(最新)大学有机化学人名反应总结.pdf
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1、QQ 有机总结第 1 页 共 82 页有机化学一、烯烃1、卤化氢加成(1)CHCH2RHXCHCH3RX【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】CH2CH3CH+CH3CH3X+CH3CH3X+H+CH2+CH3X+CH3X主次快慢【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)CHCH2RCH2CH2RBrHBrROOR【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】CH2CH3HBrBrH+CHCH2BrCH3CH+CH3C
2、H3HBrBrCH3CH2CH2BrCHBrCH3CH32、硼氢化 氧化CHCH2RCH2CH2ROH1)B2H62)H2O2/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】QQ 有机总结第 2 页 共 82 页CHCH2CH3CHCH3CH3BH2HCHCH3CH3BH2HCH CH2CH3HBH2CH3CH=CH2(CH3CH2CH2)3BO-OHOHB-OH3CH2CH2CCH2CH2CH3CH2CH2CH3BOCH2CH2CH3H3CH2CH2CCH2CH2CH3+OH-OHO-B-OCH2CH2CH3CH2CH2CH3H3CH2C
3、H2COOHBOCH2CH2CH3CH2CH2CH3OCH2CH2CH3HOO-B(OCH2CH2CH3)3B(OCH2CH2CH3)3+3NaOH 3NaOH3HOCH2CH2CH33+Na3BO3BH2H【例】CH31)BH32)H2O2/OH-CH3HHOH3、X2加成CCBr2/CCl4CCBrBr【机理】CCBrBrC+CBrCCBr+Br-CCBrBrCCBr+OH2CCBrOH2+-H+CCBrOHQQ 有机总结第 3 页 共 82 页【注】通过机理可以看出,反应先形成三元环的溴鎓正离子,然后亲和试剂进攻从背面进攻,不难看出是反式加成。不对称的烯烃,亲核试剂进攻主要取决于空间效应
4、。【特点】反式加成4、烯烃的氧化1)稀冷高锰酸钾氧化成邻二醇。CH3CH3CH3CH3稀 冷 KMnO4CH3CH3CH3CH3MnOOOOH2OCH3CH3CH3CH3OH OH-2)热浓酸性高锰酸钾氧化CCHRR2R1KMnO4H+CRR1O+R2COHO3)臭氧氧化CCHRR2R1CRR1O+R2CHO1)O32)Zn/H2O4)过氧酸氧化CCHRR2R1ROOOHORHR2R1CCHRR2R1ORHR2R1Ag+O25、烯烃的复分解反应nCH2RCH2R1+催化剂CH2CH2RR1【例】QQ 有机总结第 4 页 共 82 页OCH2CH2C6H5Grubbs catalystOC6H5
5、+CH2CH26、共轭二烯烃1)卤化氢加成CH2CH2HXHXCH3XCH2CH3X高温1,4加成为主低温1,2加成为主2)狄尔斯-阿德尔(Diels-Alder)反应【描述】共轭二烯烃和烯烃在加热的条件下很容易生成环状的1,4 加成产物。【例】CH2CH2+OOO苯OOOCH2CH2+苯CHOCH2CHO二、脂环烃1、环丙烷的化学反应【描述】三元环由于张力而不稳定,易发生加成反应开环,类似碳碳双键。H2/NiBr2/CCl4H2SO4HX(X=Br,I)CH2CH2CH2HHCH2CH2CH2BrBrCH2CH2CH2HOHCH2CH2CH2HX【特点】环烷烃都有抗氧化性,可用于区分不饱和化
