官能团转换
《有机官能团的转换》课件
有机官能团的常见种类
1 羟基
在有机化合物中常见的官能团，具有亲水性 和参与酸碱反应的性质。
2 羰基
包括醛基和酮基，是有机化合物中常见的官 能团，具有亲电性和参与加成反应的性质。
3 氨基
含有氮原子的官能团，可以参与酸碱反应和 亲电取代反应。
4 酯基
它在医药、农业、材料科学等领域具有重要的应用价值。
总结和展望
通过对有机官能团的转换和应用的学习，我们能够深入理解有机化学的基本原理和有机合成的方法。 未来，在有机官能团转化领域的研究和应用将进一步拓展我们对功能有机物的认识和应用。
由羧酸和醇缩合得到的官能团，具有亲电性 和参与酯交换反应的性质。
有官能团的转换
有机官能团的转换指的是通过化学反应将一个有机官能团转化为另一个有机官能团。 这种转换可以通过选择合适的试剂和反应条件来实现，从而实现有机化合物的功能扩展和结构改变。
常见的有机官能团转化反应
1
醇的氧化
通过氧化剂将醇氧化成醛、酮或羧酸。
《有机官能团的转换》 PPT课件
有机官能团是有机化合物中具有一定化学性质和反应活性的结构单元。了解 有机官能团及其转换对于理解有机化学的基本原理和有机合成具有重要意义。
什么是有机官能团
有机官能团是有机分子中特定的原子或原子团，决定了分子的化学性质和反 应活性。
它们可以通过共价键与其他原子或原子团发生化学反应，从而参与有机化学 反应的进行。
2
烷烃的卤代反应
通过卤素化试剂与烷烃反应得到卤代烃。
3
烯烃的加成反应
通过加成试剂将烯烃与其他化合物反应，生成环烷化产物或加成产物。
4
醛的还原
有机反应中的官能团互换
有机反应中的官能团互换有机反应中的官能团互换是一种常见的有机合成反应，通过官能团的互换，可以合成出各种功能性化合物，为有机化学领域的研究和应用提供了广阔的可能性。
官能团互换反应的研究不仅有助于人们对有机化合物结构和性质的理解，还可以为新药物、高分子材料等领域的研究提供有力支持。
一、醇的官能团互换醇是一类非常重要的官能团，它在有机化合物合成中起着至关重要的作用。
醇的官能团互换反应是有机合成中一种常见的反应类型，通过醇的官能团互换反应，可以合成出不同种类的醇类化合物。
例如，苯酚和溴代烷在氢氧化钠存在下发生互换反应，得到对溴苯醇。
二、醛和酮的官能团互换醛和酮是有机化合物中另一类常见的官能团，它们在生物体内具有重要的生物活性。
醛和酮的官能团互换反应可以通过亚硫酸氢钠等还原剂的作用来实现，产物通常是醇。
例如，苯甲醛和苯酮在硫代氢氨基的还原反应中分别得到苯甲醇和亚苯甲醇。
三、羧酸和酯的官能团互换羧酸和酯是有机化合物中另外两类常见的官能团，它们在药物合成、香料合成等方面有着广泛的应用。
羧酸和酯的官能团互换反应可以通过醇的加成反应或氢化反应来实现。
例如，乙酸和乙酰氯反应得乙酰乙酸乙酯。
四、烃和卤代烃的官能团互换烃和卤代烃是有机化合物中最基本的官能团，它们通过官能团互换反应可以得到不同种类的化合物。
例如，氯代烷和溴乙烷可以在碘乙烷的存在下通过卤代烷的置换反应得到溴代烷。
通过对有机反应中的官能团互换反应的研究，我们可以更深入地了解有机化合物的结构和性质，为有机合成领域的发展提供新的思路和方法。
官能团互换反应的应用不仅可以为很多领域的研究提供帮助，还可以为人类社会的发展和进步做出积极的贡献。
最全官能团转换
1-a C-OH
(1). for 1', 2' alcohol:
C-H
O CH3 S Cl O
O RCH2 O S O O CH3 tosylate mesylate triflate toluenesulfonyl chloride (s) ~ $ 30 / Kg methanesulfonyy chloride (l) ~ $ 30 / Kg purification textbook dry pyridine: from CaH2 and distilled
Functional Group Interconversion
C-H 1- a b c d e f g h i j C C 6- a b c d e f g h i RC CH RCH2-SO2Ph C C C=C RCH(CO2H)-CH3 -C(O)-CH3
O X O O
C-OR C-OH C-X C-NH2 C-S C=O C=C C-CN C-CO2H C-CHO C(O)X C=C 7- a CH-CX b CH-CH c CX-CY
(4). RCH2NH2
RCH2NMe3 X
-
Ag2O
RCH2NMe3 OH-
R=CH2
R-CH3
1-d
C-S
C-H
radical mechanism
EtO2C HN MeO2C S N O
JOC, 1985, 50, 427.
EtO2C CH2Ph
Raney Nickel: Ni - Al alloy, suspension
iii NaBH3CN
NaBH3CN: stable at pH 5-6 JOC, 1976, 41, 3064. Br
化学官能团相互转换大全(part3)
C- O H
1s t alco hol R
C=O
O C H i. P C C ii. PD C iii. C ollins r ea gen t C r O 3 - 2 P y iv. N- ox ide v. DM SO / DC C vi. D M S O / H C l vii. D M SO / NH C O 3 / Na I viii. D e ss-M a rtin R ea gen t O
use : KAPA
NH 2 NHK
pr opa r gylic
H R C C C C H CH 2 CH 2 CH 3 R C C C C C H2 C C H
R C C C C
CH 2C C
K
ii. pr ote ct - de pr ote ct
S CH3 H
O
R
Sw er n ox idation MeO D DQ diox an e HO
O 1 st alc ohol R C O alde hyde R C OH Ag 2 O HO PC C (pyr id in iu m c hloroc hr om ate ) (P y-H C l- C rO 3) m ost w id ely used PD C ( pyridinium dicho rm a te ) ( H 2 C r2 O 7 + 2 P y) use 1 - 1. 2 eq.
H3O+
O
//
H3O+
Ph Ph
NH2 H3 O+ PhCHO Ph MCPBA
O C H N
Ph
Ph O
NH2
NH2 Ph
PhCHO O N C Ph
官能团化和官能团.
HNO3, H2SO4
O 2N
HO3S NaOH
HCHO/HCl ZnCl2
ClH2C
HO
2.1 官能团化
2.1.4 芳烃的官能团化
1.芳环上的亲电取代反应
CH3 + CO + HCl H3C CH3
AlCl3
CH3 H3C
CHO CH3
80%
OH HO
HCl + CH3CN ZnCl2
OH HO C
N-溴代丁二酰亚胺（NBS）在光催化反应条件下，可使多种甾烯的亚甲基发生氧化，具有 良好的区域选择性
hv/NBS/CaCO3 THF/H2O
H3CCOO
H3CCOO 81%
O
2.1 官能团化
2.1.2 烯烃的官能团化
用NBS进行溴化,因为反应涉及烯丙基自由基中间体，所以得到溴代烃的混合物
RCH2CH
第 2 章 官能团化和官能团 转化的基本反应
在分子中引入官能团和官能团的转换是合成的
重要方面。但我们应该指出，在一些实例中使某些
位置官能团化相对比较容易，而在另一些实例中则
不能官能团化，因而预期产物只能通过官能团转换
得到。
本章我们打算概括地汇集各种各样的反应，这
些反应都是成功的合成化学工作者所需要的。
NBS CH2 (PhCO ) R 2 2
CH CH Br R
CH2
NBS
R
CH CH Br
CH2
.
