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(RCH2OH)

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 CH2

(3)酯化反应，如CH3CH2OH＋CH3COOH浓CH3COOCH2CH3＋H2O。

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 (1)一元合成路线：

卤代烃――→NaOH/H 2O

△一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯

(2)二元合成路线：

――→NaOH/H 2O

二元醇―→二元醛―→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 2

B ――→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