第一篇:有機(jī)化學(xué)反應(yīng)總結(jié)
有機(jī)化學(xué)
一、烯烴
1、鹵化氫加成(1)
HXRCHCH2RXCHCH3
【馬氏規(guī)則】在不對(duì)稱烯烴加成中,氫總是加在含碳較多的碳上。【機(jī)理】
H3C快H3CCH2+X+H3CCH3X主CHCH3+H+慢H3C+CH2X+H3CX次
【本質(zhì)】不對(duì)稱烯烴的親電加成總是生成較穩(wěn)定的碳正離子中間體。【注】碳正離子的重排(2)
HBrRCHCH2ROORRCH2CH2Br
【特點(diǎn)】反馬氏規(guī)則 【機(jī)理】 自由基機(jī)理(略)
【注】過氧化物效應(yīng)僅限于HBr、對(duì)HCl、HI無效。【本質(zhì)】不對(duì)稱烯烴加成時(shí)生成穩(wěn)定的自由基中間體。【例】
BrH3CCHCH2BrH3CCH2HBrH+HBrCH3CH2CH2BrH3CCHCH3+BrH3CCHCH3Br
2、硼氫化—氧化
RCHCH21)B2H62)H2O2/OH-RCH2CH2OH
【特點(diǎn)】不對(duì)稱烯烴經(jīng)硼氫化—氧化得一反馬氏加成的醇,加成是順式的,并且不重排?!緳C(jī)理】
H3CCHHH3CCHCH2HBH2CH2BH2H3CCHHCH3BH2H3CCHHCH3BH2CH2CH2CH3H3CH2CH2CB-CH3CH=CH2(CH3CH2CH2)3BOOH-OOHCH2CH2CH3CH2CH2CH3CH2CH2CH3H3CH2CH2CB-H3CH2CH2CHOO-BO+HO-OCH2CH2CH3OHCH2CH2CH3OCH2CH2CH3BOCH2CH2CH3HOO-B(OCH2CH2CH3)3OCH2CH2CH3B(OCH2CH2CH3)3+3NaOH3NaOH3HOCH2CH2CH33+Na3BO3
【例】
1)BH32)H2O2/OHCH3-OHHHCH3
3、X2加成
Br2/CCl4BrCCBrCC
【機(jī)理】
BrBrCCBrC+BrC+CBr-BrCCBrCBrC+CH2OBrCCH2O+-H+BrCCHO
【注】通過機(jī)理可以看出,反應(yīng)先形成三元環(huán)的溴鎓正離子,然后親和試劑進(jìn)攻從背面進(jìn)攻,不難看出是反式加成。不對(duì)稱的烯烴,親核試劑進(jìn)攻主要取決于空間效應(yīng)。
【特點(diǎn)】反式加成
4、烯烴的氧化
1)稀冷高錳酸鉀氧化成鄰二醇。
H3CH3CH3CCH3CH3CH3CH3OMnOOORCR1-稀冷KMnO4H3CH2OH3CH3COHOHCH3CH3O
O2)熱濃酸性高錳酸鉀氧化
RCR1CHR2KMnO4H++R2COH
3)臭氧氧化
RCR1CHR21)O32)Zn/H2OROCR1O+OR2CH
4)過氧酸氧化
RCR1RCR1CHR2CHR2ROOOHRR1R2HORR1R2H
+O2Ag
5、烯烴的復(fù)分解反應(yīng)
n
CH2R+CH2R1催化劑H2CRCH2R1
【例】
OC6H5Grubbs catalystOC6H5+H2CCH2H2CCH2
6、共軛二烯烴
1)鹵化氫加成
HXH2CCH2H3CX高溫成為主1,4加?H2CXHX低溫CH3成為主1,2加
2)狄爾斯-阿德爾(Diels-Alder)反應(yīng)
【描述】共軛二烯烴和烯烴在加熱的條件下很容易生成環(huán)狀的1,4加成產(chǎn)物?!纠?/p>
OCH2O+CH2 苯OO?OO
CH2CHO+CH2 苯?CHOCH2
二、脂環(huán)烴
1、環(huán)丙烷的化學(xué)反應(yīng)
【描述】三元環(huán)由于張力而不穩(wěn)定,易發(fā)生加成反應(yīng)開環(huán),類似碳碳雙鍵。
H2/NiBr2/CCl4H2SO4HX(X=Br,I)CH2CH2CH2HHCH2CH2CH2BrBrCH2CH2CH2HOHCH2CH2CH2HX
【特點(diǎn)】環(huán)烷烴都有抗氧化性,可用于區(qū)分不飽和化合物?!咀ⅰ孔裱R氏規(guī)則 【例】
CH3HBrCH2CH2CHCH3HBr
2、環(huán)烷烴制備
1)武茲(Wurtz)反應(yīng)
【描述】通過堿金屬脫去鹵素,制備環(huán)烷烴?!纠?/p>
CXCH2XCH2XCXZnC2H5OHCC雙鍵的保護(hù)ZnNaIBrKBr
2)卡賓
①卡賓的生成
A、多鹵代物的α消除
XX3CH+Y-CX+X-+HYNaOH,RONa,R-Li
B、由某些雙鍵化合物的分解
H2CH2CCl2CClCNOC+ON-H2C:H2C:+++CON2Cl-O-Cl2H2C:+CO2
②卡賓與烯烴的加成反應(yīng)
【特點(diǎn)】順式加成,構(gòu)型保持 【例】
Cl3CH/NaOHClClBrBrBr3CH/KOC(CH3)3H3CCH3HOC(CH3)3HH3CHCH3
相轉(zhuǎn)移催化劑③類卡賓
【描述】類卡賓是一類在反應(yīng)中能起到卡賓作用的非卡賓類化合物,最常用的類卡賓是ICH2ZnI。
CH2I2+Cu(Zn)ICH2ZnI制備
【特點(diǎn)】順式加成,構(gòu)型保持 【例】
CH2I2Zn(Cu)H3CCH3CH2I2Zn(Cu)H3CHHCH3
三、炔烴
1、還原成烯烴 1)、順式加成
H2R1R2Cat=[Pb/BaSO4,Pb/CaCO3,Ni3B...]R1R2CatNaBH4Ni3B(CH3COO)2Ni
2)、反式加成
R1R2H2CatR1Cat=[Na/ 液氨...]R2
2、親電加成 1)、加X2
Br2R1R2R1BrBrR2
【機(jī)理】
Br+中間體R1R2
【特點(diǎn)】反式加成 2)、加HX
BrRCH2HBrH3CCBrCH3
RRHBrRHBrR(一摩爾的鹵化氫主要為反式加成)
3)、加H2O
H2ORCHRCH2HO重排ROCH3HgSO4/H2SO4【機(jī)理】
+HgRCHHgH+2+HgRC++H2ORH2O+HgH+-H+RHOHgHHRHOH+RCH2OH重排ORCH3
【特點(diǎn)】炔烴水合符合馬式規(guī)則。
【注】只有乙炔水合生成乙醛,其他炔烴都生成相應(yīng)的酮。
3、親核加成 1)、OHCCH+H3COHZn(CH3COO)?CH3OHOH2CCHOCCH3HH3COOHnHHOHn+CH3COOCH3HHOHnHCHOH+HOCH2OHn/2維尼綸合成纖維就是用聚乙烯醇甲酯
2)、HCCH+HCNNH4Cl,CuCl2aqH2CCNCH3H3CNCNNH3CCNHCH2CHCN
CNCH3H2CH人造羊毛 n 3)、堿 HCCHH2CCHOC2H5+C2H5OH150℃~180℃/壓力
4、聚合
2HCCHCu2Cl2NH4ClCu2Cl2NH4ClH2CCHCCH3HCCHH2CCHCHCH23HCCH?金屬羰基化合物3HCCHNi(CN)2
5、端炔的鑒別
Cu(NH3)2+RAg(NH3)2+C-+RCCHCAg-白色紅色 RCCHRCCCu+【注】干燥的炔銀和炔銅受熱或震動(dòng)時(shí)易發(fā)生爆炸,實(shí)驗(yàn)完畢,應(yīng)立即加濃硫酸把炔化物分解。
6、炔基負(fù)離子
R1-L(L=X,OTs)R1:1°烷基ORCCNa-+RCCR1(1)(2)H2OO(1)RC1(2)H2OOHR1RCCCH2CHR1R2OHRCCCR2R1
【例】
ONaNH2-+HCCHHCOHCNaH3CCH3H2OCH3HCCCH3OHH2Pb/BaSO4H2CCH3Al2O3H2CCH2CH3CH3
三、芳烴
1、苯的親電取代反應(yīng) 1)鹵代
+2)硝化
Br2FeBr3Br+NO2HBr
+3)磺化
濃HNO3濃H2SO4 +SO3HH2O
+H2SO4(7%SO3)SO3H H++H2O
4)傅-克(Friedel-Crafts)反應(yīng) ①傅-克烷基化反應(yīng)
+【機(jī)理】
AlCl3RClR
RCl++AlCl3AlCl4++RHCH2+RCH2+H++RR++R+AlCl4++HCl+AlCl3
【注】碳正離子的重排,苯環(huán)上帶有 【例】
OCH3CH3CH2COClAlCl3OZn-Hg濃HClCH3O+OOAlCl3COOH
2、苯環(huán)上取代反應(yīng)的定位效應(yīng)
1)
HCKMnO4H+COOH COOH【例】
CH3KMnO4H+H3CCCH3CH3H3CCCH3CH3
2)用CrO3+Ac2O為氧化劑時(shí),產(chǎn)物為醛。【例】
CH3CrO3/Ac2OCH(OAc)CHONO2NO2NO2
3)用MnO2為氧化劑時(shí),產(chǎn)物為醛或酮。
CH3MnO2H2SO4OCH2CH3MnO2H2SO4CH3CHO
5、萘
αβ
【特點(diǎn)】萘的親電取代反應(yīng),主要發(fā)生在α位,因?yàn)檫M(jìn)攻α位,形成的共振雜化體較穩(wěn)定,反應(yīng)速度快?!纠?/p>
NO2HNO3H2SO4BrBr2CCl4SO3HH2SO4H2SO4?CH3CH3SO3HHNO3HOAcNO2NO2CH3HNO3HOAcCH3NO2NO2NO2NO2HNO3H2SO4+NO2
四、鹵代烴
1、取代反應(yīng)(1)水解
OH-RXROH
SH-RXRSH
(2)醇解
R1ONaRXROR
1R1SNaRXRSR
1(3)氰解
CN-RXRSR1C2H5OH
(4)氨解
NH3RXRNH2NH3RXR3N
(5)酸解
R1COO-RX1R1COOR
1(6)與炔鈉反應(yīng)
RX+RCC-RCCR
(7)鹵素交換反應(yīng)
NaIRX丙酮RI
2、消除反應(yīng)(1)脫鹵化氫 ①β-消除
RβαCH2ClNaOH乙醇CHHRCHCH2
【注】當(dāng)有多種β-H時(shí),其消除方向遵循薩伊切夫規(guī)律,即鹵原子總是優(yōu)先與含氫較少的β碳上的氫一起消除?!纠?/p>
H3CCH3BrKOH乙醇H3CCH3+H3CCH281%H3CCH3H2CClRCClHCHR119%H3CCH3
KOH乙醇H2CBr
KOHRCCR1乙醇
②α-消除
ClClCClHNaOHCCl2
(2)脫鹵素
RR1R2CCR3Zn,?乙醇RR1RR23BrBr
CH2BrRCH2BrZn?R
3、與活潑金屬反應(yīng)(1)與金屬鎂反應(yīng)
RX+Mg無水乙醚RMgX(格式試劑)
(2)與金屬鈉反應(yīng) 武茲(Wurtz)反應(yīng)
Na2RX(3)與金屬鋰反應(yīng)
RR
RX++2Li無水乙醚RLi+LiX2RLiCuI無水乙醚R2CuLi+LiI
【注】二烷基銅鋰主要是與鹵代烴偶聯(lián)成烷烴
R1XR2CuLiRR1
4、還原反應(yīng)
Zn+HClNa+NH3RX+H2-PdRHLiAlH4
5、氯甲基化
CH3ClO+
五、醇
HCH+ZnCl2HCl
1、盧卡斯(Lucas)試劑
無水氯化鋅與濃鹽酸的很合溶液叫盧卡斯試劑,用于鑒別伯、仲、叔醇
很快反應(yīng)叔醇立即混濁Lucas試劑反應(yīng)很快仲醇幾分鐘內(nèi)混濁伯醇
2、把羥基變成鹵基
(1)、醇與鹵化磷(PX5、PX3)
反應(yīng)很慢長時(shí)間不出現(xiàn)混濁
ROHPX3RX
(2)、醇與亞硫酰氯(SOCl2)
ROHSOCl2RCl
3、醇的氧化
(1)沙瑞特(Sarret)試劑
OHRHOCrO3(C5H5N)2RH
【注】沙瑞特試劑,是CrO3和吡啶的絡(luò)合物。它可以把伯醇的氧化控制在生成醛的階段上,產(chǎn)率比較高,且對(duì)分子中的雙鍵無影響。
(2)瓊斯(Jones)試劑
OHRR1CrO3H2SO4-ORR1
【注】瓊斯試劑是把CrO3溶于稀硫酸中,滴加到醇的丙酮溶液中,在室溫下就可以得到很高的產(chǎn)率的酮。同樣對(duì)分子中的雙鍵無影響。
【例】
CH3CH3CrO3-H2SO4HO丙酮O
(3)鄰二醇被高碘酸氧化
ROHOROHR1OOHOIOOHOH+R1OH-H2ORCHOOIOR1CHO+HIO3
ROCR34、頻哪醇重排(pinacol rearrangement)
R2RR1COHCOHR3H+R1CR2RR1C
R2+【機(jī)理】
RR1COHR2COHR3H+RR1COH2+R2COHR3-H2OCOHR3RR1CR2COH+-H+R3R1RCR2OCR3
【注】
①羥基脫水,總是優(yōu)先生成較穩(wěn)定的碳正離子。
②在不同的烴基中,總是芳基優(yōu)先遷移。不同的芳基,苯環(huán)上連有給電子基團(tuán)的優(yōu)先遷移。
③要注意立體化學(xué),離去基團(tuán)所連的碳原子(如有手性的話)構(gòu)型發(fā)生轉(zhuǎn)化,因?yàn)槭且粋€(gè)協(xié)同反應(yīng),準(zhǔn)確的機(jī)理描述是
ORR2RR2R++H-HR1COHCOHR3R1C+CR3R1CR2CR3OH2OHCC+
④頻哪醇重排再有機(jī)中是非常普遍的重排反應(yīng),只要在反應(yīng)中形成的碳原子的鄰近碳上連有羥基),都可以發(fā)生頻哪醇重排。
【例】
HO結(jié)構(gòu)的碳正離子(即帶正電荷PhH3CCOHPhCOHCH3H+PhH3CCPhOCCH3H3CH3CCOHCH3CICH3極性溶劑OH3CCCH3CCH3CH3-I-H3CPhCOHCHNH2CH3NaNO2H+OH3CCPhCHCH3
5、制醇
(1)烯烴制備 ①酸性水合
RR1R2R2H2SO4RR1OHCR2R3