CH CH CH2 + R
CH CH
CH2
2.1 官能团化
2.1.3 炔烃的官能团化
R RCX2CHX2 X2 FeX3 HX HgX2 R RC X RC X C OH R H C CH OH CH2 CH2 CHX X2(X=Cl, Br) FeX3 HX(X=Cl, Br, I) HgX2 H2O Hg2+, H+ ① B2H6 ② OH-, H2O 催化氢化 RCH2CH3 亲电加成 R C D-A反应 亲核加成 R R'OH OHR R'COOH OHHCN OR' C CH2 O C O R C CH2 CN R' C CH2
重要官能团化合物的典型反应及相互转换的常用方法
重要官能团化合物的典型反应及相互转换的常用方法重要官能团化合物的典型反应及相互转换的常用方法官能团是指分子中具有一定功能性质的特定基团。
在化学中，官能团化合物可以通过化学反应进行自由基聚合、化学加成、脱水、缩合等反应，从而发生相互转化。
以下是重要官能团化合物的典型反应及相互转换的常用方法：1. 羰基化合物的反应及转化羰基化合物是指分子中带有羰基（C=O）的有机化合物。
羰基化合物常见的反应有酸、碱和还原反应。
酸性条件下，羰基化合物可形成酸性羟酮等化合物。
碱性条件下，则会发生羰基的亲核加成反应，生成醇、醛、羧酸等化合物。
还原反应则是将羰基还原成相应的醇。
2. 烯烃化合物的反应及转化烯烃化合物是指分子中具有双键结构的有机化合物。
烯烃化合物可进行加成反应、氧化反应和还原反应等转化。
加成反应是烯烃和亲电试剂发生反应，形成醇、醛、酮、胺等化合物。
氧化反应是将烯烃转化成醛、酮和羧酸等氧化产物。
还原反应是将烯烃还原成相应的饱和烃。
3. 烷基化合物的反应及转化烷基化合物是指分子中只有碳-碳单键的有机化合物。
烷基化合物的反应主要包括取代反应、环化反应、消除反应等。
取代反应是一种置换反应，可以将烷基化合物中的氢原子替换成其他官能团。
环化反应则是通过内部反应，将烷基化合物转化成环化化合物。
消除反应则是通过消除分子中的小分子（如水、氯气等），进行分子结构的改变。
4. 芳香烃化合物的反应及转化芳香烃化合物是指分子中含有至少一个苯环的有机化合物。
芳香烃化合物的反应主要包括芳香亲电取代反应、芳香核磁取代反应、芳香取代加成反应等。
芳香亲电取代反应是通过亲电试剂对苯环上的氢原子进行取代反应，形成新的化合物。
芳香核磁取代反应则是通过用核磁试剂取代苯环上的氢原子，形成新的化合物。
芳香取代加成反应则是将亲电试剂加到苯环中的烯丙基位或芳香环上的碳-碳双键上。
总之，重要官能团化合物的典型反应及相互转换的常用方法是化学中的重要内容。
初学者可以通过学习和掌握这些基本反应类型和相关实验技术，不断提高自己的化学实验技能和知识水平。
官能团相互转换大全(part1)
i 5-7-g f e d c b a e d c b a i h g f ed c ba h g f e d cb a h g f e dc b a 6-4-3-1-2-i h g f ed c b a C=C -C(O)-CH 3CH-CH CH-CX F u n c t i o n a l G r o u p I n t e r c o n v e r s i o nC=CC C C=CC C RCH 2-SO 2Ph RC CHC C C-NH 2; C-NO 2C-OHC(OR)2; C(SR)2C=C-OR; C=C-SR C C C NC=N-OH, C=N-H C=SC=O C=O C-C(O)Z C=C C=O C-OH C-X C-N C-H C-N C=O C---OH C-OC(O)R C-X C-OCH 2OR C-NH 2C-OR C-H C-OH C=C C-H C(O)OR C-(OR)2C-OH C-ORC-CHO C-CO 2H C-CN C=C C=O C-S C-X C-OH C-H C=C j C(O)XhC Nj kC-HC-Br 8-C-Xi C-OHC-OH C(O)Z d c b a e d c b a f C-NH 2C-Hj CX-CYC CXC=O h g f iC CH RCH(CO 2H)-CH 3-C(O)-CH 3O OOXCRR'=CHXjC O C-NH 2C-CN9-C-CH 3C-Xa e C=O1-adry pyridine: from CaH 2 and distilledtriflatemesylate tosylate S O O O RCH 2CF 3S OO O RCH 2CH 3CH 3CH 3CH 3OH (2). for 3' alcohol:LiAlH 4(1). for 1', 2' alcohol:1-i h g f e dc b a C-CHO C-CO 2HC-CN C=C C=O C-SC-NH 2C-X C-OH C-H CH 3CH3CH 3H n -Bu SnH C S O PhClRCH 2-HCH 3SOO O RCH 2CH 3S OOCl RCH 2OHpurification textbook~ $ 30 / Kg toluenesulfonyl chloride (s)methanesulfonyy chloride (l)~ $ 30 / Kg jC(O)XPh 2SiHCl / InCl 3PhPhPhPhJOC, 2001, 66, 7741.ii. Ph 2SiHCl / InCl 3i. p -TsCl // LiAlH 4i. ClC(S)OPh // n -Bu 3SnH Cl 2via:a unique Lewis acid catalyst, acceleratedeoxgyenationInCl 3indium trichlorideii. Et 3SiH / Lewis acidJ. Org. Chem. 2000, 65, 6179JOC, 2000, 65, 6179.CHCl 2rt, 3 hr1-bBu 3SnH: (l), easy to remove Ph 3SnH: (s), hard to remove Me 3SnH: too volatile, toxicunstable in acid, form H 2 gas; stable in weak baseNaBH 3CN: stable at pH 5-6hygroscopic, dried self, suggest: buy small amount each time(Grignard reagent)H OJOC, 1969, 34, 3923.HBrNa / NH 3; Li / NH 3; Na / EtOH Zn; Fe; Sn; Mg(3). metal reduction(2). hydride reduction(1). free radical reductionJACS, 1972, 94, 8905.n -Bu 3SnH HBrNaBH 4 / InCl 3 / CH 3CNradical reagentn -Bu 3SnH / AlBN JA CS, 2002, 124, 906.i iii NaBH 3CNi LiAlH 4i ii ii NaBH 4ii THL, 1969, 3095.JOC, 1976, 41, 3064.iv LiBHEt 3 (super hydride)mechanism uncertain, probably radicalburn filter paper if dryRaney Nickel: Ni - Al alloy, suspensionJCS Perkin Trans I, 1973, 654.(3). L iAlH 4 / CuCl 2NaBH 4 / NiCl 2NaBHEt 3 / FeCl 2 (or CoCl 2, VCl 3)(2). Li / NH 3(1). Raney NiBuLi1-d1-c 4RCH 2-HRCH 2NH 2radical mechanismChemistry:R-SH R-S-R R 2SO R 2SO 2R-SS-Rremove: Hg +; Ni(1).(2).Ar-H2Ar-NH 2RCH 2NH 2RCH 2NMe 3R=CH 2R-CH 3(4).X-RCH 2NMe 3OH -2NaH 2(3).Ar-NH 2Ar-H1-e(2). thioketal:(3). Wolff-Kishner reduction:(6). enol derivatives:SHSH/ BFTf2similar:(4). Pd-C / HCO2NH4(7). Et3SiH / CF3COOH1-fb.p. ~ 230 Chighly toxic, cancer suspected agent?