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有机合成的一般解题方法

有机合成的一般解题方法
有机合成的一般解题方法

专题有机合成题的一般解题方法

【复习目标】熟悉有机合成中需要具备的基础知识(有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系,官能团的引入和消去,碳链的增减,官能团的保护等),掌握有机合成的思路方法。

新课程理念下的有机化学基础(选修5,人教版),与过渡教材相比,新教材在编排上作了较大调整:突出从官能团的结构出发对有机物进行分类,增加了获取有机物结构信息的现代物理方法(质谱法、红外光谱、核磁共振扬氢谱),增加了有机合成及合成高分子化合物的基本方法。这些变化有可能对高考的有机试题命题带来影响。特别是有机合成的新题型应引起重视。

【机化学基础(选修5,人教版)P64-65:以有机反应为基础的有机合成,是有机化学的一个重要内容。它是利用简单、易得的原料,通过有机反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物。有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化,其过程就象建筑师建造一座大厦,从基础开始一层一层地向上构建。利用简单的试剂作为基础原料,通过有机反应连上一个官能团或一段碳链,得到一个中间体;在此基础上利用中间体上的官能团,加上辅助原料,进行第二步反应,合成出第二个中间体……经过多步反应,按照目标化合物的要求,合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。

逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法,它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体,该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。而这个中间体的合成与目标化合物的合成一样,是从更上一步的中间体得来的。依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。所确定的合成路线的各步反应其反应条件必须比较温和,并具有较高的产率,所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。】

(一)有机物合成的基础知识

1.有机合成中官能团的引入和消去

(1)在分子中引入官能团的方法

①引入卤原子 a.烯烃、炔烃的加成反应 b.取代反应

②引入羟基 a.加成反应(烯加水、醛酮加氢) b.水解反应酯的水解

③引入双键 a.加成反应(炔烃的加氢) b.消去反应(卤代烃、醇的消去)

④引入醛基或酮基:由醇羟基通过氧化反应可得到醛基或酮基。

(2)从分子中消除官能团的方法

①经加成反应消除不饱和键

②经取代、消去、酯化、氧化等反应消去-OH

③经加成或氧化反应消除-CHO

④经水解反应消去酯基。

⑤经过水解、消去反应消去-X

2.有机合成中碳链的增减

(1)增长碳链的方法:①不饱和化合物间的加成、聚合(如乙烯→聚乙烯)、不饱和烃与HCN的加成后水解等。

②酯化反应(如乙酸与乙醇转化为乙酸乙酯等)。③有机合成题中碳链的增长,也有可能以信息给出,此类问题中应

高度重视反应物与产物中的碳原子数的比较及连接位置关系等。

(2)缩短碳链的方法,其方法主要有:①烃的裂化裂解(石油的裂化、裂解)。②某些烃的氧化(如苯的同系物、烯烃等)。③羧酸的脱羧反应。④酯的水解反应

3. 有机合成中官能团的保护

在有机合成中,某些不希望起反应的官能团,在反应试剂或反应条件的影响下产生副反应,这样就不能达到预计的合成目标,因此,必须采取措施保护某些官能团,待完成反应后再除去保护基,使其复原。(备考指南P125-6) 例如为防止一OH被氧化可先将其酯化,为保护C=C不受氧化可先将其与HBr加成或与水加成,在含有C=C和-CHO的化合物中欲用溴水检验C=C,应先将-CHO用弱氧化剂(银氨溶液、新制Cu(OH)2氧化)等。

(二)有机物合成的途径

(1)一元合成路线:RCH=CH2→一卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯

(2)二元合成路线:RCH=CH2→二卤代烃→二元醇→二元醛→二元羧酸→酯(链酯、环酯、聚酯) 。

(3)

芳香族化合物合成路线:

→→→→酯

在实际合成题中,有机物往往含有多种官能团,要充分考虑官能团的转化顺序。

解答有机合成题要注意:(1)选择出合理简单的合成路线,同时应把握以下原则:合成路线的原理正确、路线简捷、易于提纯、反应条件温和、具有较高的产率,原料低毒性、低污染、易得和廉价的等;(2)熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识。

(三)有机物合成的思路方法

(1)正向合成法:采用正向思维,结合原料的化学性质,寻找符合需要的直接或间接的中间产物,逐步推向目标物,其过程可用“原料→中间产物Ⅰ→中间产物Ⅱ……→目标物”来表示。

(2)逆向追溯法:采用逆向思维,按“目标物→中间产物Ⅰ→中间产物Ⅱ……→原料”的顺序确定合成顺序。

(3)综合法:采用正逆向思维相结合,由两端推中间或中间推向两端。

〖例题〗(MCEJ05-24)6-羰基庚酸是合成某些高分子材料和药物的重要中间体。某实验室以溴代甲基环己烷为原料合成6-羰基庚酸。

请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案(注明反应条件)

提示:①合成过程中无机试剂任选,②如有需要,可以利用试卷中出现过的信息,③合成反应流程图表示方法示例如下:

〖简析〗说明:在23题中出现过下面的信息。

—CH3—CH2Cl —CH2OH —COOH

起始原料为环状结构,而目标产物是链状结构,那么,首先要考虑的是如何将环打开。搜索中学阶段学习的有机知识,并无这类反应。因此,需要在试题中寻找开环的信息。分析烯烃氧化断键的信息时,可以假想开环犹如一个圆环被剪断一样。进一步

分析信息发现,C=C断裂时,2个C分别与O结合,形成2个C=O而得到醛或酮。现目标产物含有的是羰基和羧基,说明C=C氧化后曾产生过醛基,经继续氧化转化为羰基(已有知识)。另外还有一个C=C的位置问题,是还是呢?如果是的话,氧化C=C

并不会将环打开,而只会得到环酮和HCHO。至此可采取逆推法逐步推向起始原料。

上述推断过程中,还有一处地方存在疑问,发生消去反应时,为何是在环上

产生C=C,而不是在支链上产生C=C呢?这里涉及到不对称醇发生消去反应时脱水的方式,中学阶段并未学习,只能大胆假设。

答案:

〖练习1〗

已知:

某课外活动小组用电石、一氯甲烷为基本原料合成聚丙烯酸甲酯,请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案(注明反应条件,其它无机试剂可自选,有机物用结构简式表示)。

合成流程图表示方法示例如下:

答案:

〖练习2〗利用芳香烃X和链烃Y可以合成紫外线吸收剂BAD,已知G不能发生银镜反应,BAD结构简式为:BAD的合成路线如下:

试回答下列

(1)写出结构简式Y D 。

(2)属于取代反应的有(填数字序号)。

(3)1molBAD最多可与含molNaOH的溶液完全反应

(4)写出方程式

反应④。

B+G→H 。

答案(1)CH3CH=CH2;

(2)①②⑤(3)6

(4)