【注】碳正機(jī)理,生成穩(wěn)定的碳正離子,可能重排。②羥汞化-脫汞反應(yīng)
RCH2Hg(OAc)2/H2ONaBH4RCH3HO【特點(diǎn)】反應(yīng)不發(fā)生重排,因此常用來制備較復(fù)雜的醇,特別是有體積效應(yīng)的醇。
③硼氫化-氧化法
RR1R21)B2H6-RR1OHCR2R3R22)H2O2/OH
【特點(diǎn)】反馬氏規(guī)則,所以可合成伯醇,上兩種方法無法合成。(2)格式試劑
ROR1R+R2MgXR1+R2R2OMg-+XRCR1OH
【例】
OHOCH3MgCl乙醚H2OH+CH3
(3)制備鄰二醇 ①順式鄰二醇
稀冷KMnO4OH-HOOHOsO4,吡啶乙醚②反式鄰二醇(環(huán)氧化合物的水解)
KOHH2OHOOH
H2OHO++HOOHHOOH
六、酚
1、傅-克反應(yīng)
HOOHOOH+H2SO4OOCOCO酚酞HOOHOO-COCO+2OH-OCO-無色紅色
2、傅瑞斯(Fries)重排
ROOH氫鍵OOOHAlCl3R+OR低溫主【特點(diǎn)】產(chǎn)物很好分離,鄰位的產(chǎn)物可隨水蒸氣蒸出。
3、與甲醛和丙酮反應(yīng)
OHOH高溫主
OHHCHO-H+ OH或CH2 OHH+CH2OHOHOHHCHOC6H5OHCH2OH酚醛樹脂(電木)
CH3HOCCH3OHOHOH3CCH3+2H+
【注】生成中藥工業(yè)原料雙酚A(bisphenolA),雙酚A可與光氣聚合生成制備高強(qiáng)度透明的高分子聚合物的防彈玻璃,它還可以作為環(huán)氧樹脂膠粘劑。
4、瑞穆-悌曼(Reimer-Tiemann)反應(yīng)
O-OHHO+【本質(zhì)】生成卡賓
5、酚的制法
(1)磺酸鹽堿融法 工業(yè)上的:
CHCl3NaOHH+
SO3H①SO3Na+SO3NaNa2SO3中和+ONaSO2+H2O②+ONa325℃~350℃NaOH熔化+OHNa2SO3③+CH3SO2+CH3H+H2O+Na2SO3
【例】
CH3H2SO4中和堿熔酸化SO3H(2)、重氮鹽法
NH2NNCl+-OH
OHNaNO2HClH2SO4/H2O
七、醚和環(huán)氧化合物
1、醚的制法
(1)威廉姆遜(Williamson)合成
NaOR1RXROR1 RCH3R1O(2)烷氧汞化-脫汞
RHCCH2Hg(OAc)2R1OHNaBH4OH-
【注】和羥汞化-脫汞反應(yīng)一樣,醇對(duì)雙鍵的加成方向符合馬氏規(guī)則。
2、克萊森(Claisen)重排
OαβγCH2CH=CH2OHγ?αCH2CH=CH2βαβγCH2CH=CH2OH3CCH3OHH3CCH3?CH2CH=CH2αβγ
【機(jī)理】
OCH3H3COHOHCH3CH2?CH3
αOOCH2CH=CHCH3H3CCH3H3CCH3?αCHCH=CH2CH3OOH3CCH3H3CCH3CHCH3CHHH2CHαCH2CH=CHCH3αOHH3CCH3CH2CH=CHCH3α【注】類似的構(gòu)型也可發(fā)生重排
【例】
O?OCH2H2CCH2CH3CH3H2C?H3CCH3H3CCH3OO?CH3OOCH2H3C
3、冠醚
ClOHOOO+OClHOOKOH?OO18-冠-6OOOOOHClClHOOKOH?OOOHClOClHOOO二苯并18-冠-6O
【特點(diǎn)】冠醚性質(zhì)最突出就是他有很多醚鍵,分子中有一定的空穴,金屬例子可以鉆到空穴中與醚鍵絡(luò)合。OOKOO+OO冠醚分子內(nèi)圈氧可以與水形成氫鍵,故有親水性。它的外圍都是CH2結(jié)構(gòu),又具有親油性,因此冠醚能將水相中的試劑包在內(nèi)圈帶到有機(jī)相中,從而加速反應(yīng),故稱冠醚為相轉(zhuǎn)移催化劑。這種加速非均相有機(jī)反應(yīng)稱為相轉(zhuǎn)移催化。
4、環(huán)氧化合物(1)開環(huán) ①酸性開環(huán)
COCH+C+OHCNu-NuCOHC
【注】不對(duì)稱環(huán)氧化合物的酸性開環(huán)方向是親核試劑優(yōu)先與取代較多的碳原子結(jié)合?!纠?/p>
H3COHORH3CHOH+H3C+OHROH3COHH3Cδ+HOHORδ+δ+-H+δ+②堿性開環(huán)
-COCOC2H5OC2H5CO-CHOC2H5OC2H5COHC
【注】堿性開環(huán),親核試劑總是先進(jìn)攻空間位阻較小的,空間效應(yīng)?!纠?/p>
H3COδ-OC2H5H3C--OC2H5OC2H5H3CCHO-CH3CHCH3Oδ-OC2H5H3CCHOHCHCH3
【注】環(huán)氧開環(huán)不論酸式還是堿式開環(huán),都屬于SN2類型的反應(yīng),所以親核試劑總是從離去基團(tuán)(氧橋)的反位進(jìn)攻中心碳原子,得到反式開環(huán)產(chǎn)物。這種過程猶如在烯烴加溴時(shí),溴負(fù)離子對(duì)溴鎓離子的進(jìn)攻。
【例】
NaOC2H5H3CHOC2H5OH3COHOC2H5H+H3CHOC2H5OH5C2OH3COH
(2)環(huán)氧的制備 ①過氧酸氧化
RCH2RCOOOHRO O②銀催化氧化(工業(yè))
RCH2Ag/O2R
③β-鹵代醇 H3CCH2Br2/H2OH3CHOBrOH-H3CO-H3CBrO
八、醛和酮
1、羰基上的親和加成
(1)加氫氰酸
Rδ+δ-OR+HCN+-OHCCN(H)R1(H)R1(2)與醇加成 ①縮醛的生成
ROHHOR1H+OHRCHOR1HOR1H+OR1RCHOR1半縮醛【機(jī)理】
縮醛R1RCHOOH2+
R1ROHHH+ROH+HOR1RCHOHOH+R1RCH+ROR1HOR1+HOR1RCHOH+-H+ROR1CHOR1
【特點(diǎn)】縮醛具有胞二醚的結(jié)構(gòu),對(duì)堿、氧化劑穩(wěn)定,所以可用此法在合成中做羰基的保護(hù)。同樣的方法也可制備縮酮,機(jī)理相同。
【例】
OOOOOR1HOCH2CH2OHH+H2NiR2RCR1OMgXH+
R2RCR1OH(3)加金屬有機(jī)化合物
RO(H)R1NaCO+-R2MgXH3O+ COHCHCHCCHH2OH+NH32、與氨衍生物的反應(yīng)
RO(H)R1ONa
H2NY(H)R1RCOHNHY-H2ORNY(H)R1
【例】
RO(H)R1RO(H)R1RO(H)R1H2NOHRNOH(H)R1RNNH2(H)R1肟H2NNH2腙H2NNHC6H5RNNHC6H5(H)R1苯腙
3、鹵仿反應(yīng)
ORCCH3X2NaOHX2NaOHORCH+ROCOHOHRCHCH3H+ROCOH ORCHCXX【機(jī)理】
ORCCH3X2NaOHOX2CH2XNaOHOX2NaOHXCXXRRCCOH+HCX3HOH
【注】如果鹵素用碘的話,則得到碘仿(CHI3)為黃色沉淀,利用這種現(xiàn)象可以鑒別甲基醛、酮,還有這種結(jié)OH構(gòu)的醇(R【例】 CHCH3)。
OHCH3OOCH3I2NaOHI2NaOHH+OH4、羥醛縮合
(1)一般的羥醛縮合 ①堿催化下的羥醛縮合
【描述】在稀堿的作用下,兩分子醛(酮)相互作用,生成α、β不飽和醛(酮)的反應(yīng)。
OH-2CH3CHOH3CCHCHCOH
【機(jī)理】
OH-+快HCH2CHOH2O+H2CCHO-H2C-CHOH3CCHO+H2C-慢CHOH2CH3CCHHCO-OH2OH3CHCHCCHOHOH-H2O?CH3CHCHCHO
【本質(zhì)】其實(shí)是羰基的親和加成,她的親核試劑是一種由醛或酮自生成生的碳負(fù)離子,體現(xiàn)了α-H的酸性?!咀ⅰ繌姆磻?yīng)機(jī)理看出,醛要進(jìn)行羥醛縮合必須有α-H,否則無法產(chǎn)生碳負(fù)離子親核試劑。當(dāng)有一個(gè)α-H一般停留在脫水的前一步,形成α羥基醛。其實(shí)羥醛縮合反應(yīng),只要控制溫度就可以停留在羥醛產(chǎn)物。
【例】
OH-2CH3CH2CH2CHOCHOCH3CH2CH2CHCH2CH3?OH-2CH3CH2CH2CHO6℃~8℃CH3CH2CHCHCHOOHCH2CH3CH3H3CCHCHCCH3OHCH3CHO2H3CCHCHOCH3OH-
②酸催化下的羥醛縮合 【機(jī)理】
HCH2CHOH+H+++H2CCHOHH2C-CHOH+稀醇式H3CCHOH++H2C-CHOHH2CH3CCHHCOHOH+-H+提供活化羰基HCHCH3CCHOHOH親核試劑H+CH3CHCHCHO-H2O
【本質(zhì)】在酸催化反應(yīng)中,親核試劑實(shí)際上就是醛的稀醇式。
【注】酸的作用除了促進(jìn)稀醇式的生成外,還可以提供活化羰基的醛分子。此外,在酸的條件下,羥醛化合物更容易脫水生成α、β不飽和醛(酮),因?yàn)樗崾敲撍拇呋瘎?/p>
(2)酮的縮合反應(yīng) 【例】
OOH-CH3H3CCH3COHCH2COCH32H3C
OOAl[OC(CH3)3]3100℃ 二甲苯
(3)分子內(nèi)縮合
【注】分子內(nèi)縮合,一般是形成穩(wěn)定的五、六圓環(huán),因?yàn)槲?、六圓環(huán)更穩(wěn)定。【例】
H-H3CH3CCCH3-OHOCCH3OOO-OH-OO
(4)交叉的羥醛縮合
【描述】兩種同時(shí)有α-H的醛(酮),可發(fā)生交叉羥醛縮合,產(chǎn)物是混合物?!咀ⅰ竣僖话愕牧u醛縮合反應(yīng),最好是一個(gè)有α-H的醛(酮),和一個(gè)沒有α-H的醛(酮)反應(yīng)。【例】
OCH3CHOOH3CCH3+OCHOOH-?CHOO+C2H5CHOCH3
【注】②跟酸堿催化的鹵代一樣,當(dāng)脂肪酮有兩個(gè)不同的烴基的時(shí)候,堿催化縮合一般優(yōu)先發(fā)生在取代較少的α碳上,酸催化縮合發(fā)生在取代較多的α碳上。但這種反應(yīng)的選擇性不高,常常得到混合物。
【例】
OH3CCH3OH-OC6H5CHCHCC2H5+OHCC6H5H+C6H5CHCH3OCCCH3
【注】③如果用體積較大的堿,如二異丙基氨基鋰(LDA)作縮合催化劑,使之基本上進(jìn)攻體積較小的一側(cè)?!纠?/p>
OH3COOHCH31)CH3CHO/LDAH3C2)H+/H2OLDA=LiN[CH(CH3)2]2
5、醛(酮)的氧化
(1)Tollens,吐倫試劑
【描述】氫氧化銀溶液氨溶液,被稱為吐倫試劑。
Ag(NH3)2OHRCHO?RCOOH
(2)Fehling,菲林試劑
【描述】堿性氫氧化銅溶液用酒石酸鹽熔合,稱為菲林試劑。
Cu(OH)2/NaOHRCHO?RCOOH
(3)拜耶爾-維立格(Baeyer-Villiger)氧化 【描述】酮被過氧酸氧化成脂。
ORCR1
RCOOOHORCOR1 【機(jī)理】
ORCR1OHRC+OOHCH3RCR1OOOCCH3+HOOCOOR1OCH3RCOR1O+O-C+HOCCH3
【注】
①不對(duì)稱酮進(jìn)行拜耶爾-維立格氧化時(shí),會(huì)有兩種可能,這主要看遷移基團(tuán)的遷移難度,芳基>叔烴基>伯烴基>甲基。
②醛也可發(fā)生拜耶爾-維立格氧化反應(yīng),但因優(yōu)先遷移基團(tuán)是氫,所以主要產(chǎn)物是羧酸,相當(dāng)于醛被過氧酸氧化?!纠?/p>
OCH3OOCH3PhCOOOHCHCl3
6、醛(酮)的還原(1)催化氫化
RCHOH2NiH2RCOOHROR1ROHR1Pt
【注】很多基團(tuán)都可以催化氫化,如碳碳雙鍵、碳碳三鍵、硝基、氰基……,所以選擇催化氫化還原羰基的時(shí)候,要看好化合物是否還有其他可以催化氫化的基團(tuán)。
(2)用LiAlH4、NaBH4還原
RO(R1)H1)LiAlH4+ROH2)H2O,H(R)H1RO(R1)H1)NaBH4+ROH2)H2O,H(R)H1
【特點(diǎn)】NaBH4還原醛、酮的過程與LiAlH4類似,但它的還原能力不如LiAlH4的強(qiáng)。也正因如此,NaBH4具有較高的選擇性,即NaBH4對(duì)醛、酮的還原不受脂基、羧基、鹵基、氰基、硝基等基團(tuán)的干擾,而這些基團(tuán)都能被LiAlH4還原。
(3)①麥爾外因-彭多夫(Meerwein-Ponndorf)還原
RO(R1)H(CH3)2CHOH[(CH3)2CHO]3AlRO(R1)H
【機(jī)理】
[(H3C)2HCO]AlOR1RHOCH3CH3OAl[OCH(CH3)2]R1CRHO+H3CCCH3OAl[OCH(CH3)2]R1CRHH3CRCHOHCHOHR1+RH3C+R[(CH3)2CHO]3Al
②歐芬腦(Oppenauer)氧化
OH(R1)H(CH3)2CO[(CH3)2CHO]3AlO(R1)H
【注】麥爾外因-彭多夫還原的逆反應(yīng),就是歐芬腦氧化。
【特點(diǎn)】麥爾外因-彭多夫還原和歐芬腦氧化,他們都具有高度的選擇性,對(duì)雙鍵、叁鍵或者其他易被還原或易被氧化的官能團(tuán)都不發(fā)生作用。
【例】
OPhCHCHCPh麥爾外因-彭多夫PhCHCHOHCHPh
(4)雙分子還原
OH3CCCH3Mg苯H+H3CCH3CH3CCCH3H+H3CCH3OCCH3CCH3OHOHOMg苯H+OHOHH+O
【特點(diǎn)】雙分子還原的產(chǎn)物是鄰二醇,可以在酸的作用下發(fā)生頻哪醇重排。(5)克萊門森(Clemmensen)還原
ORCR1Zn-Hg濃HCl,?RCH2R1