= HMPT: h exa m ethyl p hosphoric t riamide (Me 2N)3P=O 1-g (1). K / Al 2O 3 K / HMPA (2). Na / NH 31-h JOC, 1980, 45, 3227HMPA: h exa m ethyl p hosphor a mide (Me 2N)3P=O yes for white mouse, uncertain for humanmodified to: NN O1-i(1). RhCl(PPh 3)3 (Wilkinson's cat)(2). Rh(DPPD)2+ Cl -DPPD = Ph 2P-CH 2CH 2-PPh 21-jHSiEt 3 / B(C 6F 5)3activator / hydride sourceRCH 2OROO RR OROR RCH 2 OCH 2CH 2OH(1). h ν / HSiCl 32-bN NH/ TBDMS-ClTBDPS-ClEt 3N / TMS-Clacid: H 2SO 4H 3PO 4BF 3-Et 2O RC-OCH 2CH=CH2RC-OCPh 3 = RC -OTr RC-O t Bu RC-OCH 3RC-OSiR 3RC-OCH 2Ph = RC-OBZl = RC-OBni. Willianson synthesis OK: Si - Cl bond longii. stability of silyl in acid/base: RC-O-TBDPS > RC-O-TBDMS >> RC-O-TBS iii. abbrev.: TBDMS = tert-butyl-dimethylsilyl = TBS =Silyl group:(RO-Tr)Trityl group: (tirphenylmethyl)i. S N 1 reactionii. abbreviation: triphenylmethyl = trityl = -CPh 3 = -Tr iii. advantage: high MW, easy to handle (small amount become large amount)baseBr Willianson synthesis (base, S N 2) not work: elimination side-product with base t -Butyl group:i. abbreviation: benzyl = PhCH 2 = Bzl = Bn ii. deprotecting: H 2 / Pd-CPhCH 2-ClPhCH 2-Br: reactivity goodPhCH 2-I: reactivity better than PhCH 2Br, generated in situ, PhCH 2Br + NaIPhCH 2-X: Benzyl- group:i. Williamson ether synthesis, S N 2 typeii. not a good protecting group, too stable to convert back to alcohol Me group:CH 3-X: CH 3I; CH 3OSO 2R; (CH 3)3O + BF 4-, (CH 3)2SO 4base: NaH, n -BuLi, Ag 2O(4). t -Bu: acid cat /(3). allyl: base /Br (6). silyl: Et 3N / R 3SiCl (5). trityl: py // Ph 3C-Br(2). PhCH 2-: base / PhCH 2-X e d cb a 2-RC=C RC-H RC(O)ORRC-(OR)2RC-OH RC-OR (1). Me: base / CH 3-X2-a (7). acetal / ketal: (see 3e)fRC-CNgenerate H 2, or butane gasJOC, 1988, 53, 2985.trimethyloxonium tetrafluoroborateJCS, 1930, 2166.(8). ArF / CsFROHradical mechanism: SiCl 3RaNi with C=S2-c2-d (1). hv / HSiCl 3(2). HCl / tBu-OO-t Bu(4). BF 3 / NaBH 42-eC-OH C-H C-OR C-NH 2C-X 3-a b c d3-a(1). [PhI(OAc)-O]2-Mn(TPP)(2). organic electrochemistry(3). X 2 / hv // OH -3-a.13-a.23-a.3(1) Me 3SiCl // MPCBA//H 3O +(2). O 2, LDA, (EtO)3PJA CS, 1975, 97, 6909.i h g f e C=O C---OH C-OC(O)RC-OCH 2OR C=Cj C O(1). Me: application: deprotecting (2). PhCH 2-(5). trityl:(6). silyl: (3). allyl: (4). t-Bu: RC-OCH 2RC-OSiR 3RC-OCH 3RC-OtBuRC-OCPh 3 = RC-OTr RC-OCH 2CH=CH 232Oi. HOAc: weak acid: good leaving groupii. H 2i. F - : HF, Py-H + F -; n -SiMe 3-SiBuMe 2-SiBuPh 2if HOBr: OK for TMDMSJOC, 1987, 52, 4973.OCOCF 3+3-b triphenylmethylorganic base: TMG3-c(1). O H -(2). K O 2 / D M S O 3-d not practically useful: R -O H cheaper than R -XJO C , 1975, 40, 1678.(2). N a 2[F e(C N )5(N O )] / K 2C O 3 / H 2O3-e(1). S ym m etry:ketal: use H 3O +acetal: use H 3O +(2). unsym etry:R O -M O M R O -M E M R O -M T M R O -T H Pi. H 3O +; ii. H C l / M eO H p -T sO H / M eO Hi. H 3O +; ii. Z nB r 2 / C H 2C l 2H gC l 2 / C H 3C N (aq.)actually, a c e t a l e x c h a n g e (3). A g 2O / H 2OT H L , 1975, 3183.JO C , 1986, 51, 3913.R O 2C(C H 2)3H RN H 2R O 2C(C H 2)3H RO H2323-f(1). base: KHCO 3 (or K 2CO 3, NH 3) / MeOH; NaOH (1 %, or 0.5 N)(3). RED: (2). acid: H 3O +PPh 3 / DEAD / RCO 2H // OH -3-gMitsunobu inversionSynthesis, 1981, 1.JOC, 1987, 52, 4235.common esters:formate = HCO 2R ------------------------ KHCO 3 (or K 2CO 3, or NH 3) / MeOH trifluoroacetate = CF 3CO 2R ------------ KHCO 3 (or K 2CO 3, or NH 3) / MeOHacetate = CH 3CO 2R = ROAc --------- KHCO 3 (or K 2CO 3, or NH 3) / MeOH benzoate = PhCO 2R = ROBz -------- NaOH (1 %) / MeOH pivalate = t Bu-CO 2R = ROPv ------ NaOH (0.5 N) / EtOH*HOi LiAlH 4ii. NaAlH 2(OCH 2CH 2OCH 3)CH 3O 2CCO 2CH 3HOOH3)266hydride:electron:Na / NH 3AGIEE, 2002, 41, 3028.。
第二章官能团化和官能团转化的基本反应
CH CH
CH2
9
2.1 官能团化
2.1.3 炔烃的官能团化
10
2.1 官能团化
2.1.4 芳烃的官能团化
1.芳环上的亲电取代反应
CH3 + CO + HCl H3C CH3
AlCl3
CH3 H3C
CHO CH3
80%
OH HO
HCl + CH3CN ZnCl2
OH HO C
NH2 Cl- H2O CH3
28
2.2 官能团的转换
2.2.7 羧酸及其衍生物的转换
RCH2OH LiAlH4 RCOOH
l2
/H H OH O/O R' H2
SO C
+ OH H 2O/H 或
l5 或
+
PC l3 或 PC
ArCOR RCHO
ArH AlX3
NH 3,
Na/C2H5OH 或 LiAlH4
1 2
R
H2 Pd-BaSO4 1 LiAlH4 RCH2OH 2 H3+O R'MgX RCOR' 醚，低温 R' 2 R'MgX C R' 醚，室温 OH (RCO)2O
hv/NBS/CaCO3 THF/H2O
H3CCOO
H3CCOO 81%
O
8
2.1 官能团化
用NBS进行溴化,因为反应涉及烯丙基自由基中间体， 所以得到溴代烃的混合物
RCH2CH
NBS CH2 (PhCO ) R 2 2
CH CH Br R
CH2
NBS
R
CH CH Br
CH2
.
CH CH CH2 + R
官能团化和官能团转换的基本反应.