有机合成题的一般解题方法范文

专题有机合成题的一般解题方法 【复习目标】熟悉有机合成中需要具备的基础知识(有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系,官能团的引入和消去,碳链的增减,官能团的保护等),掌握有机合成的思路方法。 【机化学基础(选修5,人教版)P64-65:以有机反应为基础的有机合成,是有机化学的一个重要内容。它是利用简单、易得的原料,通过有机反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物。有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化,其过程就象建筑师建造一座大厦,从基础开始一层一层地向上构建。利用简单的试剂作为基础原料,通过有机反应连上一个官能团或一段碳链,得到一个中间体;在此基础上利用中间体上的官能团,加上辅助原料,进行第二步反应,合成出第二个中间体……经过多步反应,按照目标化合物的要求,合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。 逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法,它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体,该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。而这个中间体的合成与目标化合物的合成一样,是从更上一步的中间体得来的。依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。所确定的合成路线的各步反应其反应条件必须比较温和,并具有较高的产率,所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。】 (一)有机物合成的基础知识 1.有机合成中官能团的引入和消去 (1)在分子中引入官能团的方法 ①引入卤原子 a.烯烃、炔烃的加成反应 b.取代反应 ②引入羟基 a.加成反应(烯加水、醛酮加氢) b.水解反应酯的水解 ③引入双键 a.加成反应(炔烃的加氢) b.消去反应(卤代烃、醇的消去) ④引入醛基或酮基:由醇羟基通过氧化反应可得到醛基或酮基。 (2)从分子中消除官能团的方法 ①经加成反应消除不饱和键 ②经取代、消去、酯化、氧化等反应消去-OH ③经加成或氧化反应消除-CHO ④经水解反应消去酯基。 ⑤经过水解、消去反应消去-X 2.有机合成中碳链的增减 (1)增长碳链的方法:①不饱和化合物间的加成、聚合(如乙烯→聚乙烯)、不饱和烃与HCN的加成后水解等。②酯化反应(如乙酸与乙醇转化为乙酸乙酯等)。③有机合成题中碳链的增长,也有可能以信息给出,此类问题中应高度重视反应物与产物中的碳原子数的比较及连接位置关系等。 (2)缩短碳链的方法,其方法主要有:①烃的裂化裂解(石油的裂化、裂解)。②某些烃的氧化(如苯的同系物、烯烃等)。③羧酸的脱羧反应。④酯的水解反应 3. 有机合成中官能团的保护 在有机合成中,某些不希望起反应的官能团,在反应试剂或反应条件的影响下产生副反应,这样就不能达到预计的合成目标,因此,必须采取措施保护某些官能团,待完成反应后再除去保护基,使其复原。(备考指南P125-6) 例如为防止一OH被氧化可先将其酯化,为保护C=C不受氧化可先将其与HBr加成或与水加成,在含有C=C和-CHO的化合物中欲用溴水检验C=C,应先将-CHO用弱氧化剂(银氨溶液、新制Cu(OH)2氧化)等。 (二)有机物合成的途径 (1)一元合成路线:RCH=CH2→一卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 (2)二元合成路线:RCH=CH2→二卤代烃→二元醇→二元醛→二元羧酸→酯(链酯、环酯、 —CH3—CH2Cl —CH2OH —COOH

有机合成的一些基本反应

有机合成中的一些基础反应 有机合成,是指从较简单的化合物或单质经化学反应合成较复杂的化合物的过程。有时也包括从复杂原料降解为较简单化合物的过程。由于有机化合物的各种特点,尤其是碳与碳之间以作用力较大的共价键相连,也使得有机合成非常困难。合成路线的多样性让我们有了各种不同的选择,有机合成常常用于工业生产当中,所以我们一般会选择用料最少,条件最温和,成本最低的合成路线。但对于有机化学的学习,我们必须了解其他的合成路线。下面我们就来介绍几个有机合成里的基础反应。 一、取代反应。 取代反应包括卤代,硝化,磺化,酯化,皂化和水解等。 亲核取代反应的机理分别是SN1和SN2。 1、SN1机理(即单分子亲核取代):在SN1机理中,亲核取代反应分两步进行。第一步是底物上的离去基团L的离去,第二步是L离去后生成的正碳离子与亲核试剂结合。第一步反应速率较

慢,是反应速率的决定步骤。使正碳离子稳定的因素均有利于SN1取代的进行。 2、SN2机理(即双分子亲核取代):亲核试剂从离去基团的背面进攻离去基团,旧键的断裂与新键的生成协同进行。若反应按照SN2机理进行时,其立体化学特征是进行反应的中心碳原子的构型反转。影响SN2反应活性的因素有,空间位阻,较好的离去基团,亲核试剂的亲核能力,溶剂的极性。 SN1和SN2的区别在于,在SN2反应中,没有碳正离子中间体产生,所以不发生重排。 二、加成反应和消除反应 加成反应分成亲电加成反应,亲核加成反应。 1、亲电加成反应:亲电加成反应是不饱和键的加成反应,是π电子与实际作用的结果。π键较弱,π电子受核的束缚较小,结合较松散,因此可作为电子的来源,给别的反应提供电子。反应时,把它作为反应底物,与它反应的试剂应试缺电子的化合物,俗称亲电试剂。这些物质中的质子,极化的带正电的卤素,又叫马氏加成,由马氏规则而得名“烯烃与氢卤酸的加成,氢加在氢多的碳上”。 2、亲核加成反应:亲核加成反应是由亲核试剂与底物发生的加成反应。反应发生在碳氧双键、碳氧三键,碳碳三键等等不饱和的化学键上。最有代表性的反应是醛或酮的羰基与格氏试剂加成的反应。RC=O + R'MgCl → RR'C-OMgCl再水解得到醇,这是在有机合成中合成醇常用的方法。 影响亲核加成反应的主要因素有,电子效应,空间效应,离去基团L的离去性。

高中化学-有机推断题解题策略及常见题型归纳

有机推断题解题策略及常见题型归纳 有机化学推断题是根据有机物间的衍变关系而设计的。这类试题通常以新药、新的染料中间体、新型有机材科的合成作为载体,通过引入新的信息,组合多个化合物的反应合成具有指定结构的产物,从中引出相关的各类问题,如推断各有机物的结构特点和所含官能团、判断反应类型、考查化学方程式的书写、书写同分异构体等。 一、解题策略 解有机推断题的一般方法是: 1、找已知条件最多的,信息量最大的。这些信息可以是化学反应、有机物性质(包括物理性质)、反应条件、实验现象、官能团的结构特征、变化前后的碳链或官能团间的差异、数据上的变化等等。 2、寻找特殊的或唯一的。包括具有特殊性质的物质(如常温下处于气态的含氧衍生物——甲醛)、特殊的分子式(这种分子式只能有一种结构)、特殊的反应、特殊的颜色等等。 3、根据数据进行推断。数据往往起突破口的作用,常用来确定某种官能团的数目。 4、根据加成所需22Br H 、的量,确定分子中不饱和键的类型及数目;由加成产物的结构,结合碳的四价确定不饱和键的位置。 5、如果不能直接推断某物质,可以假设几种可能,结合题给信息进行顺推或逆推,猜测可能,再验证可能,看是否完全符合题意,从而得出正确答案。 二、常见题型归纳 1、给出合成路线的推断题(即框图题) 此类题是最为常见的有机推断题。除题干给出新化学方程式、计算数据、实验现象和分子式或结构式外,大部分信息均集中在框图中。 解答这类题时,要紧紧抓住箭头上下给出的反应条件,结合题给信息,分析每个代号前后原子数、碳干和官能团变化情况,找准突破口。 例1 已知:烷基苯在酸性高锰酸钾的作用下,侧链被氧化成羧基,如: 化合物A~E 的转化关系如图a 所示,已知:A 是芳香化合物,只能生成3 种一溴化合物;B 有酸性;C 是常用增塑剂;D 是有机合成的重要中间体和常用化学试剂(D 也可由其他原料催化氧化得到);E 是一种常用的指示剂酚酞,结构如图b 。