6、合物。【注】遵循马氏规则【例】QQ 有机总结第 5 页 共 82 页CH3HBrCH2CHCH2HBrCH32、环烷烃制备1)武兹(Wurtz)反应【描述】通过碱金属脱去卤素,制备环烷烃。【例】CCXXZnC2H5OHCCCH2XCH2XZnNaI双键的保护BrBrK2)卡宾卡宾的生成A、多卤代物的消除X3CH+Y-NaOH,RONa,R-LiCXX+X-+HYB、由某些双键化合物的分解COH2C:N2H2C:Cl2H2C:Cl-CH2COCH2N+N-Cl2CCO-OCl+CO2卡宾与烯烃的加成反应【特点】顺式加成,构型保持【例】QQ 有机总结第 6 页 共 82 页Cl3CH/NaOH相转
7、移催化剂ClClCH3CH3Br3CH/KOC(CH3)3HOC(CH3)3BrBrHCH3HCH3类卡宾【描述】类卡宾是一类在反应中能起到卡宾作用的非卡宾类化合物,最常用的类卡宾是 ICH2ZnI。CH2I2Cu(Zn)ICH2ZnI+制备【特点】顺式加成,构型保持【例】CH2I2Zn(Cu)CH3CH3CH2I2Zn(Cu)HCH3HCH3三、炔烃1、还原成烯烃1)、顺式加成R2R1R1R2Cat=Pb/BaSO4,Pb/CaCO3,Ni3B.(CH3COO)2NiNaBH4Ni3BH2Cat2)、反式加成R2R1H2CatR1R2Cat=Na/液氨.2、亲电加成1)、加 X2R2R1Br
8、2R2R1BrBrQQ 有机总结第 7 页 共 82 页【机理】中间体Br+R2R1【特点】反式加成2)、加 HX CHR2HBrCCH3BrCH3BrRRHBrRRBrH(一摩尔的卤化氢主要为反式加成)3)、加 H2O CHRH2OHgSO4/H2SO4OCH3RCH2ROH重 排【机理】CHRC+Hg+HRHg2+H2ORHHg+OH2+-H+RHHg+OHRHHg+OHH+OCH3RCH2ROH重 排【特点】炔烃水合符合马式规则。【注】只有乙炔水合生成乙醛,其他炔烃都生成相应的酮。3、亲核加成1)、QQ 有机总结第 8 页 共 82 页HHOOCH3nCHCH+OOHCH3Zn(CH3C
9、OO)CH2CHOCCH3OCH3OHHHOHn+CH3COOCH3HHOHnHCHOH+HHOOCH2n/2维尼纶合成纤维就是用聚乙烯醇甲酯2)、CHCH+HCNNH4Cl,CuCl2aqCH2CNNNCH3CH3CH3CH3NCCNCH2CNCH2CHHHCNn人造羊毛3)、CHCH+C2H5OH碱150 180/压力CH2CHOC2H54、聚合QQ 有机总结第 9 页 共 82 页CHCH2Cu2Cl2NH4ClCH2CHCCHCHCH3Cu2Cl2NH4ClCH2CHCHCH2CHCH3金属羰基化合物CHCH3Ni(CN)25、端炔的鉴别CCHRCC-RAg+CCHRCC-RCu+Cu
10、(NH3)2+Ag(NH3)2+白色红色【注】干燥的炔银和炔铜受热或震动时易发生爆炸,实验完毕,应立即加浓硫酸把炔化物分解。6、炔基负离子CC-RNa+1烷基(2)H2OR1-L(L=X,OTs)R1:(1)OR1R1CR2O(1)(2)H2OCCRR1CCRCH2CH R1OHCCRCR1OHR2【例】QQ 有机总结第 10 页 共 82 页CHCHNaNH2CHC-Na+CH3CH3OH2OCHCOHCH3CH3H2Pb/BaSO4CH3CH2CH3OHAl2O3CH3CH2CH2三、芳烃1、苯的亲电取代反应1)卤代+FeBr3Br+BrHBr22)硝化+NO2+H2OHNO3浓H2SO4