Wohl-Ziegler反应 CH3CH=CHCOOCH3 NBS/CCl4 CH2CH=CHCOOCH3 Br NBS/CCl4 O CH2Br
O
CH3
用NBS为试剂要注意烯丙基自由基中间体重排造成的异构：
1. 双键的亲电加成反应：一般，马式加成产物
※ 与溴加成：溴嗡离子中间体，反式加成
第二章 官能团化和官能团转换的基本反 应
4
立体选择性反应（stereoselective reaction）
顺式烯烃
Br H C C CH3 H Br2 H CH3 b BrH CH3 a Brb H a Br H C CH3 CH3 C Br C H3C C H
Me
+
Me Br 顺式加成 H
优势构象
第二章 官能团化和官能团转换的基本反 应
8
2. 双键的自由基加成反应： 反马式产物
CH3CH
引发：
CH2 + HBr
O O C6H5COOCC 6H5 O
过氧化物 或光
CH3CH2CH2Br
O 2C6H5CO
C6H5CO + HBr (或 HBr
放热
O
C6H5COH + Br
HOOC HOOC C C COOH + Br2 Br
OH H2O/H+ Hg2+ OH C O CH3
C
C
Br COOH 75%
2. 亲核加成
HC CH + HCN Cu2Cl2-NH4Cl/HCl p, t CH2=CHCN
14 第二章 官能团化和官能团转换的基本反 应
化学官能团相互转换大全(part2)
JA C S, 1972, 94, 7159.L A H ------------ alm ost all: ald, ketone, acie, ester, acyl X, anhydrideN aB H4 --------------- not for acid, ester (but L iB H4 w ork for ester)B2H6 --------------- not for ester, acyl X, anhydride;from top:L iA lH4; N aB H4; N a / N H3A l (O i Pr)3 / i PrO H ----------- M eerw ein-Pondorf-V erley rxnIrC l4 / i P rO H / P(O M e)3 ------ H enbest rxnL iB H(sec Bu)3 ------------------ H. C. B row nfrom bottom:(2). stereoselective:(1). regioselective:3-h(3). H C H O reagent:M e C H O M eO HH C H OJA C S, 1935, 511, 903.C H3C H O C(C H2O H)42O rg.Syn, 1925, 4, 53.H C H O / K O HH C H O / C a(O H)2S ynthesis, 1994, 1007.PhN O2OPhN O2H O HB H / SM eJO C, 2001, 66, 7514.JO C, 2003, 68, 2030.OB H3 / T H F99.5 % transsolvent: T H F, S M e23-iR3B, H O C H2C H2O H // H2O2 // N aO HJO C, 1986, 51, 4925.C O RRR3BRRRRR3C B OH O C H2C H2O HR3C BOOH2O2O HR3HO BOOR3CH2OR3C O Hp ra c tic e3-k OO HHO HO HOO HO HHO HO HJO C , 1967, 32, 3452.H 2O 2: dangerous,skin w hiten, m etal decom poseH g (O A c)2: toxic, hard to rem ove (3). B 2H 6, H 2O 2 / O H -, H 2O(2). H g(O A c)2, H 2O // N aB H 4(1). H 3O +3-j3-j.13-j.2hydration:(1). K M nO 4 / N aO H (2). O sO 4(3). H 2O 2/H C O 2H (4). N a / E tO HH Hcis tran cis +trancisM e 2NNNC H 3HC lH 3N C H 3H H N C H 3CH H+NC H 3C l N H H C H OCO O HA C H 21. L A H R 3C N H 2RCN R 2R C N H R R 3CO HR 2C O H R C O H R C N H 2tertiarysecondary prim ary C om pare nom enclature class:not a very useful reactionC -NC -H C -N C -X C -O H C =OC =C 4-abc d ef g 4-aSO 2N H 2Ph IO A c O A cS O ON H S OON I P h Fe (T PP )C lS O ON H 2(insertion)T P PN NNNP h2. N aN 3N C O1. SO 2C l 2O 2CCO O h iC N C (O )X C -C (O )XN H 2H 2R C N O 2R C N H 2i ii4-b C F 3C O 3H // F e / H O A c1. m an y red u cin g ag en ts4-b.14-b.21.2.3.4.F e 3(C O )12 / C H 3O HJO C , 1972, 37, 930.N aB H 4 / P d -C N a 2S S n / H C l V o g el's 12.57V o g el's 12.58V o g el's 12.595.H 2 / P t (S )-CJA C S , 1965, 87, 2767.su lfid ed p latiu mn o t affect: aro m atic rin g s, k eto n es, h alid es, n itriles, am id e, eastersJA CS, 1933, 55, 4579.2H CH O N M e 2CO 2EtN H 2CO 2EtRC N CC NRCCRC N H 2iC N R N N+-C N R R'ii 1. H CH O / H CO 2H 1. RBCl 2 / base1. H C(O Et)3 // N aBH 4;2. R 2CO // N aBH 3CN N H 2NCH 3CH 3H CH O H CO O HN 3N HBCl 2N H 2C O O HN CO O HHCH 3H C(O Et)N aBH 4b.3 2. H CH O // H 2 / Pd-CN 3N O 2M eO 2CN aBH 4CoCl 26H 2O (cat)rtN H 2N O 2M eO 2CSynthesis, 1979,537.m ild conditionhigh yieldnot affect:: N O 2, C=C, CN , CO O R, CO O H2. N aBH 4 / CoCl 2-6H 2Ono t g o od , u su ally co n tain p o lyalk ylatio n p ro d u cts2. D elep in e3. N aN 3 / R E D4-d4-c 5. U n p o lu n g4. N aN 3 / R E D3. D elep in e2. G ab riel:1. N H 3N OK N 2H 42Oi. L A H , N aB H 4ii. H 2 / catiii Z n / H C l; A l (H g )i. M g // N H 2C lii. M g // P h S C H 2-N 3co m m ercial av ailab le, tetram er o f M e 3N24. C B r 4, P P h 3, N aN 3, D M F // P P h 3 / T H FJO C , 2000, 65, 7110.u ro tro p in e (乌洛托品)m eth en am in e (六甲烯胺)h ex am eth ylen etetram in e (环六亚甲基四胺)内服后遇酸分解出 H C H O ,可做尿道消毒剂, 治膀胱炎B 2H 6 / H 2N O SO 3HB 2H 6 / H 2N OC H 3C N / H 3O +B 2H 6 / N H 2C l C =CC -C -N H C O C H 3C =C C -C -N H 24-f4-e5. P 4S 10 // R aN i4. E t 3O + B F 4- // N aB H 43. B 2H 62. N aB H 3(O C O R )1. L iA lH 46. L aw esson's reagent // R 4-h4-g4-g.a4-g.b RC N H 2R C N H 2R 'formformA lH 3 / T H FB rCNB r N H 2JO C , 2000, 65, 8152.A lH T H FT H , 1989, 30, 5137.JO C , 1987, 52, 3901.R 'L i // N aB H 4R 'M gX // N aB H 4R 'M gX // L i/N H 3(l)R '2C uL i // N aB H 4T H , 1989, 30, 5139.JO C , 1993, 58, 4313.RCNR CN H 2R 'R 'M // H4-iN H 2ON HO C H 3O PhI(O A c)23JO C , 1993, 58, 2478.RCON H 2RCONIPhO A c RNCOR N HCOO C H 3C H 3O HPhI, O A ccPhI(O A c)4-i.2CN H 2R C H 2PhI(O A c)2 // K O H / C H 3O HC(O R)2C(S R)2hC-N H2C-N O2C NC C5-agfdcba5-C=C-O RC=C-S RC-O HC=N-O HC=N-HC=SC=OC=Ov. via: epox