有机合成中常见的危险反应

有机合成中常见的危险反应 2018-01-27 有机合成 在有机合成中,完全是重中之重。下面介绍几种在平时做实验中常见的有可能引起危险的反应的注意事项供大家参考。 一、丁基锂和DIBAL-H之类的易燃液体试剂参与的反应 1、一般取用100mL以下的试剂,可以用注射器抽取(同时用氮气球平衡内部压力),用量较大的可以用搭桥法:正压搭桥法和负压搭桥法 2、正丁基锂和仲丁基锂可以用注射器抽取。但叔丁基锂由于在针头拔出的瞬间很容易与空气摩擦起火所以只能用搭桥法(三甲基铝也类似极易着火)。 3、丁基锂遇水遇湿极易燃烧,因此反应要确保远离水源,保持操作台干燥整洁。用氮气流吹干反应容器,针头,双头针软管等等确保整个体系无水。 4、空的丁基锂试剂瓶不能乱扔,要安全处理: 先用惰性气体置换瓶内空气,然后用THF稀释,加入乙醇或异丙醇淬灭。 5、用稀盐酸或饱和氯化铵溶液淬灭反应时,一定要充分搅拌,开始要做氮气保护下逐滴加入,后面可以加快。整个过程一般在0摄氏度下进行,淬灭温度不能太低,淬灭试剂量至少要大于理论量的50%,先在0度下搅拌10min,后再升温到室温搅拌。 二、重氮甲烷参与的反应 1、重氮甲烷是非常易爆的气体,制备装置是专门定制的一体化装置,绝不允许在实验室用磨口玻璃装置进行制备。 2、重氮甲烷必须现做现用,不允许把制备好的乙醚溶液放在冰箱中保存。 3、剩余的重氮甲烷可以在氮气流保护下用稀醋酸或很稀的盐酸(浓度要小于1N)小心淬灭,淬灭时会放出毒气,要在通风良好的通风橱中进行。 4、操作时动作要轻,不要撞击。 5、制备重氮甲烷的反应不能用油浴加热只能用水浴加热,而且水温不能超过70oC。 三、锂、钠、钾等易燃金属参与的反应 1、要远离水源,保持操作台干燥整洁。

合成工艺的优化

合成工艺的优化 有机合成工艺优化是物理化学与有机化学相结合的产物,是用化学动力学的方法解决有机合成的实际问题,是将化学动力学的基本概念转化为有机合成的实用技术。 转化率是消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。 选择性为生成目标产物所消耗的原料摩尔数除于消耗的原料的摩尔数。 收率为反应生成目标产物所消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。 转化率×选择性= 收率 反应中消耗的原料一部分生成了目标产物,一部分生成了杂质,少量原料依然存在于反应体系中。 反应的目标是提高收率,但是影响收率的因素较多,使问题复杂化。 化学动力学的研究目标是提高选择性,即尽量使消耗的原料转化为主产物。 只有温度和浓度是影响选择性的主要因素。在一定转化率下,主副产物之和是一个常数,副产物减少必然带来主产物增加。 提高转化率可以采取延长反应时间,升高温度,增加反应物的浓度,从反应体系中移出产物等措施。

而选择性虽只是温度和浓度的函数,看似简单,却远比转化率关系复杂。因此将研究复杂的收率问题转化为研究选择性和转化率的问题,可简化研究过程。 2.选择性研究的主要影响因素 提高主反应的选择性就是抑制副反应,副反应不外平行副反应和连串副反应两种类型。平行副反应是指副反应与主反应同时进行,一般消耗一种或几种相同的原料,而连串副反应是指主产物继续与某一组分进行反应。主副反应的竞争是主副反应速度的竞争,反应速度取决于反应的活化能和各反应组分的反应级数,两个因素与温度和各组分的浓度有关。因此选择性取决于温度效应和浓度效应。可是,活化能与反应级数的绝对值很难确定。但是我们没有必要知道它们的绝对值,只需知道主副反应之间活化能的相对大小与主副反应对某一组分的反应级数的相对大小就行了。我们知道,升高温度有利于活化能高的反应,降低温度有利于活化能低的反应,因此选择反应温度条件的理论依据是主副反应活化能的相对大小,而不是绝对大小。 (1)温度范围的选择:在两个反应温度下做同一合成实验时,可以根据监测主副产物的相对含量来判断主副反应活化能的相对大小,由此判断是低温还是高温有利于主反应,从而缩小了温度选择的范围。实际经验中,一般采取极限温度的方式,低温和高温,再加上二者的中间温度,可判断出反应温度对反应选择性的影响趋势。 (2)某一组分浓度的选择:在同一温度下(第一步已经选择好的温度下),将某一组分滴加(此组分为低浓度,其他组分就是高浓

最新高考化学专题复习:-有机推断题的解题思路和技巧资料

Cu 或Ag △ 光照 浓H 2SO 4 170℃ 催化剂 △ Ni △ 浓H 2SO 4 △ 乙酸、乙酸酐 △ NaOH △ NaOH 醇溶液 △ 浓NaOH 醇溶液 △ 稀H 2SO 4 △ [ O ] 溴水 溴的CCl 4溶液 KMnO 4(H + ) 或 [ O ] 2010高考化学专题复习: 有机推断题的解题思路和技巧 (反应条件部分)[题眼归纳] [题眼1] 这是烷烃和烷基中的氢被取代的反应条件。 如:①烷烃的取代; ②芳香烃或芳香族化合物侧链烷基的取代; ③不饱和烃中烷基的取代。 [题眼2] 这是乙醇脱水生成乙烯的反应条件。 [题眼3] 或为不饱和键加氢反应的条件, 包括:C=C 、C=O 、C ≡C 的加成。 [题眼4] 是 ①醇消去H 2O 生成烯烃或炔烃; ②醇分子间脱水生成醚的反应; ③酯化反应的反应条件。 此外酯化反应的条件还可以是: [题眼5] 是①卤代烃水解生成醇; ②酯类水解反应的条件。 [题眼6] 或 是卤代烃消去 HX 生成不饱和烃的反应条件。 [题眼7] 是①酯类水解(包括油脂的酸性水解); ②糖类的水解(包括淀粉水解)的 反应条件。 [题眼8] 或 是醇氧化的条件。 [题眼9] 或 是不饱和烃加成反应的条件。 [题眼10] 是苯的同系物侧链氧化的反应条件 (侧链烃基被氧化成-COOH )。

