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文档简介

1、完成反应式2.1 醚、环氧 制备:醇脱水、williamson合成法、不饱和烃与醇作用、分子内williamson合成环醚;性质:a,醚键的断裂:甲基醚、叔烷基醚与氢碘酸作用;b,环氧键的断裂(酸催化-生成更稳定的碳正离子,SN1)(碱催化-亲核试剂进攻位阻小(取代基少)的碳原子,SN2)c,claisen重排(芳基烯丙基醚的重排)Williamson合成 :R-ONa+RX R-O-R + NaX 1.制备有叔烃基的混醚时,应采用叔醇钠与伯卤烷作用 2.制备含芳醚时须采用酚钠,否则反应很难发生。不饱和烃与醇作用:可逆反应,可保护醇羟基醚键断裂 甲基醚:亲核试剂(I-)进攻位阻小的(CH3-)

2、 叔烷基醚:进攻叔烷基 苯基烯丙基醚及其类似物在加热的条件下,发生分子内重排生成邻烯丙基苯酚的反应,称为Claisen 重排。b,环氧键的断裂(酸催化-生成更稳定的碳正离子,SN1)(碱催化-亲核试剂进攻位阻小(取代基少)的碳原子,SN2)2.2 醛、酮:a,制备(醇氧化脱氢、炔烃水合、同碳二卤化物水解、芳环酰基化-傅克反应、羧酸衍生物还原)伯醇、仲醇氧化脱氢炔烃水合(仅上面)傅克酰基化反应: (芳烃的酰基化)羧酸衍生物还原:同碳二卤化物的水解 b,亲核加成反应活性(空间位阻小的好、存在吸电子基好): 氢氰酸HCN-羟基腈 所以碱性条件反应 机理: 合成上的应用:增长碳链,引进新的活性基团,增

3、加一个C 亚硫酸氢钠-沉淀(醛+脂肪甲基酮+八碳以下环酮)-鉴别与分离白色沉淀 机理:应用范围:醛、甲基脂肪酮、C8以下环酮分离提纯(在酸碱条件下分解成原来的酮或醛) 两分子醇- 羰基保护 用生成缩醛或缩酮的方法来保护羰基,保护完毕再用稀酸水解脱掉保护基。 有机金属-(有机镁、有机锂、有机锌、炔钠) A.格氏试剂(R-Mg-X) 合成:格氏试剂+环氧乙烷或CH3CHO-增加两个C的醇 B.有机锂 更易与二叔丁基酮反应 C.wittig试剂-烯烃的生成 D. 氨衍生物-鉴别与分离 鉴别:2,4-二硝基苯肼与醛酮加成反应的现象非常明显,故常用来检验羰基,称为羰基试剂c,-H的性质: 卤仿反应-碘仿

4、(条件:卤素+碱)(能发生反应的有:甲基酮+乙醛+CH3CH(OH)R) 羟醛缩合-稀碱 泊金反应-芳醛+脂肪酸酐+相应的脂肪酸盐卤仿反应 1、碘仿反应黄色沉淀 可用来鉴别NaOX是一种氧化剂,能将-甲基醇氧化为-甲基酮。 用卤仿反应制少一个碳的羧酸 不对称的酮中,酸性较强的-氢优先反应羟醛缩合:具有-H的醛、酮在稀碱存在下发生两分子缩合生成-羟基醛、酮的反应,叫羟醛缩合反应., -不饱和醛碳链成倍增长铂金反应:芳醛和酸酐在相应的羧酸盐存在下的反应,产物是,-不饱和芳香酸:d,氧化还原:Tollens、Fehling试剂、催化加氢、氢化铝锂(LiAlH4)、硼氢化钠(NaBH4)、Clemme