ysilan eR COC RR COC H2R242H3O+C O2H3OOO2-4OO3H3O+Z nT sN H N H2M eL i T M S C l M C P B A L A H24C H2ORRC H2ORRaq C H3C N/C H2CORRi. via:α-C O2Hii. via: α-haloketon eiii. via: ald ol p ro cessiv. via: thioen ol etherROC H2Rd raw back: req uire sim ple stru cture, use m an y p ow erful ag ents: M eL i, L A H, M C P B Aeij C-B rk C-Hii. M C P B Ai. h yd ro lysis 5-b5-c C =N -O HC =N -Hi. R aN i ii. T iC l 3iii. K M n O 4 / A l 2O 3H 3O+5-dH g 2+ / H 2OJO C , 1972, 37, 2138.JO C , 1970, 35, 858.H g S O 4 / H 2O / H 2O5-c.15-c.2T H L , 2001, 42, 4775.1. D IB A L / H 3O +5-eS tenphen reductionm ostly forJ.O rg.S yn , 1925, 3, 1874.2. H C l./ S nC l 2 / E t 2O 5-e.1R -CH 2-CN5-e.25-e.3-C H 2-C OHR -C H -C OH R 'R -C H -C OR "R 'R 'X / n -B uL i C H 3I R ''M gB r H 3O+3.O HO HH 3O +O HO H5-fH 3O +H g 2+ / C H 3C N (aq)C =C -O RC =C -SRO C H 3OH 3O +SC H 3OH g 2+3H 3O H g2+3H 3O+OO O SSS S SR SR O O O R O R 5-gH g 2+/ H 3O+H 3O + / solv (aq)H 3O + / solv (aq)H g 2+ / H 3O +O R O RO H O HH 3O +/ solv (aq)acid catalysta very com m on protecting group, deprotect back to ketoneHCO E t O E tO E tR M gX / H 3O +HCO E t O E tO E tR M gXRCHO。
有机官能团的转换
离子，特别是一些含O、N的负离子．能通过氢键发生 溶剂化，这样可使负电荷分散，负离子稳定，而有利于 离去基团的离解，从而有利于SNl反应的进行。例如， 一些在醇中按SN2机理进行的反应，在甲酸作溶剂时则 可能按SNl机理进行。 在质子溶剂中，由于亲核试剂被溶剂分子所包围， 必须破坏溶剂层才能使试剂接触中心碳而反应。因此， 质子溶剂对SN2反应不利。偶极非质子溶剂由于偶极正 端包含于分子内部，对负离子的溶剂化作用很小，故亲 核试剂一般可不受溶剂层的包围而呈所调“裸露”状态， 从而表现出很强的亲核活性，有利于SN2反应的进行。 溶剂极性对SN反应的影响还同过渡态的电荷状态有关。 中性的作用物发生SNl反应时，过渡态的电荷发生分离， 即过渡态的极性增大，这时极性较高的溶剂比较低的溶 剂更能降低过渡态的能量和增加反应速度。相反，正离
物。具有这种性质的离去基团常见的有硫酸根、取代苯 磺酸基以及碘、溴、氯离子等。它们在SN反应中的相对 速度大小顺序如下：
在SN1反应中，决定速度步骤不含试剂，故试剂对 SN1反应影响很小。与SN1反应不同，试剂包括在SN2反 应的决定速度步骤内，故试剂的浓度、性质对SN2反应 是重要的，一般试剂的亲核性愈强，SN2反应的活性愈 高。 一些亲核试剂，如亚硝酸根负离子-O—N＝0，其分 子中的0和N均可作为亲核中心同中心碳反应，这类试 剂称为两可性亲核试剂。在不同条件下，两可性亲核试
六亚甲基四胺与卤代烷作用，也可制备很纯的伯胺。 该反应称为狄立宾(Delepine)反应，特别适合烯丙型伯胺 的制备。例如：
醛亚胺同卤代烷的作用，是一种制备纯仲胺的方法：
从上面的讨论可以看山，饱和碳上的亲核取代是有 机合成的一种重要方法，是进行官能团转换的基本反应 类型。但该反应与消除、重排等副反应相竞争，在实际 合成中，应注意反应物、试剂的选择和反应条件的控制， 尽可能避免副反应的干扰，才能收到预期的效果。 二、芳环上的取代反应 1．芳香族亲电取代反应
农药化学合成基础教学内容
④保护基解脱后形成的混合物易于分离。
第三十一页，共39页。
1、羟基(qiǎngjī)的保护
(1)醇羟基(qiǎngjī)的 保护 醇羟基可以发生烃基化反应、氧化反应、脱水反应， 能够分解Grignard试剂和其他金属有机化合物，因 此在某些农药化学合成中为了阻止上述(shàngshù) 反应的发生，需要将其保护起来。
第十五页，共39页。
第十六页，共39页。
3、吡咯(bǐluò)
第十七页，共39页。
逆合成(héchéng)分析
第十八页，共39页。
4、噻唑(sāizuò)
噻唑结构的农药(nóngyào)占有比较重要地 位，经常以噻唑或苯并噻唑形式出现。例 如第二代烟碱类杀虫剂代表噻虫嗪，以及 杀共39页。
(2)形成(xíngchéng)二甲醇缩酮：R2C(OCH3)2
(3)形成(xíngchéng)二氰乙烯衍生物 该类保护基的 特点是形成(xíngchéng)的保护结构对酸稳定，对碱 敏感，脱保护条件是在碱性介质中加热。
第三十七页，共39页。
3、氨基(ānjī)的保护
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1、呋喃(fūnán)
呋喃环在农药(nóngyào)分子中经常以苯并呋喃或呋喃 酮等形式出现。
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逆合成 (héchéng)分析
Paal-Knorr合成 (héchéng)法
Feist-Benarry合成 (héchéng)法
第十四页，共39页。
2、噻吩(sāifēn)
第二页，共39页。
农药合成中有关醇、酚的常见官能团转换(zhuǎnhuàn)反应
有机化合物的官能团转换与反应类型的教学策略
有机化合物的官能团转换与反应类型的教学策略有机化合物的官能团转换与反应类型是有机化学中的重要内容之一，也是学生们在学习有机化学过程中的难点和重点。
因此，为了帮助学生们更好地理解官能团转换和反应类型，并提高他们的学习效果，教师可以采用以下教学策略：一、理论与实践结合的教学方法有机化学是一门实验性很强的学科，理论知识需要通过实践应用才能更好地加深理解。
在教学中，教师可以结合理论知识和有机实验室实践，引导学生通过实验操作和观察，了解和掌握官能团转换和反应类型。
例如，教师可以设计针对不同官能团的实验操作，引导学生从实验现象中总结和归纳不同官能团转换的特点和反应类型的规律。
二、案例分析与问题解决的教学方式在教学过程中，教师可以通过给学生提供一些有机化合物的实例，引导学生进行案例分析和问题解决。
通过分析不同化合物的官能团转换和反应类型，学生能够加深对官能团的理解，并能够灵活应用所学知识解决问题。
此外，教师还可以鼓励学生自主探索和提问，培养他们的思考和解决问题的能力。
三、动画和多媒体教学辅助手段的应用有机化学的官能团转换和反应类型是一个相对抽象的概念，为了帮助学生更直观地理解和记忆官能团的转换和反应类型，教师可以通过动画和多媒体等教学辅助手段进行教学。
通过动画演示和多媒体展示，学生可以看到官能团转换和反应类型的具体过程和实例，有助于他们形成对官能团的形象和印象。
四、重点难点的突破和巩固的教学方式在教学过程中，针对官能团转换和反应类型的重点难点知识，教师可以加大讲解和练习的力度，帮助学生充分理解和掌握。
教师可以通过示范、模拟和习题讲解等方式，针对官能团转换和反应类型的不同类型和情况进行详细解析，引导学生进行类似的推理和推论，巩固所学知识。
总之，有机化合物的官能团转换与反应类型是有机化学中的重要内容，教师在教学过程中应该根据学生的实际情况和学习需求，采用合适的教学策略，帮助学生更好地理解和掌握官能团转换和反应类型的知识。
[化学]有机合成 官能团引入转换和保护
![[化学]有机合成 官能团引入转换和保护](https://img.taocdn.com/s3/m/87b5e5fdce2f0066f53322d8.png)
• 乙炔及末端炔烃中的炔氢较活泼，它 可以与活泼金属`强碱`强氧化剂及有机金 属化合物反应。 • 常用的炔氢保护基为三甲硅基。将炔 烃转变为格氏试剂后同三甲基氯硅烷作用 。即可引入三甲硅基。该保护基对于金属 有机试剂`氧化剂很稳定。可在使用这类 试剂的场合保护炔基。
2．羟基的保护
• 羟基是一个活性基团，它能够分解格氏试 剂和其他有机金属化合物，本身易被氧化， 叔醇还容易脱水，并可以发生烃基化和酰基 化反应。所以在进行某些反应时，若要保留 羟基，就必须将它保护起来。 醇羟基常用的保护方法有3类：
1. NBS
2. NMe3
3. OH -
CH2NMe3 OH
+
O
+ CH2 NMe3 ¶ þ ¼ × ± ½ 二甲苯
OH
-
O
2. 裂解反应：
X R O H :B R O
X = leaving group, e.g. : -OSO2C6H4CH3-p , -OSO2CH3
例：
OTos H H H OTos H
3．氨基的保护
伯胺和仲胺很容易被氧化，且易发生烃 基化，酰基化以及与醛酮羰基的亲核加成反 应。在合成中常采用： （１）氨基质子化 （２）变为酰基衍生物 （３）变为烃基衍生物等方法将氨基保护起 来
3.1
质子化
此方法仅用于防止氨基的氧化，因为理论上说 采用氨基质子化，即占据氮尚未共用电子对，以阻 止取代反应的发生。这是对氨基保护最简单的法。
6.5 卤素
6.6 硝基与氰基
6.7 羰基
6.8 羧基
参考文献： 1、有机合成化学及近代技术，徐家业著，西安石油学院出版社. 2、有机合成，黄宪编，高等教育出版社，1992年第一版. 3、有机合成讲义，许杏祥编，中科院上海有机所，1998年. 4、现代有机合成化学，吴毓林等编，科学出版社，2001年. 5、现代杂环化学选论，史真著，陕西科技出版社，1998年.