(性质部分)[题眼归纳] ①能使溴水褪色的有机物通常含有“—C=C—”、“—C≡C—”或“—CHO”。 ②能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物通常含有“—C=C—”或“—C≡C—”、“—CHO”或为“苯的同系物”。 ③能发生加成反应的有机物通常含有“—C=C—”、“—C≡C—”、“—CHO”或“苯环”,其中“—CHO”和“苯环”只能与H2发生加成反应。 ④能发生银镜反应或能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应的有机物必含有“—CHO”。 ⑤能与钠反应放出H2的有机物必含有“—OH”、“—COOH”。 ⑥能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中必含有-COOH。 ⑦能发生消去反应的有机物为醇或卤代烃。 ⑧能发生水解反应的有机物为卤代烃、酯、糖或蛋白质。 ⑨遇FeCl3溶液显紫色的有机物必含有酚羟基。 ⑩能发生连续氧化的有机物是伯醇或乙烯,即具有“—CH2OH”的醇。比如有机物A能发生如下反应:A→B→C,则A应是具有“—CH2OH”的醇,B就是醛,C应是酸。 重要的转化关系: 1.卤代烷烃能发生消去反应生成烯烃、发生取代反应生成醇、醇跟烯烃也能相互转化,这种转化关系可表示为: 2.醇、 醛、酸、酯转化关系:醇经氧化可转化醛、醛被氧化生成酸、羧酸跟醇反应产物是酯,这个转化关系的本质可表示为(其中X、R代表某种基团):

大学有机化学反应方程式总结(较全)

有机化学 一、烯烃 1、卤化氢加成 (1) CH CH 2 R HX CH CH 3R X 【马氏规则】在不对称烯烃加成中,氢总是加在含碳较多的碳上。 【机理】 CH 2 C H 3+ CH 3 C H 3X + CH 3 C H 3 +H + CH 2 +C 3X + C H 3X 主 次 【本质】不对称烯烃的亲电加成总是生成较稳定的碳正离子中间体。 【注】碳正离子的重排 (2) CH CH 2 R CH 2CH 2 R Br HBr ROOR 【特点】反马氏规则 【机理】 自由基机理(略) 【注】过氧化物效应仅限于HBr 、对HCl 、HI 无效。 【本质】不对称烯烃加成时生成稳定的自由基中间体。 【例】 CH 2 C H 3Br CH CH 2Br C H 3CH + CH 3 C H 3HBr Br CH 3CH 2CH 2Br CH CH 3 C H 3 2、硼氢化—氧化 CH CH 2 R CH 2CH 2R OH 1)B 2H 62)H 2O 2/OH - 【特点】不对称烯烃经硼氢化—氧化得一反马氏加成的醇,加成是顺式的,并且不重排。 【机理】

2 C H3 3 H3 2 3 H3 2 CH CH2 C H3 2 CH CH=CH (CH3CH2CH2)3 - H3CH2CH2C 22 CH3 CH2 B O CH2CH2CH3 3 CH2CH2C 2 CH2CH3 +O H- O H B-OCH2CH2CH3 CH2CH2CH3 H3CH2CH2 B OCH2CH2CH3 CH2CH2CH3 2 CH2CH3 HOO- B(OCH2CH2CH3)3 B(OCH2CH2CH3)3+3NaOH3NaOH3HOCH2CH2CH33+Na3BO3 2 【例】 CH3 1)BH 3 2)H 2 O 2 /OH- CH3 H H OH 3、X2加成 C C Br 2 /CCl 4 C C Br Br 【机理】 C C C C Br Br C Br +C C Br O H2+ -H+ C C Br O H

有机合成工艺优化

有机合成工艺优化 1.合成工艺的优化主要就是反应选择性研究有机合成工艺优化是物理化学与有机化学相结合的产物,是用化学动力学的方法解决有机合成的实际问题,是将化学动力学的基本概念转化为有 机合成的实用技术。 首先分清三个基本概念转化率、选择性、收率。转化率是消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。选择性为生成目标产物所消耗的原料摩尔数除于消耗的原料的摩尔数。收率为反应生成目标产物所消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。可见,收率为转化率与选择性的乘积。可以这样理解这三个概念,反应中消耗的原料一部分生成了目标产物,一部分生成了杂质,为有效好的原料依然存在于反应体系中。生成目标产物的那部分原料与消耗的原料之比为选择性,与初始原料之比为收率,消耗的原料与初始原料之比为转化率。 反应的目标是提高收率,但是影响收率的因素较多,使问题复杂化。化学动力学的研究目标是提高选择性,即尽量使消耗的原料转化为主产物。只有温度和浓度是影响选择性的主要因素。在一定转化率下,主副产物之和是一个常数,副产物减少必然带来主产物增加。提高转化率可以采取延长反应时间,升高温度,增加反应物的浓度,从反应体系中移出产物等措施。而选择性虽只是温度和浓度的函数,看似简单,却远比转化率关系复杂。因此将研究复杂的收率问题转化为研究选择性和转化率的问题,可简化研究过程。 2.选择性研究的主要影响因素提高主反应的选择性就是抑制副反应,副反应不外平行副反应和连串副反应两种类型。 平行副反应是指副反应与主反应同时进行,一般消耗一种或几种相同的原料,而连串副反应是指主产物继续与某一组分进行反应。主副反应的竞争是主副反应速度的竞争,反应速度取决于反应的活化能和各反应组分的反应级数,两个因素与温度和各组分的浓度有关。因此选择性取决于温度效应和浓度效应。可是,活化能与反应级数的绝对值很难确定。但是我们没有必要知道它们的绝对值,只需知道主副反应之间活化能的相对大小与主副反应对某一组分的反应级数的相对大小就行了。我们知道,升高温度有利于活化能高的反应,降低温度有利于活化能低的反应,因此选择反应温度条件的理论依据是主副反应活化能的相对大小,而不是绝对大小。 (1)温度范围的选择:在两个反应温度下做同一合成实验时,可以根据监测主副产物的相对含量来判断主副反应活化能的相对大小,由此判断是低温还是高温有利于主反应,从而缩小了温 度选择的范围。实际经验中,一般采取极限温度的方式,低温和高温,再加上二者的中间温度, 可判断出反应温度对反应选择性的影响趋势。 (2)某一组分浓度的选择:在同一温度下(第一步已经选择好的温度下),将某一组分滴加(此组分为低浓度,其他组分就是高浓度)或一次性加入(此组分为高浓度,其他组分就是低 浓度)进行反应,就可根据监测主副产物的相对含量来判断该组分是低浓度还是高浓度有利于主 反应。确定了某一组分的浓度影响,接下来就是研究该组分的最佳配比问题。相同的条件下,再 确定其他组分浓度的影响。 (3)溶剂的影响: (4)酸碱强度的影响: (5)催化剂的影响: 3.定性反应产物 动力学研究方法要求副反应最小,而其他方法要求主反应最大。因此研究反应的选择性, 搞清副反应的产物结构是必要地前提。在条件允许的情况下,应尽量分析反应混合物的全部组 分,包括主产物,各种副产物,分析他们在气相色谱、液相色谱或薄层色谱上的相对位置和相对 大小。从而可以看出各组分的相对大小及各组分随温度和浓度条件不同的变化。对不同的副反应 采取不同的抑制方法。 (1)首先搞清反应过程中那些副产物生成;(2)重点找出含量较多的副产物的结构,因 为只有抑制了主要副反应,才能显著提高主反应的选择性;(3)根据主要副产物的结构,研究