11、浓3)磺化+SO3H+H2OH2SO4(7%SO3 )SO3HH+4)傅-克(Friedel-Crafts)反应傅-克烷基化反应+RClAlCl3R【机理】QQ 有机总结第 11 页 共 82 页RCl+AlCl3AlCl4+RCH2+RCH2+HR+HR+AlCl4+R+HClAlCl3【注】碳正离子的重排,苯环上带有第二类定位基不能进行傅-克反应。【例】+CH3ClAlCl3CH3CH3+CH3ClCH3CH3AlCl3CH3CH3CH3CH2Cl2+2AlCl3CH1Cl3+3AlCl3傅-克酰基化反应QQ 有机总结第 12 页 共 82 页+ROClAlCl3OR+OOORRAlCl3
12、OR+RCOOH【例】CH3CH2COClAlCl3CH3OZn-HgHCl浓CH3+OOOAlCl3COOHO2、苯环上取代反应的定位效应1)第一类定位基,邻对位定位基,常见的有:NR2NHRNH2OHHNCROORCROORArX(F,Cl,Br,I)2)第二类定位基,间位定位基,常见的有:NR3NO2CF3Cl3COOHCOROCNSO3HCHOCOR【注】第一类定位基除卤素外,均使苯环活化。第二类定位基使苯环钝化。卤素比较特殊,为弱钝化的第一类定位基。3、苯的侧链卤代QQ 有机总结第 13 页 共 82 页CH3FeCl2ClhCH3ClCH3Cl+CH2ClCH3NBSCH2Br【机
13、理】自由基机理4、苯的侧链氧化1)用高锰酸钾氧化时,产物为酸。【描述】苯环不易被氧化,当其烷基侧链上有氢 的时候,则该链可被高锰酸钾等强氧化剂氧化,不论烷基侧链多长。结果都是被氧化成苯甲酸。CHKMnO4H+COOH【例】CCH3CH3CH3CH3KMnO4H+CCH3CH3CH3COOH2)用 CrO3+Ac2O 为氧化剂时,产物为醛。【例】QQ 有机总结第 14 页 共 82 页CH3NO2CrO3/Ac2OCH(OAc)NO2CHONO23)用 MnO2为氧化剂时,产物为醛或酮。CH3MnO2H2SO4CHOCH2CH3MnO2H2SO4CH3O5、萘【特点】萘的亲电取代反应,主要发生在
14、位,因为进攻位,形成的共振杂化体较稳定,反应速度快。【例】HNO3H2SO4NO2Br2CCl4BrQQ 有机总结第 15 页 共 82 页H2SO4H2SO4SO3HSO3HCH3HNO3HOAcCH3NO2CH3HNO3HOAcCH3NO2NO2HNO3H2SO4NO2NO2NO2NO2+四、卤代烃1、取代反应(1)水解RXOH-ROHRXRSHSH-QQ 有机总结第 16 页 共 82 页(2)醇解RXROR1R1ONaRXRSR1R1SNa(3)氰解RXRSR1CN-C2H5OH(4)氨解RXRNH2NH3RXNH3R3N(5)酸解RXR1COORR1COO-(6)与炔钠反应RX+R1
15、CC-CCRR1(7)卤素交换反应RXNaI丙酮RI2、消除反应(1)脱卤化氢-消除CHCH2RClHNaOH乙醇RCHCH2【注】当有多种-H 时,其消除方向遵循萨伊切夫规律,即卤原子总是优先与含氢较少的碳上的氢一起消除。【例】CH3CH3BrKOH乙醇CH3CH3CH2CH3+81%19%QQ 有机总结第 17 页 共 82 页CH3CH3BrCH2KOH乙醇CH3CH3CH2CCR1RClHClHKOH乙醇CCRR1-消除CHClClClNaOHCCl2(2)脱卤素CCRR1R3R2BrBrZn,乙醇R3R2RR1RCH2BrCH2BrZnR3、与活泼金属反应(1)与金属镁反应RX+Mg
