有機化學複習總結必考點

2021-10-17 15:57:30 字數 5534 閱讀 2359

烯烴制法

1烯烴的工業制法

石油裂解(乙烯): c6h14 → ch4 + ch2=ch2 + ch3-ch=ch2 + 其它

15% 4020% 25%

2烯烴的實驗室制法★★★

(1) 醇脫水★扎依采夫規則):(濃h2so4, 170 oc) 或者(al2o3, 350~360 oc) 條件下

ch3-ch2oh → ch2=ch2 + h2o

(2) 滷烷脫滷化氫★扎依采夫規則):在強鹼(常用koh、naoh)作用下,脫hx。

(3) 炔烴還原制製備烯烴★:

3季氨鹼的熱分解反應★★★

季氨鹼(強鹼,其鹼性與naoh相近;易潮解,易溶於水。)

(1) 烴基上無β-h的季銨鹼在加熱下分解生成叔胺和醇。例如:

(2) β-碳上有氫原子時,加熱分解生成叔胺、烯烴和水。例如:

消除反應的取向——霍夫曼(hofmann)規則

季銨鹼加熱分解時,主要生成hofmann烯(雙鍵上烷基取代基最少的烯烴)。

當-c上有芳基、乙烯基、羰基、氰基等吸電子基團時時此規則不適用

環氧化合物制法

1. 烯烴催化氧化

2. 過氧酸氧化★:

3. 鄰氯醇脫滷化氫:

鹵代烴的制法

1. 烷烴鹵代★-在光或高溫下,常得到一元或多元鹵代烴的混合物;由易到難:氯代-溴代-碘代;在實驗室通常只限於製備下列型別的化合物

2. 不飽和烴與鹵化氫或鹵素加成;★

3. 從醇製備——製備滷烷最普遍的方法★(常用試劑有:hx、px3、pcl5、socl2)

(1) 醇與氫滷酸作用:注意有重排問題p225。

氫滷酸與醇反應時的活性次序:hi > hbr > hcl

(2)醇與鹵化磷作用:(無重排問題) 這是製備溴烷和碘烷的常用方法。

(3)醇與亞硫醯氯(socl2,又名氯化亞碸)作用(無重排);實驗室和工業上製備氯烷的方法

(4) 鹵素的置換:這是從氯烷製備碘烷的方法,產率高,但只限於製備伯碘烷。

芳鹵代烴的制法

1. 直接鹵代★

三鹵化鐵的作用--促使鹵素分子極化而離解 x2 + fex3 x+ + fex4-

2. 被滷原子取代★

醇的制法

1. 烯烴水合(直接水合、間接水合p216) ★

不對稱烯烴,在酸催化下水合,往往中間體碳正離子可發生重排。

工業上2. 硼氫化-氧化(水解)反應★

硼氫化-氧化(水解)反應的特點:

a) 立體化學:順式加成(烯烴構型不會改變);

b) 區域選擇性 — 反馬氏規則;★

因為是協同反應,反應只經過乙個環狀過渡態,所以不會有重排產物產生。

3. 從醛、酮、羧酸和酯還原:

(1) 催化加氫(催化劑為ni、pt或pd) 注意:羧酸只能用lialh4還原★;

(2) 用還原劑(lialh4、nabh4 、na) 還原生成醇。

4. 不飽和醛、酮還原:

a) 催化氫化會使雙鍵和羰基都被還原;

b) lialh4、nabh4或al[och(ch3)2]3作還原劑時,可使不飽和醛、酮還原為不飽和醇而不影響碳碳雙鍵。★

5. 從含碳親核試劑製備(rmgx、rli、rznx······)

醛、酮與格氏試劑製備: ★

羧酸衍生物與格氏試劑的反應:★

這兩種方法常用於製備含有兩個相同取代基的叔醇。

6. 從滷烷水解(有較大侷限性)

醇比相應的鹵化物更容易得到;

水解過程中有副反應(消除)產生烯烴。所以只有在相應的滷烴容易得到時才採用此法:★

7. 從酯水解羧酸酯可以水解為一分子羧酸和一分子醇。

醚的制法

1. 醇分之間脫水(sn2歷程,只能製備對稱的醚)