基础有机化学人名反应

基础有机化学人名反应 第四章 狄尔斯–阿尔德反应(Diels–Alder reaction)(140) 1921年,狄尔斯和其研究生巴克(Back)研究偶氮二羧酸二乙酯(半个世纪后因光延反应而在有机合成中大放光芒的试剂)与胺发生的酯变胺的反应,当他们用2-萘胺做反应的时候,根据元素分析,得到的产物是一个加成物而不是期待的取代物。狄尔斯敏锐地意识到这个反应与十几年前阿尔布莱希特做过的古怪反应的共同之处。这使他开始以为产物是类似阿尔布莱希特提出的双键加成产物。狄尔斯很自然地仿造阿尔布莱希特用环戊二烯替代萘胺与偶氮二羧酸乙酯作用,结果又得到第三种加成物。通过计量加氢实验,狄尔斯发现加成物中只含有一个双键。如果产物的结构是如阿尔布莱希特提出的,那么势必要有两个双键才对。这个现象深深地吸引了狄尔斯,他与另一个研究生阿尔德一起提出了正确的双烯加成物的结构。1928年他们将结果发表。这标志着狄尔斯-阿德尔反应的正式发现。他们也因此获得1950年的诺贝尔化学奖。 含有一个活泼的双键或叁键的化合物(亲双烯体)与共轭二烯类化合物(双烯体)发生1,4-加成,生成六员环状化合物: 这个反应极易进行并且反应速度快,应用范围极广泛,是合成环状化合物的一个非常重要的方法。

带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯体对反应有利。常用的亲双烯体有: 下列基团也能作为亲双烯体发生反应: 常用的双烯体有: a.反应机理 这是一个协同反应,反应时,双烯体和亲双烯体彼此靠近,互相作用,形成一个环状过渡态,然后逐渐转化为产物分子:

反应是按顺式加成方式进行的,反应物原来的构型关系仍保留在环加成产物中。例如: 正常的Diels-Alder反应主要是由双烯体的HOMO(最高已占轨道)与亲双烯体的LUMO(最低未占轨道)发生作用。反应过程中,电子从双烯体的HOMO“流入”亲双烯体的LUMO。也有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反应的。 b.反应实例

有机合成工艺优化.doc

有机合成工艺优化方法学---心得 1.合成工艺的优化主要就是反应选择性研究 有机合成工艺优化是物理化学与有机化学相结合的产物,是用化学动力学的方法解决有机合成的实际问题,是将化学动力学的基本概念转化为有机合成的实用技术。 首先分清三个基本概念转化率、选择性、收率。转化率是消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。选择性为生成目标产物所消耗的原料摩尔数除于消耗的原料的摩尔数。收率为反应生成目标产物所消耗的原料的摩尔数除于原料的初始摩尔数。可见,收率为转化率与选择性的乘积。可以这样理解这三个概念,反应中消耗的原料一部分生成了目标产物,一部分生成了杂质,为有效好的原料依然存在于反应体系中。生成目标产物的那部分原料与消耗的原料之比为选择性,与初始原料之比为收率,消耗的原料与初始原料之比为转化率。 反应的目标是提高收率,但是影响收率的因素较多,使问题复杂化。化学动力学的研究目标是提高选择性,即尽量使消耗的原料转化为主产物。只有温度和浓度是影响选择性的主要因素。在一定转化率下,主副产物之和是一个常数,副产物减少必然带来主产物增加。提高转化率可以采取延长反应时间,升高温度,增加反应物的浓度,从反应体系中移出产物等措施。而选择性虽只是温度和浓度的函数,看似简单,却远比转化率关系复杂。因此将研究复杂的收率问题转化为研究选择性和转化率的问题,可简化研究过程。 2.选择性研究的主要影响因素 提高主反应的选择性就是抑制副反应,副反应不外平行副反应和连串副反应两种类型。平行副反应是指副反应与主反应同时进行,一般消耗一种或几种相同的原料,而连串副反应是指主产物继续与某一组分进行反应。主副反应的竞争是主副反应速度的竞争,反应速度取决于反应的活化能和各反应组分的反应级数,两个因素与温度和各组分的浓度有关。因此选择性取决于温度效应和浓度效应。可是,活化能与反应级数的绝对值很难确定。但是我们没有必要知道它们的绝对值,只需知道主副反应之间活化能的相对大小与主副反应对某一组分的反应级数的相对大小就行了。我们知道,升高温度有利于活化能高的反应,降低温度有利于活化能低的反应,因此选择反应温度条件的理论依据是主副反应活化能的相对大小,而不是绝对大小。 (1)温度范围的选择:在两个反应温度下做同一合成实验时,可以根据监测主副产物的相对含量来判断主副反应活化能的相对大小,由此判断是低温还是高温有利于主反应,从而缩小了温度选择的范围。实际经验中,一般采取极限温度的方式,低温和高温,再加上二者的中间温度,可判断出反应温度对反应选择性的影响趋势。 (2)某一组分浓度的选择:在同一温度下(第一步已经选择好的温度下),将某一组分滴加(此组分为低浓度,其他组分就是高浓度)或一次性加入(此组分为高浓度,其他组分就是低浓度)进行反应,就可根据监测主副产物的相对含量来判断该组分是低浓度还是高浓度有利于主反应。确定了某一组分的浓度影响,接下来就是研究该组分的最佳配比问题。相同的条件下,再确定其他组分浓度的影响。 (3)溶剂的影响: (4)酸碱强度的影响: (5)催化剂的影响: 3.定性反应产物 动力学研究方法要求副反应最小,而其他方法要求主反应最大。因此研究反应的选择性,搞清副反应的产物结构是必要地前提。在条件允许的情况下,应尽量分析反应混合物的全部组分,包括主产物,各种副产物,分析他们在气相色谱、液相色谱或薄层色谱上的相对位