5、nsen、Wolff-Kishner、Cannizzaro岐化TOLLENS(银镜反应)(只氧化醛、半缩醛可逆反应 生成醛)Fehling试剂(只对脂肪醛广义有效) LiAlH4 还原(不还原C=C、CC)硼氢化钠还原(NaBH4) (只还原醛、酮、酰卤中的羰基,不还原其它基团)Clemmensen还原 (只还原芳香酮) R为-PhCannizzaro岐化 不含- 氢原子的醛在浓碱的作用下,能发生自身的氧化还原反应,其中一分子醛还原为醇,另一分子氧化为酸,也称为歧化反应。当甲醛与另一无 -H 的醛在强碱下共热,主要反应总是甲醛被氧化,而另一醛被还原。2.3 羧酸 a,制备(烯烃、醇、醛、甲基酮

6、、芳烃侧链氧化;腈水解;酸衍生物水解;格氏试剂与二氧化碳;酚酸合成) 烯烃氧化: 醛的氧化:甲基酮的氧化:(氯仿反应)腈的水解:合成增加一个碳的羧酸H2O,H+CO2格氏试剂与CO2:R-MgX- -R-COOH 生成增加一个C的酸芬酸合成: b,性质(酸性;影响酸性的因素;酰卤、酸酐、酯、酰胺的生成;还原;脱羧(-碳上连有拉电子基);羟基酸受热反应(、与、更远);-H的反应-卤代)影响酸性大小因素: 使羧酸根负离子稳定的因素都将增加其酸性,反之,酸性则减弱。 诱导效应:X-CH2COOH 吸电子基存在(-I) 使酸性增强 NO2 > N+(CH3)3 > F > Cl &g

7、t; Br > I 供电子基存在(+I)使酸性变弱 (CH3)2CHCOOH > HCOOH > CH3COOH 共轭加诱导效应: X: OCH3 > CH3 > H > Cl > NO2 > OH 酸性 CH3-Ph-COOH > OH-Ph-COOH > OH-CH2-COOH >CH3COOH羧酸衍生物(酰氯、酸酐、酯、酰胺) 羟基被取代 酰氯: 酸酐: or 五元环 酯化:羧酸与醇在强酸性催化剂作用下生成酯 TIP: 酸催化下伯醇、仲醇的酯化是按酰氧断裂方式进行的;叔醇的酯化按烷氧断 裂方式进行 酰胺:羧酸与氨或胺作用可

8、以生成羧酸铵,再经加热脱水可得到酰胺 还原 NaH4只还原醛、酮、酰卤中的羰基脱羧-用于合成减少一个C的有机物 失去二氧化碳(-碳上有拉电子基如 -NO2、-CN、-CO-、-Cl) 羟基酸受热反应(、与、更远)己二酸,庚二酸环酮丁二酸,戊二酸环状酸酐乙二酸,丙二酸一元酸-羟基酸的的分解 合成比原料少一个碳原子的醛酮2.4 羧酸衍生物 ( )a,性质:亲核取代水解、醇解、氨解;与格氏试剂作用; 亲核取代反应活性:酰氯 酸酐 酯 酰胺水解-反应条件不同醇解-酰卤和酸酐生成酯;酯的醇解酯交换氨解-生成酰胺 b,还原:Rosenmund还原;氢化铝锂还原;钠+乙醇还原->酯AlLiH4还原 酰

9、卤醇 酸酐相应的醇 酰胺胺 羧酸醇 酯两分子醇 Rosenmund还原:Pd沉积在BaSO4上并用毒化剂毒化作催化剂,常压加氢酰氯还原成相应醛的反应。 钠+乙醇还原-酯->对应的伯醇 : 酯与金属钠在醇溶液中加热回流,被还原成相应的伯醇c,酰胺性质(酸碱性、Hofmann降解); 碱性大小:NH3 > RNH2 > RCONH2 > RCOCHOCR Hofmann降解:酰胺与溴或氯在碱溶液中作用,脱去羰基生成伯胺,使碳链少一个碳原子的重排反应. 2.5 二羰基 a,制备:三乙(Claisen酯缩合、Dickmann缩合)、丙二酸二乙酯(乙酸卤代、氰解、水解、酯化)乙酰

