系而具有芳香性。

3.　比較的芳香性大小。

解答：芳香性大小為

由于五元雜環(huán)分子中，五個(gè)原子共用六個(gè)π電子，而苯則是六個(gè)碳原子共用六個(gè)π電子，所以五元雜環(huán)化合物的π電子分布不均勻，它們的芳香性比苯的差，但是它們的親電取代反應(yīng)活性比苯的payment-defi.com強(qiáng)。由于電負(fù)性O(shè) > N > S，提供電子對(duì)構(gòu)成芳香性的芳環(huán)的能力與此電負(fù)性的關(guān)系相反，因此，芳香性為：呋喃 < 吡咯 < 噻吩。

4.　吡啶（)的堿性比哌啶（)的小，比苯胺的大，這是為什么？

解答：因?yàn)檫拎ぶ械牡獮?i style="mso-bidi-font-style:normal">sp²雜化，哌啶中的氮為sp³雜化，堿性順序?yàn)?i>sp³>sp²，與烷烴中的碳類似。苯胺中的氮接近于sp²雜化，由于氮原子上未共用電子對(duì)可與苯環(huán)共軛，電子分散在苯環(huán)上，故堿性減弱。

5. 吲哚（)中含有氮，但它不顯堿性，這是為什么？

解答：這是因?yàn)檫胚嶂械�原子上的未共用電子�?duì)與環(huán)共軛，形成一個(gè)10電子的芳香體系，故無(wú)堿性。

6. 推測(cè)吲哚 () 進(jìn)行親電取代，反應(yīng)主要發(fā)生在哪個(gè)位置?為什么?

解答：親電取代主要發(fā)生在吡咯環(huán)上payment-defi.com/hushi/，因?yàn)檫量┉h(huán)上5個(gè)原子共用6個(gè)電子，電子云密度比苯環(huán)大，故吡咯環(huán)比苯環(huán)容易發(fā)生親電取代反應(yīng)。

7.　完成反應(yīng)式

解答：

喹啉分子中吡啶環(huán)的電子云密度比苯環(huán)低，而氧化反應(yīng)是失去電子的反應(yīng)，所以喹啉分子發(fā)生氧化反應(yīng)生成吡啶-2,3-二甲酸；在吡啶2,3-二甲酸脫羧時(shí)涉及到碳-碳鍵的異裂，吡啶環(huán)持有負(fù)電荷，負(fù)電荷處在α-位能被電負(fù)性大的氮所分散，負(fù)電荷處在β-位時(shí)則不能被有效分散，因此脫羧在α-位。

8. 用化學(xué)方法分離化合物。

解答：