有机化学(上)复习重点
更新时间:2024-07-10 14:41:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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完成反应式
2.1 醚、环氧
①制备:醇脱水、williamson合成法、不饱和烃与醇作用、分子内williamson合成环醚; ②性质:a,醚键的断裂:甲基醚、叔烷基醚与氢碘酸作用; b,环氧键的断裂(酸催化---生成更稳定的碳正离子,SN1) (碱催化---亲核试剂进攻位阻小(取代基少)的碳原子,SN2) c,claisen重排(芳基烯丙基醚的重排)
△Williamson合成 :R-ONa+RX ?R-O-R + NaX
1.制备有叔烃基的混醚时,应采用叔醇钠与伯卤烷作用 CHX+(CH)CONa(CH3)3COCH3333
2.制备含芳醚时须采用酚钠,否则反应很难发生。 O Na + CH3CI OCH3
CI + CH3O Na
△不饱和烃与醇作用:可逆反应,可保护醇羟基
△醚键断裂 甲基醚:亲核试剂(I-)进攻位阻小的(CH3--) 叔烷基醚:进攻叔烷基
△ 苯基烯丙基醚及其类似物在加热的条件下,发生分子内重排生成邻烯丙基苯酚的反应,称为Claisen 重排。
*CH2CH=CH2 *OHOCH2CH=CH2 烯丙位异构*CH2CH=CH2 *2=CH2CH2CH
△b,环氧键的断裂(酸催化---生成更稳定的碳正离子,SN1) (碱催化---亲核试剂进攻位阻小(取代基少)的碳原子,SN2)
2.2 醛、酮:
a,制备(醇氧化脱氢、炔烃水合、同碳二卤化物水解、芳环酰基化-傅克反应、羧酸衍生物还原)
△伯醇、仲醇氧化脱氢
OHO CuCuCH3CHO+ H2CH3CH2OHCH3CHCH3CH3CCH3+ H2
O△炔烃水合(仅上面)
RCCH+H2OHgSO4H2SO4RCCH3RCCH1) B2H62) H2O2, OHRCH2CHOO+RCClCR△傅克酰基化反应:
(芳烃的酰基化)
OOAlCl3 CCCl+
CHO△羧酸衍生物还原: COClLiAl(OBu-t)3H, 乙醚, 低温
OCH3OCH3 H3O+ CH3CH3
OO Al(n-Bu)2H, 己烷, 低温CH3CH2CHCH3CH2COC2H5 1010+H3O
OO
Pd-BaSO4 CH3CH2CH2CHCH3CH2CH2CCl
△同碳二卤化物的水解
AlCl3O
b,亲核加成
△反应活性(空间位阻小的好、存在吸电子基好):
HCHO > RCHO > ArCHO > CH3COCH3 > CH3COR > RCOR > ArCOAr
△氢氰酸HCN------α-羟基腈
OHOH 的存在有利于CN 的产生
α 羟基睛 C O + HCN C 所以碱性条件反应↑
CN -
OHORR慢快机理: R-CN-CN++COCC
HCNRCNCNRR
合成上的应用:增长碳链,引进新的活性基团,增加一个C
△亚硫酸氢钠---沉淀(醛+脂肪甲基酮+八碳以下环酮)----鉴别与分离 ONaOHRRR C O + NaHSO 3 - 羟基磺酸钠 CC αH(CH3)( 饱和)H(CH3)SO3HH(CH3)SO3Na白色沉淀
机理: ++OHONaOHONaRR分子内的酸碱反应R SCCCO+SO2OHSO3Na HHHO
应用范围:醛、甲基脂肪酮、C8以下环酮 RHClCO+NaCl+SO2+H2O
H2OHOH RC
SO3NaRHNaCO23分离提纯 CO+Na2SO3+CO2+H2OH(在酸碱条件下分解成原来的酮或醛) H2O
