有机合成中有机物官能团的引入消除和转化方法

有机合成中有机物官能团的引入消除和转化方

法

Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法

1.官能团的引入

2．官能团的消去

(1)通过加成反应消除不饱和键。

(2)通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。

(3)通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。

(4)通过消去反应或水解反应消除卤素原子。

3．官能团的转化 (1)利用衍变关系引入官能团，如卤代烃水解取代伯醇(RCH 2OH)氧化还原醛――→氧化羧酸。

(2)通过不同的反应途径增加官能团的个数，如

(3)通过不同的反应，改变官能团的位置，如

有机合成中碳架的构建

1．有机成环反应

(1)有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的。如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。

(2)成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。

2．碳链的增长

有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。

(1)与HCN 的加成反应

(2)加聚或缩聚反应，如n CH 2

(3)酯化反应，如CH 3CH 2OH ＋CH 3COOH 浓 CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O 。

3．碳链的减短

(1)脱羧反应：R —COONa ＋NaOH ――→CaO

△R —H ＋Na 2CO 3。

(3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。

(4)烃的裂化或裂解反应：C 16H 34――→高温C 8H 18＋C 8H 16； C 8H 18――→高温C 4H 10＋C 4H 8。

合成路线的选择

1．中学常见的有机合成路线

(2)一元合成路线

R —CH=CH 2――→HX 卤代烃――→NaOH 水溶液△

一元醇――→氧化一元醛――→氧化

一元羧酸―→酯

(3)二元合成路线

CH 2=CH 2――→X 2CH 2X-CH 2X ――→NaOH 水溶液△二元醇――→氧化二元醛――→氧化二元羧酸→⎩⎪⎨⎪⎧ 链酯环酯

高聚酯

(3)芳香化合物合成路线：

2．有机合成中常见官能团的保护

(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH 反应，把—OH 变为—ONa(或—OCH 3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH 。

(2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl 等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。

(3)氨基(—NH 2)的保护：如在对硝基甲苯――→合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH 3氧化成—COOH

之后，再把—NO 2还原为—NH 2。防止当KMnO 4氧化—CH 3时，—NH 2(具有还原性)也被氧化。

有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法 练习

【例1】 工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯( )，其过程如下：

据合成路线填写下列空白：

(1)有机物A 的结构简式：____________________________________________________，

B 的结构简式：_____________________________________________________________。

(2)反应④属于__________反应，反应⑤属于____________反应。

(3)③和⑥的目的是__________________________________________________________。

(4)写出反应⑥的化学方程式：_________________________________________________。

【例2】 由环己烷可制备1，4-环己醇二醋酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略

去)。

(1)在上述8步反应中，属于取代反应的有________，属于加成反应的有________，反应④属于________反应。

(2)写出下列化合物的结构简式。

B ：__________________，

C ：________________。

(3)写出反应④、⑤、⑥的化学方程式。

④________________________________________________________________________，

⑤________________________________________________________________________，

⑥________________________________________________________________________。

(4)写出

在NaOH 溶液中水解的化学方程式：______________________。

【例3】 乙醇在与浓硫酸混合共热的反应过程中，受反应条件的影响，可发生两类不同的反应类

型：

1,4-二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过下列合成路线制得： 烃类A ――→Br 2B ――→NaOH 水溶液C ――→浓H 2SO 4－H 2O

其中的A 可能是

A ．乙烯

B ．乙醇

C ．乙二醇

D ．乙

酸 【例4】 肉桂酸甲酯M ，常用作调制具有草莓、葡萄、樱桃等香味的食用香精。M 属于芳香

化合物，苯环上只含一个直支链，能发生加聚反应和水解反应。测得M 的摩尔质量为

162 g·mol －1，只含碳、氢、氧三种元素，且原子个数之比为5∶5∶1。

(1)肉桂酸甲酯的结构简式是 。

(2)G 为肉桂酸甲酯的一种同分异构体，其分子结构模型如图所示(图中球与球之间连线表

示单链或双键)。G 的结构简式为 。

(3)以芳香烃A 为原料合成G 的路线如下：

①化合物E 中的含氧官能团有________(填名称)。

②E―→F 的反应类型是__________，F ―→G 的化学方程式为_______________________。

③写出符合下列条件的F 的同分异构体的结构简式(只写一种)：____________________。

ⅰ.分子内含苯环，且苯环上只有一个支链；

ⅱ.在催化剂作用下，1 mol 该物质与足量氢气充分反应，消耗5 mol H 2；

ⅲ.它不能发生水解反应。

【例5】 食品添加剂必须严格按照食品安全国家标准(GB2760-2011)的规定使用。作为食品添加剂中

的防腐剂G 和W ，可经下列反应路线得到(部分反应条件略)。

(1)G 的制备

①A 与苯酚在分子组成上相差一个CH 2原子团，它们互称为__________；常温下A 在水中的溶解度比苯酚的______(填“大”或“小”)。

②经反应A→B 和D→E 保护的官能团是__________。

③E→G 的化学方程式为_____________________________________________________。

(2)W 的制备

①J→L 为加成反应，J 的结构简式为__________________________________________。

②M→Q 的反应中，Q 分子中形成了新的____________(填“C—C 键”或“C—H 键”)。

③用Q 的同分异构体Z 制备 ，为避免R —OH ＋HO —R ――→催化剂

△R —O —R ＋

H 2O 发生，则合理的制备途径为酯化、______、________(填反应类型)。

④应用M→Q→T 的原理，由T 制备W 的反应步骤为

第1步_____________________________________________________________________；

第2步：消去反应；

第3步：_____________________________________________________________(第1、3步用化学方程式表示)

【例6】 利用从冬青中提取出的有机物A 合成抗结肠炎药物Y 及其他化学品的合成路线如下：