基础有机化学反应总结

基本有机化学反应概述一、烯烃1.卤化氢加成(1)马哈拉诺比斯规则除了不对称烯烃，氢总是被加到含碳量更多的碳中。机制精华不对称烯烃的亲电加成总是产生相对稳定的碳阳离子中间体。注碳正离子重排(2)反马尔可夫规则游离基机制注释过氧化物效应仅限于溴化氢，对氯化氢和高浓度碘无效。精华在不对称烯烃的加成过程中产生稳定的自由基中间体。的例子2.硼氢化-氧化特征不对称烯烃经历硼氢化-氧化以获得具有反马尔可夫加成的醇。加法是顺式的，不会重新排列。机制的例子3.X2加法机制注从机理上可以看出，反应首先形成三元环的三溴正离子，然后亲和试剂从后面攻击。不难看出这是反式加成。不对称烯烃、亲核试剂的攻击主要取决于空间效应。反式加成4.烯烃的氧化1)稀释的冷高锰酸钾被氧化成邻二醇。2)热浓酸性高锰酸钾氧化3)臭氧氧化4)过氧酸氧化5、烯烃复分解反应的例子6.共轭二烯1)卤化氢添加2)狄尔斯-阿尔德反应描述共轭二烯烃和烯烃在加热条件下很容易形成环状1，4加成产物。的例子第二，脂环族烃1.环丙烷的化学反应描述三元环由于张力而不稳定，并且由于加成反应而易于开环，类似于碳-碳双键。特征环烷烃具有抗氧化性，可用于区分不饱和化合物。注释遵循马哈拉诺比斯规则的例子2.环烷烃的制备1) Wurtz反应描述环烷烃是通过从碱金属中除去卤素来制备的。的例子2)卡宾(1)卡宾的形成A.多卤素的消除一些双键化合物的分解(2)卡宾和烯烃的加成反应特色 Cis添加、配置维护的例子(3)卡宾样描述类卡宾化合物是非卡宾化合物，可以在反应中充当卡宾。氯化锌是最常用的卡宾类化合物。特色 Cis添加、配置维护的例子Iii .炔烃1.还原成烯烃1)顺式加成2)反式加成2.亲电子加成1)，加上X2机制中间的反式加成2)添加HX(一摩尔卤化氢主要是反式加成)3)添加H2O机制特征炔烃的水合作用符合马法则。注释乙醛仅由乙炔的水合作用产生，相应的酮由其他炔烃产生。3.亲核加成1)、2)、3)、4.聚合5.末端炔烃的鉴定注释干燥的银炔和铜炔在加热或振动时容易爆炸。实验完成后，应立即加入浓硫酸分解炔烃。6，炔基阴离子的例子三。芳香烃1.苯的亲电取代1)卤化2)硝化作用3)磺化4)弗里德尔-克拉夫特反应傅克烷基化反应机制注释对于碳正离子的重排，不能进行傅克反应，因为苯环带有第二种类型的定位基团。的例子(2)傅克酰基化反应的例子2.取代反应对苯环的定位效应1)第一类定位组，邻对位定位组，是常见的：2)第二种类型的定位基，元定位基，是常见的：注释第一类定位基团激活苯环，卤素除外。第二种定位基团钝化苯环。卤素是特殊的，是第一种弱钝化的定位基团。3.苯侧链的卤化游离基机制4.苯侧链的氧化1)当高锰酸钾用于氧化时，产物是酸。描述苯环不易氧化。当氢在其烷基侧链中存在时，无论烷基侧链有多长，该链都可以被强氧化剂如高锰酸钾氧化。结果都被氧化成苯甲酸。的例子2)当CrO3 Ac2O用作氧化剂时，产物是醛。的例子3)当二氧化锰用作氧化剂时，产物是醛或酮。5.卫生球特征萘的亲电取代主要发生在位，因为攻击位形成的共振杂化物是稀土(7)卤素交换反应2、消除反应(1)脱卤化氢-消除注当-氢的种类很多时，它的消除方向遵循赛切夫法则，即卤素原子总是优先与氢一起在含氢较少的碳上消除。的例子 消除(2)脱卤3.与活性金属反应(1)与金属镁的反应(格式化试剂)(2) Wurtz与金属钠的反应(3)与金属锂的反应注二烷基铜锂主要与卤代烃偶联形成烷烃4.还原反应5.氯甲基化五、酒精1.