△ 两分子醇---- 羰基保护 用生成缩醛或缩酮的方法来保护羰基,保护完毕再用稀酸水解脱掉保护基。 OCH3OHOCH3OH干HCl
C3H7COCH3CHCOCH373C3H7CH+ CH3OH ① 干HClHH
OR''R△ 有机金属----(有机镁、有机锂、有机锌、炔钠) H+CO+2R\ A.格氏试剂(R-Mg-X) ② RCOR''+H2O(R')H H(R')++OMgX+ OHδδ-δ-δ干醚H3OCORMgX CCMg(OH)X RR☆合成:格氏试剂+环氧乙烷或CH3CHO--→增加两个C的醇 B.有机锂 更易与二叔丁基酮反应 ☆C.wittig试剂----烯烃的生成 R1R1 Ph3PCHR+COCCHRR2R2
D. 氨衍生物------鉴别与分离 H+CO+H2NGCNG+H2O
☆鉴别:2,4-二硝基苯肼与醛酮加成反应的现象非常明显,故常用来检验羰基,称为羰基试剂*
O2NO2N
H2O CO+NH2-NHNO2CN-NHNO2 2,4 -二硝基苯肼2,4 -二硝基苯腙( 黄)
c,α-H的性质:
++ 卤仿反应----碘仿(条件:卤素+碱)(能发生反应的有:甲基酮+乙醛+CH3CH(OH)R) 羟醛缩合----稀碱
泊金反应----芳醛+脂肪酸酐+相应的脂肪酸盐
△卤仿反应 1、碘仿反应
OO OH-+ NaOH + ICHI3 + RCOONaRCCI3RCCH32
(H)(NaOX)(H) ☆可用来鉴别 碘仿黄色沉淀 OOHNaOX是一种氧化剂,能将 CH3C 、CH3CHα-甲基醇氧化为α-甲基酮。
☆用卤仿反应制少一个碳的羧酸 ☆不对称的酮中,酸性较强的α-氢优先反应
△羟醛缩合:具有α-H的醛、酮在稀碱存在下发生两分子缩合生成β-羟基醛、酮的反应,叫羟醛缩合反应. OOOHOα HCH2CH10%NaOHCH3CHCH3CHCH2CH5℃β 碳链成倍增长 OHOOO10%NaOH βαCH3CCH3HCH2CCH3CH3CCH2CCH3
CH3
HOHO αCH3CCHCOCH3CHCH2CH Hβ α, β-不饱和醛 △铂金反应:芳醛和酸酐在相应的羧酸盐存在下的反应,产物是α,β-不饱和芳香酸:
O OHCH3CCH3COONa PhCHO + OPhCHCH2COOHCH3C
O_HO 2 PhCH CHCOOH
d,氧化还原:Tollens、Fehling试剂、催化加氢、氢化铝锂(LiAlH4)、硼氢化钠(NaBH4)、Clemmensen、Wolff-Kishner、Cannizzaro岐化
△TOLLENS(银镜反应) RCHO + 2Ag(NH3)2OHRCOONH4 + 2Ag + H2O +3NH3(只氧化醛、半缩醛可逆反应 托伦试剂 生成醛)
RCOONa + Cu2O + 4H+RCHO + 2Cu2+ + NaOH+H2O△Fehling试剂(只对脂肪醛[广义]有效)
费林试剂
△LiAlH4 还原
(1) LiAlH4/Et2OCH3CH=CHCH2OH(不还原C=C、C≡C) CH3CH=CHCHO(2)H+3O OOHNaBH4△硼氢化钠还原(NaBH4) CH3HCCHCCH3CH3HCCHCHCH3(只还原醛、酮、酰卤中的羰基,不还原其它基团) RRZn Hg,浓HClCH2△Clemmensen还原 HCOH(只还原芳香酮) (R') (R') R为-Ph
△Cannizzaro岐化 不含α- 氢原子的醛在浓碱的作用下,能发生自身的氧化还原反应,其中一分子醛还原为醇,另一分子氧化为酸,也称为歧化反应。
CH2OH CHO 浓OH-当甲醛与另一无 α-H 的醛在强碱下共热,主要反应
HCOO-+HCHO+ 总是
