《有机化学》重要的羧酸衍生物（举一反三考点练）- 课后自测（卷2）

举一反三考点练 《有机化学》重要的羧酸衍生物-课后自测 知识点一 乙酰氯和苯甲酰氯 1．乙酰氯的制备常用______与______反应，副产物为______和______；苯甲酰氯的制备常用______与______反应，副产物易分离。 2．比较乙酰氯和苯甲酰氯的反应活性差异，从电子效应和空间位阻角度分析原因。 3．简述两者与醇发生醇解反应的机理及影响因素，说明产物应用差异。 4．说明两者与胺类化合物氨解反应的异同点，举例说明反应条件差异。 5．分析两者在还原反应中的产物差异及原因，列举常用还原剂。 知识点二 乙酸酐和顺丁烯二酸酐 1．乙酸酐的制备工业方法主要有______和______，顺丁烯二酸酐的工业制备主要通过______的催化氧化。 2．顺丁烯二酸酐的典型反应有______、______和______，其中______是构建六元环结构的重要方法。 3．比较乙酸酐和顺丁烯二酸酐的反应活性差异，从结构角度分析原因。 4．简述两者与醇发生醇解反应的机理及产物差异，说明应用场景。 5．说明顺丁烯二酸酐的Diels-Alder反应特点及应用，与乙酸酐对比为何只有顺酐可发生。 知识点三 乙酸乙酯和2-甲基丙烯酸甲酯 1．从分子轨道理论解释2-甲基丙烯酸甲酯中双键与酯基的共轭效应，说明其对化学性质的影响。 2．比较两种酯在有机电化学合成中的应用差异，分析电极材料对反应的影响。 3．说明2-甲基丙烯酸甲酯的立构规整聚合物与无规聚合物的性能差异，解释工业上为何多生产无规聚合物。 4．分析两种酯在气相色谱分离中的保留行为差异，说明固定相选择对分离度的影响。 5．简述两种酯在药物合成中的特殊应用，说明选择依据及反应条件控制要点。 知识点四 N，N-二甲基甲酰胺和ε-己内酰胺 1．DMF在工业上主要用作______、______和______，ε-己内酰胺的主要用途是生产______和______，两者均属于重要的______化工原料。 2．DMF的工业生产主要采用______与______在催化剂作用下反应，反应条件为______和______，替代了传统的______法，减少了剧毒原料的使用。 3．比较DMF与ε-己内酰胺的物理性质差异，分析结构对其溶解性和沸点的影响。 4．简述DMF的主要工业应用及作为溶剂的优势，举例说明其在有机合成中的作用。 5．分析ε-己内酰胺的开环聚合机理及影响因素，说明如何控制聚合物分子量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 举一反三考点练 《有机化学》重要的羧酸衍生物-课后自测 知识点一 乙酰氯和苯甲酰氯 1．乙酰氯的制备常用______与______反应，副产物为______和______；苯甲酰氯的制备常用______与______反应，副产物易分离。 【答案】乙酸；亚硫酰氯（或三氯化磷）；二氧化硫；氯化氢；苯甲酸；亚硫酰氯 2．比较乙酰氯和苯甲酰氯的反应活性差异，从电子效应和空间位阻角度分析原因。 【答案】活性：苯甲酰氯＞乙酰氯。电子效应：苯环吸电子共轭使羰基碳正电性增强，加速亲核进攻；甲基供电子使乙酰氯羰基碳正电性降低。空间位阻：苯环体积虽大，但酰氯基团与苯环共平面，亲核试剂可从侧面进攻；乙酰氯甲基空间位阻小但电子效应主导活性，故整体苯甲酰氯更活泼。 3．