2011 第九-十二章有机人名反应、试剂
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第 9 章 醇 、 酚、醚伯、仲、叔醇的鉴别浓盐酸与无水氯化锌的混合物 卢卡斯(Lucas)试剂:浓盐酸与无水氯化锌的混合物 ) 浓盐酸与无水氯化锌的混合物。ZnCl2卤代烷不溶于Lucas试剂, 试剂, 卤代烷不溶于 试剂
ROH + HCl
RCl + H2O
出现混浊。 出现混浊。
叔醇、苄醇、 叔醇、苄醇、烯丙醇 仲醇 伯醇
立即出现混浊 数分钟后出现混浊 十分缓慢,加热才有混浊 十分缓慢,
!!!2
频哪醇 (Pinacol) 重排频哪醇:两个羟基都连在叔碳原子上的 二醇。 频哪醇 两个羟基都连在叔碳原子上的α- 二醇 两个羟基都连在叔碳原子上的
频哪醇重排α- 二醇在稀酸溶液中可以重排成酮。最早发现的这类反应是频 二醇在稀酸溶液中可以重排成酮。 哪醇重排成频哪酮,因此称这类重排反应为频哪醇重排反应。 哪醇重排成频哪酮,因此称这类重排反应为频哪醇重排反应。CH3 CH3 H3C C OH C OH CH3
H
+H3C
CH3 C C CH3
CH3 O
频哪醇
频哪酮
PCC氧化剂(沙瑞特试剂 ) 氧化剂( 氧化剂
Sarrett 试剂
PCC氧化剂 氧化剂:CrO3 和 吡啶在盐酸溶液中形成的络合盐 吡啶在盐酸溶液中形成的络合盐。 氧化剂 n-C8H17OH PCC CH2Cl2
n-C7H15CHO
优点:1. 氧化伯醇为醛; 优点:2. 不氧化C=C,C=O,C=N; 3. 适宜酸性介质中不稳定的伯醇氧化为醛。
琼斯( 琼斯(Jones)试剂氧化 )
仲醇的氧化
琼斯试剂:CrO3的稀硫酸溶液 琼斯试剂OH R CH R' + Cr(橙色)6+
O R C R' + Cr (蓝绿色)3+
用途: 氧化伯醇成醛,仲醇成酮,碳碳重键不受影响。 用途 氧化伯醇成醛,仲醇成酮,碳碳重键不受影响。 与叔醇, 烯炔烃); 鉴别伯仲醇 (与叔醇, 烯炔烃); 特殊酮类化合物的制备。 特殊酮类化合物的制备。
!!!
欧芬脑尔( 欧芬脑尔(Oppenauer)氧化法 )在异丙醇铝(叔丁醇铝)存在下, 在异丙醇铝(叔丁醇铝)存在下,仲醇被丙酮氧化成酮的反应 称为欧芬脑尔氧化法。 称为欧芬脑尔氧化法。OH R1 R2 O OH R2 + CH3CHCH3
+ CH3COCH3异丙醇铝
R1
反应特点: 反应特点: 可逆反应
正反应称为欧芬脑尔氧化,制备酮; 正反应称为欧芬脑尔氧化,制备酮; 逆反应称为麦尔外因-彭道夫还原 制备仲醇。 彭道夫还原, 逆反应称为麦尔外因 彭道夫还原,制备仲醇。( Meerwein-Ponndorf 反应 反应)
例如,制备不饱和酮: 例如,制备不饱和酮:OH
异丙醇铝+ CH3COCH3
O
OH
+ CH3CHCH3
醚及芳醚的生成
混芳醚的制备: 混芳醚的制备:
Williamson法合成混芳醚: 法合成混芳醚:ONa + CH3(CH2)3Br O (CH2)3CH3 + NaBr
酚氧负离子与卤代烃作用
发生亲核取代。 用于混合醚的制备
弗里斯(Fries)重排 重排 弗里斯羧酸苯酯在AlCl3作用下,酰基从酚的氧原子上转移到环上 作用下, 羧酸苯酯在 酚羟基的邻位或对位,这个反应叫弗里斯重排 弗里斯重排。 酚羟基的邻位或对位,这个反应叫弗里斯重排。O OH AlCl3 CS2 COCH3 + COCH3 OH
可用于 合成酚酮
O C CH3
邻位异构体能形成分子内氢键,沸点低。 邻位异构体能形成分子内氢键,沸点低 可用水蒸气蒸馏的方法与对位异构体分离。
温度对弗里斯重排的影响: 温度对弗里斯重排的影响O O C CH3 25℃ AlCl3 165℃
OH (80—85%) H3C COCH3
OHH3C
羧酸苯酯
COCH3 (95%) H3C
Fries重排 低温时生成对位酚酮多;高温时生成邻位的多 8 重排,低温时生成对位酚酮多 高温时生成邻位的多。 重排 低温时生成对位酚酮多;
酚羟基被亲核取代-----羟基的氨解 酚羟基被亲核取代布赫尔(Bucherner)反应) 也称布赫尔 布赫尔苯酚、萘酚 萘酚和NH4HSO3及氨在压力下加热,苯酚、萘酚转变 萘酚 为苯胺、萘胺 萘胺的反应称为布赫尔 布赫尔(Bucherner)反应。 萘胺 布赫尔OH + NH3 OH + NH3NH4HSO3
NH4HSO3 150℃ 0.6MPa
NH2
制 备 β-萘胺 尤为重要
δ+ δ
NH2
?