甲醛被氧化,而另一醛被还原。
2.3 羧酸
a,制备(烯烃、醇、醛、甲基酮、芳烃侧链氧化;腈水解;酸衍生物水解;格氏试剂与二氧化碳;酚酸合成)
△烯烃氧化:
△ 醛的氧化:
CCH3△甲基酮的氧化: (氯仿反应)
△腈的水解:合成增加一个碳的羧酸 NaCNRCNRX
OOCl2NaOHH+
COH+CHCl3H3ORCOOHOHRCCOOHHRHCO+ HCNROHH3OCHCN(α-羟基睛)
①CO2 ②H2O,H+
△格氏试剂与CO2:R-MgX-----------→-- ----------→R-COOH
OOO H3O干醚δRδC MgX + C R OMgX C 生成增加一个C的酸
R OHO低温 ONaOH+OHooH3O150C~160C△芬酸合成: 90%+CO20.5MPaCOOHCOONa
OKoo+ 180C~250CH3OCOOKHOCOOH+CO22.02MPaHO
b,性质(酸性;影响酸性的因素;酰卤、酸酐、酯、酰胺的生成;还原;脱羧(α-碳上连有拉电子基);羟基酸受热反应(α、β、γ与δ、更远);α-H的反应---卤代)
△影响酸性大小因素: 使羧酸根负离子稳定的因素都将增加其酸性,反之,酸性则减弱。 →诱导效应:X-CH2COOH
①吸电子基存在(-I) 使酸性增强 NO2 > N+(CH3)3 > F > Cl > Br > I ②供电子基存在(+I)使酸性变弱 (CH3)2CHCOOH > HCOOH > CH3COOH
→共轭加诱导效应: X COOH X: OCH3 > CH3 > H > Cl > NO2 > OH
∴酸性 CH3-Ph-COOH > OH-Ph-COOH > OH-CH2-COOH >CH3COOH
△羧酸衍生物(酰氯、酸酐、酯、酰胺) 羟基被取代 NO2NO2 酰氯: COOH COOCl+SO2 +HCl +SO2Cl O OOCOOHCo230C 酸酐: RCOOH + HOOCR RCOCR + H 2 O or O+H2OCOOHC
O 酯化:羧酸与醇在强酸性催化剂作用下生成酯 五元环
TIP: 酸催化下伯醇、仲醇的酯化是按酰氧断裂方式进行的;叔醇的酯化按烷氧断
+裂方式进行 C6H5COONH3C6H5C6H5COOH+H2NC6H5
酰胺:羧酸与氨或胺作用可以生成羧酸铵,再经加热脱水可得到酰胺
1. LiAlH4
CH2CHCH2COOHCH2CHCH2CH2OH2. H2O△还原 C6H5CONHC6H5+H2O
不影响双键 ☆NaH4只还原醛、酮、酰卤中的羰基 △脱羧---用于合成减少一个C的有机物 失去二氧化碳(α-碳上有拉电子基如 -NO2、-CN、-CO-、-Cl)
CI
CICCOOHCHCI3 + CO2
CI CH3CH3CH2COOH + CO2HOOCCHCOOHCOOHCHOO+ CO2
△羟基酸受热反应(α、β、γ与δ、更远)
{ HOOCCOOH300CoHCOOH+CO2CH2CCH2COOO乙二酸,丙二酸→一元酸
丁二酸,戊二酸→环状酸酐
CH2COOHCH2COOH+H2OO+CO2+H2O己二酸,庚二酸→环
酮
△α-羟基酸的的分解 合成比原料少一个碳原子的醛酮
OR
H2SO4, H2ORCR'+HCOHCR'COH 2OOH
ORHSO, HO2.4 羧酸衍生物 ( H C C OH 2 4 2 RCHO + HCO ) 2H OHa,性质:亲核取代—水解、醇解、氨解;与格氏试剂作用;
亲核试剂
OO△亲核取代
RCL+ NuRCNu+ L反应活性:酰氯 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