简述两者与醇发生醇解反应的机理及影响因素，说明产物应用差异。 【答案】机理：亲核加成-消除，醇氧进攻羰基碳形成四面体中间体，消除Cl⁻生成酯。影响因素：醇的亲核性（脂肪醇＞芳香醇）、空间位阻（小位阻反应快）。产物应用：乙酰氯产物（如乙酸乙酯）作溶剂；苯甲酰氯产物（如苯甲酸苄酯）作香料或增塑剂，因芳香环赋予特殊性质。 4．说明两者与胺类化合物氨解反应的异同点，举例说明反应条件差异。 【答案】相同点：均生成酰胺和HCl，机理为亲核加成-消除。不同点：苯甲酰氯反应活性更高，需弱碱（如吡啶）；乙酰氯需强碱（如三乙胺）。举例：苯甲酰氯与苯胺常温反应生成N-苯甲酰苯胺；乙酰氯与苯胺需加热并加三乙胺，生成N-乙酰苯胺。 5．分析两者在还原反应中的产物差异及原因，列举常用还原剂。 【答案】产物差异：乙酰氯还原生成乙醇（LiAlH₄）或乙醛（罗森蒙德）；苯甲酰氯生成苯甲醇或苯甲醛。原因：苯环稳定性高，还原停留在苯环阶段。常用还原剂：①LiAlH₄（完全还原为醇）；②H₂/Pd-BaSO₄（罗森蒙德，还原为醛）；③三叔丁氧基氢化铝锂（部分还原为醛）。 知识点二 乙酸酐和顺丁烯二酸酐 1．乙酸酐的制备工业方法主要有______和______，顺丁烯二酸酐的工业制备主要通过______的催化氧化。 【答案】乙酸脱水法；乙烯酮法；苯（或正丁烷） 2．顺丁烯二酸酐的典型反应有______、______和______，其中______是构建六元环结构的重要方法。 【答案】水解反应；Diels-Alder反应；酰化反应；Diels-Alder反应 3．比较乙酸酐和顺丁烯二酸酐的反应活性差异，从结构角度分析原因。 【答案】活性：顺丁烯二酸酐＞乙酸酐。原因：顺酐含五元环，环张力使酰氧键易断裂；双键与羰基共轭增强羰基亲电性。乙酸酐为链状对称结构，无环张力，甲基供电子降低羰基活性。顺酐的环结构和共轭体系共同提升其在亲核反应和加成反应中的活性。 4．简述两者与醇发生醇解反应的机理及产物差异，说明应用场景。 【答案】机理均为亲核加成-消除：醇氧进攻羰基碳，形成四面体中间体，消除羧酸根生成酯。产物差异：乙酸酐生成羧酸和酯（如乙酸甲酯）；顺酐生成单酯（如顺丁烯二酸单甲酯），过量醇生成二酯。应用：乙酸酐用于制备简单酯（如醋酸纤维）；顺酐用于制备不饱和酯（如聚酯树脂原料）。 5．说明顺丁烯二酸酐的Diels-Alder反应特点及应用，与乙酸酐对比为何只有顺酐可发生。 【答案】特点：与共轭二烯烃发生[4+2]环加成，生成六元环状产物，立体选择性高。应用：构建环状结构，合成药物和树脂。原因：顺酐含双键作为双烯体，且环结构增强反应活性；乙酸酐无碳碳双键，无法作为双烯体参与加成，故不发生此反应。 知识点三 乙酸乙酯和2-甲基丙烯酸甲酯 1．从分子轨道理论解释2-甲基丙烯酸甲酯中双键与酯基的共轭效应，说明其对化学性质的影响。 【答案】双键的π轨道与酯基的p轨道形成共轭体系，电子云离域使最高占据分子轨道（HOMO）能量升高，最低未占据分子轨道（LUMO）能量降低。影响：增强双键稳定性，降低加成反应活性；使羰基碳正电性增加，但空间位阻主导导致酯基反应活性降低；提高分子极性，改变光谱特征。 2．比较两种酯在有机电化学合成中的应用差异，分析电极材料对反应的影响。 【答案】乙酸乙酯常用作非质子溶剂，因其电化学窗口宽（3.5V），适用于阳极氧化反应（如醇氧化）。2-甲基丙烯酸甲酯可作为单体在阴极发生电聚合，生成导电聚合物膜。