_
SO3H
SO3H
吸电子基有利于亲核取代反应。 吸电子基有利于亲核取代反应。
芳氧负离子环上羰化反应 (1) 柯尔伯 施密特反应 (Kolbe-Schmidt) 柯尔伯-施密特 施密特反应ONa + CO2 0.4—0.7MPa CO2Na125℃
OH
H+
OH COOH
反应温度较高时: 反应温度较高时OK + CO2 250-300℃ KOOC OH
水杨酸 药物,染料中间体OH
H+
HOOC10
(2) 瑞默尔 蒂曼反应 (Reimer—Tiemann) 瑞默尔-蒂曼反应 )OH + CHCl + 3 KOH 3 OH H2O 60-70℃ CHO + CHO8%~11%
OH
37%~45% 主产物, 主产物,水杨醛
OH + CHCl3 + 3 NaOHOH OMe + CHCl3 + 3 NaOH
CH3OH 70-80℃
CHO OH
OHH2O
OMe + CHO
OHC
OH
OMe
邻位有取代基时: 邻位有取代基时:
主产物,香兰素 主产物,香兰素, 食用香料。 食用香料
异香兰素 副产物 11
克莱森重排(属周环反应) 克莱森重排ONa + BrCH2CH CH2 OCH2CH CH2
烯丙基芳基醚
烯丙基芳基醚在加热下可重排为邻位取代的烯丙基酚, 烯丙基芳基醚在加热下可重排为邻位取代的烯丙基酚 在加热下可重排为邻位取代的烯丙基酚 这个重排称为克莱森重排 克莱森重排。 邻位被占, 这个重排称为克莱森重排。若邻位被占,则生成对位取代 烯丙基酚。 的烯丙基酚。O CH2 CH CH2 200 ° C OH CH2 CH CH3 O CH2 CH CH3 CH2 200 ° C HO H3C CH2 CH CH212
克莱森 重排
CH2
CH3
第十章 醛、酮贝克曼( 贝克曼(Beckmann)重排 )酮肟在酸性催化剂(浓硫酸或PCl5 )作用下可以重排为 重排为 酰胺的反应成为贝克曼重排 贝克曼重排。
酰胺的反应成为贝克曼重排。H3C OH C N H+
H3C HO
C
N
芳香族酮肟 芳香族酮肟
H3C
C O
NH
反位重排 羟基反位的苯基重排 重排13
维蒂希(Wittig)试剂和维蒂希反应 维蒂希(Wittig)试剂和维蒂希反应 维蒂希维蒂希试剂(磷叶立德)与醛酮能发生亲核加成反应生成烯烃, 这个反应称为维蒂希反应。 反应通式: 反应通式R3 C C O + R2 R4 R1 R1 C C R2 R4 R3 + Ph3P O
Ph3P
维蒂希试剂与醛酮的反应过程: 维蒂希试剂与醛酮的反应过程:OR1 Ph3P C R2+
Ph3P
- R1 C R2
R1R4
R3C C
C R3
R2
R4
R1 R2C Ph3 P C O
R3 R4
Ph3P+
O-
R1 C C R2
R3 R4 + Ph3P O14
2. 卤仿反应CH3COCH3Br2 OH 慢 -
羰基碳 更缺电子快
O Br2 CH3CCH2Br
O O Br2 CH3CCHBr2 CH3CCBr 3 更快
在碱溶液中:O CH3CCBr 3 + -OH O H3C C CBr3 OH H3C C O H3C C - + HCBr3 O O + -CBr 3 OH
总的反应式: 总的反应式O CH3 C R OHX2
_RCOO + HCX3
卤仿 R = H, 各类烃基。 各类烃基。
卤仿反应: 卤仿反应:乙醛及甲基酮类化合物(或能被次卤酸钠氧化成甲基酮 甲基酮 乙醛及甲基酮类化合物 类的化合物)在碱性条件下与氯、溴、碘作用分别生成氯仿、 溴仿、碘仿(统称卤仿 统称卤仿)的反应统称为卤仿反应。 卤仿反应。 统称卤仿 卤仿反应 能被次卤酸钠氧化成甲基酮类的 化合物也能发生卤仿反应 也能发生卤仿反应 也能发生卤仿反应:OOH CH3 CH
甲基 醇类
碘仿反应
O OH R C O- + CHI3
R-C-CH3 + I2
R = H, 各类烃基。 各类烃基。 碘(卤)仿反应应用: 仿反应应用:
黄色沉淀, 黄色沉淀,特殊气味 特征反应
包括乙醛、甲基醇类)。 (1)鉴别甲基酮 (包括乙醛、甲基醇类)。 ) (2)制备减少一个碳原子的羧酸。 )制备减少一个碳原子的羧酸。16
缩合反应将分子间或分子内不相连的两个碳原子连接起来的反应 统称为缩合反应 缩合反应。 统称为缩合反应。 1. 醛的自身缩合反应 (羟醛缩合反应 羟醛缩合反应) 羟醛缩合反应 含有α-H的醛在碱的作用下可以形成它的烯醇式负离子, 它对另一分子醛进行亲核加成反应生成羟基醛,这个反应称 为羟醛缩合反应 (aldol-condensation)。 羟醛缩合反应 。 OH O δ + δ- δ + δ- OH CH2 H 10% NaOH C 50 C H
CH3C=O +
H3C CH
CH2 C
H
产物是羟基醛,故称为羟醛缩合反应。 产物是羟基醛,故称为羟醛缩合反应。 羟醛缩合反应
3-羟基丁醛 羟基丁醛
通式: 反应 通式:O RCH2CH=O + R CH2 C H H 10% NaOH OH
O
RCH2 CH CH C H17
R
2 克莱森 施密特 (Claisen-Schmidt) 反应 克莱森–施密特 芳醛与含有α–H的酮之间的交叉缩合生成α,β-不饱 不饱 和酮的反应成为克莱森–施密特反应。 和酮O H + CH3COCH3 OH
- H2O100OC
H C
O C H O C H CH3
例 如:O
O H + CH3 OH
- H2O100 CO
H C
3.珀金(Perkin)反应 3.珀金(Perkin)反应 珀金(Perkin)芳醛与含α-H的酸酐 的酸酐在碱催化下发生亲核加成反应,然后脱 芳醛 去一分子羧酸,生成α,β-不饱合芳香酸的反应。C 6 H 5 CHO + (CH 3 CO) 2 OCH 3 COOK
150~170 ℃
C 6 H 5 CH=CHCOOH
β-苯基丙烯酸 (肉桂酸)
的酸酐相应的羧酸钾盐。 碱:必须是α-H的酸酐相应的羧酸钾盐。 必须是 的酸酐相应的羧酸钾盐 反应通式: 反应通式ArCHO + (RCH2CO)2ORCH 2COOK
R ArCH=CCOO- + RCH2COOHO C H O O O C CH2CH3 CH3CH2COOK
例如: 例如:
+ CH3CH2 CCH
H2O
O C CH3 C OH
+ CH3CH2COOH
4 .曼尼希 (Mannich) 反应 曼尼希含有α-H 的醛或酮 与甲醛 及仲胺在酸中反应,醛或酮的 仲胺在酸中反应 在酸中反应, 含有 一个α-H 被氨甲基取代,称为曼尼希反应。 被氨甲基取代,称为曼尼希反应。 一个O R-CCH3 + H2C=O + HNR'2H+
O RCCH2CH2NR'. 2
结果是甲基酮的α-H的氨甲基化反应。 的氨甲基化反应。 结果是甲基酮的 的氨甲基化反应 反应机理: 反应机理:H2C=OH+ +
β-氨基酮
H2C=OH
+
HNR'2
R'2N CH2 OHH
+
R'2N CH2 OH2 O R-CCH3
- H2 O O H R-C CH2
+ R'2N + R'2N
CH2 CH2 O RCCH2CH2NR'. 220
不对称酮的氨甲基化反应主要发生在取代基多的α-碳上。 例 如:O O CH2NMe2 + 67 % O CH2NMe2 33%
+ HCHO +
Me NH.HCl2
H 2O
β-氨基酮受热易分解成 氨基酮受热易分解成α,β-不饱和醛酮: 不饱和醛酮: 氨基酮受热易分解成 不饱和醛酮O R-CCH3 + H2C=O + HNR'2H+
O RCCH2CH2NR'. 2
O RCCH
CH2
例 如:CHO + HCHO + Me2NH . HCl CHO NMe255-60 oC 6h
蒸馏
CHO 73 %21
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