Nu =OH, H2O, ROH, NH3, RMgBr
△水解---反应条件不同
△醇解----酰卤和酸酐→生成酯;酯的醇解→酯交换
CH2CH2COOHBa(OH)2CH2CH2COOH△氨解----生成酰胺
O
CH3CH2OH b,还原:Rosenmund还原;氢化铝锂还原;☆钠+乙醇还原--->酯 CH3CCI△AlLiH4还原 OCH3CH2OH 酰卤→醇 酸酐→相应的醇 酰胺→胺 CH3COCH3LiAIH4羧酸→醇 酯→两分子醇 O CH3CH2NH2CH3CNH2
O CH3CH2OHCH3COH
△Rosenmund还原:Pd沉积在BaSO4上并用毒化剂毒化作催化剂,常压加氢酰氯还原成相应醛的反应。 COClCHOH2/Pd, BaSO4, Quinoline, S _140150C
☆钠+乙醇还原-酯-->对应的伯醇 : 酯与金属钠在醇溶液中加热回流,被还原成相应的伯醇
OCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOC2H5Na,C2H5OHCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2OH
c,酰胺性质(酸碱性、Hofmann降解);
△碱性大小:NH3 > RNH2 > RCONH2 > RCOCHOCR
△Hofmann降解:酰胺与溴或氯在碱溶液中作用,脱去羰基生成伯胺,使碳链少一个碳原子的重排反应. NaOH(CH)CCHNH94%(CH)CCHCONHBr332233222
+
2.5 二羰基
a,制备:三乙(Claisen酯缩合、Dickmann缩合)、丙二酸二乙酯(乙酸卤代、氰解、水解、酯化)
△乙酰乙酸乙酯的制备
☆.Claisen酯缩合:乙酸乙酯在强碱(乙醇钠、金属钠)的催化下缩合,再酸化生成三乙 OOO1) NaOC2H5/C2H5OH HCCCHCOCH+C2H5OH2CHCOCH3252) CH3COOH, H2O烷氧基离去
3225机理:
酯分子中的a-氢脱去
☆归纳:Clasien酯缩合是两个酯缩合,其中一个脱去a-H,另外一个脱去烷氧基,再缩合
△Dickmannn缩合:己二酸酯和庚二酸酯,分子内酯缩合生环状β- 酮酸酯。
△丙二酸二乙酯的制备
COOC2H5CH2COONaC2H5OH CH2COONaNaCNH2CH2SO4 CNClCOOC2H5
b,性质(酸性氢被烃基或酰基取代、酮式分解与酸式分解、丙二酸加热脱羧)
△酸性氢(羰基之间的-CH2-)被酰基取代→C-酰化产物
被烃基取代→C-烃基产物OR O-烃基产物
△酮式分解:乙酰乙酸乙酯在稀碱(5% NaOH)的作用下,水解生成乙酰乙酸,后者在加热的条件下,脱羧生成酮。这种分解称为酮式分解
OOO? (1) H2O, KOHH3CCCH3CH3COCH2COOHH 3CCCH2COC2H5-CO2(2) H3O+△酸式分解:乙酰乙酸乙酯与浓碱(40%)共热,则α-和β-碳原子之间的键发生断裂,生成两分子的乙酸盐。一般β-羰基酸都发生此反应,这种分解称为酸式分解
OO -H+KOH, EtOH2CHCOO2CH3COOH3 H3CCCH2COC2H5?☆乙酰乙酸乙酯进行烷基化、酰基化反应后,再进行酮式分解或酸式分解,在有机合成上有广泛的应用,主要用来合成甲基酮或烷基取代的乙酸。
加取代基的顺序:先大后小,先惰后活
①酮式分解---甲基酮;酸式分解+酯水解--烷基取代的乙酸 CH3COCHCOOC2H5 ②三乙偶联--- 2CH3COCHCOOC2H5-Na+IICH3COCHCOOC2H5-NaI
1) H2O, KOH; 2) H3O+ 合成2,5-己二酮 3)?