电极影响：Pt电极促进乙酸乙酯的电解还原；Ti电极利于2-甲基丙烯酸甲酯的聚合，因表面吸附能力适中，抑制副反应。 3．说明2-甲基丙烯酸甲酯的立构规整聚合物与无规聚合物的性能差异，解释工业上为何多生产无规聚合物。 【答案】性能差异：全同立构体结晶度高、硬度大、Tg≈105℃；无规立构体透明性好、韧性高、Tg≈105℃（差异小）。工业选择无规体原因：自由基聚合工艺简单、成本低；性能满足多数应用（如有机玻璃）；立构规整聚合需特殊催化剂，成本高，仅用于高端领域。 4．分析两种酯在气相色谱分离中的保留行为差异，说明固定相选择对分离度的影响。 【答案】保留行为：2-甲基丙烯酸甲酯因极性稍强且分子量更大，保留时间长于乙酸乙酯。固定相影响：非极性固定相（如SE-30）分离度低，因主要靠色散力；极性固定相（如PEG-20M）分离度高，因与两者形成氢键作用力差异大；手性固定相可分离2-甲基丙烯酸甲酯的异构体，乙酸乙酯无异构体。 5．简述两种酯在药物合成中的特殊应用，说明选择依据及反应条件控制要点。 【答案】乙酸乙酯用于制备头孢类抗生素的酯侧链，通过克莱森缩合引入乙酰基，需无水乙醇钠条件防水解。2-甲基丙烯酸甲酯用于合成可降解聚合物微球（如缓释药物载体），通过自由基聚合控制分子量，需加阻聚剂并低温反应。选择依据：乙酸乙酯的化学稳定性适合多步合成；后者的聚合特性满足材料制备需求。 知识点四 N，N-二甲基甲酰胺和ε-己内酰胺 1．DMF在工业上主要用作______、______和______，ε-己内酰胺的主要用途是生产______和______，两者均属于重要的______化工原料。 【答案】溶剂；反应介质；萃取剂；尼龙6纤维；尼龙6工程塑料；精细 2．DMF的工业生产主要采用______与______在催化剂作用下反应，反应条件为______和______，替代了传统的______法，减少了剧毒原料的使用。 【答案】二甲胺；一氧化碳；加压（1-3MPa）；加热（100-150℃）；光气 3．比较DMF与ε-己内酰胺的物理性质差异，分析结构对其溶解性和沸点的影响。 【答案】DMF为液态，沸点153℃，极性强（介电常数36.7），与水、有机溶剂互溶，因酰胺基与甲基并存，兼具极性与非极性部分。ε-己内酰胺为固态（熔点69-71℃），沸点268℃，极性较弱（介电常数12.5），水溶性随温度升高而增大，因环状结构分子间作用力强，且酰胺基可形成氢键。结构差异导致DMF溶解范围更广，ε-己内酰胺更易结晶。 4．简述DMF的主要工业应用及作为溶剂的优势，举例说明其在有机合成中的作用。 【答案】应用：聚丙烯腈纺丝溶剂、聚氨酯合成介质、医药中间体合成溶剂。优势：极性非质子性，溶解能力强，稳定范围宽，易回收。在有机合成中，如作为SN2反应溶剂加速反应；与POCl₃形成Vilsmeier试剂，实现芳烃甲酰化；溶解金属盐促进催化反应，如钯催化偶联反应。 5．分析ε-己内酰胺的开环聚合机理及影响因素，说明如何控制聚合物分子量。 【答案】机理：水存在下加热，酰胺键断裂生成氨基和羧基，通过逐步缩聚形成聚己内酰胺，伴随水分子生成。影响因素：温度（220-260℃）、时间、水量、催化剂。控制分子量：通过调节水用量（少量水加速开环，过量降低分子量）；控制反应时间（延长时间分子量增大）；减压除水推动聚合，提高分子量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$