有机推断题解题方法详解

有机推断题解题过程详解 一、有机推断题的解题思路 解有机推断题,主要是确定官能团的种类和数目,从而得出是什么物质。首先必须全面地掌握有机物的性质以及有机物间相互转化的网络,在熟练掌握基础知识的前提下,要把握以下三个推断的关键: 1、审清题意(分析题意、弄清题目的来龙去脉,掌握意图)——有什么? 2、用足信息(准确获取信息,并迁移应用)——有什么联系?怎么用? 3、积极思考(判断合理,综合推断) 根据以上的思维判断,从中抓住问题的突破口,即抓住特征条件(特殊性质或特征反应 。但有机物的特征条件并非都有,因此还应抓住题给的关系条件和类别条件。关系条件提示有机物间的联系,类别条件可给出物质的范围和类别。关系条件和类别条件不但为解题缩小了推断的物质范围,形成了解题的知识结构,而且几个关系条件和类别条件的组合就相当于特征条件。然后再从突破口向外发散,通过正推法、逆推法、正逆综合法、假设法、知识迁移法等得出结论。最后作全面的检查,验证结论是否符合题意。 二、机推断题的突破口 解题的突破口也叫做题眼,题眼可以是一种特殊的现象、反应、性质、用途或反应条件,或在框图推断试题中,有几条线同时经过一种物质,往往这就是题眼。 【课前例题展示】 1.(2013年四川高考真题、17分) 有机化合物G是合成维生素类药物的中间体,其结构简式为: G的合成路线如下: 其中A~F分别代表一种有机化合物,合成路线中部分产物及反应条件已略去。 已知: 请回答下列问题: (1)G的分子式是;G中官能团的名称是。 (2)第①步反应的化学方程式是。 (3)B的名称(系统命名)是。 (4)第②~⑥步反应中属于取代反应的有(填步骤编号)。 (5)第④步反应的化学方程式是。

有机合成工艺小试到中试放大之关键

有机合成工艺小试到中试放大之关键 在生产过程中凡直接关系到化学合成反应或生物合成途径的次序,条件(包括物料配比、温度、反应时间、搅拌方式、后处理方法及精制方法等)通称为工 艺条件。 一、研发到生产的三个阶段 1、小试阶段:开发和优化方法 2、中试阶段:验证和使用方法 3、工艺验证/商业化生产阶段:使用方法,并根据变更情况以绝对是否验证 注:批量的讨论:中试批量应不小于大生产批量的十分之一 二、小试阶段 对实验室原有的合成路线和方法进行全面的、系统的改革。在改革的基础上通过实验室批量合成,积累数据,提出一条基本适合于中试生产的合成工艺路线。小试阶段的研究重点应紧紧绕影响工业生产的关键性问题。如缩短合成路线,提高产率,简化操作,降低成本和安全生产等。 1、研究确定一条最佳的合成工艺路线:一条比较成熟的合成工艺路线应该 是:合成步骤短,总产率高,设备技术条件和工艺流程简单,原材料来源充裕而 且便宜。 2、用工业级原料代替化学试剂:实验室小量合成时,常用试剂规格的原料 和溶剂,不仅价格昂贵,也不可能有大量供应。大规模生产应尽量采用化工原料和工业级溶剂。小试阶段应探明,用工业级原料和溶剂对反应有无干扰,对产品的产率和质量有无影响。通过小试研究找出适合于用工业级原料生产的最佳反应 条件和处理方法,达到价廉、优质和高产。 3、原料和溶剂的回收套用:合成反应一般要用大量溶剂,多数情况下反应 前后溶剂没有明显变化,可直接回收套用。有时溶剂中可能含有反应副产物,反应不完全的剩余原料,挥发性杂质,或溶剂的浓度改变,应通过小试研究找出回收处理的办法,并以数据说明,用回收的原料和溶剂不影响产品的质量。原料和溶剂的回收套用,不仅能降低成本,而且有利于三废处理和环境卫生。

(提高)巩固练习—有机合成题的解题策略

(提高)巩固练习—有机合成题的解题策略

【巩固练习】 一、选择题(每题有1~2个选项符合题意) 1.下列各物质的转化过程中,属于加聚反应的是() 2.在有机合成中,制得的有机物较纯净并且容易分离,则在工业生产中往往有实用价值,试判断下列有机反应在工业上有生产价值的是() 3.武兹反应是重要的有机增碳反应,可简单表示为2R-X+2Na→R-R+2NaX,现用CH3CH2Br、C3H7Br和Na一起反应不可能得到的产物是() A.CH3CH2CH2CH3

B.(CH3)2CHCH(CH3)2 C.CH3CH2CH2CH2CH3 D.(CH3CH2)2CHCH3 4.由石油裂解产物乙烯制取HOCH2COOH,需要经历的反应类型有() A.氧化——氧化——取代——水解 B.加成——水解——氧化——氧化 C.氧化——取代——氧化——水解 D.水解——氧化——氧化——取代 5.下图所示高分子材料是由三种单体聚合而成的,以下与此高分子材料相关的说法正确的是() A.该高分子材料属于纯净物,合成它的反应是加聚反应 B.形成该高分子材料的单体中所有碳原子一定处于同一平面 C.三种单体中有两种互为同系物 D.三种单体都可以使溴水褪色,但只有两

种能使酸性高锰酸钾溶液褪色 6.DAP是电表和仪表部件中常用的一种高分子化合物,其结构简式为: 则合成它的单体可能有:() ①邻苯二甲酸②丙烯醇(CH2===CH—CH2—OH) ③丙烯④乙烯⑤邻苯二甲酸甲酯 A.①②B.④⑤ C.①③D.③④ 7.对羟基扁桃酸是农药、药物、香料合成的重要中间体,它可由苯酚和乙醛酸在一定条件下反应制得。 下列有关说法不.正确的是() A.上述反应的原子利用率可达到100% B.在核磁共振氢谱中对羟基扁桃酸应该有6个吸收峰

