有機化學合成小結~~不完全版
對於烷烴的合成,主要涉及四種方法,如下:
一、rx的還原
1、使用rmgx格氏試劑
rx在無水乙醚中與鎂反應,可得格氏試劑,在活潑氫物質存在的條件下,如水,mgx部分可被h代替,從而生成烷烴。通式為:rx+mg→rmgx,rmgx+h2o→rh
比如1-溴丙烷,可通過該反應合成丙烷。
2、使用lialh4
這是乙個比較好的選擇性還原劑。rx+ lialh4→rh,rx + liald4→rd
如:2-碘戊烷,在lialh4存在下還原,i可被h代替,產物為戊烷。
3、使用libh4-lih混合物,這是還原rx的專用試劑。
如:2-硝基-4-氯戊烷,在該條件下,可被還原成2-硝基戊烷。
二、烯烴或炔烴的還原
這類反應需要催化劑catalyst,一般為使用ni、pd、pt等。
對於烯烴:催化加氫(h2+catalyst),可得順式產物,這一點在還原環烯烴時顯得尤為重要,這主要與其反應機理有關,可參閱本blog中相關內容。
對於炔烴:使用催化加氫,可得烷烴,但在這裡要注意,不能使用lindlar催化劑,使用lindlar催化劑只能得到順式的烯烴,得不到烷烴。
三、c原子的加成
1、科瑞-豪斯合成
通式:rx+ li→rli;rli+ cui→r2culi;r2culi+r'x→r-r'
注意:為了提高產率,r'x最好使用伯鹵代烴,而rx則不限制。合成的可以是對稱的烷烴,也可是不對稱的烷烴。
2、武茲合成
2rx +na→r-r,該方法只用來合成對稱結構的烷烴,使用的rx必須為伯鹵代烴,即便如此,產率也是非常低的。
3、生成環丙烷環,這種方法須使用ch2n2與紫外線照射
四、rx在zn和hx存在下還原(補充)
zn中有兩個遠離核的電子,可作為電子給予體,反應發生在zn金屬的表面,機理比較複雜。
烯烴的合成,主要有四種方法。
一、rx的消除(x=cl、br、i)
一般使用的條件為鹼的醇溶液,加熱。-x與相鄰c上的h以hx形式脫離,這裡要注意消除所遵循的規律:扎衣采夫。
二、roh的脫水
此法常用的酸有硫酸、磷酸、三氧化二鋁等。在這一分子內脫水反應中,oh與鄰c上的h被脫離,遵循的規則與rx相同。
三、炔的還原
1、催化法
(1)、lindlar
(2)、ni-b(p-2)
這兩種催化劑還原炔烴,得到的都是順式的加成產物烯烴。
2、化學法
該法使用na/nh3(l)為還原劑,產物為反式的烯烴。
四、醛酮與wittig試劑作用
使用試劑(c6h5)3p=crr',該試劑又稱為wittig試劑。可與醛酮反應得到烯烴,該方法可合成一些特殊結構的烯烴,如合成「亞甲基環己烷」。
炔合成方法:
主要有兩種:
一、由二滷代烷脫兩摩爾hx
1、鄰碳脫hx
可使用一般的強鹼,也可使用nanh2
舉例:1-環戊基-1,2-二溴乙烷在兩摩爾koh醇溶液中,可脫去兩摩爾hbr,得到的產物是環戊基乙炔。
2、同碳脫hx
使用試劑同上;
如:2,2-二氯丁烷,在koh醇溶液或nanh2存在條件下可脫兩分子hcl,得到2-丁炔。
二、炔鈉與rx反應
炔鈉化合物可與rx反應生成碳鏈增長的炔類化合物。炔鈉的合成,則使用末端炔烴與na在液氨反應,或直接與nanh2反應。
如:乙炔鈉與氯甲烷反應,可得丙炔。
胺的合成主要有以下幾種方法供參考:
1、rno2還原:可製備脂肪族伯胺或芳香族伯胺。
①催化法:pt、pd、ni