卢卡斯试剂无水氯化锌和浓盐酸的完美溶液称为卢卡斯试剂，用于鉴别伯醇、仲醇和叔醇。2.将羟基转化为卤素基团(1)、醇和磷卤化物(PX5、PX3)(2)、酒精和亚硫酰氯3.酒精氧化(1)沙雷试剂注释夏勒特试剂是三价铬和吡啶的络合物。它能在醛形成阶段控制伯醇的氧化，产率较高，且不影响分子中的双键。(2)琼斯试剂注琼斯试剂是将三氧化二铬溶于稀硫酸中，滴加到乙醇的丙酮溶液中，在室温下得到高收率的酮。它对分子中的双键也没有影响。的例子(3)邻二醇被高碘酸氧化4.频哪醇重排机制笔记(1)羟基脱水，总是比老师转化成更稳定的阳离子。(2)在不同的烃基中，芳基总是优先迁移。苯环上带有给电子基团的不同芳基的优先迁移。(3)应重视立体化学。连接到离去基团上的碳原子(如果是手性的)的构型发生了转变，因为这是一个协同反应。准确的机制描述是(4)频哪醇重排是有机反应中非常常见的重排反应。只要碳阳离子在反应中形成结构(即，羟基连接到带正电荷碳原子的相邻碳上)，就可以发生频哪醇重排。的例子5、酒精生产(1)烯烃的制备酸水合注释碳正离子机制产生稳定的碳正离子，它们可以重新排列。(2)羟基化-脱汞反应特征在反应中不发生重排，因此它经常用于制备更复杂的醇，尤其是具有体积效应的醇。(3)硼氢化物氧化法特征反马尔可夫规则，所以伯醇可以合成。上述两种方法不能合成。(2)格式化试剂的例子(3)制备邻二醇(1)顺式-o-二醇(2)反式-邻-二醇(环氧化合物水解)六、苯酚1.福克反应2.弗里斯重排特征产物分离良好，邻位产物可以用蒸汽蒸发。3、与甲醛和丙酮反应注释双酚a，一种传统中药的工业原料，被生产出来。双酚a可以与光气聚合，生产出高强度、透明的防弹玻璃。它也可以用作环氧树脂粘合剂。4.Reimer-Tiemann反应生成卡宾5.苯酚的制备(1)磺化碱熔法工业：的例子(2)重氮盐法七.醚和环氧化合物1.乙醚的制备(1)威廉姆森综合(2)烷氧基汞化-汞去除注醇与双键的加成方向符合马氏规则，就像汞化-脱汞反应一样。2.克莱森重排机制注类似的配置也可能发生重排的例子3.冠醚特征冠醚最突出的特性是它有许多醚键，分子中有某些空穴。金属样品可以钻入孔中与醚键复合。冠醚分子内环的氧能与水形成氢键，因此是亲水的。它的外围是CH2结构并具有亲脂性，因此冠醚可以将内环水相中的试剂包裹到有机相中以加速反应，因此冠醚被称为相转移催化剂。这种加速的多相有机反应称为相转移催化。4.环氧化合物(1)开环酸性开环注释不对称环氧化合物的酸性开环方向是亲核试剂优先结合更多取代的碳原子。的例子(2)碱性开环注意在碱性开环中，亲核试剂总是首先攻击较小的空间位阻，这导致了空间效应。的例子注无论是酸开环还是碱开环，环氧开环都属于SN2型反应，因此亲核试剂总是从离去基团(氧桥)的相反位置攻击中心碳原子，获得反式开环产物。这个过程就像当烯烃中加入溴时，溴阴离子对溴离子的攻击。的例子(2)环氧树脂的制备(1)过氧酸氧化(2)银催化氧化(工业)-卤代醇八.醛和酮1.羰基上的亲和加成(1)加入氢氰酸(2)添加酒精(1)缩醛形成机制特征乙缩醛具有胞苷二醚的结构，对碱和氧化剂稳定，因此该方法可用于合成中羰基的保护。缩酮也可以用同样的方法和同样的机理制备。的例子(3)加入金属有机化合物2.与氨衍生物的反应的例子3.卤素模仿反应机制注释如果碘被用于卤素，碘仿(CHI3)将以黄色沉淀的形式获得。这种现象可以用来鉴别这种结构的甲醛、酮和醇()。的例子4.羟醛缩合(1)一般羟醛缩合(1)碱催化的羟醛缩合反应描述在稀碱的作用下，两个醛(酮)分子相互作用产生，不饱和醛(酮)。