我从事有机合成工艺研发工作三年的体会

我从事有机合成工艺研发工作三年的体会 作者:ttyhhecheng(优化合成) 时间过得真快!转眼之间我已经在Bristol-Myers Squibb从事有机合成工艺优化(process R&D)工作三年了,这三年,感谢公司的栽培,我顺利完成了从学校毕业生到有机合成工艺优化专家的转变。因为此前我一直都在学校读书,这个转变对我个人而言也是真正实现学以致用的开端,我在此把三年来的经历和体会作个总结,兴许新的有机合成化学毕业生看了能有所得。 2004年三月,我刚入公司第一天,我就被安排做新API的路线优化和第一批临床原料的合成,虽然这只是一个四步的合成工艺,但在不到三个月的时间,我完成了从最佳工艺路线的挑选,建立各步合成反应中控标准,定型API分离方案,下车间放大生产(1.5kg, 50L) 的所有工作,就这样在很短的时间内对工艺优化所牵涉到的各方面问题有了全面接触,例如如何挑选API路线(我学到的第一课是最短的不一定是最好的),如何运用统计学原理迅速地优化多变量反应,如何运用自下而上的原理帮助确定分离方案,如何处理收率和质量的关系,如何检验工艺的可重复性,等等。。。 现在回想起来,这是一个学习强度非常高的时期,一方面我得做大量实验优化各步工艺,提高我运用合成化学理论知识解决实际问题的能力;另一方面我得迅速熟悉PR&D各部门间交流对话的机制和快节奏的决策过程,定出符合FDAcGMP工业标准的生产放大方案并付诸实施。从我这最初三个月的经历来看,我们部门实行的是通过压担子--在完成任务的同时完成对新人的培养的策略,我个人的成长经历说明这一策略是非常成功的。当然,成功实施这一策略的前提条件是部门内有很好的团队精神,新手能及时地得到资源上,人际关系上的帮助。在此我一方面要感谢公司对我的信任,让我直接负责新API的工艺研发,另一方面,我也要向我的很多同事致以由衷的谢意!我能迅速胜任重担是和他们对我的无私的指导和帮助分不开的。从我个人成长来说,我深切体会到不管在哪里,多做少说是新手树立良好第一印象适应公司氛围的关键,不管是老中老美,大家总还是尊重勤恳干活的人的。 在完成了第一个项目后,领导征询我的意见是否愿意领兵做一个重要的中间体工艺放大工作。这个项目和第一个完全不同,反应了有机合成工艺优化工作的极具挑战性的另一侧面,即如何啃下硬骨头。第一个项目事务繁杂但技术难度并不大,其中的挑战性在于如何依据实际情况分清工作主次,在有限的时间内作出合理决策。这第二个项目的核心内容是技术攻关,即如何将一个非常复杂的化学反应优化放大,完成三百公斤规模的生产。值得一提的是,这个放大生产是要在外包商的车间完成,这其中就还牵涉到如何顺利完成技术转移的任务。当时我工作了还不到四个月,确实并没有体察到完成这个任务所要求的方方面面的能力,只因为对这任务的技术上的挑战性充满兴趣,二话没说就接受了。现在回想起来,那时真有点不知天高地厚,豪气干云的意思,根本没想过万一做不下来会如何如何。 这个中间体的合成包括了三个主要步骤:先是高温(140摄氏度)下进行三加二环加成反应得到消旋产物的dimer,然后将dimer转化成消旋性产物,最后将消旋性产物拆分成所需的旋光性对映体。在我接手之前,通过多批次的办法已经合成过40公斤,这时的平均收率在16%左右。但我的任务是要生产300公斤。从前的工艺是行不通的。主要的问题有:高温下的环加成反应重复性差,收率和立体选择性变化幅度大;需进行两步分离,而消旋性产物盐的分离有极大难度(当时用了两天的离心时间);最后拆分工艺也不稳定,析出的晶体的旋光纯度随结晶时间的延长而逐步下降。所以要顺利实现这个放大,我必需解决这三个技术难题:1,如何确保高温反应的高收率和重现性;2,如何解决中间体的分离难题或者更进一步干脆省略中间体的分离步骤;3,如何建立稳定的拆分工艺。而这三个难题实际上是相关的,第一个难题的解决是解决第二个和第三个难题的基础。明确这个关系后,我们三人攻关小组现聚焦第一关。我们利用了在线红外波谱仪详细研究了高温下环加成反应机理,搞清了反应物配比,浓度,溶剂成分,温度和升温速率等变量对主反应和几个副反应的影响,把反应实时收率从80%提高到95%左右,同时实现了高重复性。第一步的高收率也意味着在这一步产生较低杂质,这样为省略中间体的分离(纯化)步骤奠定了基础,也为建立起稳定的拆分工艺提供了良好原料。就这样,我们用了近五个月的时间,把一个两步分离,平均收率16%的工艺改进成一步分离,单反应罐操作,平均收率30%的稳定工艺,并顺利地实现了对外包商的技术转移和规模生产。 在优化这一复杂反应过程中,方法论方面我有两点重要体会,第一,在技术攻关时,一定要站在战略性的高度来详尽分析各个矛盾,找到主要矛盾,集中所有资源先解决主要矛盾,只有这样才能高屋建瓴,

8总复习:有机合成题的解题策略

高考化学冲刺的核心知识和解题策略 第七讲高考冲刺:有机合成题的解题策略 一、有机合成思想: 逆向思维 重在切断 二、基本知识: 1、碳架构建:信息 2、官能团的消除 ⑴通过加成消除不饱和键; ⑵通过消去、氧化、酯化等消除醇羟基; ⑶通过加成或氧化消除醛基。 ⑷通过消去、取代等消除卤素原子。 3.官能团的转换、引入 CH 3—CH 3CH 2 = CH 2 CH 2 = CHCl CH 3— CH 2Cl CH 3—CH 2OH CH 3—CHO CH 3—COOH CH 3—COOC 2H 5 252H 5CH 3—COON a CH CH —CH —CH —Cl []n —CH 2—CH 2—[]n CH 2CH 2 OH OH CH 2CH 2Cl Cl COOH COOH O=C CH 2O=C CH 2 O O C 6H 12O 6C 12H 22O 11 C 12H 22O 11 (C 6H 10O 5)n 纤维素乙酸酯硝化纤维 淀粉 麦芽糖蔗糖葡萄糖 (C 6H 7O 2)OH OH OH n 4.官能团的保护 a .只有被保护基团发生反应(保护),而其它基团不反应; b .被保护的基团易复原,复原的反应过程中不影响其它官能团。 例如:防止醇羟基被氧化或羧基碱性条件下反应,可利用酯化反应生 成酯,从而达到保护羟基或羧基的目的。 例1.高分子材料M 在光聚合物和金属涂料方面有重要用途。已知:

M 可以用丙烯为原料,通过如下图所示的路线合成: (1)A 中两种官能团的名称是 和 。 (2)注明反应类型。C→甲基丙烯酸: ,E →M : 。 (3)写出下列反应的化学方程式: ① D→C 3H 8O 2: 。 ② 生成E : 。 (4)A→B 的反应中还可能生成一种有机副产物,该副产物的结构简 式为 。 (5)写出与甲基丙烯酸具有相同官能团的所有同分异构体(包括顺反 异构)的结构简式 。 (6)请用合成路线流程图表示A→丙烯酸(CH 2=CHCOOH )的合 成线路,并注明反应条件。 提示:① 氧化羟基的条件足以氧化有机分子中的碳碳双键; ② 合成过程中无机试剂任选; ③ 合成路线流程图示例如下: 例2.某吸水材料与聚酯纤维都是重要化工原料。合成路线如下: (1)A 的结构简式是 。 (2)B 中的官能团名称是 。 (3)D→E 的反应类型是 。 (4)① 乙酸与化合物M 反应的化学方程式是 。 ② G→聚酯纤维的化学方程式是 。 (5)E 的名称是 。 (6)G 的同分异构体有多种,满足下列条件的共有 种。 ① 苯环上只有两个取代基 ② 1 mol 与足量的NaHCO 3溶液反应生成2 mol CO 2气体

有机合成常用的技巧

有机合成常用的技巧 湖州中学刘羽中 关键词:有机推断有机合成 如果说有机化学是化学中的王冠的话,有机合成是则是王冠上最璀璨的明珠。有机合成和推断是有机中的精华。也是高考化学中的必考体型。 有机推断、有机合成的常用方法: 1.官能团的引入 (1)引入双键 ①通过消去反应得到C=C双键,如醇、卤代烃的消去反应 ②通过氧化反应得到--,如烯烃、醇的氧化 (2)引入-OH ①加成反应:烯烃与水的加成、醛酮与H2的加成 ②水解反应:卤代烃水解、酯的水解、醇钠(盐)的水解 (3)引入-COOH ①氧化反应:醛的氧化②水解反应:酯、蛋白质、羧酸盐的水解 (4)引入-X ①加成反应:不饱和烃与HX加成②取代反应:烃与X2、醇与HX的取代 2.官能团的改变 (1)官能团之间的衍变如:伯醇醛羧酸酯 (2)官能团数目的改变 如: (3)官能团位置的改变 3.官能团的消除 (1)通过加成可以消除C=C或C≡C(2)通过消去、氧化、酯化可以消除-OH (3)通过加成(还原)或氧化可以消除--H(4)通过水解反应消除--O-(酯基) 4.碳骨架的增减 (1)增长:有机合成题中碳键的增长,一般会以信息形式给出,常见方式有酯化、有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。 (2)变短;如烃的裂化裂解、某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化、羧酸盐脱羧反应等。 三个重要相对分子质量增减的规律 1.RCH2OH RCHO RCOOH