【特點(diǎn)】羰基還原成亞甲基
【注】不適用α、β不飽和醛(酮),雙鍵對(duì)其有影響。(6)烏爾夫-基日聶耳(Wolff-Kishner)還原和黃鳴龍改進(jìn)法
ORCR1+KOHH2NNH2RCH2R1高溫,高壓ORCR1H2NNH2,NaOH(HOCH2CH2)2O,?RCH2R1
【特點(diǎn)】羰基還原成亞甲基
【注】不適用α、β不飽和醛(酮),會(huì)生成雜環(huán)化合物(7)硫代縮醛、酮還原
ROR1H+RSR1S+HSCH2CH2SHH2NiRCH2R1
【特點(diǎn)】羰基還原成亞甲基,該反應(yīng)適用于α、β不飽和醛(酮),反應(yīng)不受碳碳雙鍵影響。(8)康尼查羅(S.Cannizzaro)反應(yīng),歧化反應(yīng)
【描述】沒有α-H的醛與濃堿共熱,生成等摩爾的相應(yīng)醇和羧酸。
OArH(或BF3)濃NaOHArCOOH?O+ArCH2OH
【機(jī)理】
ArO-OArHOH-HArCOHHArCOO-+ArCH2OH
【注】
①有α-H的醛會(huì)發(fā)生羥醛縮合。
②不同沒有α-H的醛也可發(fā)生歧化反應(yīng),主要誰的羰基活潑,氫氧根就先進(jìn)攻它,它就生成羧酸,另一個(gè)生成醇。
【例】
PhCHO+HCHO濃NaOH?HOCH2CPhCH2OH+HCOOH3HCHO+CCH3CHOCa(OH)2羥醛縮合CH2OHCHOCH2OHHOCH2CCH2OH
CH2OHCH2OHHOCH2CHO+CH3CHOCa(OH)2歧化反應(yīng)+CH3COOHCH2OHCH2OH
7、維狄希(Witting)反應(yīng)
CO+(C6H5)3PCR2CCR2+(C6H5)3PO醛酮維狄希試劑的制備
(C6H5)3P維狄希試劑
+RCH2XSn2(C6H5)3P+CHRHX-n-C4H9Li-HX(C6H5)3PCR2+LiX+C4H10
8、安息香縮合
【描述】在CN-的催化下,兩分子苯甲醛縮合生成二苯基羥乙酮,后者俗稱安息香,所以該反應(yīng)叫做安息香縮合。
CN-2C6H5CHOOHC6H5CHOCC6H5C2H5OH-H2O
CNC6H5CHOH【機(jī)理】
C6H5CHCNO-CNOH-C6H5CHC6H5CHO-H2OOH-OH-H2OCNHC6H5CCC6H5OCNHC6H5CC-C6H5C-OHC6H5H2OOH-HCNOHOCNHC6H5CC-OHOHOH-H2OC6H5-CNC6H5COCOHC6H5
【注】該反應(yīng)適用于芳香醛,但當(dāng)芳環(huán)上有吸電子基團(tuán)或給電子基團(tuán)時(shí),反應(yīng)都不發(fā)生。如OOHNO2CHOCH3OCHO和可以發(fā)生交叉的安息香縮合。
【例】
都不發(fā)生安息香縮合,但是將兩者的混合物在CN-作用下卻
CN-NO2CHOOHONO2CHCOCH3+CH3OCHO
9、與PCl5反應(yīng)
COPCl5ClCCl
10、貝克曼(Beckman)重排
【描述】酮與羥氨反應(yīng)生成肟,后者在PCl5或濃H2SO4等酸性試劑作用下生成酰胺。
RNR1OHPCl5OR1CNHR
【機(jī)理】
RNR1OHOH2R1C+H+RNR1OH2OR1C+-H2OR1C+H2ONR-H+HNROR1CNHRNR
【注】分子內(nèi)的反式重排。如果轉(zhuǎn)移基團(tuán)含有手性碳原子,則該碳原子構(gòu)型保持不變(這里的構(gòu)型不變,是說原來和碳相連的鍵,直接和氮相連,不是那種從背面進(jìn)攻的Sn2反應(yīng),構(gòu)型翻轉(zhuǎn),但是這并不能保證R、S不變,畢竟判斷手性的時(shí)候N比C大)。
【例】
PCl5NOHNHO
PCl5NHHONO
11、α、β不飽和醛、酮的反應(yīng)(1)親和加成 ①與HCN加成
【描述】α、β不飽和酮與HCN反應(yīng),主要是生成1,4加成產(chǎn)物。而α、β不飽和醛與HCN反應(yīng),則主要生成1,2加成產(chǎn)物。
ORCHCHCR1HCNCNRCHOCH2CR1生成稀醇式,重排為酮式ORCHCHCHOHRCHCHCCNHHCN
②與格式試劑加成
【注】α、β不飽和醛、酮與格式試劑反應(yīng),主要取決于他們的結(jié)構(gòu),羰基上連有較大基團(tuán),主要是1,4加
成,如果上見碳上(C4)所連基團(tuán)大,則以1,2加成為主。
【例】
OC6H5CHCHCHC6H5MgBr乙醚H3O+OHC6H5CHCHCHC6H5OC6H5CHCHCC6H5C6H5MgBr乙醚H3O+OC6H5CHC6H5CH2CH
③與烴基鋰加成
【特點(diǎn)】烴基鋰與α、β不飽和醛、酮反應(yīng),主要發(fā)生在1,2加成?!纠?/p>
OC6H5CHCHCC6H5C6H5LiH2OOHC6H5CHCHCC6H5C6H5
④與二烴基銅鋰加成
【特點(diǎn)】烴基鋰與α、β不飽和醛、酮反應(yīng),主要發(fā)生在1,4加成?!纠?/p>
CH3H3CCCHOCCH3(CH2=CH)2CuLi乙醚H2OCH3H2CCHCCH3OCH2CCH3OOLiCu(CH3)2CH3H2OCH3CH3乙醚
(2)親電加成
【注】α、β不飽和醛、酮與親電試劑,一般都發(fā)生在1,4加成。【例】
OO+(3)還原反應(yīng) ①使羰基還原
A、麥爾外因-彭多夫還原
ORCHCHCR1HBr(g)Br
麥爾外因-彭多夫RCHCHOHCHR1
B、用LiAlH4還原
OOHLiAlH4
②使雙鍵還原
【描述】采用控制催化氫化或用金屬鋰-液氨,可使α、β不飽和醛、酮分子中雙鍵被還原,而保留羰基?!纠?/p>
OOH2Pt-CCH3CH3CH3LiOH+OCH3NH3
12、醛、酮的制法
(1)氫甲醛化法
RCHCH2CO,H2,Co2(CO)8?,壓力RCH2CH2CHO+RCHCH3CHO
【注】不對(duì)稱稀得到兩種醛的混合物,一般以直鏈烴基醛為主。
13、蓋德曼-柯赫(Gattermann-Koch)反應(yīng)
【描述】在催化劑存在下,芳烴和HCl、CO混合物作用,可以值得芳醛。
CHO+CO+HClAlCl3Cu2Cl2
【注】芳環(huán)上有烴基、烷氧基,則醛基按定位規(guī)則導(dǎo)入,以對(duì)位產(chǎn)物為主。如果芳環(huán)上帶有羥基,反應(yīng)效果不好;如果連有吸電子基團(tuán),則反映不發(fā)生。
【例】
CH3CH3+(2)、羅森孟德(Rosenmund)還原
ORClCO+HClAlCl3Cu2Cl2CHO
+H2Pd/BaSO4R喹啉+SCHO
【特點(diǎn)】在此條件下,只能使酰氯還原為醛,而醛不會(huì)進(jìn)一步還原成醇。
【例】
OClOH+ClH2Pd/BaSO4喹啉+SCl
(3)、酰氯與有機(jī)金屬試劑反應(yīng)
ORClORClORCl+R`2Cd苯H3O+ORCR`++R`2CuLi-78℃ORCR`乙醚-78℃ORCR`R`MgX乙醚
九、羧酸
1、成酰鹵
RCOOHSOCl2PX3PX5RCOClRCOOHRCOXRCOOHRCOX
2、成酰胺
RCOOH+NH3?RCONH2
3、還原成醇
RCOOH1)LiAlH42)H2ORCH2OH
4、脫羧反應(yīng)
yOy=RCCH2COOHO?yCH3+CO2CN,HOCNO2,Ar
【注】同一個(gè)碳上煉油羧基和另一個(gè)拉電子基團(tuán)的化合物都容易發(fā)生脫羧反應(yīng),羧基直接煉油拉電子基團(tuán),也
很容易脫羧。
5、漢斯狄克(Hunsdiecker)反應(yīng)
【描述】純的干燥的羧酸銀鹽在四氯化碳中與溴一起加熱,可以放出二氧化碳生成溴代烴。
Br2/CCl4RCOOAgRBr?+CO2+AgBr
【機(jī)理】自由基機(jī)理
【特點(diǎn)】無論脂肪酸,還是芳香酸都可通過這個(gè)途徑脫羧。
6、柯西(Kochi)反應(yīng)
RCOOHPb(CH3COO)4LiClRCl
【機(jī)理】自由機(jī)理
【注】一般羧酸α碳連有2個(gè)或3個(gè)烴基時(shí)收率最好,直鏈脂肪酸收率稍差,芳香酸收率很低,脂環(huán)酸一般收率較高。
【例】
COOHClPb(CH3COO)4LiCl+ClCH3CH3 CH37、柯爾柏(Kolbe)電解
【描述】脂肪酸鈉鹽或鉀鹽的濃溶液電解放出二氧化碳得到兩個(gè)羧酸烴基相偶聯(lián)的產(chǎn)物。
2RCOONa+2H2O電解RR+2CO2+H2+2NaOH
ORO【機(jī)理】自由基歷程
O陽極ROORO--e-CO2RRR陰極【例】
H2O+eHO-+1/2H2
2KOOC(CH2)3COOC2H5電解C2H5OOC(CH2)6COOC2H5
8、α鹵代反應(yīng)
【描述】據(jù)喲α氫的羧酸在少量紅磷或三溴化磷存在下與溴發(fā)生反應(yīng),得到α溴代酸。
RCH2COOH+Br2PBr3RCHBrCOOH
9、二元酸熱分解反應(yīng)
HOOCCOOH?CO2HOOCCH2COOHCOOH?O+HCOOHCO2+CH3COOH脫羧?COOHOOO失水COOHCOOH?OOCH2COOH?O+CO2+H2O脫羧并失水CH2COOHCH2COOHCH2COOH?O+CO2+H2OHOOC(CH2)nCOOH?聚酐n>5
10、羧酸的制法
(1)烴氧化
KMnO4/H+RCHCHR`RCOOH+R`COOHCH3COOHKMnO4/H+
(2)腈的水解
RCNH3O+RCOOH
【注】氰多有鹵代烴與氰化鈉反應(yīng)合成。但要注意,有些鹵代烴與氰化鈉反應(yīng)主要生成消除產(chǎn)物,如叔鹵代烴。芳香鹵代烴不活潑,一般不與氰化鈉作用。這個(gè)缺點(diǎn)可由格式試劑法去彌補(bǔ)。
(3)由格式試劑加二氧化碳制備
1)CO2RMgX2)H/H2O+RCOOH
【注】格式試劑的制備也是有限制的,比如有羥基的鹵代烴,這時(shí)就用腈水解法。
十、羧酸衍生物
1、酰氯的取代反應(yīng)
OHORCClOHRCOOH+++HCl+HHOR`RCOOR`HClNH2RCNH2HCl
【注】該反應(yīng)其實(shí)是在氧氮上導(dǎo)入酰基,所以酰氯是一個(gè)優(yōu)良的?;瘎?。
【例】
O吡啶OHCClOCO+OCCl+HNNaOHH2OOOCN
2、酸酐的取代反應(yīng)
HORCOOCROHRCOOH+++ORCOOH+HHOR`RCOOR`RCOOH+NH2RCNH2RCOONH4
【注】酸酐也是優(yōu)良的?;瘎?/p>
【例】
OOHOOCH3OCHC2H5+H3CCH2CHCH3COOH
3、酯的取代反應(yīng)
H+(or OH-)+RCOOR1+RCOOR1+RCOOR1H2OR2OHNH3H+(or R2O-)+RCOOR2+RCONH2+RCOOHR1OHR1OHR1OH
【例】
OCOOEtH2CH2NOH2N+COOEtC2H5O?-HNONH脲
4、腈的反應(yīng)
O巴比土酸
RCN++H+(or OH-)H2ORCONH2NH2RC+H+(or OH-)RCOOH水解H2O-無水HClR1OHH+H2ORCOOR2醇解RCNOR1ClRCN+NH4ClNH3NHRNH2氨解
150℃,壓力
5、羧酸衍生物和格式試劑反應(yīng)
ORCClOMgXClROCR1+R1MgXRCR11)R1MgX2)H/H2O1)R1MgX2)H/H2O++OHRCR1OHRCR1R1R1ORCOR2OMgXOR2ROCR1+R1MgXRCR1NMgXR1RCNR1MgXRCH+/H2OORCR1
【注】
①氮帶有負(fù)電荷C=N-中碳無明顯電正性,不可能再與金屬試劑加成,亞銨鹽水解最終生成酮。而酰氯和酯會(huì)同時(shí)和兩摩爾的格式試劑加成,生成醇。
②有些不如格式試劑活潑的金屬有機(jī)物和酰氯反應(yīng),產(chǎn)物一般為酮,如二烷基銅鋰(R2CuLi)、二烴基鎘(R2Cd)?!纠?/p>
1)CH3MgXCOOC2H5OHCCH3OCCH32)H+/H2O1)PhMgXCN2)H/H2O6、還原反應(yīng)(1)酰氯
+
COCl+H2Pb/BaSO4H2OCHOSOCl22)H+/H2OCOOH1)LiAlH41)LiAlH42)H+/H2OCH2OH
(2)酯
①鮑維爾特-布蘭克(Bouveault-Blanc)還原法
RCOOR1NaRCOOHC2H5OH+R1OH
【注】在沒有普遍LiAlH4的時(shí)候,一般用這種方法。②用LiAlH4還原
RCOOR11)LiAlH42)H2ORCOOH+R1OH
③偶姻縮合
【描述】在乙醚、苯等惰性溶劑中用金屬鈉處理酯,可得到縮合產(chǎn)物—α-羥基酮。
OOHONaRCOR1RCCHR乙醚 OR1OR1【機(jī)理】
ORCOR1NaROC-OR1O-CRCRO-ORCOCR2NaROC-OC-H+RROCOHCHR
【例】
CH3O2C(3)酰胺和腈 ①(CH2)8CO2CH31)Na/二甲苯2)CH3COOHOOH
ORCNHR11)LiAlH42)H2ORCH2NHR1RCN1)LiAlH42)H2OH2Ni/?,壓力RCH2NH2RCNRCH2NH2
②斯蒂芬(Stephen)還原
【描述】腈的另一種還原方式為惰性溶劑(如乙醚,乙酸乙酯等)中用氯化亞錫和氯化氫處理腈得到亞銨鹽的沉淀,水解后得到醛。
SnCl/HClRCN(RC=NH2)2(SnCl6)2+2-H2ORCHO CHO【例】
CN1)SnCl/HCl2)H2O,?
