内容正文:
专题10 有机合成
一、碳骨架的构建
1.碳链的增长
(1)卤代烃的取代反应
①溴乙烷与氰化钠在酸性条件下的反应:
CH3CH2Br+NaCN→CH3CH2CN+NaBr,CH3CH2CNCH3CH2COOH。
②溴乙烷与丙炔钠的反应
CH3CH2Br+NaC≡CCH3→CH3CH2C≡CCH3+NaBr
(2)醛酮的加成反应
①丙酮与HCN的反应
②乙醛与HCN的反应
CH3CHO+HCNCH3CH(OH)CN
③羟醛缩合(以乙醛为例)
CH3CHO+CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHO
④醛、酮与RMgX加成:
+RMgX→。
2.碳链的缩短
(1)与酸性KMnO4溶液的氧化反应
①烯烃、炔烃的氧化反应
CH3-CHCH3CH3COOH+ CH3--CH3
②苯的同系物的氧化反应
CH2CH3COOH
(2)脱羧反应
①无水醋酸钠与氢氧化钠的反应:CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3
②2-甲基丙酸钠与氢氧化钠的反应:CH3-COONa+NaOHCH3CH2CH3↑+Na2CO3
(3)某些有机物的水解反应
①蛋白质的水解反应
②糖类的水解反应
③酯的水解反应
(4)水解的裂化或裂解
①异丁烷裂化:CH3-CH3CH4+CH3CH=CH2
②十八烷裂化:C18H38C8H18(辛烷)+ C8H16(辛烯)
二、官能团的引入和消除
1.官能团的引入
(1)碳碳双键的引入
①醇的消去:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
②卤代烃的消去:CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
③邻二卤代烃的消去:+ZnCH2=CH2↑+ZnCl2
④炔烃与H2的加成:CH≡CH+H2CH2=CH2
(2)卤素原子的引入
①与HX的加成:CH2=CH2+HBrCH3CH2Br、CH≡CH+HBrCH2=CHBr
②与X2的加成:CH2=CH2+X2→、CH≡CH+X2→
③烷烃、芳香烃的取代反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl、+Br2Br +HBr
④烯烃、羧酸的α-H取代
CH3-CH=CH2+Cl22-CH=CH2+HCl
RCH2COOH+Cl2R--COOH +HCl
⑤醇与卤代烃的取代:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
(3)羟基的引入方式
①烯烃与水加成:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
②醛、酮与H2加成:CH3CHO+H2CH3CH2OH
③醛、酮与HCN加成:CH3--H +HCNCH3--CN
④羟醛缩合:CH3--H +H-CH2CHOCH3--CH2-CHO
⑤卤代烃的水解:CH3--CH3+NaOHCH3--CH3+NaBr
⑥酯的水解:CH3--O-C2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
⑦酚钠与酸反应:ONa+H2O+CO2OH +NaHCO3
(4)羧基的引入方式
①烯的氧化:RCH2CH=CH2RCH2COOH+CO2↑
②腈的水解:CH3CH2CNCH3CH2COOH
③醛的氧化:2RCHO+O22RCOOH
(5)羰基的引入方式
①烯的氧化:CH2CH3CO2↑+CH3--CH3
②叔醇的催化氧化:2R--R′+O22R--R′+2H2O
3.官能团的消除
(1)通过加成反应消除或-C≡C-
①CH2=CH2+H2CH3CH3
②CH3-C≡C-CH3+2H2CH3CH2CH2CH3
(2)通过消去反应或氧化反应或酯化反应消除-OH
①CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
③CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O。
(3)通过氧化反应或加成反应可消除-CHO
①2CH3CHO+O22CH3COOH
②CH3CHO+H2CH3CH2OH
(4)通过消去反应或水解反应可消除卤素原子
①CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
②CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
(5)通过水解反应消除酯基
①CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
②CH3COOCH2CH3+NaOHCH3CH2OH+CH3COONa
4.成环与开环的反应
(1)成环
①羟基酸分子内酯化
(内酯)+H2O
②二元酸和二元醇分子间酯化成环
+(环酯)+2H2O
③双烯合成反应
+
(2)开环
①环酯的水解反应
+2H2O+
②某些环状烯烃的氧化反应
HOOC(CH2)4COOH
CH3--(CH2)4COOH
三、官能团的转化和保护
1.典型的官能团的转化关系
1.官能团的保护
有机合成时,往往在有机物分子中引入多个官能团,但有时在引入某一个官能团时容易对其他官能团造成破坏,导致不能实现目标化合物的合成。因此,在制备过程中要把分