10、乙酸乙酯的制备 .Claisen酯缩合:乙酸乙酯在强碱(乙醇钠、金属钠)的催化下缩合,再酸化生成三乙 机理: 归纳:Clasien酯缩合是两个酯缩合,其中一个脱去a-H,另外一个脱去烷氧基,再缩合 Dickmannn缩合:己二酸酯和庚二酸酯,分子内酯缩合生环状- 酮酸酯。 酯分子中的a-氢脱去烷氧基离去 丙二酸二乙酯的制备b,性质(酸性氢被烃基或酰基取代、酮式分解与酸式分解、丙二酸加热脱羧)酸性氢(羰基之间的-CH2-)被酰基取代C-酰化产物 被烃基取代C-烃基产物OR O-烃基产物酮式分解:乙酰乙酸乙酯在稀碱(5% NaOH)的作用下,水解生成乙酰乙酸,后者在加热的条件下,脱羧生成酮。这种分

11、解称为酮式分解酸式分解:乙酰乙酸乙酯与浓碱(40%)共热,则-和-碳原子之间的键发生断裂,生成两分子的乙酸盐。一般-羰基酸都发生此反应,这种分解称为酸式分解 乙酰乙酸乙酯进行烷基化、酰基化反应后,再进行酮式分解或酸式分解,在有机合成上有广泛的应用,主要用来合成甲基酮或烷基取代的乙酸。 加取代基的顺序:先大后小,先惰后活 酮式分解-甲基酮;酸式分解+酯水解-烷基取代的乙酸 三乙偶联- 合成2,5-己二酮- 合成2,6-庚二酮 - 引入酰基苯甲酰丙酮丙二酸加热脱羧(生成乙酸取代物找到CH2-COOH结构,其他的基团由C2H5ONA引入 c,迈克尔加成:活泼氢化合物(如丙二酸酯)也可以与、- 不饱和

12、化合物进行加成,这种反应称为 Michael 加成. -机理:实质为1,4-加成2.6 含氮 a,制备:硝基还原、氨的烃基化、腈与酰胺还原、醛酮还原氨化、酰胺降解、Gabriel合成 芳香族硝基化合物 A.铁粉还原:强酸+Fe 时,还原硝基化合物生成伯胺. B.氯化亚锡还原(SnCl2+HCl )选择性还原(-NO2)C.硫化碱还原-硫化钠、硫化铵、硫氢化钠、硫氢化铵等,可以选择性地将多硝基化合物中的一个硝基还原成氨基。 D. 催化加氢(Pt 、Pd 、Ni) 氨的烃基化-卤代烃的氨(胺)解 腈还原 生成多一个C的胺 酰胺还原醛酮还原氨化酰胺降解-Hofmannn重排:酰胺与次卤酸盐的碱溶液(

13、或卤素的氢氧化钠溶液)作用时,放出CO2,生成比酰胺少一个碳原子的一级胺的反应。Gabiel合成:利用邻苯二甲酰亚胺的烷基化,来制备一级胺的反应B,性质(碱性成盐;烃基化;酰基化;磺酰化(Hinsberg);与亚硝酸作用;芳环上亲电取代;季铵盐、季铵碱的生成;季铵碱(有无-H,有几种-H)的受热分解 碱性:气相中的碱性: 3º 胺 > 2º 胺> 1º 胺 > 氨水溶液中碱性:二甲胺>甲胺>三甲胺>氨 因为存在空间位阻B > A > D > C碱性:脂肪胺 > 芳香胺 供电子有利 胺有碱性,与酸能形成盐