7、酯的熱消去
CHOR
【注】該反應(yīng)是β消去反應(yīng)。若有兩個(gè)β-H可供消除,一般主要消去含氫較多碳上的β-H。反應(yīng)通過一個(gè)環(huán)的CO?CC+RCOOH過渡態(tài),所以反應(yīng)的立體化學(xué)為順式消除。
【例】
H?CH3HOCOHOAcC6H5HDOAcC6H5HHDC6H5CH3H+CH3CH3COOH?C6H5HDC6H5C6H5?C6H5HHC6H5OAcC2H5CHCH3?C2H5CHCH2+CH3CHCHCH360%40%
8、克萊森(Claisen)酯縮合反應(yīng) 【描述】酯的α-H呈現(xiàn)酸性,在醇鈉作用下生成α碳負(fù)離子(稀醇負(fù)離子),對(duì)另一種酯進(jìn)行親和加成-消去(取代反應(yīng))生成β-酮酸酯。
O2RCH2【機(jī)理】
COR11)NaOC2H52)H+ORCH2CCHROCOR1
OORCH2COR1NaOC2H5ORCH-RCOR1CH2COR1OC2H5RCH2C-OCOR1CHORORCH2CCHROCOR1NaOC2H5ORCH2C+ONa-CCOR1R
【注】 【例】
OOC2H5OC2H5OO-ONaOC2H5OC2H5-OC2H5OOOC2H5COOC2H5-OC2H5-COOC2H5COOC2H5H5C2OOCH5C2OOCH5C2OOCCH31)NaOC2H52)H+H5C2OOCOCH3
(2)交叉酯縮合
【描述】兩個(gè)不同的具有α氫的酯縮合,會(huì)得到復(fù)雜產(chǎn)物。但無α氫的酯與有α氫的酯縮合,則得到單一的產(chǎn)物。
【例】
HCOOC2H5OH5C2OC+CH3COOC2H5OC2H51)NaOC2H52)H+HCOCH2COOC2H5OH5C2OCCHCOOC2H5+CH2COOC2H51)NaOC2H52)H+
【注】具有α氫的酮也可與堿作用下發(fā)生交叉縮合,由于酮的α氫酸性較酯強(qiáng),反應(yīng)中酮生成碳負(fù)離子,結(jié)果是?;鶎?dǎo)入酮的α位。
【例】
OOOH3COO+CH3CH3CH2CH2COOC2H51)NaOC2H52)H+H3COCH2CH2CH3+H5C2O(3)烴基化
COC2H51)NaOC2H52)H+COOC2H5
RCH2COOC2H5NaOC2H5RCHCOOC2H5-R1XR1RCHCOOC2H5
【例】
H5C2OOC+H5C2OOCBrCH2CH2CH2CH2Br2NaOC2H5H5C2OOCH5C2OOC1)OH-/H2O2)H,?+COOH脫羧
【注】烴基化不只是具有α氫的酯發(fā)生反應(yīng),其他具有強(qiáng)拉電子基的α氫,具有酸性,能得到碳負(fù)離子的都可以發(fā)生烴基化反應(yīng)。
【例】
CH3CH2CH2Br+NCCH2CNNaOC2H5CH3CH2CH2CH(CN)2
9、克腦文蓋爾(Knoevenagel)反應(yīng)
【描述】醛、酮在弱堿(胺、吡啶等)催化下與具有活潑α氫的化合物縮合的反應(yīng),機(jī)理類似于羥醛縮合。
RCHO+CH2(COOC2H5)2NHRCHC(COOC2H5)2
【機(jī)理】
CH2(COOC2H5)2+NHCH(COOC2H5)2-+HN+HCH(COOC2H5)2-OORCH-+RHCH(COOC2H5)2HN+OHHRCHCH(COOC2H5)2-H2ORCHCH(COOC2H5)2
【注】還可以加一步,加熱脫縮?!纠?/p>
CHO+(C2H5)2NHCH3COCH2COOC2H5COOC2H5CHCCOCH3O+NCCH2COOC2H5NH4OOCCH3CCNCOOC2H5
10、麥克爾(Michael)加成
【描述】具有活潑α氫的化合物與α、β不飽和化合物的1、4加成。
RCH2R1+H2CCHCHONaOC2H5HOC2H5RCH2CH2CHOR1
【注】R,R1為—CN,—COOC2H5,—COR,—NO2等,α、β不飽和化合物為α、β不飽和酯、醛、酮、腈等。【機(jī)理】機(jī)理略,就是碳負(fù)機(jī)理,1,4加成?!纠?/p>
CH2(COOC2H5)2+H2CCCOOEtNaOC2H5(H5C2OOC)2HCCH2CHC6H5COOEtC6H5CNH5C2CHCOOEt+KOHH2CCHCNCNH5C2CCH2CH2CN(CH3)3COHCOOEtOCH2(COOC2H5)2+2H2COH-CH3EtOOCCEtOOCCH2CH2COCH3CH2CH2COCH3CH
魯賓遜(Robinson)環(huán)合
【描述】麥克爾加成中雙重α氫化合物若具有酮羰基,α,β不飽和酮具有α氫,那么反應(yīng)產(chǎn)生的1,5二羰基化合物在堿作用下可繼續(xù)反應(yīng)發(fā)生環(huán)合。
OOOH-CH2CH2NR3L-+GH3CC+堿O?OGG
【例】
OOCH3OOCH3OCH2CH2COCH3NaOC2H5OOCH3+H2CCHCCH3NaOC2H5
11、瑞佛馬斯基(Reformatsky)反應(yīng)
【描述】在惰性溶劑中α溴代乙酸酯與鋅和醛或酮作用生成β羥基酸酯的反應(yīng)。
RO(H)R1+1)Zn/乙醚BrCH2COOC2H5OHRCCH2COOC2H52)H+R1(H)
OZnBr【機(jī)理】
C2H5OOCCH2ZnBr-++RR1OH2CCOOH5C2R1R
【注】反應(yīng)首先生成有機(jī)鋅化合物,然后對(duì)醛、酮羰基進(jìn)行親和加成,類似格式試劑對(duì)羰基化合物的加成,但是有機(jī)鋅化合物活性較差,在反應(yīng)條件下不與酯羰基加成,一次可以得到β羥基酸酯。β羥基酸易脫水,因此此法也可制備α,β不飽和酸。
【例】
O+1)Zn/苯BrCH2COOC2H5OHCH2COOC2H52)H+
12、達(dá)爾森(Darzen)反應(yīng)
【描述】醛酮與α鹵代酸酯在強(qiáng)堿存在下反應(yīng)生成α,β環(huán)氧酸酯。
RO(H)R1+ClCH2COOC2H5NaOC2H5RC(H)R1OCHCOOC2H5
【機(jī)理】
RONaOC2H5ClCH2COOC2H5-ClCHCOOC2H5-(H)R1R(H)R1ORC(H)R1OCHCOOC2H51)OH-,H2O2)H+CHCOOC2H5ClRC(H)R1OCHOCOH?RC(H)R1OHCHRCHCHO(H)R1脫羧
【本質(zhì)】同樣起始于碳負(fù)離子的親和加成。
【例】
OCCH3BrCH2COOC2H5NaOC2H5OCCH3CHCOOC2H51)OH-,H2O2)H,?+CHCHOCH3
13、普爾金(Perkin)反應(yīng)
【描述】芳香醛和酸酐在相應(yīng)的羧酸鈉(或鉀)鹽存在下可發(fā)生類似羥醛縮合的反應(yīng),最終得到α,β不飽和芳香酸。
OH5C6CHOOOCCH3+H3CCCH3COONa?H5C6CHCHCOOH+CH3COOH
【本質(zhì)】起始于碳負(fù)離子對(duì)醛的親和加成。
【注】反應(yīng)中的酸酐必需含有兩個(gè)α氫(RCH2CO)2O。芳香環(huán)上可帶有拉電子基團(tuán),如—X,—NO2等?!纠?/p>
CHOOH3COCH3+OHCOCCH3COONaOO香豆素
十一、胺
1、胺的制備(1)鹵代烴氨解
RX+NH3(過量)RNH3X+-NaOHRNH2
【注】伯胺也是很好的親核試劑所以可繼續(xù)生成仲胺和叔胺。(2)蓋布瑞爾(Gabriel)合成
第二篇:有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的96種反應(yīng)類型
有機(jī)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
一、Arbuzov 反應(yīng)
三、Baeyer-villiger 反應(yīng)
五、Birch 還原
七、Bucherer 反應(yīng)
九、Berthsen,A.Y 吖啶合成法
十
一、Chichibabin 反應(yīng)
十
三、Claisen-Schmidt 反應(yīng)
十
五、Clemmensen 還原
十
七、Cope 消除反應(yīng)
十
九、Curtius 反應(yīng)
二十一、Dakin 反應(yīng)
二十三、Edvhweiler-Clarke 反應(yīng)
二十五、Favorskii 反應(yīng)
二十七、Friedel-Crafts 烷基化反 應(yīng) 二
十九、Fries 重排
三
十一、Gabriel 合成法
三
十三、Gattermann-Koch 反應(yīng)
三
十五、Hantzsch 合成法
三
十七、Hell-Volhard-Zelinski反 應(yīng)三
十九、Hofmann 烷基化 四
十一、Hofmann 重排(降解)
四
十三、Hunsdiecker 反應(yīng)
四
十五、Knoevenagel 反應(yīng)
四
十七、Koble-Schmitt 反應(yīng)
四
十九、Leuckart 反應(yīng)
五
十一、Mannich 反應(yīng)
五
十三、Michael 加成反應(yīng)
五
十五、Norrish Ⅰ和Ⅱ 型裂
五
十七、Orton,K.J.P 重排
五
十九、Pschorr 反應(yīng)
六
十一、Prins,H.J 反應(yīng)
六
十三、Perkin,W.H 反應(yīng)
六
十五、Reformatsky 反應(yīng)
六
十七、Reppe 合成法
六
十九、Rosenmund 還原
七
十一、Riley,H.L 氧化法
七
十三、Schiemann 反應(yīng) 七
十五、Skraup 合成法
七
十七、Stepen 還原-氰還原為醛
七
十九、Strecker 氨基酸合成法
八
十一、Schiemann,G.反應(yīng)
八
十三、Tiffeneau-Demjanov 重排
八
十五、Thorpe,J.F.縮合八
十七、Ullmann 反應(yīng)
八
十九、Vilsmeier 反應(yīng)
九
十一、Williamson 合成法
九
十三、Wagner-Meerwein 重排
九
十五、Wittig-Horner 反應(yīng)
二、Arndt-Eister 反應(yīng)
四、Beckmann 重排
六、Bouveault-Blanc 還原
八、Bamberger,E.重排
十、Cannizzaro 反應(yīng)
十
二、Claisen 酯縮合反應(yīng)
十
四、Claisen 重排
十
六、Combes 喹啉合成法
十
八、Cope 重排
二
十、Crigee,R 反應(yīng)
二十二、Elbs 反應(yīng)
二十四、Elbs,K 過硫酸鉀氧化法
二十六、Favorskii 重排
二十八、Friedel-Crafts ?;磻?yīng) 三
十、Fischer,O-Hepp,E 重排
三
十二、Gattermann 反應(yīng)
三
十四、Gomberg-Bachmann 反應(yīng)
三
十六、Haworth 反應(yīng)
三
十八、Hinsberg 反應(yīng)
四
十、Hofmann 消除反應(yīng)
四
十二、Houben-Hoesch 反應(yīng)
四
十四、Kiliani 氯化增碳法
四
十六、Koble 反應(yīng)
四
十八、Kolbe,H.Syntbexis of Nitroparsffini 合成五
十、Lossen 反應(yīng)
五
十二、Meerwein-Ponndorf 反應(yīng)
五
十四、Martius,C.A.重排
五
十六、Oppenauer 氧化
五
十八、Paal-Knorr 反應(yīng)
六
十、Prileschajew,N 反應(yīng)
六
十二、Pinacol 重排
六
十四、Pictet-Spengler異喹啉合 成法
六
十六、Reimer-Tiemann 反應(yīng)
六
十八、Robinson 縮環(huán)反應(yīng)
七
十、Ruff 遞降反應(yīng)
七
十二、Sandmeyer 反應(yīng)
七
十四、Schmidt 反應(yīng)
七
十六、Sommelet-Hauser 反應(yīng)
七
十八、Stevens 重排
八
十、異喹啉合成法
八
十二、Schmidin,J.乙烯酮合成八
十四、Tischenko,V.反應(yīng)
八
十六、Tollens,B.縮合八
十八、Urech,F.羥腈合成法
九
十、Van Ekenstein,W,A 重排
九
十二、Wacker 反應(yīng)
九
十四、Wittig 反應(yīng)
九
十六、Wohl 遞降反應(yīng)
Arbuzov 反應(yīng)
亞磷酸三烷基酯作為親核試劑與鹵代烷作用,生成烷基膦酸二烷基酯和一個(gè)新的鹵代烷:
鹵代烷反應(yīng)時(shí),其活性次序?yàn)椋篟'I >R'Br >R'Cl。除了鹵代烷外,烯丙型或炔丙型鹵化物、a-鹵代醚、a-或 b-鹵代酸酯、對(duì)甲苯磺酸酯等也可以進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)亞酸三烷基酯中三個(gè)烷基各不相同時(shí),總是先脫除含碳原子數(shù)最少的基團(tuán)。
本反應(yīng)是由醇制備鹵代烷的很好方法,因?yàn)閬喠姿崛榛タ梢杂纱寂c三氯化磷反應(yīng)制得:
如果反應(yīng)所用的鹵代烷 R'X 的烷基和亞磷酸三烷基酯(RO)3P 的烷基相同(即 R' = R),則 Arbuzov 反應(yīng)如下:
這是制備烷基膦酸酯的常用方法。
除了亞磷酸三烷基酯外,亞膦酸酯 RP(OR')2 和次亞膦酸酯 R2POR' 也能發(fā)生該類反應(yīng),例如:
反應(yīng)機(jī)理
一般認(rèn)為是按 SN2 進(jìn)行的分子內(nèi)重排反應(yīng):
反應(yīng)實(shí)例
Baeyer----Villiger 反應(yīng)
反應(yīng)機(jī)理
過酸先與羰基進(jìn)行親核加成,然后酮羰基上的一個(gè)烴基帶著一對(duì)電子遷移到-O-O-基團(tuán)中與羰基碳原子直接相連的氧原子上,同時(shí)發(fā)生O-O鍵異裂。因此,這是一個(gè)重排反應(yīng)
具有光學(xué)活性的3---苯基丁酮和過酸反應(yīng),重排產(chǎn)物手性碳原子的枸型保持不變,說明反應(yīng)屬于分子內(nèi)重排:
不對(duì)稱的酮氧化時(shí),在重排步驟中,兩個(gè)基團(tuán)均可遷移,但是還是有一定的選擇性,按遷移能力其順序?yàn)椋?/p>
醛氧化的機(jī)理與此相似,但遷移的是氫負(fù)離子,得到羧酸。反應(yīng)實(shí)例
酮類化合物用過酸如過氧乙酸、過氧苯甲酸、間氯過氧苯甲酸或三氟過氧乙酸等氧化可在羰基旁邊插入一個(gè)氧原子生成 相應(yīng)的酯,其中三氟過氧乙酸是最好的氧化劑。這類氧化劑的特點(diǎn)是反應(yīng)速率快,反應(yīng)溫度一般在10~40℃之間,產(chǎn)率高。
Arndt-Eister 反應(yīng)
酰氯與重氮甲烷反應(yīng),然后在氧化銀催化下與水共熱得到酸。
反應(yīng)機(jī)理
重氮甲烷與酰氯反應(yīng)首先形成重氮酮(1),(1)在氧化銀催化下與水共熱,得到酰基卡賓(2),(2)發(fā)生重排得烯酮(3),(3)與水反應(yīng)生成酸,若與醇或氨(胺)反應(yīng),則得酯或酰胺。
反應(yīng)實(shí)例
Beckmann 重排
肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能產(chǎn)生強(qiáng)酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亞硫酰氯等作用下發(fā)生重排,生成相應(yīng)的取代酰胺,如環(huán)己酮肟在硫酸作用下重排生成己內(nèi)酰胺:
反應(yīng)機(jī)理
在酸作用下,肟首先發(fā)生質(zhì)子化,然后脫去一分子水,同時(shí)與羥基處于反位的基團(tuán)遷移到缺電子的氮原子上,所形成 的碳正離子與水反應(yīng)得到酰胺。
遷移基團(tuán)如果是手性碳原子,則在遷移前后其構(gòu)型不變,例如:
反應(yīng)實(shí)例
Bouveault---Blanc 還原
