第九章周环反应习题答案9-1写出下列反应的反应产物。解主要产物位阻太大,不易生成9-2写出下列反应的反应条件及产物的名称。解(ⅰ)加热(Z)-二环〔4.2.0〕辛-7-烯(ⅱ)①光照②加热(E,E)-辛-3,5-二烯9-3完成下列反应。解9-4比较下列化合物与1,3-丁二烯发生D-A反应的活性大小顺序。解(ⅰ)>(ⅱ)>(ⅳ)>(ⅲ)9-5比较下列化合物与环己烯发生D-A反应的活性大小顺序。解(ⅳ)>(ⅱ)>(ⅰ)>(ⅲ)9-6写出下面反应的反应产物,用前线轨道理论予以解释。解反应产物:反应物是取代的单烯烃,光照下发生〔2+2〕环加成反应。激发态下的前线轨道:激发态时的HOMO基态时的LUMO对称性相合,可生成三种产物。9-7写出下面反应的反应产物,用前线轨道理论予以解释为什么得此产物。解反应产物:戊二烯基正离子的π分子轨道和在基态时的电子排布如下:9-8用前线轨道理论分析下列反应是在加热下还是光照下发生。解(ⅰ)反应须在光照下进行。基态电子的排布丁二烯的π分子轨道丁二烯的π分子轨道激发态电子的排布根据前线轨道理论,环加成反应在光照下进行,必须是一分子的激发态的HOMO与另一分子的基态的LUMO相作用,由上图可以看出它们的对称性是相合的。(ⅱ)反应须在加热下进行。基态电子的排布丁二烯的π分子轨道烯丙基正离子π分子轨道基态电子的排布根据前线轨道理论,环加成反应在加热下进行,必须是一分子的基态的HOMO与另一分子的基态的LUMO相作用,由上图可以看出它们的对称性是相合的。9-9完成下列反应。解9-10解释下列实验事实。旋光体90%10%解ee椅形过渡态(E,E)90%aa椅形过渡态(Z,Z)10%船形过渡态(Z,E)极少船形过渡态能量高,(Z,E)产物极少;ee椅形过渡态能量低,90%的产物为E,E异构体。9-11回答下面反应的有关问题:(ⅰ)反应属于什么类型?(ⅱ)反应通过什么过渡态完成的?(ⅲ)写出详细的反应过程,并阐明产物为什么具有式中的构型。解(ⅰ)反应是〔3,3〕σ移位反应,克莱森重排。(ⅱ)反应是通过椅型过渡态完成的。(ⅲ)反应的详细过程如下:9-12环丁烯开环生成1,3-丁二烯是1,3-丁二烯关环反应的逆反应,这一对可逆反应的能级相关图是否相同?为什么?根据能级相关图判断在加热时环丁烯通过什么方式开环?在光照时环丁烯通过什么方式开环?解顺旋以c2轴为对称要素。1,3-丁二烯环丁烯基态时顺旋,对称性允许对旋以m2面为对称要素1,3-丁二烯环丁烯基态时对旋,对称性禁阻上图是1,3-丁二烯关环形成环丁烯的能级相关图,环丁烯开环形成1,3-丁二烯的能级相关图与此图相同,只是将反应物看作产物,产物看作反应物即可。电环化反应是可逆反应,根据微观可逆性原理,可逆反应是途径相同、方向相反的反应。9-13写出反应产物,应用芳香过渡态理论解释此电环化反应。解反应产物:开环反应对旋时的过渡态开环反应顺旋时的过渡态过渡态经0次变号,是休克尔体系过渡态经1次变号,是莫比乌斯体系反应是在光照下进行的,过渡态必须是反芳香性的。反应体系有6个π电子,属于4n+2体系,4n+2电子数只有在莫比乌斯体系才是反芳香性的。所以反应是经过莫比乌斯过渡态进行,即顺旋开环,产物是(Z,Z,E)-1,3,5-己三烯。9-14完成下列周环反应的反应式,指出反应类型和反应方式。(ⅰ)(ⅱ)(ⅲ)(ⅳ)(ⅴ)解(ⅰ)电环合反应,6电子,对旋(ⅱ)电环化开环反应,4电子,顺旋电环合反应,6电子,对旋(ⅲ)电环化开环反应,4电子,顺旋电环合反应,4电子,对旋(ⅳ)环加成反应的逆反应,〔4+2〕(ⅴ)C〔1,3〕同面移位,移位碳构型翻转9-15完成下列合成。(ⅰ)用合成(ⅱ)用合成(ⅲ)从C6H5CH=CHCH2Cl和C6H5O–合成(ⅳ)以环戊二烯和顺丁烯二酸酐为原料,合成环戊烷-1,2,3,4-四羧酸。解(ⅰ)5-氰基二环〔2.2.2〕辛-2-烯(ⅱ)〔Z,Z〕-7甲基-7-乙氧基二环〔2.2.2〕辛-2,5-二烯(ⅲ)(ⅳ)环戊烷-1,2,3,4-四羧酸