Q:什么是有机合成?
A:有机合成是借助简单、易得的材料,通过有机反应,生成具备特定结构和功能的有机化合物。
Q:有机合成的任务有那些?
A:有机合成的任务包含目的化合物分子骨构造建和官能团的转化。
Q:用示意图表示出有机合成过程。
1.有机合成中碳骨架的构建
(1)链增长的反应
①加成反应(加聚反应)
②缩聚反应
③酯化反应等
(2)链减短的反应
①烷烃的裂化反应
②烯烃、炔烃的氧化
③羧酸盐脱羧基成CO2
④水解反应(酯类、糖类、蛋白质等)
(3)容易见到由链成环的办法
(2)官能团的消除
①通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)
②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基
③通过加成或氧化反应等消除醛基
④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子
(3)官能团的改变(借助官能团的衍生关系)
(4)有机合成中官能团的保护
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将它保护起来,待氧化后再酸化将它转变为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借助其与HCl等的加成反应将它保护起来,待氧化后再借助消去反应转变为碳碳双键。
③氨基(NH2)的保护
如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把CH3氧化成COOH之后,再把NO2还原为NH2,预防当KMnO4氧化CH3时,NH2(具备还原性)也被氧化。
3.有机合成题的解题思路
(1)有机合成的剖析办法
①正向合成剖析法
基础材料―中间体―目的化合物
②逆向合成剖析法
目的化合物―中间体―基础材料
(2)有机合成遵循的原则
①起始材料要便宜、易得、低毒性、低污染。
②应尽可能选择步骤最少的合成路线。
③合成路线要符合绿色、环保的需要。
④有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于达成。
⑤要按肯定的反应顺序和规律引入官能团,不可以臆造没有的反应。
(3)依据特点结构、性质及现象判断
依据试剂或特点现象推知官能团的类型
①使溴水褪色,则表示该物质中可能含有或结构。
②使KMnO4(H+)溶液褪色,则该物质中可能含有、或CHO等结构或为苯的同系物。
③遇FeCl3溶液显紫色,或加入溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚羟基。
④遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。
⑤遇I2变蓝则该物质为淀粉。
⑥加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸有砖红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成,表示含有CHO。
⑦加入Na放出H2,表示含有OH或COOH。
⑧加入NaHCO3溶液产生气体,表示含有COOH。
依据反应条件判断反应种类
①在NaOH的水溶液中发生水解反应,可能是酯的水解反应也会是卤代烃的水解反应。
②在NaOH的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应。
③在浓H2SO4存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。
④能与溴水或溴的CCl4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。
⑤能与H2在Ni用途下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛、酮的加成反应或还原反应。
⑥在O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下,发生醇的氧化反应。
⑦与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生的是 CHO的氧化反应。(假如连续两次出现O2,则为醇―醛―羧酸的过程)
⑧在稀H2SO4加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。
⑨在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应;在Fe粉、X2条件下发生苯环上的取代反应。
依据有机反应中定量关系进行判断
①烃和卤素单质的取代:取代1 mol 氢原子,消耗1 mol 卤素单质(X2)。
②碳碳双键的加成:与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量比1∶1加成。
③含OH的有机物与Na反应时:2 mol OH生成1 mol H2。
④1 mol CHO对应2 mol Ag;或1 mol CHO对应1 mol Cu2O。
⑤物质转化过程中相对分子水平的变化