脂肪族羧酸酯可用金屬鈉和醇還原得一級(jí)醇。α,β-不飽和羧酸酯還原得相應(yīng)的飽和醇芳香酸酯也可進(jìn)行本反應(yīng),但收率較低。本法在氫化鋰鋁還原酯的方法發(fā)現(xiàn)以前,廣泛地被使用,非共軛的雙鍵可不受影響。
反應(yīng)機(jī)理
首先酯從金屬鈉獲得一個(gè)電子還原為自由基負(fù)離子,然后從醇中奪取一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫購拟c得一個(gè)電子生成負(fù)離
子,消除烷氧基成為醛,醛再經(jīng)過相同的步驟還原成鈉,再酸化得到相應(yīng)的醇。
反應(yīng)實(shí)例
醛酮也可以用本法還原,得到相應(yīng)的醇:
反應(yīng)實(shí)例
醛酮也可以用本法還原,得到相應(yīng)的醇:
Bucherer 反應(yīng)
萘酚及其衍生物在亞硫酸或亞硫酸氫鹽存在下和氨進(jìn)行高溫反應(yīng),可得萘胺衍生物,反應(yīng)是可逆的。
反應(yīng)時(shí)如用一級(jí)胺或二級(jí)胺與萘酚反應(yīng)則制得二級(jí)或三級(jí)萘胺。如有萘胺制萘酚,可將其加入到熱的亞硫酸氫鈉中,再加 入堿,經(jīng)煮沸除去氨而得。
反應(yīng)機(jī)理 本反應(yīng)的機(jī)理為加成消除過程,反應(yīng)的第一步(無論從哪個(gè)方向開始)都是亞硫酸氫鈉加成到環(huán)的雙鍵上得到烯醇(Ⅱ)或 烯胺(Ⅵ),它們再進(jìn)行下一步互變異構(gòu)為酮(Ⅲ)或亞胺(Ⅳ):
反應(yīng)實(shí)例
Berthsen,A.Y 吖啶合成法
二芳基胺類與羧酸在無水ZnCl2存在下加熱起縮合作用,生成吖啶類化合物。
反應(yīng)機(jī)理 反應(yīng)機(jī)理不詳 反應(yīng)實(shí)例
Chichibabin 反應(yīng)
雜環(huán)堿類,與堿金屬的氨基物一起加熱時(shí)發(fā)生胺化反應(yīng),得到相應(yīng)的氨基衍生物,如吡啶與氨基鈉反應(yīng)生成2-氨基啶,如果α位已被占據(jù),則得γ-氨基吡啶,但產(chǎn)率很低。
本法是雜環(huán)上引入氨基的簡便有效的方法,廣泛適用于各種氮雜芳環(huán),如苯并咪唑、異喹啉、丫啶和菲啶類化合物均能發(fā) 生本反應(yīng)。喹啉、吡嗪、嘧啶、噻唑類化合物較為困難。氨基化試劑除氨基鈉、氨基鉀外,還可以用取代的堿金屬氨化物:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)機(jī)理還不是很清楚,可能是吡啶與氨基首先加成,(Ⅰ),(Ⅰ)轉(zhuǎn)移一個(gè)負(fù)離子給質(zhì)子給予體(AH),產(chǎn)生一分子氫 氣和形成小量的2-氨基吡啶(Ⅱ),此小量的(Ⅱ)又可以作為質(zhì)子的給予體,最后的產(chǎn)物是2-氨基吡啶的鈉鹽,用水分解得 到2-氨基吡啶:
反應(yīng)實(shí)例
吡啶類化合物不易進(jìn)行硝化,用硝基還原法制備氨基吡啶甚為困難。本反應(yīng)是在雜環(huán)上引入氨基的簡便有效的方法,廣泛適用于各種氮雜芳環(huán),如苯并咪唑、異喹啉、吖啶和菲啶類化合物均能發(fā)生本反應(yīng)。
Claisen 酯縮合反應(yīng)
含有α-氫的酯在醇鈉等堿性縮合劑作用下發(fā)生縮合作用,失去一分子醇得到β-酮酸酯。如2分子乙酸乙酯在金屬鈉和少量 乙醇作用下發(fā)生縮合得到乙酰乙酸乙酯。
二元羧酸酯的分子內(nèi)酯縮合見Dieckmann縮合反應(yīng)。
反應(yīng)機(jī)理
乙酸乙酯的α-氫酸性很弱(pKa-24.5),而乙醇鈉又是一個(gè)相對(duì)較弱的堿(乙醇的pKa~15.9),因此,乙酸乙酯與乙醇鈉作用所 形成的負(fù)離子在平衡體系是很少的。但由于最后產(chǎn)物乙酰乙酸乙酯是一個(gè)比較強(qiáng)的酸,能與乙醇鈉作用形成穩(wěn)定的負(fù)離子,從 而使平衡朝產(chǎn)物方向移動(dòng)。所以,盡管反應(yīng)體系中的乙酸乙酯負(fù)離子濃度很低,但一形成后,就不斷地反應(yīng),結(jié)果反應(yīng)還是可以順利完成。
常用的堿性縮合劑除乙醇鈉外,還有叔丁醇鉀、叔丁醇鈉、氫化鉀、氫化鈉、三苯甲基鈉、二異丙氨基鋰(LDA)和Grignard 試
劑等。
反應(yīng)實(shí)例
如果酯的α-碳上只有一個(gè)氫原子,由于酸性太弱,用乙醇鈉難于形成負(fù)離子,需要用較強(qiáng)的堿才能把酯變?yōu)樨?fù)離子。如異 丁酸乙酯在三苯甲基鈉作用下,可以進(jìn)行縮合,而在乙醇鈉作用下則不能發(fā)生反應(yīng):
兩種不同的酯也能發(fā)生酯縮合,理論上可得到四種不同的產(chǎn)物,稱為混合酯縮合,在制備上沒有太大意義。如果其中一個(gè) 酯分子中既無α-氫原子,而且烷氧羰基又比較活潑時(shí),則僅生成一種縮合產(chǎn)物。如苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯等。與其它含α-氫原子的酯反應(yīng)時(shí),都只生成一種縮合產(chǎn)物。
實(shí)際上這個(gè)反應(yīng)不限于酯類自身的縮合,酯與含活潑亞甲基的化合物都可以發(fā)生這樣的縮合反應(yīng),這個(gè)反應(yīng)可以用下列通
式表示:
Claisen—Schmidt 反應(yīng)
一個(gè)無α.氫原子的醛與一個(gè)帶有α.氫原子的脂肪族醛或酮在稀氫氧化鈉水溶液或醇溶液存在下發(fā)生縮合反應(yīng),并失水得到α,β.不飽和醛或酮:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Claisen 重排 烯丙基芳基醚在高溫(200°C)下可以重排,生成烯丙基酚。
當(dāng)烯丙基芳基醚的兩個(gè)鄰位未被取代基占滿時(shí),重排主要得到鄰位產(chǎn)物,兩個(gè)鄰位均被取代基占據(jù)時(shí),重排得到對(duì)位產(chǎn)物。對(duì)位、鄰位均被占滿時(shí)不發(fā)生此類重排反應(yīng)。
交叉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)證明:Claisen重排是分子內(nèi)的重排。采用 g-碳 14C 標(biāo)記的烯丙基醚進(jìn)行重排,重排后 g-碳原子與苯環(huán)相 連,碳碳雙鍵發(fā)生位移。兩個(gè)鄰位都被取代的芳基烯丙基酚,重排后則仍是a-碳原子與苯環(huán)相連。
反應(yīng)機(jī)理
Claisen 重排是個(gè)協(xié)同反應(yīng),中間經(jīng)過一個(gè)環(huán)狀過渡態(tài),所以芳環(huán)上取代基的電子效應(yīng)對(duì)重排無影響。
從烯丙基芳基醚重排為鄰烯丙基酚經(jīng)過一次[3,3]s 遷移和一次由酮式到烯醇式的互變異構(gòu);兩個(gè)鄰位都被取代基占據(jù)的 烯丙基芳基酚重排時(shí)先經(jīng)過一次[3,3]s 遷移到鄰位(Claisen 重排),由于鄰位已被取代基占據(jù),無法發(fā)生互變異構(gòu),接著又發(fā)生一次[3,3]s 遷移(Cope 重排)到對(duì)位,然后經(jīng)互變異構(gòu)得到對(duì)位烯丙基酚。
取代的烯丙基芳基醚重排時(shí),無論原來的烯丙基雙鍵是Z-構(gòu)型還是E-構(gòu)型,重排后的新雙鍵的構(gòu)型都是E-型,這是因?yàn)橹嘏?/p>
反應(yīng)所經(jīng)過的六員環(huán)狀過渡態(tài)具有穩(wěn)定椅式構(gòu)象的緣故。
反應(yīng)實(shí)例
Claisen 重排具有普遍性,在醚類化合物中,如果存在烯丙氧基與碳碳相連的結(jié)構(gòu),就有可能發(fā)生Claisen 重排。
Clemmensen 還原
醛類或酮類分子中的羰基被鋅汞齊和濃鹽酸還原為亞甲基:
此法只適用于對(duì)酸穩(wěn)定的化合物。對(duì)酸不穩(wěn)定而對(duì)堿穩(wěn)定的化合物可用Wolff-Kishner-黃鳴龍反應(yīng)還原。
反應(yīng)機(jī)理
本反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理較復(fù)雜,目前尚不很清楚。
反應(yīng)實(shí)例 Combes 喹啉合成法
Combes合成法是合成喹啉的另一種方法,是用芳胺與1,3-二羰基化合物反應(yīng),首先得到高產(chǎn)率的β-氨基烯酮,然后在濃硫
酸作用下,羰基氧質(zhì)子化后的羰基碳原子向氨基鄰位的苯環(huán)碳原子進(jìn)行親電進(jìn)攻,關(guān)環(huán)后,再脫水得到喹啉。
反應(yīng)機(jī)理
在氨基的間位有強(qiáng)的鄰、對(duì)位定位基團(tuán)存在時(shí),關(guān)環(huán)反應(yīng)容易發(fā)生;但當(dāng)強(qiáng)鄰、對(duì)位定位基團(tuán)存在于氨基的對(duì)位時(shí),則不易
發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)。
反應(yīng)實(shí)例
Cope 消除反應(yīng) 叔胺的N-氧化物(氧化叔胺)熱解時(shí)生成烯烴和N,N-二取代羥胺,產(chǎn)率很高。
實(shí)際上只需將叔胺與氧化劑放在一起,不需分離出氧化叔胺即可繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng),例如在干燥的二甲亞砜或四氫呋喃中這個(gè)反應(yīng) 可在室溫進(jìn)行。此反應(yīng)條件溫和、副反應(yīng)少,反應(yīng)過程中不發(fā)生重排,可用來制備許多烯烴。當(dāng)氧化叔胺的一個(gè)烴基上二個(gè)β位有 氫原子存在時(shí),消除得到的烯烴是混合物,但是 Hofmann產(chǎn)物為主;如得到的烯烴有順反異構(gòu)時(shí),一般以 E-型為主。例如:
反應(yīng)機(jī)理
這個(gè)反應(yīng)是E2順式消除反應(yīng),反應(yīng)過程中形成一個(gè)平面的五員環(huán)過度態(tài),氧化叔胺的氧作為進(jìn)攻的堿:
要產(chǎn)生這樣的環(huán)狀結(jié)構(gòu),氨基和β-氫原子必須處于同一側(cè),并且在形成五員環(huán)過度態(tài)時(shí),α,β-碳原子上的原子基團(tuán)呈重疊 型,這樣的過度態(tài)需要較高的活化能,形成后也很不穩(wěn)定,易于進(jìn)行消除反應(yīng)。
反應(yīng)實(shí)例
Cope 重排
1,5-二烯類化合物受熱時(shí)發(fā)生類似于 O-烯丙基重排為 C-烯丙基的重排反應(yīng)(Claisen 重排)反應(yīng)稱為Cope重排。這個(gè)反應(yīng) 30多年來引起人們的廣泛注意。1,5-二烯在150—200℃單獨(dú)加熱短時(shí)間就容易發(fā)生重排,并且產(chǎn)率非常好。Cope重排屬于周環(huán)反應(yīng),它和其它周環(huán)反應(yīng)的特點(diǎn)一樣,具有高度的立體選擇性。例如:內(nèi)消旋-3,4-二甲基-1,5-己二 烯重排后,得到的產(chǎn)物幾乎全部是(Z, E)-2,6辛二烯:
反應(yīng)機(jī)理
Cope重排是[3,3]s-遷移反應(yīng),反應(yīng)過程是經(jīng)過一個(gè)環(huán)狀過渡態(tài)進(jìn)行的協(xié)同反應(yīng):
在立體化學(xué)上,表現(xiàn)為經(jīng)過椅式環(huán)狀過渡態(tài):
反應(yīng)實(shí)例
Curtius 反應(yīng)
酰基疊氮化物在惰性溶劑中加熱分解生成異氰酸酯:
異氰酸酯水解則得到胺:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Crigee,R 反應(yīng)
1,2-二元醇類的氧化產(chǎn)物因所用的氧化劑的種類而不同。用K2Cr2O7或KMnO4氧化時(shí)生成酸類。用特殊氧化劑四乙醋酸鉛在 CH3COOH或苯等不活潑有機(jī)溶劑中緩和氧化,生成二分子羰基化合物(醛或酮)。氧化反應(yīng)也可以在酸催化劑(三氯醋酸)存在下進(jìn)行。本反應(yīng)被廣泛地應(yīng)用于研究醇類結(jié)構(gòu)及制備醛、酮類,產(chǎn)率很高。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)過程中先生成環(huán)酯中間產(chǎn)物,進(jìn)一步C--C鍵裂開成醛或酮。酸催化的場合,反應(yīng)歷程可以用下式表示
:
反應(yīng)實(shí)例
Dakin 反應(yīng)
酚醛或酚酮類用H2O2在NaOH存在下氧化時(shí),可將分子中的-CHO基或CH3CO-基被-OH基所置換,生成相對(duì)應(yīng)的酚類。本反應(yīng)可利用以制備多遠(yuǎn)酚類。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Elbs 反應(yīng)
羰基的鄰位有甲基或亞甲基的二芳基酮,加熱時(shí)發(fā)生環(huán)化脫氫作用,生成蒽的衍生物:
由于這個(gè)反應(yīng)通常是在回流溫度或高達(dá)400-450 °C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,不用催化劑和溶劑,直到反應(yīng)物沒有水放出為 止,在這樣的高溫條件下,一部分原料和產(chǎn)物發(fā)生碳化,部分原料酮被釋放出的水所裂解,烴基發(fā)生消除或降解以及分子重排等副反應(yīng),致使產(chǎn)率不高。
反應(yīng)機(jī)理
本反應(yīng)的機(jī)理尚不清楚。
反應(yīng)實(shí)例
Edvhweiler-Clarke 反應(yīng)
在過量甲酸存在下,一級(jí)胺或二級(jí)胺與甲醛反應(yīng),得到甲基化后的三級(jí)胺:
甲醛在這里作為一個(gè)甲基化試劑。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Elbs,K.過硫酸鉀氧化法 將一元酚類或類似化合物用過硫酸鉀在堿性溶液中氧化羥基引入在原有羥基的對(duì)位或鄰位,生成二元酚類。分子中的醛基或雙鍵等都不影響。產(chǎn)率約20~48%。過硫酸鉀的水溶液在加熱時(shí)放出氧:
芳伯胺類如用本試劑氧化時(shí),變成硝基化合物。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Favorskii 重排
a-鹵代酮在氫氧化鈉水溶液中加熱重排生成含相同碳原子數(shù)的羧酸;如為環(huán)狀a-鹵代酮,則導(dǎo)致環(huán)縮小。
此法可用于合成張力較大的四員環(huán)。
如用醇鈉的醇溶液,則得羧酸酯:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Favorskii 重排
a-鹵代酮在氫氧化鈉水溶液中加熱重排生成含相同碳原子數(shù)的羧酸;如為環(huán)狀a-鹵代酮,則導(dǎo)致環(huán)縮小。
如用醇鈉的醇溶液,則得羧酸酯:
此法可用于合成張力較大的四員環(huán)。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Friedel-Crafts 烷基化反應(yīng)
芳烴與鹵代烴、醇類或烯類化合物在Lewis催化劑(如AlCl3,F(xiàn)eCl3, H2SO4, H3PO4, BF3, HF等)存在下,發(fā)生芳環(huán)的烷基化反應(yīng)。
鹵代烴反應(yīng)的活潑性順序?yàn)椋篟F > RCl > RBr > RI;當(dāng)烴基超過3個(gè)碳原子時(shí),反應(yīng)過程中易發(fā)生重排。
反應(yīng)機(jī)理
首先是鹵代烴、醇或烯烴與催化劑如三氯化鋁作用形成碳正離子:
所形成的碳正離子可能發(fā)生重排,得到較穩(wěn)定的碳正離子:
碳正離子作為親電試劑進(jìn)攻芳環(huán)形成中間體s-絡(luò)合物,然后失去一個(gè)質(zhì)子得到發(fā)生親電取代產(chǎn)物:
反應(yīng)實(shí)例
Friedel-Crafts ?;磻?yīng)
芳烴與?;噭┤珲{u、酸酐、羧酸、烯酮等在Lewis酸(通常用無水三氯化鋁)催化下發(fā)生?;磻?yīng),得到芳香酮:
這是制備芳香酮類最重要的方法之一,在?;胁话l(fā)生烴基的重排。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Fries 重排
酚酯在Lewis酸存在下加熱,可發(fā)生酰基重排反應(yīng),生成鄰羥基和對(duì)羥基芳酮的混合物。重排可以在硝基苯、硝基甲烷等溶 劑中進(jìn)行,也可以不用溶劑直接加熱進(jìn)行。
鄰、對(duì)位產(chǎn)物的比例取決于酚酯的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)條件和催化劑等。例如,用多聚磷酸催化時(shí)主要生成對(duì)位重排產(chǎn)物,而用四 氯化鈦催化時(shí)則主要生成鄰位重排產(chǎn)物。反應(yīng)溫度對(duì)鄰、對(duì)位產(chǎn)物比例的影響比較大,一般來講,較低溫度(如室溫)下重排有 利于形成對(duì)位異構(gòu)產(chǎn)物(動(dòng)力學(xué)控制),較高溫度下重排有利于形成鄰位異構(gòu)產(chǎn)物(熱力學(xué)控制)。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Fischer,O-Hepp,E 重排
N-亞硝基芳胺用鹽酸或氫溴酸或其乙醇溶液處理時(shí)氨基氮上的亞硝基轉(zhuǎn)移到芳核上去形成p-亞硝基芳胺(對(duì)位重排):
通常發(fā)生對(duì)位重排,但在奈系化合物中如N-亞硝基-N-加基-2-奈胺則發(fā)生鄰位重排成1-亞硝基化合物:
反應(yīng)機(jī)理
在HCl存在下,N-亞硝基化合物首先解離成仲胺及NOCl然后進(jìn)行亞硝基化:
Gabriel 合成法
鄰苯二甲酰亞胺與氫氧化鉀的乙醇溶液作用轉(zhuǎn)變?yōu)猷彵蕉柞啺符},此鹽和鹵代烷反應(yīng)生成N-烷基鄰苯二甲酰亞胺,然后 在酸性或堿性條件下水解得到一級(jí)胺和鄰苯二甲酸,這是制備純凈的一級(jí)胺的一種方法。
有些情況下水解很困難,可以用肼解來代替:
反應(yīng)機(jī)理
鄰苯二甲酰亞胺鹽和鹵代烷的反應(yīng)是親核取代反應(yīng),取代反應(yīng)產(chǎn)物的水解過程與酰胺的水解相似。
反應(yīng)實(shí)例
Gattermann 反應(yīng)
重氮鹽用新制的銅粉代替亞銅鹽(見Sandmeyer反應(yīng))作催化劑,與濃鹽酸或氫溴酸發(fā)生置換反應(yīng)得到氯代或溴代芳烴:
本法優(yōu)點(diǎn)是操作比較簡單,反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,缺點(diǎn)是其產(chǎn)率一般較Sandmeyer反應(yīng)低。
反應(yīng)機(jī)理 見Sandmeyer反應(yīng)
反應(yīng)實(shí)例
Gattermann-Koch 反應(yīng)
芳香烴與等分子的一氧化碳及氯化氫氣體在加壓和催化劑(三氯化鋁及氯化亞銅)存在下反應(yīng),生成芳香醛:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Hantzsch 合成法
兩分子b-羰基酸酯和一分子醛及一分子氨發(fā)生縮合反應(yīng),得到二氫吡啶衍生物,再用氧化劑氧化得到吡啶衍生物。這是一個(gè) 很普遍的反應(yīng),用于合成吡啶同系物。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)過程可能是一分子b-羰基酸酯和醛反應(yīng),另一分子b-羰基酸酯和氨反應(yīng)生成b-氨基烯酸酯,所生成的這兩個(gè)化合物再
發(fā)生Micheal加成反應(yīng),然后失水關(guān)環(huán)生成二氫吡啶衍生物,它很溶液脫氫而芳構(gòu)化,例如用亞硝酸或鐵氰化鉀氧化得到吡啶
衍生物:
反應(yīng)實(shí)例
Gomberg-Bachmann 反應(yīng)
芳香重氮鹽在堿性條件下與其它芳香族化合物偶聯(lián)生成聯(lián)苯或聯(lián)苯衍生物:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Haworth 反應(yīng)
萘和丁二酸酐發(fā)生Friedel-Crafts?;磻?yīng)然后按標(biāo)準(zhǔn)的方法還原、關(guān)環(huán)、還原、脫氫得到多環(huán)芳香族化合物。
反應(yīng)機(jī)理
見Friedel-Crafts?;磻?yīng)
反應(yīng)實(shí)例
Hell-Volhard-Zelinski 反應(yīng)
羧酸在催化量的三鹵化磷或紅磷作用下,能與鹵素發(fā)生a-鹵代反應(yīng)生成a-鹵代酸:
本反應(yīng)也可以用酰鹵作催化劑。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Hinsberg 反應(yīng)
伯胺、仲胺分別與對(duì)甲苯磺酰氯作用生成相應(yīng)的對(duì)甲苯磺酰胺沉淀,其中伯胺生成的沉淀能溶于堿(如氫氧化鈉)溶液,仲胺生成的沉淀則不溶,叔胺與對(duì)甲苯磺酰氯不反應(yīng)。此反應(yīng)可用于伯仲叔胺的分離與鑒定。
Hofmann 烷基化
鹵代烷與氨或胺發(fā)生烷基化反應(yīng),生成脂肪族胺類:
由于生成的伯胺親核性通常比氨強(qiáng),能繼續(xù)與鹵代烴反應(yīng),因此本反應(yīng)不可避免地產(chǎn)生仲胺、叔胺和季銨鹽,最后得到的往 往是多種產(chǎn)物的混合物。
用大過量的氨可避免多取代反應(yīng)的發(fā)生,從而可得到良好產(chǎn)率的伯胺。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)為典型的親核取代反應(yīng)(SN1或SN2)反應(yīng)實(shí)例
Hofmann 消除反應(yīng)
季銨堿在加熱條件下(100--200°C)發(fā)生熱分解,當(dāng)季銨堿的四個(gè)烴基都是甲基時(shí),熱分解得到甲醇和三甲胺:
如果季銨堿的四個(gè)烴基不同,則熱分解時(shí)總是得到含取代基最少的烯烴和叔胺:
反應(yīng)實(shí)例
Hofmann 重排(降解)
酰胺用溴(或氯)在堿性條件下處理轉(zhuǎn)變?yōu)樯僖粋€(gè)碳原子的伯胺:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Houben-Hoesch 反應(yīng)
酚或酚醚在氯化氫和氯化鋅等Lewis酸的存在下,與腈作用,隨后進(jìn)行水解,得到?;踊蝓;用眩?/p>
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)機(jī)理較復(fù)雜,目前尚未完全闡明
反應(yīng)實(shí)例
Hunsdieecker 反應(yīng)
干燥的羧酸銀鹽在四氯化碳中與鹵素一起加熱放出二氧化碳,生成比原羧酸少一個(gè)碳原子的鹵代烴:
X = Br , Cl , I 反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Kiliani 氯化增碳法
糖在少量氨的存在下與氫氰酸加成得到a-羥基腈,經(jīng)水解得到相應(yīng)的糖酸,此糖酸極易轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)酯,將此內(nèi)酯在含水的乙醚或水溶液中用鈉汞齊還原,得到比原來的糖多一個(gè)碳原子的醛糖。
反應(yīng)實(shí)例
Knoevenagel 反應(yīng)
含活潑亞甲基的化合物與醛或酮在弱堿性催化劑(氨、伯胺、仲胺、吡啶等有機(jī)堿)存在下縮合得到a,b-不飽和化合物。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Koble 反應(yīng)
脂肪酸鈉鹽或鉀鹽的濃溶液電解時(shí)發(fā)生脫羧,同時(shí)兩個(gè)烴基相互偶聯(lián)生成烴類:
如果使用兩種不同脂肪酸的鹽進(jìn)行電解,則得到混合物:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
有機(jī)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
Kolbe,H.Syntbexis of Nitroparsffini 合成
將含等摩爾的α-鹵代羧酸與亞硝酸鈉或鉀的水溶液加熱時(shí),生成-硝基脂肪酸鈉中間體,繼續(xù)加熱起分解作用,失去CO2轉(zhuǎn)變 成硝基烷類及NaHCO3.本方法僅可適用于小量制備碳原子數(shù)在以下的硝基烷類(特別適宜于制備硝基甲烷及硝基乙烷).而b-鹵代 羧酸與亞硝酸鉀作用生成產(chǎn)物不能放出CO2,故不能發(fā)生此反應(yīng).反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Leuckart 反應(yīng)
醛或酮在高溫下與甲酸銨反應(yīng)得伯胺:
除甲酸銨外,反應(yīng)也可以用取代的甲酸銨或甲酰銨。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)中甲酸銨一方面提供氨,另一方面又作為還原劑。
反應(yīng)實(shí)例
Lossen 反應(yīng)
異羥肟酸或其?;镌趩为?dú)加熱或在堿、脫水劑(如五氧化二磷、乙酸酐、亞硫酰氯等)存在下加熱發(fā)生重排生成異氰酸 酯,再經(jīng)水解、脫羧得伯胺:
本重排反應(yīng)后來有過兩種改進(jìn)方法。
反應(yīng)機(jī)理
本重排反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理與 Hofmann 重排、Curtius 反應(yīng)、Schmidt 反應(yīng)機(jī)理相類似,也是形成異氰酸酯中間體:
在重排步驟中,R的遷移和離去基團(tuán)的離去是協(xié)同進(jìn)行的。當(dāng)R是手性碳原子時(shí),重排后其構(gòu)型保持不變:
反應(yīng)實(shí)例
Mannich 反應(yīng)
含有a-活潑氫的醛、酮與甲醛及胺(伯胺、仲胺或氨)反應(yīng),結(jié)果一個(gè)a-活潑氫被胺甲基取代,此反應(yīng)又稱為胺甲基化反應(yīng),所得產(chǎn)物稱為Mannich堿。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Meerwein-Ponndorf 反應(yīng)
醛或酮與異丙醇鋁在異丙醇溶液中加熱,還原成相應(yīng)的醇,而異丙醇則氧化為丙酮,將生成的丙酮由平衡物中慢慢蒸出來,使反應(yīng)朝產(chǎn)物方向進(jìn)行。這個(gè)反應(yīng)相當(dāng)于Oppenauer氧化的逆向反應(yīng)。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Michael 加成反應(yīng) 一個(gè)親電的共軛體系和一個(gè)親核的碳負(fù)離子進(jìn)行共軛加成,稱為Micheal加成:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Martius,C.A.重排
N-烷基苯胺類的鹵氫酸在長時(shí)間加熱時(shí)(200~300),則烷基易起重排(轉(zhuǎn)移到芳核上的鄰或?qū)ξ簧希┒墒章蕵O高的C-烷基苯胺的鹵酸鹽類(C-alkyl-aniline hydrochlorides).本反應(yīng)在理論和實(shí)際上均屬重要:
反應(yīng)機(jī)理
米契爾(Michael)認(rèn)為N-烷基苯胺-鹽酸鹽在加熱時(shí)離解成鹵代烷類及苯胺,然后在氨基的對(duì)位起烷基化(分子間重排)。郝金勃登反對(duì)此說: 反應(yīng)實(shí)例
Norrish Ⅰ和Ⅱ 型裂
飽和羰基化合物的光解反應(yīng)過程有兩種類型,Norrish I型和Norrish II型裂解。Norrish I型的特點(diǎn)是光解時(shí)羰基與a-碳 之間的鍵斷裂,形成酰基自由基和烴基自由基:
不對(duì)稱的酮發(fā)生I型裂解時(shí),有兩種裂解方式,一般是采取形成兩個(gè)比較穩(wěn)定自由基的裂解方式。
環(huán)酮在裂解后不發(fā)生脫羰作用,而是發(fā)生分子內(nèi)的奪氫反應(yīng),生成不飽和醛:
羰基旁若有一個(gè)三碳或大于三碳的烷基,分子有形成六員環(huán)的趨勢,在光化反應(yīng)后,就發(fā)生分子中奪氫的反應(yīng),通常是受激 發(fā)的羰基氧奪取g-形成雙自由基,然后再發(fā)生關(guān)環(huán)成為環(huán)丁醇衍生物或發(fā)生a,b-碳碳鍵的斷裂,得到烯烴或酮。光化產(chǎn)物發(fā)生a,b-碳碳鍵的斷裂稱為Norrish II型裂解反應(yīng):
Oppenauer 氧化
仲醇在叔丁醇鋁或異丙醇鋁和丙酮作用下,氧化成為相應(yīng)的酮,而丙酮?jiǎng)t還原為異丙醇。這個(gè)反應(yīng)相當(dāng)于Meerwein-Ponndorf反應(yīng)的逆向反應(yīng)。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Orton,K.J.P 重排
將乙酰苯胺的冷卻飽和水溶液用HOCl處理時(shí)得N-氯代乙酰苯胺,后者在干燥狀態(tài)及避光的條件下可以長期放置。N-氯代乙酰 苯胺的水溶液在低溫時(shí)暗處放置時(shí)也是穩(wěn)定的,如果將溶液暴露于光線下則慢慢地轉(zhuǎn)變?yōu)閜-鄰氯代乙酰苯胺,兩種異構(gòu)體的產(chǎn)
率比為60-80%;40-20%。如果將N-氯代物和鹽酸一起加熱,則幾乎定量地轉(zhuǎn)變成p-氯代物及少量o-氯代物的混合物。
又如將N-溴代-2,6-二甲基-乙酰苯胺溶于醋酸、氯苯等溶液中也會(huì)發(fā)生重排成p-位及m-位溴代異構(gòu)體:
反應(yīng)機(jī)理
Paal-Knorr 反應(yīng)
1,4-二羰基化合物在無水的酸性條件下脫水,生成呋喃及其衍生物。1,4-二羰基化合物與氨或硫化物反應(yīng),可得吡咯、噻 吩及其衍生物。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Pschorr 反應(yīng)
重氮鹽在堿性條件下發(fā)生分子內(nèi)的偶聯(lián)反應(yīng):
反應(yīng)機(jī)理
一般認(rèn)為,本反應(yīng)是通過自由基進(jìn)行的,在反應(yīng)時(shí),原料的兩個(gè)苯環(huán)必須在雙鍵的同一側(cè),并在同一個(gè)平面上。1
反應(yīng)實(shí)例
Prileschajew,N.反應(yīng)
烯屬烴類用一定量的有機(jī)過氧酸在無水的惰性有機(jī)溶劑中(CHCl3,乙醚等)低溫處理,則生成1,2-環(huán)氧化合物.通常的有機(jī)過氧 酸有過苯甲酸、過乙酸、過甲酸及過三氟乙酸。本反應(yīng)也稱為“環(huán)氧化反應(yīng)”。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Prins,H.J 反應(yīng)
普林斯發(fā)現(xiàn)在酸催化劑下,烯烴和甲醛水溶液一起加熱反應(yīng)生成1,3-二惡烷,1,3-二醇及烯丙醇等.反應(yīng)機(jī)理
