精细化学品合成思考题-参考答案

1 精细化学品合成思考题精细化学品合成思考题 参考答案参考答案 08 化工 材化本科 一 回答下列问题 1 什么是均相催化 举例说明 P141 答 催化剂溶解于反应介质中 反应在同一相中进行 称为均相催化 H2 Ph3P 3RhCl C6H6 2 什么是非均相催化 举例说明 P133 P21 答 若反应物与催化剂不在同一相 在它们之间存在着相界面 这时反应在相界面上 进行 称为多相催化 即非均相催化 Ni H2 3 什么是相转移催化反应 影响相转移催化活性的主要因素有哪些 举例说明 P14 答 催化剂在两相反应物之间不断来回地运输 把反应物由一相迁移到另一相 使原 来分别处于两相的反应物能频繁地相互碰撞而发生化学反应 这种现象被称为相转移催化 反应 影响相转移催化活性的主要因素有 相转移催化剂的结构 催化剂用量的影响 溶剂的影响 搅拌速度的影响 加水量的影响 n C8H17Br NaCN PTC n C8H17CN NaBr 4 什么是卤化反应 其三种类型是什么 举例说明 P28 答 在有机化合物分子中引入卤原子 形成碳 卤键 得到含卤化合物的反应被称为卤 化反应 其三种类型是 卤加成反应 CH2 CH2 Br2 BrCH2CH2Br 卤取代反应 CH3 Cl2CH2Cl 卤置换反应 Cl NO2 F NO2 KF DMSO 180 5 什么是磺化反应 常用的磺化剂主要有哪几种 各有什么反应特点 举例说明 答 磺化反应是指将磺酸基 SO3H 引入有机化合物分子中的反应 P51 2 常用的磺化剂主要有 三氧化硫 反应速度快 不生成水 无废酸生成 反应完全 成本低 缺点是原 料供应问题 不能普遍使用 SO3 SO3H 发烟硫酸 适用于难磺化反应 SO3H H2SO4 H2O SO3H SO3H 浓硫酸 适用于一般磺化反应 应用性广泛 但有大量废酸生成 SO3H H2SO4 H2O 氯磺酸 反应活性极高 适用于特殊磺化反应 生产成本大 ClSO3H O O NH2 O O NH2 SO3H HCl 6 影响磺化反应的主要因素有哪些 磺化产物的分离方法 P56 P63 答 影响磺化反应的主要因素有 被磺化物的性质 反应温度和时间 磺化催化剂和磺化助剂 磺化产物的分离方法 稀释酸析法 直接盐析法 中和盐析法 脱硫酸钙法 萃取分离法 7 什么是烘焙磺化法 举例说明 P63 答 芳香族伯胺与等摩尔硫酸生成酸式硫酸盐 这些酸式硫酸盐在高温下烘焙得到氨 基磺酸化合物的方法称为烘焙磺化法 NH2 H2SO4 NH3 HSO3 180 NH2 SO3H NH2 H2SO4 NH3 HSO3 200 NH2 CH3 CH3 CH3 SO3H 8 什么是烷基化反应和酰基化反应 举例说明 P67 P91 答 把烃基引入有机化合物分子中的 C N O 等原子上的反应称为烷基化反应 3 OH CH3 CH3 2C CH OH CH3 C CH3 3 H3C 3C H2SO4 65 在有机化合物分子中的 C N O S 等原子上引入脂肪族或芳香族酰基的反应称为酰 基化反应 CH3COCl AlCl3COCH3 9 什么是氧化反应 常见氧化反应类型 P108 答 凡使有机物分子中碳原子总的氧化数增高的反应均称为氧化反应 常见的氧化反应有三种类型 催化氧化 化学试剂氧化和电解氧化 10 比较催化氧化与化学试剂氧化的优缺点 举例说明 P108 P111 答 催化氧化不消耗化学氧化剂 且生产能力大 对环境污染小 适用于大规模工业 化生产 但选择性差 使用范围小 值得推广开发 化学试剂氧化具有低温反应 容 易控制 操作简便 方法成熟 还具有高度选择性 适用于产量小 价格高的精细化 工产品 缺点有对环境污染大 对设备腐蚀大和原料成本大 CH3 CH3 O2 Co Ac 2 COOH COOH H2O KMnO4 H MnO2 11 什么是还原反应 常见还原反应类型 P133 答 从广义上讲 凡使反应物分子得到电子或使参加反应的有机物碳原子上的电子云 密度增高的反应均称为还原反应 从狭义上讲 凡使反应物分子的氢原子数增加或氧原子 数减小的反应即为还原反应 常用的还原反应有三种 催化还原 化学试剂还原 电解还原 12 比较催化还原与化学试剂还原的优缺点 举例说明 P133 P145 答 催化还原不消耗化学还原剂 且生产能力大 对环境污染小 适用于大规模工业 化生产 但选择性差 使用范围小 值得推广开发 化学试剂还原具有低温反应 容 易控制 操作简便 