16、无水乙醚RMgX(格式试剂)(2)与金属钠反应武兹(Wurtz)反应2RXNaRR(3)与金属锂反应RX+Li无水乙醚RLi2RLi+CuI无水乙醚R2CuLi2+LiX+LiI【注】二烷基铜锂主要是与卤代烃偶联 成烷烃R2CuLiR1XRR1QQ 有机总结第 18 页 共 82 页4、还原反应RX+Zn+HClNa+NH3H2-PdRHLiAlH45、氯甲基化+CHOH+ClHZnCl2CH3Cl五、醇1、卢卡斯(Lucas)试剂无水氯化锌与浓盐酸的很合溶液叫卢卡斯试剂,用于鉴别伯、仲、叔醇Lucas试剂很快反应反应很慢反应很快立即混浊几分钟内混浊长时间不出现混浊叔醇仲醇伯醇2、把羟基变成卤
17、基(1)、醇与卤化磷(PX5、PX3)ROHPX3RX(2)、醇与亚硫酰氯(SOCl2)ROHRClSOCl23、醇的氧化(1)沙瑞特(Sarret)试剂RHOHCrO3(C5H5N)2RHO【注】沙瑞特试剂,是CrO3和吡啶的络合物。它可以把伯醇的氧化控制在生成醛的阶段上,产率比较高,且对分子中的双键无影响。(2)琼斯(Jones)试剂QQ 有机总结第 19 页 共 82 页RR1OHRR1OCrO3-H2SO4【注】琼斯试剂是把CrO3溶于稀硫酸中,滴加到醇的丙酮溶液中,在室温下就可以得到很高的产率的酮。同样对分子中的双键无影响。【例】CH3OHCH3OCrO3-H2SO4丙酮(3)邻二醇
18、被高碘酸氧化OHRR1OH+IOHOOOIORR1OOOHOHOH-H2ORCHOR1CHO+HIO34、频哪醇重排(pinacol rearrangement)CCRR1OHR2R3OHH+CCRR1R2OR3【机理】CCRR1OH2+R2R3OHCCRR1OHR2R3OHH+-H2OC+CRR1R2R3OHCCRR1R3OH+R2-H+CCRR1R2OR3【注】羟基脱水,总是优先生成较稳定的碳正离子。在不同的烃基中,总是芳基优先迁移。不同的芳基,苯环上连有给电子基团的优先迁移。要注意立体化学,离去基团所连的碳原子(如有手性的话)构型发生转化,因为是一个协同反应,准确的机理描述是CCRR1O
19、HR2R3OHH+CCRR1OH2+R2R3OH-H+CCRR1R2OR3QQ 有机总结第 20 页 共 82 页频哪醇重排再有机中是非常普遍的重排反应,只要在反应中形成C+COH结构的碳正离子(即带正电荷的碳原子的邻近碳上连有羟基),都可以发生频哪醇重排。【例】CCPhCH3OHPhCH3OHH+CCPhCH3PhOCH3CCCH3CH3OHCH3CH3I极性溶剂-I-CCOCH3CH3CH3CH3CCHCH3PhOHCH3NH2NaNO2H+CCHOCH3PhCH35、制醇(1)烯烃制备酸性水合RR2R2R1H2SO4CRR1R3R2OH【注】碳正机理,生成稳定的碳正离子,可能重排。羟汞化
20、-脱汞反应CH2RHg(OAc)2/H2ONaBH4CH3ROH【特点】反应不发生重排,因此常用来制备较复杂的醇,特别是有体积效应的醇。硼氢化-氧化法RR2R2R1CRR1R3R2OH1)B2H62)H2O2/OH-【特点】反马氏规则,所以可合成伯醇,上两种方法无法合成。(2)格式试剂QQ 有机总结第 21 页 共 82 页ORR1+R2Mg+XO-RR1R2Mg+XCR2RR1OH【例】OCH3MgCl乙醚H2OH+CH3OH(3)制备邻二醇顺式邻二醇KMnO4OH-稀冷OHOHOsO4,吡啶乙醚KOHH2OOHOH反式邻二醇(环氧化合物的水解)OH2OH+OHOH+OHOH六、酚1、傅-克
