有機(jī)合成中有機(jī)物官能團(tuán)的引入-消除和轉(zhuǎn)化方法

有機(jī)合成中有機(jī)物官能團(tuán)的引入、消除和轉(zhuǎn)化方法官能團(tuán)的引入2．官能團(tuán)的消去(1)通過(guò)加成反應(yīng)消除不飽和鍵。(2)通過(guò)消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)或酯化反應(yīng)消除羥基(—OH)。(3)通過(guò)加成反應(yīng)或氧化反應(yīng)消除醛基(—CHO)。(4)通過(guò)消去反應(yīng)或水解反應(yīng)消除鹵素原子。3．官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化(1)利用衍變關(guān)系引入官能團(tuán)，如鹵代烴eq\o(,\s\up11(水解),\s\do4(取代))伯醇(RCH2OH)eq\o(,\s\up11(氧化),\s\do4(還原))醛eq\o(→,\s\up7(氧化))羧酸。(2)通過(guò)不同的反應(yīng)途徑增加官能團(tuán)的個(gè)數(shù)，如(3)通過(guò)不同的反應(yīng)，改變官能團(tuán)的位置，如有機(jī)合成中碳架的構(gòu)建1．有機(jī)成環(huán)反應(yīng)(1)有機(jī)成環(huán)：一種是通過(guò)加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的；另一種是通過(guò)至少含有兩個(gè)相同或不同官能團(tuán)的有機(jī)物脫去小分子物質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如多元醇、羥基酸、氨基酸通過(guò)分子內(nèi)或分子間脫去小分子水等而成環(huán)。(2)成環(huán)反應(yīng)生成的五元環(huán)或六元環(huán)比較穩(wěn)定。2．碳鏈的增長(zhǎng)有機(jī)合成題中碳鏈的增長(zhǎng)，一般會(huì)以信息形式給出，常見(jiàn)的方式如下所示。(1)與HCN的加成反應(yīng)(2)加聚或縮聚反應(yīng)，如nCH2(3)酯化反應(yīng)，如CH3CH2OH＋CH3COOH濃CH3COOCH2CH3＋H2O。3．碳鏈的減短(1)脫羧反應(yīng)：R—COONa＋NaOHeq\o(→,\s\up11(CaO),\s\do4(△))R—H＋Na2CO3。(3)水解反應(yīng)：主要包括酯的水解、蛋白質(zhì)的水解和多糖的水解。(4)烴的裂化或裂解反應(yīng)：C16H34eq\o(→,\s\up7(高溫))C8H18＋C8H16；C8H18eq\o(→,\s\up7(高溫))C4H10＋C4H8。合成路線的選擇1．中學(xué)常見(jiàn)的有機(jī)合成路線(2)一元合成路線R—CHCH2eq\o(→,\s\up15(HX))鹵代烴eq\o(→,\s\up15(NaOH),\s\do15(水溶液△))一元醇eq\o(→,\s\up15(氧化))一元醛eq\o(→,\s\up15(氧化))一元羧酸→酯(3)二元合成路線CH2CH2eq\o(→,\s\up15(X2))CH2X-CH2Xeq\o(→,\s\up15(NaOH水溶液),\s\do15(△))二元醇eq\o(→,\s\up15(氧化))二元醛eq\o(→,\s\up15(氧化))二元羧酸→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鏈酯,環(huán)酯,高聚酯))(3)芳香化合物合成路線：2．有機(jī)合成中常見(jiàn)官能團(tuán)的保護(hù)(1)酚羥基的保護(hù)：因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團(tuán)前可以先使其與NaOH反應(yīng)，把—OH變?yōu)椤狾Na(或—OCH3)將其保護(hù)起來(lái)，待氧化后再酸化將其轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾H。(2)碳碳雙鍵的保護(hù)：碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其他基團(tuán)前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護(hù)起來(lái)，待氧化后再利用消去反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵。(3)氨基(—NH2)的保護(hù)：如在對(duì)硝基甲苯eq\o(→,\s\up7(合成))對(duì)氨基苯甲酸的過(guò)程中應(yīng)先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2還原為—NH2。防止當(dāng)KMnO4氧化—CH3時(shí)，—NH2(具有還原性)也被氧化。有機(jī)合成中有機(jī)物官能團(tuán)的引入、消除和轉(zhuǎn)化方法練習(xí)【例1】工業(yè)上用甲苯生產(chǎn)對(duì)羥基苯甲酸乙酯()，其過(guò)程如下：據(jù)合成路線填寫(xiě)下列空白：(1)有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：____________________________________________________，B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_____________________________________________________________。(2)反應(yīng)④屬于__________反應(yīng)，反應(yīng)⑤屬于____________反應(yīng)。(3)③和⑥的目的是__________________________________________________________。(4)寫(xiě)出反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式：_________________________________________________?！纠?】由環(huán)己烷可制備1，4-環(huán)己醇二醋酸酯。下面是有關(guān)的8步反應(yīng)(其中所有無(wú)機(jī)產(chǎn)物都已略去)。(1)在上述8步反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的有________，屬于加成反應(yīng)的有________，反應(yīng)④屬于________反應(yīng)。(2)寫(xiě)出下列化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。B：__________________，C：________________。(3)寫(xiě)出反應(yīng)④、⑤、⑥的化學(xué)方程式。④________________________________________________________________________，⑤________________________________________________________________________，⑥________________________________________________________________________。