1).酸催化反應(yīng):在無機(jī)酸存在下,烯烴和醛加成生成1,3-二惡烷和1,3-二醇,二者的比例因酸的濃度和溫度而異.2).金屬鹵化物催化反應(yīng):烯烴和醛在無水條件下反應(yīng),生成不飽和醇或1,3-二惡烷.其中以第三烯(如異丁烯)和聚甲醛或三氯乙醛等在AlCl3,SnCl4存在下的反應(yīng)最為重要得到不飽和醇.例如:
反應(yīng)實(shí)例
Pinacol-Pinacolone Rearrangement 重排
當(dāng)片吶醇類在稀H2SO4存在下加熱脫水時(shí)發(fā)生特殊的分子內(nèi)部的重排反應(yīng)生成片吶酮。如用鹽酸、草酸、I2/CH3COOH、CH3COOH等脫水-轉(zhuǎn)位劑以代替H2SO4可得相同的結(jié)局:
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)的關(guān)鍵是生成碳正離子: 反應(yīng)實(shí)例
當(dāng)片吶醇類在稀H2SO4存在下加熱脫水時(shí)發(fā)生特殊的分子內(nèi)部的重排反應(yīng)生成 當(dāng)片吶醇類在稀H2SO4存在下加熱脫水時(shí)發(fā)生特殊的分子內(nèi)部的重排反應(yīng)生成..Perkin,W.H 反應(yīng)
芳醛類不單能和醛、酮或酯類縮合,也能和(RCH3CO)2O型脂酸酐(α-位碳上有二個(gè)活潑氫原子者)在此酸的鈉鹽(或叔 胺)存在起“醇醛型縮合”反應(yīng)生成α,.不飽和酸類。
若干脂肪蔟醛也會(huì)起這種縮合。
反應(yīng)機(jī)理
現(xiàn)在通常認(rèn)為堿性催化劑(CH3COO-或叔胺)奪取酸酐的氫,生成一個(gè)酸酐負(fù)離子,后者和醛發(fā)生親核加成,生成中間體.-羥基酸酐,然后經(jīng)脫水和水解成α,.不飽和酸:
反應(yīng)實(shí)例
(1)苯甲醛與乙酐及乙酸鉀加熱縮合,最后生成-苯丙稀酸
(2)苯甲醛與丙酐及丙酸鈉縮合,生成α-甲基-.-苯丙稀酸:
Pictet-Spengler 合成法-異喹啉
由苯乙胺與醛在酸催化下反應(yīng)得到亞胺,然后關(guān)環(huán),所得四氫異喹啉很容易脫氫生成異喹啉。
芳環(huán)上需有活化基團(tuán),才有利于反應(yīng),如活化基團(tuán)在間位,關(guān)環(huán)在活化基團(tuán)的對(duì)位發(fā)生,活化基團(tuán)在鄰位或?qū)ξ粍t不發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)。本合成法是Bischler-Napieralski合成法的改進(jìn)方法,廣泛用于合成四氫異喹啉。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Reformatsky 反應(yīng)
醛或酮與a-鹵代酸酯和鋅在惰性溶劑中反應(yīng),經(jīng)水解后得到b-羥基酸酯。
反應(yīng)機(jī)理
首先是a-鹵代酸酯和鋅反應(yīng)生成中間體有機(jī)鋅試劑,然后有機(jī)鋅試劑與醛酮的羰基進(jìn)行加成,再水解:
反應(yīng)實(shí)例
Reimer-Tiemann 反應(yīng)
酚與氯仿在堿性溶液中加熱生成鄰位及對(duì)位羥基苯甲酸。含有羥基的喹啉、吡咯、茚等雜環(huán)化合物也能進(jìn)行此反應(yīng)。
常用的堿溶液是氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉水溶液,產(chǎn)物一般以鄰位為主,少量為對(duì)位產(chǎn)物。如果兩個(gè)鄰位都被占據(jù)則進(jìn) 入對(duì)位。不能在水中起反應(yīng)的化合物可吡啶中進(jìn)行,此時(shí)只得鄰位產(chǎn)物。
反應(yīng)機(jī)理
首先氯仿在堿溶液中形成二氯卡賓,它是一個(gè)缺電子的親電試劑,與酚的負(fù)離子(Ⅱ)發(fā)生親電取代形成中間體(Ⅲ),(Ⅲ)從溶劑或反應(yīng)體系中獲得一個(gè)質(zhì)子,同時(shí)羰基的α-氫離開形成(Ⅳ)或(Ⅴ),(Ⅴ)經(jīng)水解得到醛。
反應(yīng)實(shí)例
酚羥基的鄰位或?qū)ξ挥腥〈鶗r(shí),常有副產(chǎn)物2,2-或4,4-二取代的環(huán)己二烯酮產(chǎn)生。例如:
Reppe 合成法
烯烴或炔烴、CO與一個(gè)親核試劑如H2O, ROH, RNH2,RSH,RCOOH等在均相催化劑作用下形成羰基酸及其衍生物。
許多過渡金屬如Ni,Co,Fe,Rh,Ru,Pd等的鹽和絡(luò)合物均可作催化劑。反應(yīng)過程首先形成?;饘?,然后和水、醇、胺等發(fā)生溶劑解反應(yīng)形成酸、酯、酰胺:
Robinson 縮環(huán)反應(yīng)
含活潑亞甲基的環(huán)酮與a,b-不飽和羰基化合物在堿存在下反應(yīng),形成一個(gè)二并六員環(huán)的環(huán)系:
反應(yīng)機(jī)理
本反應(yīng)分為兩步,第一步是Micheal加成反應(yīng),第二步是羥醛縮合反應(yīng)。
反應(yīng)實(shí)例
Rosenmund 還原
酰氯用受過硫-喹啉毒化的鈀催化劑進(jìn)行催化還原,生成相應(yīng)的醛:
反應(yīng)物分子中存在硝基、鹵素、酯基等基團(tuán)時(shí),不受影響。
反應(yīng)實(shí)例
Ruff 遞降反應(yīng)
糖酸鈣在Fe3+存在下,用過氧化氫氧化,得到一個(gè)不穩(wěn)定的a-羰基酸,然后失去二氧化碳,得到低一級(jí)的醛糖:
Riley ,H.L.氧化法
含有活潑甲基化合物(特別是羰基化合物,它的羰基的鄰位具有活潑亞甲基者)在適當(dāng)溶劑中(水、乙醇、乙酸、乙酐、硝基苯、苯、二甲苯等)在100℃左右溫度時(shí),用SeO2(或H2SeO3)氧化則亞甲基(>CH2)轉(zhuǎn)變成羰基(>C=O)。
反應(yīng)機(jī)理
其機(jī)理有爭議,但是一般都認(rèn)為此機(jī)理最為合理。
反應(yīng)實(shí)例
(1)醛類氧化
(2)酮類氧化
(3)酯類氧化
(4)烴類氧化
Sandmeyer 反應(yīng)
重氮鹽用氯化亞銅或溴化亞銅處理,得到氯代或溴代芳烴:
這個(gè)反應(yīng)也可以用新制的銅粉和HCl或HBr來實(shí)現(xiàn)(Gattermann反應(yīng))。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
Schiemann 反應(yīng)
芳香重氮鹽和氟硼酸反應(yīng),生成溶解度較小的氟硼酸重氮鹽,后者加熱分解生成氟代芳烴: 1
此反應(yīng)與Sandmeyer反應(yīng)類似。
反應(yīng)機(jī)理
本反應(yīng)屬于單分子芳香親核取代反應(yīng),氟硼酸重氮鹽先是分解成苯基正離子,受到氟硼酸根負(fù)離子進(jìn)攻后得到氟代苯。
反應(yīng)實(shí)例
Schmidt 反應(yīng)
羧酸、醛或酮分別與等摩爾的疊氮酸(HN3)在強(qiáng)酸(硫酸、聚磷酸、三氯乙酸等)存在下發(fā)生分子內(nèi)重排分別得到胺、腈及酰胺:
其中以羧酸和疊氮酸作用直接得到胺的反應(yīng)最為重要。羧酸可以是直鏈脂肪族的一元或二元羧酸、脂環(huán)酸、芳香酸等;與Hofmann 重排、Curtius 反應(yīng)和Lossen 反應(yīng)相比,本反應(yīng)胺的收率較高。
反應(yīng)機(jī)理
本反應(yīng)的機(jī)理與Hofmann 重排、Curtius 反應(yīng)和Lossen 反應(yīng)機(jī)理相似,也是形成異氰酸酯中間體:
當(dāng)R為手性碳原子時(shí),重排后手性碳原子的構(gòu)型不變:
反應(yīng)實(shí)例
Skraup 合成法
苯胺(或其他芳胺)、甘油、硫酸和硝基苯(相應(yīng)于所用芳胺)、五氧化二砷(As2O5)或三氯化鐵等氧化劑一起反應(yīng),生 成喹啉。本合成法是合成喹啉及衍生物最重要的合成法。
苯胺環(huán)上間位有給電子取代基時(shí),主要在給電子取代基的對(duì)位關(guān)環(huán),得7-取代喹啉;當(dāng)苯胺環(huán)上間位有吸電子取代基團(tuán)時(shí),則主要在吸電子取代基團(tuán)的鄰位關(guān)環(huán),得5-取代喹啉。很多喹啉類化合物,均可用此法進(jìn)行合成。
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實(shí)例
也可用α,β-不飽和醛或酮代替甘油,或用飽和醛發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)得到α,β-不飽和醛再進(jìn)行反應(yīng),其結(jié)果是一樣的。1
Sommelet-Hauser 反應(yīng)
苯甲基季銨鹽用氨基鈉(或氨基鉀)處理時(shí)得到苯甲基三級(jí)胺:
苯甲基硫Yilide重排生成(2-甲基苯基)-二甲硫醚:
反應(yīng)機(jī)理
一般認(rèn)為反應(yīng)先是發(fā)生[2,3]s 遷移,然后互變異構(gòu)得到重排產(chǎn)物:
反應(yīng)實(shí)例
Stephen 還原-氰還原為醛
腈與氯化氫反應(yīng),再用無水氯化亞錫的乙醚懸浮液還原,水解生成醛:
反應(yīng)實(shí)例
Stevens 重排
季銨鹽分子中與氮原子相連的碳原子上具有吸電子的取代基Y時(shí),在強(qiáng)堿作用下,得到一個(gè)重排的三級(jí)胺:
Y = RCO , ROOC , Ph等,最常見的遷移基團(tuán)為烯丙基、二苯甲基、3-苯基丙炔基、苯甲酰甲基等。
硫Ylide也能發(fā)生這樣的反應(yīng):
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)的第一步是堿奪取酸性的a-氫原子形成內(nèi)鎓鹽,然后重排得三級(jí)胺。
硫Ylide的反應(yīng)是通過溶劑化的緊密自由基對(duì)進(jìn)行的,重排時(shí),與硫原子相連的苯甲基轉(zhuǎn)移到硫的a-碳原子上。
由于自由基對(duì)的結(jié)合非???,因此,當(dāng)苯甲基的碳原子是個(gè)手性碳原子時(shí),重排后其構(gòu)型保持不變。
反應(yīng)實(shí)例
第三篇:高二有機(jī)化學(xué)反應(yīng)方程式小結(jié)
高二有機(jī)化學(xué)反應(yīng)方程式小結(jié)
有機(jī)化學(xué)反應(yīng)方程式小結(jié)
一.取代反應(yīng)1.CH4+Cl2--光→CH3Cl+HCl C2H6+Cl2-光→C2H5Cl+HCl
2.C6H6+Br2—Fe→C6H5Br+HBr 3.C2H5OH+HBr--加熱→C2H5Br+H2O
4.C6H6+HNO3--H2SO4水浴加熱→C6H5NO2+H2O
6.C6H5Cl+H2O--NaOHCu,高溫,加壓→C6H5OH+HCl
7.C2H5Cl+H2O—NaOH→C2H5OH+HCl
8.CH3COOC2H5+H2O--無機(jī)酸或堿→CH3COOH+C2H5OH
9.(C17H35COO)3C3H5+3NaOH→C3H5(OH)3+3C17H35COOH
二.加成反應(yīng)
10.CH2=CH2+H2→Ni加熱→CH3CH13.CH2=CH2+HCl--催化劑,加熱→CH3CH2Cl
14.C2H2+H2--Ni,加熱→CH2=CHC2H2+2H2--Ni,加熱→CH3CH3
15.C2H2+2HCl--催化劑,加熱→CH3CHCl2
16.CH2=CH-CH=CH2+Br2→CH2=CH-CHBr-CH2Br
17.CH2=CH-CH=CH2+Br2→CH2Br-CH=CH-CH2Br
18.CH2=CH-CH=CH2+2Br2→BrCH2-CHBr-CHBr-CH2Br
19.CH3CHO+H2–Ni→CH3CH2OH
20.CH2OH-(CHOH)4-CHO+H2--Ni→CH2OH-(CHOH)4-CH2OH
21.C6H6+3H2—Ni→C6H12(環(huán)己烷)
22.C6H6+3Cl2--光→C6H6Cl6(六六六)
23.CH2=CH2+H2O--H2SO4或H3PO4,加熱,加壓→CH3CH2OH
三.消去反應(yīng)
24.CH3CH2OH--濃H2SO4,170℃→CH2=CH2↑+H2O
25.CH3CH2Br+NaOH--醇,加熱→CH2=CH2↑+NaBr+H2O
四.酯化反應(yīng)(亦是取代反應(yīng))
26.CH3COOH+CH3CH2OH--濃H2SO4,加熱→CH3COOC2H5+H2O
27.C3H5(OH)3+3HNO3--濃H2SO4→C3H5(ONO2)3+3H2O
28.[C6H7O2(OH)3]n+3nHNO3(濃)--濃H2SO4→[C6H7O2(ONO2)3]n+3nH2O
29.[C6H7O2(OH)3]n+3nCH3COOH--濃H2SO4→[C6H7O2(OOCCH3)3]n+3nH2O
30.葡萄糖+乙酸乙酸酐
五.水解(鹵代烴、酯、油脂的水解見上,亦是取代反應(yīng))
31.CH3COONa+H2O→CH3COOH+NaOH
32.CH3CH2ONa+H2O→CH3CH2OH+NaOH
33.C6H5ONa+H2O→C6H5OH+NaOH
34.C17H35COONa+H2O→C17H35COOH+NaOH
35.(C6H10O5)n+nH2O--淀粉酶→nC12H22O1淀粉麥芽糖
36.2(C6H10O5)n+nH2O--H2SO4,加熱→nC6H12O6
淀粉葡萄糖
37.(C6H10O5)n+nH2O--H2SO4,常時(shí)間加熱→nC6H12O6
纖維素葡萄糖
38.C12H22O11+H2O--H2SO4→C6H12O6+C6H12O6
蔗糖葡萄糖果糖
39.C12H22O11+H2O--H2SO4→2C6H12O6
麥芽糖葡萄糖
40.蛋白質(zhì)--胃蛋白酶或胰蛋白酶→各種a-氨基酸
六.氧化反應(yīng)
(一)被強(qiáng)氧化劑氧化
41.2C2H5OH+O2--Cu或Ag→2CH3CHO+2H2O
42.C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+熱
43.2CH3CHO+O2→2CH3COOH
★44.5CH2=CH2+6KMnO4+18H2SO4→6K2SO4+10CO2+12MnSO4+28H2O
★45.5C6H5CH3+6KMnO4+9H2SO4→5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14H2O
★46.5C6H5CH2CH3+12KMnO4+18H2SO4→5C6H5COOH+5CO2+6K2SO4+12MnSO4+28H2O
(二)被弱氧化劑氧化
47.CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
48.CH3CHO+2Cu(OH)2加熱→CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
49.CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OH→CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
50.CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2--加熱→CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O
51.HCOOH+2[Ag(NH3)2]OH→NH4HCO3+2Ag↓+3NH3+H2O
52.HCOOH+2Cu(OH)2加熱→CO2+Cu2O↓+3H2O
53.HCOONa+2[Ag(NH3)2]OH→NaHCO3+4NH3+2Ag↓+H2O
54.HCOONH4+2[Ag(NH3)2]OH→NH4HCO3+2Ag↓+4NH3+H2O
55.HCOOR+2[Ag(NH3)2]OH→NH4OCOOR+2Ag↓+3NH3+H2O
56.HCHO+2[Ag(NH3)2]OH→HCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