21、反应QQ 有机总结第 22 页 共 82 页OH+OOOH2SO4COCOOHOH酚酞COCOOHOH+2OH-OO-CO-O无色红色2、傅瑞斯(Fries)重排OOROROH+OHOR低温主高温主氢键AlCl3【特点】产物很好分离,邻位的产物可随水蒸气蒸出。3、与甲醛和丙酮反应OH或HCHOH+OH-OHCH2 OH+OHCH2OHHOHOHCH2OHHCHOC6H5OH酚醛树脂(电木)QQ 有机总结第 23 页 共 82 页CH3OCH3+OHH+2CCH3CH3OHOH【注】生成中药工业原料双酚A(bisphenolA),双酚 A 可与光气聚合生成制备高强度透明的高分子聚合物的防弹玻璃,
22、它还可以作为环氧树脂胶粘剂。4、瑞穆-悌曼(Reimer-Tiemann)反应O-+CHCl3NaOHH+OHOH【本质】生成卡宾5、酚的制法(1)磺酸盐碱融法工业上的:SO3H+Na2SO3中和SO3Na+SO2H2OSO3Na+NaOH325350熔化ONa+Na2SO3ONa+SO2+H2OH+OH+Na2SO3【例】CH3H2SO4CH3SO3H中和碱熔酸化OHCH3(2)、重氮盐 法QQ 有机总结第 24 页 共 82 页NH2NaNO2HClN+N Cl-H2SO4/H2OOH七、醚和环氧化合物1、醚的制法(1)威廉姆逊(Williamson)合成RXNaOR1OR1R(2)烷氧汞
23、化-脱汞RHCCH2Hg(OAc)2R1OHNaBH4OH-CH3RR1O【注】和羟汞化-脱汞反应一样,醇对双键的加成方向符合马氏规则。2、克莱森(Claisen)重排OCH2CH=CH2OHCH2CH=CH2OCH2CH=CH2CH3CH3OHCH3CH3CH2CH=CH2【机理】OCH3OHCH3CH3OHCH3CH2QQ 有机总结第 25 页 共 82 页CH3CH3OCH2CH=CHC H3OCH3CHCH=CH2CH3CH3OCH3CH3HCHCHCH2CH3OHCH2CH=CHC H3CH3CH3CH3CH3OHCH2CH=CHC H3【注】类似的构型也可发生重排【例】CH2OCH
24、2CH2OOCH2CH3CH3CH3OCH3CH3CH3OCH3CH2CH3OQQ 有机总结第 26 页 共 82 页3、冠醚ClOOClOOHOOH+KOHOOOOOOOClClOClClOHOHOHOHKOHOOOOOO18-冠-6二苯并 18-冠-6【特点】冠醚性质最突出就是他有很多醚键,分子中有一定的空穴,金属例子可以钻到空穴中与醚键络合。OOOOOOK+冠醚分子内圈氧可以与水形成氢键,故有亲水性。它的外围都是CH2结构,又具有亲油性,因此冠醚能将水相中的试剂包在内圈带到有机相中,从而加速反应,故称冠醚为相转移催化剂。这种加速非均相有机反应称为相转移催化。4、环氧化合物(1)开环酸性开
25、环OCCH+Nu-CCNuOHHOCC+【注】不对称环氧化合物的酸性开环方向是亲核试剂优先与取代较多的碳原子结合。【例】QQ 有机总结第 27 页 共 82 页OCH3H+OCH3H+OHCH3+HOROHCH3+HORROCH3OH-H+碱性开环OCC-OC2H5CCOC2H5O-HOC2H5CCOC2H5OH【注】碱性开环,亲核试剂总是先进攻空间位阻较小的,空间效应。【例】OCH3-OC2H5O-CH3CH3OC2H5-CHCHOC2H5CH3CH3O-CHCHOC2H5CH3CH3OH【注】环氧开环不论酸式还是碱式开环,都属于 SN2 类型的反应,所以亲核试剂总是从离去基团(氧桥)的反位
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