14、(成盐反应): 可用于分离提纯烃基化反应:(胺与卤代烃反应)酰基化:伯胺、仲胺氮原子上含有可被取代的氢原子,当与酰基化剂(酰氯、酸酐)反应时,则发生酰化反应,分别得到 N取代或 N,N二取代酰胺。 胺基的保护磺酰化(Hinsberg):1º, 2º 和 3º 胺 与苯磺酰氯的反应 鉴别与分离-伯胺、仲胺、叔胺在碱性条件下与芳磺酰氯反应的现象很不相同,利用这个性质可以鉴别或分离伯、仲、叔胺 与亚硝酸反应:脂肪族伯胺与亚硝酸作用放出氮气 1º脂肪胺与亚硝酸作用,生成极不稳定的脂肪族重氮盐 2º脂肪(芳香)胺与亚硝酸作用,黄色油状物或固体的N-亚硝基

15、胺 3º脂肪胺氮上无氢原子, 不与亚硝酸反应 鉴别三种脂肪胺 1º芳香胺与亚硝酸,在加热的条件下生成N2 3º芳香胺与亚硝酸作用,生成绿色晶体沉淀芳环上亲电取代;卤代 硝化:胺容易被氧化,硝化反应常伴随 _ 氧化反应-磺化季铵盐、季铵碱的生成 季铵盐:叔胺与卤代烃或具有活泼卤原子的芳卤化合物作用生成铵盐,称为季铵盐。 季铵碱:季铵盐与强碱作用得到含有季铵碱的平衡混合物 季铵碱(有无-H,有几种-H)的受热分解 a.不含氢原子的季铵碱分解时,发生SN2反应,进攻位阻小的C b.只有一种氢原子的季铵碱分解,发生E2反应生成烯烃和叔胺 B-H具有酸性 C.具有两种或两种

16、以上酸性相近氢原子的季铵碱分解 . (Hofmann 规律).季铵碱热解时,若有两种或两种以上- H可以发生消除,总是优先消去取代较少的-碳上H。即: - C为以下基团时,脱氢的难易为:CH3 > RCH2 > R2CH (Hofmann 规律). .若季铵碱上有一个乙基,又有一个长链的烃基,则总是乙基上的- H首先被消去 d.不符合Hofmann 规律的特例具有两种或两种以上酸性有明显不同的H,季铵碱分解时酸性强的氢优先离去。Hofmann 消去可用来测定胺的结构c,重氮、偶氮(制备;应用:被氢原子、羟基、卤素、氰根取代;由偶合反应生成偶氮化合物) 重氮化反应:芳香族伯胺在强酸

17、(HX, H2SO4, HBF4) 存在及低温下与亚硝酸钠反应,生成重氮盐,称为重氮化反应。这是制备芳基重氮盐最重要的方法。ArN+NX- 或简写成 ArN2+X-重氮的应用: 放出氮的反应重氮基被取代的反应(制取芳香取代产物的重要反应) (a) 重氮基被氢原子取代(去氨基反应):重氮盐与还原剂次磷酸 (H3PO2) 或 C2H5OH _ 作用,则重氮基可被氢原子所取代 (b) 重氮基被羟基取代(从芳胺合成酚) :将重氮盐的酸性水溶液加热,即发生水解,放出氮气,并有酚生成。重氮化反应被羟基取代通常在 H2SO4 水溶液中进行. (c) 被卤原子取代:在氯化亚铜的盐酸溶液中,芳香族重氮盐分解,放出氮气,同时重氮基被氯原子取代。 (d) 被氰基取代b. 保留氮的反应还原反应和偶合反应 (a) 还原反应 还原剂: SnCl2+HCl, Sn+HCl, Zn+HAC, Na2SO3, NaHSO3苯肼 (b) 偶合反应:在微酸性、中性或微碱性溶液中,重氮盐正离子作为亲电试剂可与连有强供电子基的芳香性化合物,如酚、芳胺等发生亲电取代反应,生成偶氮化合物,通常把这个反应称为偶合反应。 重氮组分 偶氮组分 X = -OH,-NH2,-NHR,-NR2影响因素: 位阻因素:偶联一般发生在

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