M M-2M+14 2.RCH2OH CH3COOCH2R M M+42 3.RCOOH RCOOCH2CH3 M M+28 (关系式中M代表第一种有机物相对分子质量) 反应条件不同、产物不同的几种情况 应对策略 一、利用结构性质推断 有机物性质是与其所具有的官能团相对应的,可根据有机物的某些性质(如反应对象、反应条件、反应数据、反应特征、反应现象、反应前后分子式的差异等等)。首先确定其中的官能团及位置,然后再结合分子式价键规律、取代产物的种类、不饱和度等确定有机物的结构简式,再根据题设要求进行解答。 例化合物A(C8H8O3)为无色液体、难溶于水、有特殊香味的物质,从A出发可发生如图所示的一系列反应,

有机推断与有机合成题的特点与解题策略

有机推断与有机合成题的特点与解题策略 发表时间:2015-02-09T13:03:21.710Z 来源:《教育学》2015年1月总第74期供稿作者:罗章 [导读] 有机推断题信息的分析处理。有机推断题中通常还要对题中的信息进行分析、归纳、推理、应用。 罗章广西壮族自治区贵港市港南中学537100 有机化学知识是高中化学的重要组成部分,大部分内容在选修教材中出现。人教版新课标相对于其旧教材,有机化学部分增加了不少内容,主要有:有机物的分离和提纯;元素组成、相对分子质量的测定和分子结构的鉴定方法;有机合成线路的设计;氨基酸的性质(两性、成肽反应);高分子化合物合成的基本方法等,部分内容介绍得更加详细,如同分异构体的不同类别;有机物的命名除了烷烃的系统命名法之外还增加了烯烃和炔烃的命名以及苯的同系物的命名等。从这些变化中可以看出有机物知识的发展和在实际中的重要用途。其中有机合成路线的设计在高考中越来越受到重视。 有机大题的类型主要有两种:有机推断和有机合成。试题一般有4-5个小问,主要考查有机物结构简式的书写;根据转化的特点或反应条件等分析有机反应类型;同分异构体的数目及结构简式的书写;根据反应的规律特点书写化学反应方程式;有机物的命名以及合成线路的设计等,一般以含氧衍生物且含有苯环结构的物质为主。 一、有机推断 1.有机推断题信息的分析处理。有机推断题中通常还要对题中的信息进行分析、归纳、推理、应用。特别要注意区分信息是否对解题有帮助,是有用的还是干扰的。一般来说,由分子式的信息可推知物质的组成元素,再结合不同类别物质的通式特点分析不饱和度,进而预测可能的结构和官能团;由性质、反应等信息可推知官能团的种类;由数据信息可推知官能团的数目;由同分异构体的信息推知官能团的位置等。高考试题中经常提供教材中很少出现或没有出现过的有机化学反应方程式。对于这样的新信息,要注意观察分析有机反应物化学键的断裂方式(或位置)和产物化学键的形成方式(或位置),即有机物反应前后的结构差异、反应的条件、反应的类型等,从而得出反应的本质。通过类比模仿,由特殊性推出一般性的结论。 2.有机推断题常用的思维方法。解答有机推断题常用的思维方法有:正推法、逆推法、假使论证法、知识迁移法等。 (1)正推法。以有机物的结构、性质和实验现象为主线,按题中转化关系框图中由反应物到产物的顺序或所给信息的顺序,由左往右,逐步分析推理而得出正确结论。 (2)逆推法。同样是以有机物结构、性质和实验现象为主线,由产物到反应物,采用逆向思维,逐步向前推进而得出正确结论,这是常用的方法。 (3)正逆综合法。从反应物和生成物同时出发,以有机物的结构、性质为主线,逐步向中间过渡产物靠拢,从而解决过程问题并得出正确结论。 (4)假使论证法。根据已知条件提出假设,然后归纳、猜测、选择,得出合理的假设范围,最后得出结论。其解题思路为:审题印象猜测验证。 (5)知识迁移法。在对未知物质的结构、性质、实验条件、反应现象等进行分析时,联系典型代表物的知识,按照结构决定性质的思想,类比推断,或是对信息化学方程式的迁移应用等。 二、有机物的合成 1.有机合成题的类型。有机合成题主要有两种题型:一是自行设计合成路线的,目前在高考中未受到普遍重视;二是已经给出一定的合成路线框图,常与有机推断联合进行考查。具体上又可分为三类:一是限定原料合成题。主要特点是依据主要原料,辅以其他无机试剂,运用所掌握的有机知识,设计合理有效的合成路线;二是合成路线给定题。主要特点是题目已将原料、反应条件及合成路线给定,并以框架式合成路线示意图的形式直观地展现了最初原料与每一步反应主要产物的关系,要求依据原料和合成路线,在一定信息提示下确定各步主要产物的结构简式或完成某些步骤反应的化学方程式;三是信息给予合成题。主要特点是除给出主要原料和指定合成物质外,还给予一定的已知条件和信息。该题型已成为当今高考的热点。要注意对信息的分析理解,迁移应用。 2.有机合成题的分析解决策略。解决有机合成题时首先要判断目标化合物的类别,有什么官能团,位置如何,有什么特点以及碳原子的个数、碳链或碳环的组成情况等,再联系所学知识或所给信息,类比推理。而具体的合成路线应按照题目要求的方式将分析结果表达出来。注意设计的路线要简单合理,要求选择的试剂合理和转化的条件常规。常用的思维方法有:正向思维法;逆向思维法;正逆综合法等。 (1)正向思维法。即从已知原料入手,先找出合成最终产物所需的下一步产物(中间产物),并同样找出它的下一步产物,如此继续,直至到达最终产品为止。其思维程序可概括为:原料→中间产物→产品。该法适合于较为简单的有机合成。 (2)逆向思维法。首先根据生成物的类别,然后再考虑这一有机物如何从另一有机物(中间产物)经一步反应而制得。如果甲不是已知原料,则又进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应而制得,一直往前推导到原料为止。 (3)正逆综合法。即同时从原料和目标产物的结构特点及特征反应出发,正推或逆推,逐步向中间过渡产物推导。该法适合于较为复杂并给出信息的有机合成。 参考文献 [1]教育部考试中心 2013年普通高等学校招生全国统一考试大纲(理科.课程标准实验版)[M].北京:高等教育出版社,2013。 [2]陈育德 2013年浙江高考化学主观题答题情况分析[J].中学化学教学参考,2013,(8):66-70。 [3]陈斌试论过程与方法目标的达成以有机合成新授课为例[J].中学化学教学参考,2010,(10):17-18。

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