官能团的引入、转换与保护
CO2H
Li,NH3 t BuOH
CO2H
• 在无质子溶剂中， α ， β －不饱和酮会还原成酮类， 而苯环不进行还原反应；但在质子性溶剂中，酮类进一 步还原成醇类，且苯环进行 Brich 还原反应
29
二、锌金属为还原剂
• 通常加入Cu，银或 Hg 以降低锌的活性，避免其与酸 作用而产生氢气 • 在盐酸或乙酸中，可将醛，酮类还原成烷类，称为 Clemmensen还原反应。
6
醇的转化
R R' -H2O X R R' PX3 or PX5 R OH R' R"COX OCOR R R' O R O R'
7
7.2 官能团的选择性转换
8
•有机合成中，在构成碳架之后，一般情 况下很难甚至不可能直接导入官能团， 无法直接得到所需的目标产物 •通常是官能团的氧化态与目标产物不一 致，官能团中含有其它杂原子或它不是 所需的衍生物，这就需要通过一系列的 官能团的转换来实现目标产物的合成， 达成目标分子的结构 •试剂的选择是官能团转化的重要环节
Br NBS, CCl4 (PhCO2)2 OCOCH3 Pb(OAc)4 (CH3CO)2O
R or
R
3
芳环碳原子上官能团的引入
X
X /F 2 eX 3
COR RCOCl/AlCl3
nCl 2 Z / l C +H HCHO
HCl + CO/AlCl3-Cu2Cl2
CH2Cl
CHO
O n H 2S 4 o C SO3H
• 某些金属氢化物是氢负离子（H-）合成子的合成等 价物，因而是优先作用于缺电子中心的强还原剂 • 氢化物还原剂有一些剧烈地与水，又容易与醇作用 ，因此，反应必须在无水醚或烃溶剂中进行 LiAlH4 + 3 MeOH = LiAlH(OMe)3 + 3H2
官能团转换
官能团转换利用有机物的化学反应实现官能团转换是制备有机化合物的基本方法。
一、转换成碳－碳双键的方法1．醇的消除反应C H COHC C+ H2OH2SO4活性顺序：叔醇>仲醇>伯醇；反应遵循札依采夫规律。
2．卤代烷的消除反应C H CXC C+ HXNaOH/ROH活性顺序：叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷；反应遵循札依采夫规律。
3．季铵碱的消除反应CHC NR3OH C C+ NR3 + H2O反应遵循霍夫曼规律（得到双键上取代最少的烯烃）。
二、转换成碳－碳叁键的方法二卤代烷或卤代烯烃的消除反应C H H CXXC C+ HXNaOR/ROHC H C X三、转换成碳－卤键的方法1． 烷烃的取代反应CH hvX 2CX + HX活性顺序：叔碳H 、烯丙式H 、苄基H > 仲碳H > 伯碳H ； Cl 2>Br 2。
反应条件：光照、高温、过氧化物。
2． 烯烃、炔烃的加成反应C HC XC CHXC XC XC CX 2C CHXC C H H X X C C H X HXC CX 2C C X X X XC CX X X 23． 芳烃的取代反应X 2FeX 3X4． 醇的取代反应C OHHX 或PX 3C X活性顺序：叔醇>仲醇>伯醇；HI>HBr>HCl 。
5． 重氮盐的取代反应N NXCuXX ：Cl 、Br ，I 取代时用KI 。
四、转换成羟基的反应1． 卤代烷的水解反应NaOH/H 2OC OHC X活性顺序：碘代烷>溴代烷>氯代烷2． 格氏试剂与醛、酮的加成反应CO (1)RMgX (2)H 2OC OH R由甲醛得到伯醇、由其它醛得到仲醇、由酮得到叔醇。
3． 羰基、酯基、羧基的还原反应CO C OHH H 2/Ni LiAlH 4或 NaBH 4由醛得到伯醇、由酮得到仲醇。
C R'OORCH 2OH R'H 2/Ni LiAlH 4CH 2OH R +C R OOHLiAlH 4CH 2OH R4． 烯烃与水的加成反应C HC OH C CH 2O/H 2SO 4按马氏规则，烯烃在酸催化下加水得不到伯醇（除乙烯外）；端基烯可以通过硼氢化反应得到伯醇。
第二章官能团化和官能团转化的基本反应
硼氢化 RCOOH ~0oC
C C
Na, NH3 LiAlH4 (THF)
C C
(82%)
C C
4 芳烃的官能团化
以苯为例；大家自己从苯的结构来分析，苯环上能发
生哪些反应？ 苯环上有双键，容易发生亲电加成反应吗？ 苯环上典型的反应是什么？能否用电子中间体加以说明 取代苯衍生物的官能团化，环上已有官能团对引入的官 能团位置有何影响？
这种异构现象称为酮醇互变异构。
Hg2+, H2SO4
C =C H O 酮 式(稳定)
O [H C CH O-H ] CH 3-C H H
HC ≡ CH
H2O
~100℃
这一反应是库切洛夫在1881年发现的，故称为库切洛夫反应。
其他炔烃水化时，则变成酮。例如:丙炔得丙酮，苯乙炔 得苯乙酮。
CH 3C ≡ CH + H 2O
炔烃的硼氢化反应：
C H3(C H2)5C CH
R2B H / 醚
C H3(C H2)5C
H2O2, H 2O NaOH
CH BR2
重排
C H3(C H2)5C H C H H O
C2H5 C2H5C CC2H5
B2H6 / 醚 。 0C
C H3(C H2)5C H2C HO
C2H5 H C =C C2H5 H
为什么简单杂环化合物的亲电取代反应一般发生在α位？
+
进攻2位
E X H E
+
E X E H X H
＋ X
E H
X
+ E
+
进攻3位
H X
+
2、加成－加H2
X H2/Ni X X= O 、S、NH (THF是良好的溶剂，b.p65℃)
有机化合物的官能团反应官能团转化的化学过程
有机化合物的官能团反应官能团转化的化学过程有机化合物是由碳和氢元素组成的化合物，具有丰富的化学性质。
官能团是分子中具有特定化学性质的原子或原子团，能够参与各种反应，实现官能团之间的转化。
这些反应涉及不同的化学过程，包括取代反应、加成反应、消除反应、重排反应等。
下面将详细介绍有机化合物的官能团反应和官能团转化的化学过程。
一、取代反应取代反应是有机化学中最常见的反应之一。
它是通过一个官能团与另一个官能团的结合，将一个官能团替换为另一个官能团。
常见的取代反应有烷基取代反应、芳香核取代反应等。
烷基取代反应是通过一个烷基官能团与一个新的官能团发生反应，将原本的烷基官能团替换为新的官能团。
例如，氯代烃与碱反应生成醇，氯代烃中的氯原子即被醇官能团取代。
芳香核取代反应是指芳香烃分子中的一个氢原子被另一个官能团取代，形成新的官能团。
例如，苯与亲电试剂进行取代反应，取代的官能团可以是醇基、氨基等。
二、加成反应加成反应是指有机化合物中两个原子或原子团发生加成反应，形成一个较大的官能团或一个新的官能团。
常见的加成反应有烯烃的加成反应、烯醇的加成反应等。
烯烃的加成反应中，烯烃中的双键与试剂中的元素键结合，形成新的官能团。
例如，乙烯与氢气进行加成反应，生成乙烷。
这种反应被称为氢化反应，也是一种加成反应。
烯醇的加成反应是指烯烃和水分子发生加成反应，生成醛或酮官能团。
例如，乙烯与水反应生成乙醛。
三、消除反应消除反应是指有机化合物中的官能团脱离分子，并生成双键或三键。
常见的消除反应有酸性消除反应、碱性消除反应等。
酸性消除反应是指酸性条件下，有机化合物中的官能团被酸基去除，形成双键。
例如，醇在酸性条件下脱水反应生成烯烃。
碱性消除反应是指碱性条件下，有机化合物中的官能团被碱基去除，形成双键或三键。
例如，卤代烃与碱反应产生烯烃。
四、重排反应重排反应是指有机化合物中官能团原子间或官能团与分子内其他官能团之间的结构重新排列，生成新的官能团。