如2-溴丙烷在dmso中與硝酸鈉反應,可得2-硝基丙烷,後者在h2/ni條件下還原得2-丙胺。
②化學法:製備芳香族伯胺,fe+hcl;sn+hcl
製備脂肪族伯胺,lialh4
如:3-硝基苯甲醚在sn/hcl下被還原得間甲氧基苯胺;1-硝基丁烷在lialh4下還原得丁胺。
2、-cn的還原:只適用於製備脂肪族伯胺
①催化法:h2/pt、pd、ni
如1-溴丙烷在醇溶液中與kcn反應得ch3ch2ch2cn,後者在h2/pt下被還原得丁胺。
②化學法:lialh4
如ch3ch2ch2cn,在lialh4下被還原得丁胺。
3、醯胺的還原
此法適用於製備純粹的伯胺、仲胺及叔胺。
試劑:lialh4
舉例:略。將c=o還原成ch2
4、霍夫曼反應:可製備少乙個c原子的伯胺。
條件:溴或碘的naoh溶液。
鹵代烴的性質很活潑, 在有機合成中應用很廣,但由於自然界中存在量少,故大多數使用時需合成之. 對於鹵代烴的合成,主要有以下七種方法供大家參考:\\
一、hx與烯/炔加合(x=cl、br、i)
如:3-甲基1-丁烯與hcl反應, 產物為2-甲基-3-氯丁烷。
對於不對稱的烯/炔烴,要注意在加成過程中遵循馬氏規則,即帶正電性的部分加到含氫較多的烯c上。這裡有個特例,烯/炔烴與hbr在r2o2存在下加成,帶正電性的部分加到含h較少的不飽和c上,相對於馬氏規則,我們將此稱為反馬氏規則。原因在於馬氏規則反應所遵循的歷程是碳正離子,而反馬氏規則則為自由基機理.
二、nbs反應
在alpha-c上含有h原子的烯烴,與nbs(n-溴代丁二醯亞胺)可發生alpha-h被br取代的反應。
如丙烯 + nbs → 3-溴丙烯
三、x2與烯/炔烴加成
c=c中的pai鍵斷裂,兩個-x原子分別加到兩個雙鍵c上,得到二鹵代物。
如:2-丁烯 + cl2 → 2,3-二氯丁烷
四、hox與烯加成
hox可寫做h2o+x2,親電加成,遵循馬氏規則,帶正電的基團為x,帶負電的基團為oh,加成後得鹵代醇。
如:2-甲基-1-環己基丙烯 + hoi → 2-甲基-1-環己基-1-碘-2-丙醇
五、醇的反應
與hx、px3、socl2等反應,醇oh都可被x取代,得鹵代烴。
如:乙醇 + pcl3 → 氯乙烷
六、羧酸的反應
羧酸與x2在p的存在下可發生alpha-h的鹵代,得鹵代羧酸。
如:醋酸 + cl2 + p→ 氯乙酸。
七、親電取代反應
主要是涉及到比較特殊的rx的合成,如鹵代芳烴、鹵代雜環等。
如:苯在鐵粉催化下與溴反應得溴苯。
吡咯在0度時與溴及1,4-二氧六環反應得2-溴吡咯。
醇不僅是重要的化工原料, 在有機中有著重要的應用,我們日常生活也與其密切相關. 其合成主要可以考慮以下方法:
一、使用醋酸汞與nabh4進行水的馬氏加成反應。
如2-甲基-1-丁烯在醋酸汞存在下與水反應,經nabh4處理可得2-甲基-2-丁醇。此反應分兩步,總的反應可看作水分為兩極h—oh加合於雙鍵上。
二、利用硼氫化作用進行水的反馬氏加成反應。
如2-苯基-2-丁烯與b2h6反應,所得中間體經h2o2/naoh處理後可得3-苯基-2-丁醇。
三、羰基化物的還原
1、催化還原:主要使用的catalyst有:ni、pt、pd、cuo-cr2o3
在該條件下,醛可還原成伯醇,酮可還原成仲醇。
如ch3cho→ch3ch2oh; ch3coch3→ch3ch(oh)ch3