工業上也可將醇的蒸汽通過加熱的氧化鋁催化劑來製取醚

2. 從滷烷與醇金屬作用(威廉森合成法p236) ★

避免用仲滷代烷和叔滷代烷,易發生消除反應。

思考如何合成:

3. 酚醚的生成(已學—威廉森合成p236)★

酚的制法

1. 從異丙苯製備(工業上)

2. 從芳滷衍生物水解製備(工業)

3. 從芳磺酸製備(磺化鹼熔法) ★

4. 重氮鹽水解:★

5. 芳滷化合物水解

醛、酮的製備

1. 從醇的氧化和脫氫製備:

a. 重鉻酸鉀、三氧化鉻/吡啶 ★

伯醇氧化成醛很少採用此法,因為生成的醛會被繼續氧化成羧酸。用三氧化鉻和吡啶的絡合物作氧化劑可停留在醛。

b. 歐芬腦爾氧化法:★ 含有不飽和c=c雙鍵的醛氧化,需採取特殊催化劑,如:丙酮-異丙醇鋁(或叔丁醇鋁)或三氧化鉻-吡啶絡合物作氧化劑達到此目的。

c. 酮、氧化鋅等催化劑 ★

2.炔烴水合 ★

炔烴在汞鹽催化下水合,生成羰基化合物,除乙炔(生成乙醛)外,其他炔烴水合均生成酮:

3.同碳二鹵化物水解

該法主要製備芳香族醛酮(因為芳環側鏈上-容易被鹵代。)

4. 傅-克醯基化反應(friedal-crafts)★

芳烴在無水三氯化鋁催化下,與醯滷或酸酐作用,生成芳酮:

不會發生重排;

很難上兩個醯基;

苯環上如有強吸電子基團,該反應不能發生

伽特曼-科赫反應 — 在alcl3-cucl催化劑下,芳烴與co、hcl作用可在環上引入乙個甲醯基的產物。

5. 芳環側鏈α-氧化

12.26. 羰基合成

烯烴與co和h2在某些金屬的羰基化合物催化下,在110~200 oc、10~20 mpa下,發生反應,生成多乙個碳原子的醛。

羰基合成的原料多採用雙鍵在鏈端的-烯烴,其產物以直鏈醛為主(直:支 = 4:1)。

補充:丙烯的-h氧化

羧酸的製備

1. 氧化法(k2cr2o7-h2so4、cro3-hoac、kmno4、hno3) ★

醇、醛、芳烴、炔、烯、酮的氧化

2. 水解法: ★★★

a. 由腈水解

b. 羧酸衍生物水解

水解速度從快到慢:★★★

c. 三鹵代苯甲烷的水解★

3. 有機金屬化合物與co2製備★★★

反應機理:

用來製備多乙個碳的羧酸

α-羥基羧酸的製備

(1) 從α-羥基氰水解★

(2) 從α-鹵代酸水解 ★

β-羥基羧酸的製備

(1) 從β-羥基氰水解★

(2)reformatsky反應 (只和醛、酮反應,不和酯反應)★★★

羧酸衍生物的製備★

1.酯的製備:

2.醯胺的製備:

3.醯滷的製備:★

4.酸酐的製備:

胺的製備

1. 芳香族硝基化合物的還原★★★

2. 胺的烷基化

脂肪族的滷代烷與氨作用,不易得到單一產物。

芳香族的滷代烷與氨作用,條件苛刻

3. 醇與氨在高溫、高壓下催化反應

4. 從腈、醯胺還原-製備多乙個碳的伯胺★★★

5. 醛酮的還原氨化

將醛或酮與氨或胺作用後再進行催化氫化即得到胺

6. 霍夫曼降解★★★

7. 蓋布瑞爾(gabriel)合成法★

將鄰苯二甲醯亞胺在鹼性溶液中與鹵代烴發生反應,生成n-烷基鄰苯二甲醯亞胺,再將n-烷基鄰苯二甲醯亞胺水解,得到第一胺。 此法是製取純淨的第一胺的好方法。在氨基酸製備中會用到。

腈的製備:

1. 滷代烷與nacn或kcn作用

2. 醯胺的脫水

用丙二酸二乙酯法製備-烴基取代乙酸

思考:如果上兩個不同的基團,先上大基團還是小基團。先上大基團,再上小基團!