第二章有机合成02
1、亲核叏代反应 1）机理：单分子亲核叏代SN1和双分子亲核叏代
SN2机理。
2）卤代烃几乎可以同所有的亲核试剂収生反应 3）可以得到醇类、胺类、醚类、酯类、腈类等多种 有机化合物，因此在合成中有广泛应用。 丌同卤代烃在迚行亲核叏代反应时，其反应速度
不底物的结构、离去集团、亲核试剂的性质、反应条
件等有关。
CH3 OH 84% 16% CH3 + CH3
(CH3)3CCH CH3 OH
(CH3)3CCH CH2 + (CH3)2C C(CH3)2 3% 64%
3. 在碱性条件下，不卤代烃反应成醚 注意卤代烃的消除。 例：合成
CH3CH2 O C(CH3)3
4. 羟基的保护 1）醇在酸性条件下可不2,3-二氢吡喃作用生成混合 型缩醛，来保护羟基。因此对碱、Grignard试剂、 烷基锂、氢化铝锂、烃化剂和酰化剂均稳定。
二、烯烃的官能团化
1. 烯烃不卡宾的加成反应是合成环丙烷衍生物的 重要方法。
CH2N2 CH3
光照
CH2 + N2 CH2 CH3 CH CH2 C H2
CH CH2 +
2. 碳—碳双键相邻的碳—氢键（烯丙位氢）对 氧化和卤化是敏感的。
CH2CH3
SeO2
CH2CH3
OH
CH3 SeO2 CH3CH2C CHCH3
—NR3，—NO2，—CN，—SO3H，—CHO，—COR，—COOH，—CF3 强钝化 m-定位基
COOH
NH2 Cl
习题： 1、由苯戒甲苯合成
COOH
Br
COOH
CH3 Br
NH2 Cl
CH(CH3)2
五、羟基的官能团转换反应
有机合成中的官能团转化反应
有机合成中的官能团转化反应官能团转化反应在有机化学中占有重要地位，它是合成有机化合物的关键步骤之一。
通过官能团转化反应，可以将一个有机化合物转化成具有不同官能团的另一个有机化合物，拓展化合物结构的多样性，并为进一步合成更复杂的有机分子奠定基础。
本文将介绍有机合成中常见的官能团转化反应，包括醇的氧化、脱羧、脱水等。
1. 醇的氧化反应醇的氧化反应是官能团转化反应中的重要一环。
常见的醇的氧化反应有以下几种：(1) 醇的烷氧化：将醇中的碳氢键氧化为羟基，得到醛或酮。
常用的氧化剂有高锰酸钾(KMnO4)、氯铬酸(H2Cr2O7)等。
(2) 醇的酯化：将醇中的羟基与酸酐反应，生成酯。
此反应通常需要酸性条件和催化剂，如硫酸。
(3) 醇的脱氧：通过脱除醇中的水分子，生成烯烃。
此反应通常需要较高的温度和催化剂，如磷酸或磷酸酯。
2. 脱羧反应脱羧反应是将羧酸中的羧基脱除，生成酰基化合物的反应。
常见的脱羧反应有以下几种：(1) 羧酸的酯化：通过与醇反应，将羧酸中的羧基转化为酯基。
此反应通常需要酸性条件和催化剂，如硫酸。
(2) 羧酸的酰卤化：通过与卤素酰化剂反应，将羧酸中的羧基转化为卤代酰基。
常用的酰卤化剂有氯化磷(PCl3)、氯化亚砜(SOCl2)等。
(3) 羧酸的脱羧：通过加热或与酸性催化剂反应，将羧酸中的羧基脱除，生成烯烃或炔烃。
此反应通常需要高温和催化剂，如磷酸或磷酸酯。
3. 脱水反应脱水反应是将有机化合物中的水分子脱除，生成双键或多键的反应。
常见的脱水反应有以下几种：(1) 醇的脱水：通过加热或与酸催化剂反应，将醇中的羟基和邻接的氢原子脱除，生成烯烃。
此反应通常需要高温和催化剂，如浓硫酸。
(2) 羧酸的脱水：通过加热或与酸催化剂反应，将羧酸中的羟基和羧基脱除，生成酰亚胺。
此反应通常需要高温和催化剂，如浓硫酸。
(3) 醛或酮的脱水：通过加热或与酸催化剂反应，将醛或酮中的羟基和邻接的氢原子脱除，生成烯烃。
此反应通常需要高温和催化剂，如浓硫酸。
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官能团转换利用有机物的化学反应实现官能团转换是制备有机化合物的基本方法。
一、转换成碳－碳双键的方法1．醇的消除反应C H COHC C+ H2OH2SO4活性顺序：叔醇>仲醇>伯醇；反应遵循札依采夫规律。
2．卤代烷的消除反应C H CXC C+ HXNaOH/ROH活性顺序：叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷；反应遵循札依采夫规律。
3．季铵碱的消除反应CHC NR3OH C C+ NR3 + H2O反应遵循霍夫曼规律（得到双键上取代最少的烯烃）。
二、转换成碳－碳叁键的方法二卤代烷或卤代烯烃的消除反应C H H CXXC C+ HXNaOR/ROHC H C X三、转换成碳－卤键的方法1． 烷烃的取代反应CH hvX 2CX + HX活性顺序：叔碳H 、烯丙式H 、苄基H > 仲碳H > 伯碳H ； Cl 2>Br 2。
反应条件：光照、高温、过氧化物。
2． 烯烃、炔烃的加成反应C HC XC CHXC XC XC CX 2C CHXC C H H X X C C H X HXC CX 2C C X X X XC CX X X 23． 芳烃的取代反应X 2FeX 3X4． 醇的取代反应C OHHX 或PX 3C X活性顺序：叔醇>仲醇>伯醇；HI>HBr>HCl 。
5． 重氮盐的取代反应N NXCuXX ：Cl 、Br ，I 取代时用KI 。
四、转换成羟基的反应1． 卤代烷的水解反应NaOH/H 2OC OHC X活性顺序：碘代烷>溴代烷>氯代烷2． 格氏试剂与醛、酮的加成反应CO (1)RMgX (2)H 2OC OH R由甲醛得到伯醇、由其它醛得到仲醇、由酮得到叔醇。
3． 羰基、酯基、羧基的还原反应CO C OHH H 2/Ni LiAlH 4或 NaBH 4由醛得到伯醇、由酮得到仲醇。
C R'OORCH 2OH R'H 2/Ni LiAlH 4CH 2OH R +C R OOHLiAlH 4CH 2OH R4． 烯烃与水的加成反应C HC OH C CH 2O/H 2SO 4按马氏规则，烯烃在酸催化下加水得不到伯醇（除乙烯外）；端基烯可以通过硼氢化反应得到伯醇。
5． 环氧乙烷及取代的环氧乙烷的开环反应OH 2O/H + 或OH -RROHR OH 或OROH(1)RMgX/(2)H 2O6． 伯胺与亚硝酸的反应R(Ar)NH 2NaNO 2/HClR(Ar)OH五、转换成氧桥（醚键）的反应 1． 醇的脱水反应H 2SO 4RCH 2OHRCH 2OCH 2R + H 2O2． Willianmson 缩合反应R(Ar)ONa + R'XR(Ar)O R' + NaX六、转换成羰基的反应 1． 醇的氧化反应CO CHOH [O]仲醇常用KMnO 4、K 2Cr 2O 7、HNO 3等氧化剂，伯醇用CrO 3－吡啶氧化成醛。
2． 炔烃与水的加成反应C CH 2OHgSO 4/H 2SO 4C CH 2O3． 烯烃的臭氧化反应CO C CH(1)O 3(2)Zn/H 2O C O H+4． 芳环上的酰基化反应（Friedel －Crafts 酰基化反应）RCOX 或(RCO)2O AlCl 3RO5． β-羰基酸酯的分解反应RCOOR'O Y H 3O +R YO七、转换成羧基的反应 1． 伯醇和醛的氧化反应RCH 2OH [O]RCOOH RCHO常用KMnO 4、K 2Cr 2O 7、HNO 3等氧化剂。
2． 由卤代烷的转化R XNaCNR CN H 3O +R COOHMg/Et 2OR MgX(1)CO 2(2)H 3O +R COOH3． 甲基酮的卤仿反应C O(Ar)R CH 3NaClOCOOH(Ar)R4． 烷基苯的氧化反应C HKMnO 4COOH只有含α-H 的取代苯才能被氧化。