方法成熟 还具有高度选择性 适用于产量小 价格高的精细化 工产品 缺点有对环境污染大 对设备腐蚀大和原料成本大 NO2 NO2 H2 Ni NH2 NH2 H2O Fe H2O H Fe3O4 13 什么是 Claison 反应 举例说明 P169 4 答 酯分子中的 活泼氢在醇钠的催化作用下 可与另一分子酯脱去一分子醇而互相 缩合 这类反应称为 Claison 反应 CH3COOC2H5 CH3COOC2H5 C2H5ONa CH3COCH2COOC2H5 C2H5OH 14 什么是 Pekin 反应 举例说明 P166 答 芳香醛与酸酐在碱性催化剂作用下缩合 生成 芳基丙烯酸类化合物的反应称为 Pekin 反应 CHO CH3CO 2O CH3COONa CH CH COOH 15 什么是 Mannich 反应 举例说明 P165 答 是 Mannich 反应是指甲醛与含有活泼氢的化合物以及胺进行缩合反应 结果活泼 氢被胺甲基取代 CH3COCH3 CH2O HN CH3 2 HCl CH3COCH2CH2N CH3 2 HCl 16 什么是 Diels Alder 反应 举例说明 P177 答 Diels Alder 反应又称双烯合成 是指含有烯键或炔键的不饱和化合物 其侧链还有羰基等吸电子基 能与链状或环状含有共轭双键系的化合物发生 1 4 加成反 应 对于烯键和炔键化合物是 1 2 加成反应 生成六员环型的氢化芳香族化合物的反应 O O O O O O 17 什么是 Witting 反应 举例说明 P168 答 醛或酮与烃代亚甲基三苯基膦缩合成烯类化合物的反应称为 Witting 反应 18 什么是 Dieckmann 反应 举例说明 P171 答 二元酯发生分子内的缩合反应 形成五员环或六员环的酯 这种环化酯缩合反应 称为 Dieckmann 反应 EtOOCCH2CH2CH2CH2COOEt EtONa H O COOEt 二 完成下列反应式 各章节 三 合成 不大于三个碳原子有机化合物 苯 甲苯 萘和无机原料任选 主原料从指定 Ph3P CR1R2 R3R4COR1R2C CR3R4 5 原料开始 1 由环已醇合成 1 6 已二醇 OH HNO3 cat H CH3OH CH3OOC CH2 4COOCH3 Na C2H5OH HOCH2 CH2 4CH2OH 2 由甲苯合成 3 苯丙酸 CH3 H2SO4 MnO2 CHO CH3CO 2O CH3COOK CH CH COOH Ni H2 CH2CH2COOH 3 4 吡啶甲醇 N CH3 N CH2OH N CH3 N N CH2ClCH2OH Cl2 NaOH H2O 4 3 氟吡啶 N N F N N HNO3 H2SO4 200 NO2 H N N NH2 HCl NaNO2 0 NaBF4 N2BF4 N F 5 甲基橙 6 HNO3 H2SO4 H NH2 2CH3OH cat N CH3 2 NH2 H2SO4 180 NH2HO3S HCl NaNO25 N CH3 2 NNaO3SNN CH3 2 NaOH 6 8 羟基喹啉 Cl2 Fe HNO3 H2SO4 Cl NO2NaOH H2O H OH NH2 H2SO4 N OH Cl2 Fe HNO3 H2SO4 Cl NO2 NH3 NH2 NO2 H2SO4 N NO2 H N NH2 7 2 氨基苯并噻唑 HNO3 H2SO4 NO2 H NH2 KSCN NHCSNH2 N S NH2 8 2 噻吩乙醇 H3O S S S S S CH2CH2OH CH2CH2OH Br2 0 Br Mg THF S MgBr O 9 对三氟甲基苯胺 7 CH3 HNO3 H2SO4 CH3 NO2 3Cl2 CCl3 NO2 KF DMSO 180 H CF3 NH2 10 有机玻璃 CH3COCH3 HCNH2SO4 CH3OH 11 酸性橙 H2SO4 NH2 H2SO4 180 NH2HO3S HCl NaNO25 160 Na2SO3 1 NaOH 2 H OH H2SO4 HNO3 NO2 H NH2 OH OH N NSO3H 12 3 5 二叔丁基 4 羟基苯基丙酸甲酯 CH2 CHCH3 AlCl3 CH CH3 2 cat O2 H3O OH CH2 C CH3 2 Al PhO 3 110 140 OH C CH3 3 H3C 3C CH2 CHCOOCH3 CH3ONa 