CH3COCH2CH2COCH3
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
CH3COCHCOOC2H5 -+CH2Cl22CHCOCHCOOCHNa325CH2
CH3COCHCOOC2H5
1) H2O, KOH; 2) H3O+ 合成2,6-庚二酮 3)?
CH3COCH2CH2CH2COCH3
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ③引入酰基 -+C6H5COClNaHCH3COCH2COOC2H5CH3COCHCOOC2H5Na
+CH3COCHCOOC2H51) H2O, KOH; 2) H3O CH3COCH2COC6H53)? COC6H5苯甲酰丙酮
△丙二酸加热脱羧(生成乙酸取代物找到CH2-COOH结构,其他的基团由C2H5ONA引入 O
CH2(COOC2H5)2CH3CCH2CH2COOH
1) NaOH, H2O
C2H5ONaOOCH3CCH2CH2) H+?COOC2H5COOC2H5Na[CH(COOC2H5)2]+CH3CCH2Brc,迈克尔加成:活泼氢化合物(如丙二酸酯)也可以与α、β- 不饱和化合物进行加成,这NaOC2H5种反应称为 Michael 加成.
CH2(CO2C2H5)2+CH2=CHCHO(CO2C2H5)2CHCH2CH2CHOHOCH25
------------------------ 机理: CH2(CO2C2H5)2+NaOC2H5CH(CO2C2H5)2+HOC2H5实质为
O1,4-加成 O(CO2C2H5)2CHCH2CH=CHCH(CO2C2H5)2+CH2CHC HOH C2H5OH(CO2C2H5)2CHCH2CH=CH(CO2C2H5)2CHCH2CH2CHO
2.6 含氮
a,制备:硝基还原、氨的烃基化、腈与酰胺还原、醛酮还原氨化、酰胺降解、Gabriel合成
NH2NO2 △芳香族硝基化合物
Fe, HCl A.铁粉还原:强酸+Fe 时,还原硝基化合物生成伯胺.
NO2NH2 SnCl2 , 浓HCl B.氯化亚锡还原(SnCl2+HCl )选择性还原(-NO2) CHOCHOOH
O2NNO2O2NNa2SC.硫化碱还原-----硫化钠、硫化铵、硫氢化钠、硫氢化铵等,
C2H5OH , 可以选择性地将多硝基化合物中的一个硝基还原成氨基。 NO2NH2NO2 D. 催化加氢(Pt 、Pd 、Ni) Pd / C, H2
△氨的烃基化---卤代烃的氨(胺)解 RXRXRX RX+NH3RNH2R2NHR3NR4N+X-- HX- HX- HX
OHNH2NO2△腈还原 生成多一个C的胺 酰胺还原
OR'1) LiAlH, EtOR' 42Ni, H2RCNRCH2NCH2CH2NH2CH2) HO2 2CNR''R''? R', R'' = H, 伯胺; R'' = H, 仲胺△醛酮还原氨化 OH2/NiH3CNaBH3CNCHNH2O+HN(CH3)2 3CCH3+NH3CHN(CH3)2H3C加温,加压
☆酰胺降解--Hofmannn重排:酰胺与次卤酸盐的碱溶液(或卤素的氢氧化钠溶液)作用时,放出CO2,生成比酰胺少一个碳原子的一级胺的反应。
O H2ORNH2+CO2+2NaBr RCNH2+Br2+NaOH△Gabiel合成:利用邻苯二甲酰亚胺的烷基化,来制备一级胺的反应 OOO CCCKOH+NH3RXONHNK C2H5OHTHFCCC
OOCNRCOH+ or OH-H2O or ROHCOOHOO+RNH2COOH
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