乙醯乙酸乙酯合成法--烴基取代丙酮及-烴基取代乙酸

增長碳鏈的方法

縮短碳鏈的方法

1.滷仿反應:★★★

2.霍夫曼降解:★★★

3.高錳酸鉀氧化烯烴、炔烴,烯烴臭氧化。

4.脫羧反應

-羥基酸 — 羧基和碳原子之間的鍵斷裂,分解脫羧生成醛、酮或羧酸★

有機合成中α-羥基酸用來合成少乙個c的醛、酮或羧酸。

β-c為羰基時,脫羧較容易,非常有合成價值:★★★

有機反應機理總結:

1. 自由基取代

甲烷的氯代歷程

(1)鏈引發:

(2)鏈傳遞:

(3)鏈終止:

上述反應稱為自由基鏈式反應(free radical chain reaction),

此反應適用於烷烴的鹵代,烯烴和芳烴的α-氫的鹵代。

烷基自由基的穩定性:

叔碳自由基》 仲碳自由基》 伯碳自由基 >甲烷自由基

注意:在路易斯酸存在下:

2. 自由基加成(光照或過氧化物存在)

(1)鏈引發:

(2)鏈傳遞:

(3)鏈終止:

比如3.親電加成反應

機理碳正離子的穩定性:

加成符合馬氏規則

碳正離子的重排

4.親核加成反應

在鹼性溶液中反應加速,在酸性溶液中反應變慢。

只有醛、脂肪族的甲基酮、c8以下的環酮能發生此反應。

縮醛對鹼和氧化劑都相當穩定;在酸催化下生成縮醛的反應是可逆反應,縮醛可以水解成原來的醛和醇。有機合成中用於保護羥基和羰基。

只有醛、脂肪族的甲基酮、c8以下的環酮能發生此反應。

產物α-羥基磺酸鹽為白色結晶,不溶於飽和的亞硫酸氫鈉溶液中,容易分離出來;與酸或鹼共熱,又可得原來的醛、酮。故此反應可用以提純醛、酮。可用來鑑別、提純醛酮。

反應活性比較:

5. 親核取代反應

單分子親核取代反應(sn1)

1) 這是乙個兩步反應,有兩個過渡態,乙個中間體,中間體為碳正離子。

2) 由於親核試劑可以從碳正離子兩側進攻,而且機會相等,因此若與鹵素相連的碳是不對稱碳,則可以得到構型保持和構型翻轉兩種產物。

3) 這是乙個一級動力學控制的反應。又是單分子反應。

雙分子親核取代反應(sn2)

1. 這是乙個一步反應,只有乙個過渡態。

2. 所有產物的構型都發生了翻轉。

3. 消旋化速度比取代反應的速度快一倍。

4. 該反應在大多數情況下,是乙個二級動力學控制的反應。

影響親核取代反應的因素

(a) 烴基的影響

烷基結構對sn1反應的影響

叔滷烷 > 仲滷烷 > 伯滷烷 > ch3x

烷基結構對sn2反應的影響

ch3x > 伯滷烷 > 仲滷烷 > 叔滷烷

(b) 滷原子的影響

ri > rbr > rcl

(c) 親核試劑的影響

親核試劑(nu)的親核性由兩種因素決定

①試劑的鹼性 ②試劑的可極化性

親核性:乙個試劑在形成過渡態時對碳原子的親合能力。

鹼性:試劑對質子的親合能力,或者是給出電子的能力。

ro- > oh- > aro- > rcoo- >roh > h2o

親核取代反應總結:

phch2x, ch2=chch2x sn1、sn2都快

對於sn1反應主要考慮電子效應(★)其次是空間效應;

對於sn2反應主要考慮空間效應(★)其次是電子效應。

6. 親電取代反應

芳環親電取代反應歷程

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