(4)寫(xiě)出 在NaOH溶液中水解的化學(xué)方程式：______________________?！纠?】乙醇在與濃硫酸混合共熱的反應(yīng)過(guò)程中，受反應(yīng)條件的影響，可發(fā)生兩類不同的反應(yīng)類型：1,4-二氧六環(huán)是一種常見(jiàn)的溶劑。它可以通過(guò)下列合成路線制得：eq\x(烴類A)eq\o(→,\s\up7(Br2))eq\x(B)eq\o(→,\s\up11(NaOH),\s\do4(水溶液))eq\x(C)eq\o(→,\s\up11(濃H2SO4),\s\do4(－H2O))其中的A可能是 乙烯 B．乙醇 C．乙二醇 D．乙酸【例4】肉桂酸甲酯M，常用作調(diào)制具有草莓、葡萄、櫻桃等香味的食用香精。M屬于芳香化合物，苯環(huán)上只含一個(gè)直支鏈，能發(fā)生加聚反應(yīng)和水解反應(yīng)。測(cè)得M的摩爾質(zhì)量為162g·mol－1，只含碳、氫、氧三種元素，且原子個(gè)數(shù)之比為5∶5∶1。(1)肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。(2)G為肉桂酸甲酯的一種同分異構(gòu)體，其分子結(jié)構(gòu)模型如圖所示(圖中球與球之間連線表示單鏈或雙鍵)。G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(3)以芳香烴A為原料合成G的路線如下：①化合物E中的含氧官能團(tuán)有________(填名稱)。②E→F的反應(yīng)類型是__________，F(xiàn)→G的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________。③寫(xiě)出符合下列條件的F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(只寫(xiě)一種)：____________________。ⅰ.分子內(nèi)含苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個(gè)支鏈；ⅱ.在催化劑作用下，1mol該物質(zhì)與足量氫氣充分反應(yīng)，消耗5molH2；ⅲ.它不能發(fā)生水解反應(yīng)。【例5】食品添加劑必須嚴(yán)格按照食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB2760-2011)的規(guī)定使用。作為食品添加劑中的防腐劑G和W，可經(jīng)下列反應(yīng)路線得到(部分反應(yīng)條件略)。(1)G的制備①A與苯酚在分子組成上相差一個(gè)CH2原子團(tuán)，它們互稱為_(kāi)_________；常溫下A在水中的溶解度比苯酚的______(填“大”或“小”)。②經(jīng)反應(yīng)A→B和D→E保護(hù)的官能團(tuán)是__________。③E→G的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________________________。(2)W的制備①J→L為加成反應(yīng)，J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_________________________________________。②M→Q的反應(yīng)中，Q分子中形成了新的____________(填“C—C鍵”或“C—H鍵”)。③用Q的同分異構(gòu)體Z制備，為避免R—OH＋HO—Req\o(→,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))R—O—R＋H2O發(fā)生，則合理的制備途徑為酯化、______、________(填反應(yīng)類型)。④應(yīng)用M→Q→T的原理，由T制備W的反應(yīng)步驟為第1步_____________________________________________________________________；第2步：消去反應(yīng)；第3步：_____________________________________________________________(第1、3步用化學(xué)方程式表示)【例6】利用從冬青中提取出的有機(jī)物A合成抗結(jié)腸炎藥物Y及其他化學(xué)品的合成路線如下：提示：根據(jù)上述信息回答：(1)D不與NaHCO3溶液反應(yīng)，D中官能團(tuán)的名稱是________，B→C的反應(yīng)類型是________。(2)寫(xiě)出A生成B和E的化學(xué)反應(yīng)方程式：______________________________________。(3)A的同分異構(gòu)體I和J是重要的醫(yī)藥中間體，在濃硫酸的作用下，I和J分別生成和，鑒別I和J的試劑為_(kāi)_______。(4)A的另一種同分異構(gòu)體K用于合成高分子材料，K可由制得，寫(xiě)出K在濃硫酸作用下生成的聚合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________________________________?！纠?】狄爾斯-阿德耳(Diels-Alder)反應(yīng)也稱雙烯合成反應(yīng)。試回答下列問(wèn)題：(1)Diels-Alder反應(yīng)屬于______反應(yīng)(填有機(jī)反應(yīng)類型)。(2)某實(shí)驗(yàn)室以和合成，請(qǐng)用合成反應(yīng)的流程圖，表示出最合理的合成方案(注明反應(yīng)條件)。500℃500℃①RCH2CH=CH2＋Cl2→RCHClCH=CH2＋HCl

②合成過(guò)程中無(wú)機(jī)試劑任選。③合成反應(yīng)流程圖可表示為Aeq\o(→,\s\up7(反應(yīng)物),\s\do5(反應(yīng)條件))Beq\o(→,\s\up7(反應(yīng)物),\s\do5(反應(yīng)條件))C→……→H【例8】據(jù)《中國(guó)制藥》報(bào)道，化合物C是用于合成抗“非典”藥品(鹽酸袪炎痛)的中間體，其合成路線為已知：(1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式B：__________________，C：__________________(反應(yīng)②產(chǎn)物HCl中的H元素來(lái)自于氨基)。(2)A→D的轉(zhuǎn)化中涉及的反應(yīng)類型有________(填字母序號(hào))。A．加成B．取代C．聚合D．氧化E．還原(3)反應(yīng)①②中屬于取代反應(yīng)的是______(填數(shù)字序號(hào))。(4)請(qǐng)你設(shè)計(jì)由甲苯→…→D的反應(yīng)流程圖(有機(jī)物用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示，必須注明反應(yīng)條件)。提示：①合成過(guò)程中無(wú)機(jī)試劑任選。②反應(yīng)流