120 OH C CH3 3 H3C 3C CH2CH2COOCH3 13 1 4 二羟基葸醌 HNO3 H2SO4 H NH2 O H OH OH CH3 CH3 V2O5 O2 O O O OH OH O O O H2SO4 O O OH OH 8 14 4 4 二氨基 3 3 二氯联苯 Cl2 Fe HNO3 H2SO4 Cl NO2Zn NaOH NHNH ClCl H H2NNH2 Cl Cl 15 乙酰丙酮酸乙酯 HOOCCOOH EtOH H EtOOCCOOEt EtONa CH3COCH3 H2SO4 CH3COCH2COCOOEt 16 水杨酸 CH3CH CH2 AlCl3 CH CH3 2 cat O2 H3O OH Na2CO3 CO2 H3O OH COOH 17 对氟苯胺 Cl2 Fe HNO3 H2SO4 Cl NO2 KF DMSO 180 H F NH2 18 间二氟苯 HNO3 H2SO4 NO2 NO2 H NH2 NH2 NaNO2 0 HBF4 N2BF4 N2BF4 F F 19 四氢邻苯二甲酸酐 CHCH Cu2Cl2 NH4Cl CHCC H CH2 H CH2 CH CH CH2 V2O5 O2 600 O O O CH2 CH CH CH2 O O O 9 20 对羟基苯乙胺 HF CH3CH CH2 CH CH3 2 cat O2 H3O OH HCN CuCN H3O OH CHO CH3NO2 OH HOCH CHNO2 Ni H2 HOCH2CH2NH2 21 2 4 二氯氟苯 Cl2 Fe Cl HNO3 H2SO4 Cl NO2 NO2 KF DMSO 180 F NO2 NO2 Cl2 200 F Cl Cl 22 芝麻酚 Cl2HNO3 H2SO4 Cl NO2NaOH H2O H OH NH2 NaNO2 H2SO4 0 5 H2SO4 OH OH CH2Cl2 NaOH O OCH2 HNO3 H2SO4 H O OCH 2 H2N O O CH2 HO NaNO2 H2SO4 H2SO4 0 5 23 苯并咪唑 Cl2 Fe HNO3 H2SO4 Cl NO2 NH3 H NH2 NH2 HCOOH N H N 24 蒽醌 V2O5O2 O O O AlCl3 H2SO4 O O 10 25 4 氨基吡啶 N CH3 N NH2 N CH3 N N CN CONH2 NH3 O2 NaClO NaOH N NH2 26 1 3 5 三溴苯 HNO3 H2SO4 H NH2 3Br2 NH2 Br Br Br NaNO2 H2SO4 C2H5OH CuSO4 Br Br Br 27 2 3 5 三甲基对苯二酚 3CH3I AlCl3 CH3 CH3 CH3 H2SO4 CH3 CH3 CH3 HO3S HNO3 H2SO4 H CH3 CH3 CH3 NO2HO3S H2SO4 CH3 CH3 NH2 CH3 MnO2 H Na2SO3 CH3 CH3 CH3 OH HO 11 28 4 氟 3 氯苯胺 2Cl2 Fe Cl Cl HNO3 H2SO4 Cl Cl NO2 KF DMSO 180 F Cl NO2 H F Cl NH2 29 2 4 二氟苯胺 2HNO3 H2SO4 NO2 NO2 H NH2 NH2 NaNO2 0 HBF4 F F HNO3 H2SO4 H F F NO2 F F NH2 30 四氟邻苯二甲酸 V2O5O2 O O O 4Cl2 H N O O Cl Cl Cl Cl N O O NH3 KF DMSO 180 H3O COOH COOH F F F F 31 异烟肼 N CH3 O2NH3 cat N CN H2O N CONH2 NH2NH2 N CONHNH2 32 烟酰胺 O2NH3 cat H2O N CH3 N CN N CONH2 12 33 扑热息痛 P106 Fe Cl2 HNO3 H2SO4 Cl NO2 NaOH H2O H Ac2O AcOH OH NHCOCH3 34 1 3 5 三氯苯 HNO3 H2SO4 H NH2 3Cl2 NH2 Cl Cl Cl NaNO2 H2SO4 C2H5OH CuSO4 Cl Cl Cl 35 联苯胺 H2SO4 HNO3 NO2 Zn NaOH NHNH HCl NaOH H2NNH2 36 4 4 二羟基联苯 H2SO4 HNO3 NO2 Zn NaOH