注意:分子中有容易被氫化的基團存在時,使用ni、pt、pd等做催化劑時,就會一同被還原。此時可使用cuo-cr2o3,它只對羰基的還原起作用。
2、化學還原:lialh4、nabh4
可將醛酮還原成醇
四、rmgx試劑
1、伯醇的製備
使用rmgx與甲醛反應,可得多乙個c原子的伯醇;與環氧乙烷反應,可得多兩個c原子的伯醇。
2、仲醇的製備
可由rmgx與除甲醛外的其他醛反應。
3、叔醇的製備
由rmgx與酮反應製備。
注意:如果下列基團存在於rmgx或含羰基的化合物中時,往往會使由本法得到所需醇的產率降低,這些基團包括:-oh、-nh2、-cooh、-cn、-no2等,此時應另尋別法。
醛酮的合成方法
1. 炔烴的水合和胞二鹵代物的水解
① 炔烴水合:
適合於端炔或對稱的炔。
用硼氫化一氧化法進行水合,由末端炔可以制得醛。
② 胞二鹵代物水解:
2.由烯烴製備
① 烯烴的氧化
② 氫甲醛化法(hydroformylation)
不對稱烯烴主要產物直鏈烴基醛,對稱烯烴可得單一產物。
三、由芳烴側鏈α-h的氧化
①控制氧化條件,氧化劑不要過量。
② cro3-醋酐作氧化劑
二乙酸酯不易連續被氧化
③ 4.由醇氧化或脫氫
① na2cr2o7
② cuo
③ cro3-吡啶(薩瑞特試劑)——cro3(c5h5n)2
氧化很好地控制在生成醛的階段,且雙鍵不受影響。
④ [(ch3)2ch-o]3al (歐芬腦氧化法)
雙鍵不受影響
⑤ cro3-h2so4 (瓊斯試劑)
不飽和仲醇可得到相應的不飽和酮。
5.傅瑞德爾-克拉夫茨 (friedel-crafts)醯基化
是製備芳酮的重要方法,優點是不發生重排,產物單一,產率高。
可通過分子內醯基化製備環酮
思考題: 如何由芳烴製備?
6.蓋德曼-柯赫 (gattermann-koch)反應
在催化劑存在下,芳烴和hcl,co混合物作用,可以制得芳醛
該反應叫蓋德曼-柯赫反應,它是一種特殊的傅氏醯基化反應。
如果芳環上有烴基、烷氧基,則醛基按定位規則匯入,以對位產物為主。
如果芳環上帶有羥基,反應效果不好,如果連有吸電子基,則反應不發生。
有機化學小結
第一至五章小結 烷烴 環烷烴 烯烴 炔烴 共軛二烯烴的特徵比較 烷烴 環烷烴 烯烴 炔烴 共軛二烯烴的鑑別 注 小環指 三 四元環,大環指 五 六元環。誘導效應與共軛效應的比較 六章芳香烴小結 1 苯分子是平面正六邊形結構,碳原子以3個sp2雜化軌道在同一平面上,分別與相鄰的兩個碳原子及乙個氫原子形...
有機化學基礎有機合成學案二
高二化學選修5導學案編號 01 使用時間 2011 4 編寫人 秦凡審核人 萬天明審批人 萬天明 第三章第一節有機化合物的合成 第二課時 使用說明 1.認真閱讀教材,結合手邊已有資料獨立完成該導學案。2.用紅筆標出疑難點以備課上合作 討論 3.各小組組長督促成員及時完成。學習目標 1.了解鹵代烴在有...
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一 有機物的物理性質整理歸納 一 關於沸點 1 同系物的沸點隨著分子量的增加 即c原子個數的增大 而公升高。2 同分異構體的沸點隨支鏈越多沸點越低 3 衍生物的沸點高於相應的烴 4 常溫下呈氣態的物質有 新戊烷,c 4的烴,ch3cl,ch3ch2cl,hcho 常溫下呈固態的有 苯酚,草酸,硬脂酸...