5． 羧酸衍生物的水解反应C R Y O H 2O/H + 或OH -C R OH + H O YY: X, OCOR, OR', NH 2, NHR 2, NR'26． 烯烃（炔烃）的氧化反应COOH R CH CH +R R'KMnO 4/H +COOH R'COOH R CC +R R'KMnO 4/H +COOHR'八、转换成氨基的反应 1． 硝基苯的还原反应NO 2[H]NH 2常用Fe/HCl 、Sn/HCl 、SnCl 2等还原剂。
2． 卤代烷的取代反应R XNH 3RNH 2 、R 2NH 、R 3N官能团化和官能团的转换芳烃的官能团化：RCORAlkylationAcylationReductionCH 2RNitrationNO 2SulfonationSO 3HHalogenationXChloromethylationCH 2ClArN 2 Cl , OHAr烯烃的官能团化：RCH2-CH=CH2ReductionRCH2CH2CH3Carbene additionRCH2HC CH2H2CRadical additionRCH2CH2CH2Brα-H reactionHalogenationOxidizationRCHBrCH=CH2H2C=CHCHO(R=H)OxidizationRCH3CH CH2O,RCH2HC CH2OH OH,RCH2CHO+HCHO Electrophilic additionHX(X=Cl,Br,I,HSO4,OH,OCOCH3)RCH2CHCH3XV WRCH2CHCH2Wδ+ Vδ-(As X2, HOX)R-C CHNucleophilic additionR'OHR C CH2OR'R'COOHR C CH2OCOR'HCNR C CH2CN Electrophilic additionX2RCHX=CHX,RCX2CHX2HXRCX=CH2,RCX2CH3H2OR-C=CH2OHor RCCH3O①B2H6②OHRCH2CHOReductionRCH2CH3D-A reactionRO CH3COONO2OO2NHOCOCH3HO NO2 ArN2 ClO Ar+OAr①HgCl2/NaOAc, ②X2O XC5H5N SO3O SO3H(CH3CO)2OO COCH3①(CH3)2NCHO, POCl3②H2OO CHO噻吩的官能团化：S CH3COONO2S NO2HCHO,HClS CH2ClS XS SO3H (CH3CO)2OS COCH3 I2/HgOS IH2SO4NBS吡啶的官能团化：NNNNNN Electrophilic substitutionNucleophilic substitutionBr2BrNitrationBrominationSulfonationAminationAlkylationHydroxylationNO2SO3HNaNH2NH2OHPhLiNPh羟基的转换：ReductionO-alkylationEliminationHalogen substitutionCHCOHCHCXCHCHCHCOREsterificationCHCOCORArOHHalogen substitutionArXO-alkylationArOREsterificationArOCOR氨基的转换：ArNH2 (RNH2)N-alkylationArNHR'N-alkylationArNR2', ArNR3'N-nitrosationNNOArR'NNH2ArR'ReductionN-acylationArNHCOR'SulfamationArNHSO2Ar'DiazotizationArN2CouplationAr-N=N-Ar'HydrolyzationArOHH-substitutionArHCyan-substitution ArCNHalogen-substitution ArXNaBF4ΔArFNaNO2ArNO2ArN2BF4ReductionArNHNH2,ArNH2(R)(R)(R)(R)(R)(R)(R)CF3CO3HArNO2硝基的转换：ArNO2Fe/HCl or H2/NiArNH2Zn/NH4ClArNHOHZn/NaOH(H2O)ArNHNHArZn/NaOH(CH3OH)Ar-N=N-ArAs2O3/NaOHAr-N=N-ArOOxidizationArNO氰基的转换：RCNHydrolyzationRCONH2, RCOOHAlcoholyzationRCOOR'ReductionRCH2NH2①R'MgX/ether②H3O+RCOR'醛和酮的转换：R CH2CH (R')OReductionH2/Ni or LiAlH4R CH2CHH(R')OHZn-Hg/HClR CH2CH2H(R')Addition①R''MgX②H3O R CH2CH(R')OHR''HCN R CH2CH(R')OHCNH3O R CH2CH(R')OHCOOHNaHSO3R CH2CH(R')OHSO3NaR''OH/HR CH2CH(R')OHOR''R''OH/H R CH2CH(R')OR''OR'' CondensationHCHO,R1R2NH/HCl R CHCH(R')OCH2NR1R2HCXY, R1NH2R CH2CH(R')NHR1CHYXR CH2CH(R')CXYOHR-CH2-C-CH-C-HHOHR O(R')(R')R-CH2-C=C-C-HH R O(R')(R')CH2COOEtCH2COOEtR CH2CH(R')CCOOEtCH2COOEtR''CHCOOEt,RONaXR CH2CH(R')CR''COOEtO①XCH2COOEt/Zn②H3O R CH2CH(R')OHCH2COOEtPh3P=CR2'RCH2CH(R')CHCOOEtNH2-YR CH2CH(R')N-Y(Y:OH,NH2,NHPh,NHCONH2,etc.)RCOOHReductionRCH2OHEsterificationRCOOR'Reduction RCH2OH+R'OH①R''MgX②H2OCRR'OHR''R''OHRCOOR''+R'OHR''COOHR''COOR'+RCOOHR''CH2COR'''/EtONaRCOCHCOR'''R''R''CH2COOR'''/EtONaRCOCHCOOR'''R''AmidationRCONH2NaOXRNH2LiAlH4RCH2NH2-H2ORCNRCOXNH3NH3HalogenationReductionRCH2OH, RCHOR'MgX/etherRCOR',CR'OHR R'ArH/Lewis acidArCORR'OHRCOOR'Δ(RCO)2ORCOONaArH/Lewis acidArCORNH3RCONH2R-CH2-CH-R'XKOH-C2H5OHR-CH=CH-R'LiAlH4RCH2CH2R'Mg/etherR-CH2-CH-R'MgXLi/N2R-CH2-CH-R'LiNaR-CH2-CHR'2OHCNR''ONHR1R2R''C CNaR''MgXNaSHNaSR''Na[CH(CO2Et)2]R-CH2-CH-R'OHR-CH2-CH-R'CNR-CH2-CH-R'OR''R-CH2-CH-R'NR1R2R-CH2-CH-R'CR-CH2-CH-R'R''R-CH2-CH-R'SHR-CH2-CH-R'SR''R-CH2-CH-R'CH(CO2Et)2CR''。