机制精华事实上，它是羰基的亲和加成。她的亲核试剂是由醛或酮本身生成的碳负离子，反映了-氢的酸性注从反应机理可以看出，醛的羟醛缩合需要-氢，否则不能产生负碳离子亲核试剂。当-氢通常停留在脱水的前一步时，形成-羟醛。事实上，只要温度得到控制，羟醛缩合反应可以保留在羟醛产物中。的例子(2)酸催化的羟醛缩合反应机制香精在酸催化反应中，亲核试剂实际上是醛的稀醇形式。注释除了促进稀醇形式的形成，酸还可以提供醛分子来活化羰基。此外，在酸性条件下，羟醛化合物更容易脱水生成，不饱和醛(酮)，因为酸是脱水的催化剂。(2)酮的缩合反应的例子(3)分子内缩合注释分子内缩合通常形成稳定的五或六个环，因为五或六个环更稳定。的例子(4)交叉羟醛缩合描述同时含有-氢的两种醛(酮)可以进行交叉羟醛缩合，并且产物是混合物。注释 一般的羟醛缩合反应优选是带有-氢的醛(酮)和不带-氢的醛(酮)之间的反应的例子注 与酸碱催化卤化一样，当脂肪酮有两个不同的烃基时，碱催化缩合一般优先发生在取代较少的碳上，而酸催化缩合发生在取代较多的碳上。然而，该反应的选择性不高，并且经常得到混合物。的例子注 如果使用较大的碱如二异丙基酰胺锂(LDA)作为缩合催化剂，它基本上会攻击较小的一面。的例子5.醛(酮)的氧化(1)甲苯试剂描述氨水溶液中的氢氧化银溶液被称为土伦试剂。(2)费林，薄膜试剂描述碱性氢氧化铜溶液与酒石酸盐融合，称为薄膜试剂。(3)拜尔-维利热氧化描述酮被过氧酸氧化成脂肪。机制笔记(1)不对称酮经历拜耳-维里氧化时有两种可能性，这主要取决于迁移基团芳基叔烃基伯烃基甲基的迁移难度。(2)醛类也可以发生拜耳-维利热氧化反应。然而，由于优先转移基团是氢，主要产物是羧酸，这相当于醛被过氧酸氧化。的例子6.醛(酮)的还原(1)催化加氢注许多基团可以催化氢化，如碳碳双键、碳碳三键、硝基、氰基等。因此，当选择催化氢化来还原羰基时，重要的是要看化合物中是否有其他基团可以催化氢化。(2)用LiAlH4和NaBH4还原特性硼氢化钠还原醛和酮的过程类似于LiAlH4，但其还原能力不如LiAlH4强。正因为如此，硼氢化钠具有高选择性，即硼氢化钠对醛和酮的还原不受脂肪族、羧基、卤素、氰基、硝基和其它基团的干扰，并且这些基团可以被硼氢化钠还原。(3) (1)麦尔外因-庞多夫还原机制奥本纳氧化注释麦尔外因-彭多夫还原的逆反应是奥林大脑氧化。特征麦尔外因-彭多夫还原和奥列芬特脑氧化都是高度选择性的，对双键、三键或其他容易被还原或氧化的官能团没有影响。的例子(4)双分子还原特征双分子还原的产物是邻二醇，它可以在酸的作用下发生频哪醇重排。(5)克莱姆森还原特征羰基还原成亚甲基注 和不饱和醛(酮)不适用，双键影响它们。(6)沃尔夫-基什纳约化和黄鸣龙改进特征羰基还原成亚甲基注释不适用于，不饱和醛(酮)，会产生杂环化合物。(7)硫代缩醛和酮的还原特征羰基被还原成亚甲基。该反应适用于，不饱和醛(酮)，不受碳碳双键的影响。(8)坎尼扎罗反应、歧化反应描述不含-氢的醛与浓碱一起加热，生成等摩尔的相应醇和羧酸。机制笔记(1)醛与-氢发生羟醛缩合反应。(2)不同的不含-氢的醛也可以发生歧化反应。如果主体的羰基是活性的，羟基将首先攻击它，这将产生羧酸和其他醇。的例子7.机智反应抗生物素试剂的制备8、安息香缩合描述在氯化萘的催化下，两个苯甲醛分子缩合生成二苯羟乙基酮，通常称为安息香，因此该反应称为安息香缩合。机制注释该反应适用于芳香醛，但当芳香环上有吸电子基团或给电子基团时，它不会发生。例如，安息香缩合