NHNH HCl NaOH H2NNH2 5 NaNO2 H2SO4H2SO4 140 HOOH 37 4 氯苯基异氰酸酯 Fe Cl2 HNO3 H2SO4 Cl NO2 H Cl NH2 COCl2 Cl NCO 38 甲基苯基异氰酸酯 HNO3 H2SO4 CH3 NO2 H CH3 NH2 H3C COCl2 CH3 NCO 39 3 4 二氯苯基异氰酸酯 13 2Cl2 Fe Cl Cl HNO3 H2SO4 Cl Cl NO2 Cl Cl NH2 COCl2 Cl Cl NCO H 40 2 4 二氯苯基异氰酸酯 Cl2 HNO3 H2SO4 NO2 H NH2 COCl2 CH3COOH NHCOCH3 H NH2 Cl Cl NCO Cl Cl 41 3 5 二氯苯基异氰酸酯 Fe Cl2 HNO3 H2SO4 Cl NO2 NH3 NO2 NH2 COCl2 2Cl2 NO2 NH2 Cl Cl NaNO2 HCl 0 5 Cl Cl NO2 H NH2 ClCl NCO ClCl 42 2 4 二氟苯基异氰酸酯 2HNO3 H2SO4 NO2 NO2 H NH2 NH2 NaNO2 0 HBF4 F F HNO3 H2SO4 H F F NO2 F F NH2 COCl2 F F NCO 14 四 设计下列化合物的合成路线并合成 原料任选 1 松果腺素 脑白金的主要成分 P272 分子式 N H CH2CH2NHCOCH3 H3CO 设计 N H CH2CH2NHCOCH3 H3CO N H H3CO CH2CH2NH2 NHNH2 H3CO ClCH2CH2CH2CHO 合成 NHNH2 OCH3 ClCH2CH2CH2CHO CH3OH H2O CH3COONa N H CH2CH2NH2 Ac2O N H CH2CH2NHOOCCH3 H3CO H3CO 2 西维因 P247 设计 OCONHCH3 OH CH3CON3 CH3CONHNH2CH3COOC2H5 合成 CH3COOC2H5 80 NH2NH2 H2O C2H5OH CH3CONHNH2 NaNO2 HCl CHCl3 CH3CON3 CH3CON3 OH C2H5 3N OCONHCH3 3 盐酸普鲁卡因 P224 设计 15 H2NCO O CH2CH2N C2H5 C2H5 COOHO2N HCl O NH C2H5 2 合成 COOHO2N O NH C2H5 2 HOCH2CH2N C2H5 2 SOCl2 O2NCOCl HOCH2CH2N C2H5 2 Fe HCl 4 对羧基苄胺 P222 设计 COOHO2N HOOCCH2NH2 HOOCCN HOOCNH 2 合成 COOHO2N Fe HCl HOOCCH2NH2 HOOCCN HOOCNH 2 NaNO2 HCl 0 HCN CuCN Ni H2 5 P205 2 苯基环已胺 设计 Ph NH2 Ph NO2 Ph NO2 Ph NO2 PhCHO CH3NO2 16 合成 Ph NH2 Ph NO2 Ph NO2 PhCHO CH3NO2 OH H2 Pd 6 P272 除草剂丙草胺 分子式 C2H5 C2H5 N CH2CH2OC3H7 COCH2Cl 设计 C2H5 C2H5 N CH2CH2OC3H7 COCH2Cl C2H5 C2H5 NH2 C2H5 NH C2H5 CH2CH2OC3H7 HOCH2CH2OC3H7 ClCOCH2Cl 合成 C2H5 C2H5 N CH2CH2OC3H7 COCH2Cl C2H5 C2H5 NH2 C2H5 NH C2H5 CH2CH2OC3H7 HOCH2CH2OC3H7 200 ClCOCH2Cl 7 酮洛芬 P242 设计 OC COOH CO COOEt CH2 COOEt CH2 COOEt 合成 17 CO COOEt CH2 COOEt CH2 COOEt Ac2O H2SO4 AcOH N CrO3 20 NaOH CH3OH H 8 菲那西汀 设计 NHCOCH3 OC2H5 NH2 OC2H5 NO2 OC2H5 NO2 Cl 合成 NHCOCH3 OC2H5 NH2 OC2H5 NO2 OC2H5 NO2 Cl C2H5OH NaOH H CH3CO 2O 9 Ph OH 设计 Ph OH MgBr PhCH2CH2CHO Br PhCH CHCHO 合成 Ph OH MgBr Br PhCH CHC