57.HCHO+4[Ag(NH3)2]OH→NH4HCO3+4Ag↓+7NH3+2H2O
58.HCHO+4Cu(OH)2加熱→CO2+2Cu2O↓+5H2O
七.還原反應(yīng)
59.CH3COCH3+H2--Ni→CH3CHOHCH360.HCHO+H2--Ni→CH3OH
61.C6H5CH=CH2+4H2--Ni→C6H11CH2CH3
八.加聚反應(yīng)
62.nCH2=CH2→[CH2-CH2]n63.nCH3-CH=CH2→[CH-CH2]n
64.nCH2=CHX→[CH2-CH]n65.nCF2=CF2→[CF2-CF2]n
66.nCH2=CHCN→[CH2-CH]n67.nCH2=C-COOCH3→[CH2-C]n
68.nCH2=C-CH=CH2→[CH2-C=CH-CH2]n
69.nCH2=CH-CH=CH2→[CH2-CH=CH-CH2]n
70.nCH2=CH-CH=CH2+nC6H5CH=CH2→
[CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH]n或[CH2-CH=CH-CH2-CH-CH2]n
71.3CHCH→C6H6(苯)72.nCH2=CH2+nCH3-CH=CH2→
[CH2-CH-CH2-CH2]n或[CH-CH2-CH2-CH2]n
九.縮聚反應(yīng)
72.H-N-CH2-C-OH+H-N-CH2-C-OH+...→H-N-CH2-C-N-CH2-C-...+nH2O
73.nC6H5OH+nHCHO---濃HCl,加熱→[C6H3OHCH2]n+nH2O
74.HOOC--COOH+nHO-CH2CH2-OH→[CO--COOCH2CH2O]n+2nH2O
十.其他
(一)有機(jī)物跟鈉的反應(yīng)
75.2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H76.2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑
77.2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑
(二)炭化
78.C12H22O11--濃H2SO4→12C+11H2O
(三)分子間脫水
79.2C2H5OH--濃H2SO4,140℃→C2H5OC2H5+H2O
(四)氨基酸的兩性
80.CH2-COOH+HCl→[CH2-COOH]Cl-
81.CH2-COOH+NaOH→CH2-COONa+H2O
甲烷燃燒
CH4+2O2→CO2+2H2O(條件為點(diǎn)燃)
甲烷隔絕空氣高溫分解
甲烷分解很復(fù)雜,以下是最終分解。CH4→C+2H2(條件為高溫高壓,催化劑)
甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng) CH4+Cl2→CH3Cl+HCl CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl CHCl3+Cl2→CCl4+HCl(條件都為光照。)
實(shí)驗(yàn)室制甲烷
CH3COONa+NaOH→Na2CO3+CH4(條件是CaO 加熱)
乙烯燃燒
CH2=CH2+3O2→2CO2+2H2O(條件為點(diǎn)燃)
乙烯和溴水
CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
乙烯和水
CH2=CH2+H20→CH3CH2OH(條件為催化劑)
乙烯和氯化氫
CH2=CH2+HCl→CH3-CH2Cl
乙烯和氫氣
CH2=CH2+H2→CH3-CH3(條件為催化劑)
乙烯聚合
nCH2=CH2→-[-CH2-CH2-]n-(條件為催化劑)
氯乙烯聚合
nCH2=CHCl→-[-CH2-CHCl-]n-(條件為催化劑)
實(shí)驗(yàn)室制乙烯
CH3CH2OH→CH2=CH2↑+H2O(條件為加熱,濃H2SO4)
乙炔燃燒
C2H2+3O2→2CO2+H2O(條件為點(diǎn)燃)
乙炔和溴水 C2H2+2Br2→C2H2Br4
乙炔和氯化氫
兩步反應(yīng):C2H2+HCl→C2H3Cl--------C2H3Cl+HCl→C2H4Cl2
乙炔和氫氣
兩步反應(yīng):C2H2+H2→C2H4→C2H2+2H2→C2H6(條件為催化劑)
實(shí)驗(yàn)室制乙炔
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
以食鹽、水、石灰石、焦炭為原料合成聚乙烯的方程式。CaCO3 === CaO + CO2 2CaO+5C===2CaC2+CO2 CaC2+2H2O→C2H2+Ca(OH)2 C+H2O===CO+H2-----高溫
C2H2+H2→C2H4----乙炔加成生成乙烯 C2H4可聚合苯燃燒
2C6H6+15O2→12CO2+6H2O(條件為點(diǎn)燃)
苯和液溴的取代 C6H6+Br2→C6H5Br+HBr
苯和濃硫酸濃硝酸
C6H6+HNO3→C6H5NO2+H2O(條件為濃硫酸)
苯和氫氣
C6H6+3H2→C6H12(條件為催化劑)
乙醇完全燃燒的方程式
C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O(條件為點(diǎn)燃)
乙醇的催化氧化的方程式
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O(條件為催化劑)(這是總方程式)
乙醇發(fā)生消去反應(yīng)的方程式
CH3CH2OH→CH2=CH2+H2O(條件為濃硫酸 170攝氏度)
兩分子乙醇發(fā)生分子間脫水
2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O(條件為催化劑濃硫酸 140攝氏度)
乙醇和乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)的方程式 CH3COOH+C2H5OH→CH3COOC2H5+H2O
乙酸和鎂
Mg+2CH3COOH→(CH3COO)2Mg+H2
乙酸和氧化鈣
2CH3COOH+CaO→(CH3CH2)2Ca+H2O
乙酸和氫氧化鈉
CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH
乙酸和碳酸鈉
Na2CO3+2CH3COOH→2CH3COONa+H2O+CO2↑
甲醛和新制的氫氧化銅
HCHO+4Cu(OH)2→2Cu2O+CO2↑+5H2O
乙醛和新制的氫氧化銅
CH3CHO+2Cu→Cu2O(沉淀)+CH3COOH+2H2O
乙醛氧化為乙酸
2CH3CHO+O2→2CH3COOH(條件為催化劑或加溫)
生加成、聚合、氧化反應(yīng)等。烯烴是指含有C=C鍵的碳?xì)浠衔铩儆诓伙柡蜔N。烯烴分子通式為CnH2n,非極性分子,不溶或微溶于水。容
第四篇:化學(xué)反應(yīng)方程式總結(jié)
二、熟記下列物質(zhì)的化學(xué)式:
1、單質(zhì):H2氫氣 O2氧氣 N2氮?dú)?C碳 P磷 S硫 Fe鐵 Cu銅 Hg汞
2、化合物
(1)氧化物:
H2O水 CO2二氧化碳 CO一氧化碳 SO2二氧化硫 SO3三氧化硫 P2O5五氧化二磷 Fe2O3氧化鐵 Fe3O4四氧化三鐵 CaO氧化鈣 MgO氧化鎂 CuO氧化銅 ZnO氧化鋅 FeO氧化亞鐵 MnO2二氧化錳 Na2O氧化鈉
(2)酸:
HCl鹽酸 H2SO4硫酸 HNO3硝酸 H3PO4磷酸 H2CO3碳酸 H2SO3亞硫酸
(3)堿:
NaOH氫氧化鈉 KOH氫氧化鉀 Ca(OH)2氫氧化鈣 Ba(OH)2氫氧化鋇 Cu(OH)2氫氧化銅 Fe(OH)3氫氧化鐵 Fe(OH)2氫氧化亞鐵 Al(OH)3氫氧化鋁 Mg(OH)2氫氧化鎂
(4)鹽:
NaCl氯化鈉 Na2CO3碳酸鈉 ZnCl2氯化鋅 CaCl2氯化鈣 KCl氯化鉀 Na2SO4硫酸鈉 CuSO4硫酸銅 AgCl氯化銀 FeCl3氯化鐵 FeCl2氯化亞鐵 AlCl3氯化鋁 FeSO4硫酸亞鐵 Fe2(SO4)3硫酸鐵 ZnSO4硫酸鋅 CaCO3碳酸鈣 BaCl2氯化鋇 BaSO4硫酸鋇 KClO3氯酸鉀 KMnO4高錳酸鉀 K2MnO4錳酸鉀 KNO3硝酸鉀 Cu(NO3)2硝酸銅 Hg(NO3)2硝酸汞 NH4Cl氯化銨 NH4NO3硝酸銨(NH4)2SO4硫酸銨 NH4HCO3碳酸氫銨 NaHCO3碳酸氫鈉 Cu2(OH)2CO3堿式碳酸銅
(5)有機(jī)物:
CH4甲烷 C2H5OH乙醇(酒精)CH3OH甲醇 CH3COOH乙酸(醋酸)CO(NH2)2尿素
三、熟記下列元素在化合物中的化合價(jià):
(1)
+1 +1 +1 +1 +2 +2 +2 +2 +2 +3 +2 +3
H K Na Ag Ca Mg Zn Ba Cu Al Fe(FeO)Fe(Fe2O3)(2)
-2-1-2 O Cl S(3)
+1-1-1-1-1-2-2-2-2-3-1 NH4 OH NO3 ClO3 MnO4(KMnO4)MnO4(K2MnO4)CO3 SO4 SO3 PO4 HCO3
四、熟記下列化學(xué)方程式:
(一)化合反應(yīng)
1、木炭在氧氣中燃燒:C+O2=點(diǎn)燃=CO2
2、硫在氧氣中燃燒:S+O2=點(diǎn)燃=SO2
3、鎂在空氣中燃燒:2Mg+O2=點(diǎn)燃=2MgO
4、鐵在氧氣中燃燒:3Fe+2O2=點(diǎn)燃=Fe3O4
5、磷在氧氣中燃燒:4P+5O2=點(diǎn)燃=2P2O5
6、銅在空氣中加熱:2Cu+O2=△=2CuO
7、氫氣在氧氣中燃燒:2H2+O2=點(diǎn)燃=2H2O
8、一氧化碳在空氣中燃燒:2CO+O2=點(diǎn)燃=2CO2
9、碳不充分燃燒:2C+O2(不充分)=點(diǎn)燃=2CO
10、二氧化碳通過灼熱的碳層:CO2+C=高溫=2CO
11、二氧化碳與水反應(yīng):CO2+H2O=H2CO3 11'、氧化鈉溶于水:Na2O+H2O=2NaOH 11''、生石灰和水化合:CaO+H2O=Ca(OH)2 11'''、三氧化硫溶于水:SO3+H2O=H2SO4
(二)分解反應(yīng):
12、氯酸鉀與二氧化錳共熱(實(shí)驗(yàn)室制O2):2KClO3=(MnO2=△=2KCl+3O2↑
13、加熱高錳酸鉀:2KMnO4=△=K2MnO4+MnO2+O2↑
14、加熱堿式碳酸銅:Cu2(OH)2CO3=△=2CuO+H2O+CO2↑
15、電解水:2H2O=通電=2H2↑+O2↑
16、碳酸不穩(wěn)定分解:H2CO3=H2O+CO2↑
17、高溫煅燒石灰石:CaCO3=高溫=CaO+CO2↑
18、硫酸銅晶體受熱失去結(jié)晶水:CuSO4?5H2O=△=CuSO4+5H2O 18'、氫氧化銅受熱分解:Cu(OH)2=△=CuO+H2O
(三)置換反應(yīng)
19、鋅和稀硫酸反應(yīng)(實(shí)驗(yàn)室制H2):Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 20、鋅和鹽酸的反應(yīng):Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
21、鐵和鹽酸:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
22、鐵和稀硫酸:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
23、氫氣還原氧化銅:H2+CuO=△=Cu+H2O
24、木炭還原氧化銅:C+2CuO=高溫=2Cu+CO2↑
25、碳還原氧化鐵:3C+2Fe2O3=高溫=4Fe+3CO2↑
26、鐵和硫酸銅溶液:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
27、銅和硝酸汞溶液:Cu+Hg(NO3)2=Hg+Cu(NO3)2
28、氫氣還原氧化鐵:3H2+Fe2O3=△=2Fe+2H2O
29、鋁和稀硫酸:2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
30、鈉和水反應(yīng):2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(四)復(fù)分解反應(yīng)
31、大理石和稀鹽酸(實(shí)驗(yàn)室制CO2):CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
32、氫氧化鈉和硫酸銅:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
33、碳酸鈉和鹽酸(滅火器原理):Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
34、碳酸鉀(草木灰)和鹽酸:K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑
35、鹽酸和氫氧化鈉(中和反應(yīng)):HCl+NaOH=NaCl+H2O
36、硫酸和氫氧化鈉溶液:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
37、硫酸與氯化鋇溶液:H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
38、鹽酸與硝酸銀溶液:HCl+AgNO3=AgCl↓(白)+HNO3
39、氫氧化鈉和氯化鐵溶液:3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓(紅褐色)+3NaCl 40、碳酸鋇和稀硝酸:BaCO3+2HNO3=Ba(NO3)2+CO2↑+H2O
41、硫酸鈉和氯化鋇:Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
42、氯化鈉和硝酸銀:NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
43、碳酸鈉和石灰水:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
44、氫氧化鋁和鹽酸:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
45、硝酸銨和氫氧化鈉:NH4NO3+NaOH=△=NaNO3+H2O+NH3↑
46、氫氧化鐵和硫酸:2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3
47、鹽酸除鐵銹:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
48、氧化銅和硫酸:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
(五)其他:
49、二氧化碳使澄清石灰水變渾濁:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 50、二氧化碳通入氫氧化鈉溶液:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
51、用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
52、一氧化碳還原氧化銅:CO+CuO=△=Cu+CO2
53、一氧化碳還原氧化鐵(煉鐵):3CO+Fe2O3=高溫=2Fe+3CO2
54、甲烷在空氣中燃燒:CH4+2O2=點(diǎn)燃=CO2+2H2O
55、乙醇在空氣中燃燒:C2H5OH+3O2=點(diǎn)燃=2CO2+3H2O
56、甲醇在空氣中燃燒:2CH3OH+3O2=點(diǎn)燃=2CO2+4H2O
Ⅱ、金屬活動(dòng)性順序表:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au ———————————————————————→
金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱
小結(jié):
1、只有排在H前面的金屬才能置換出酸里的氫
2、只有排在前面的金屬才能將排在后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來
二、溶液的酸堿度——pH 石蕊試液 紅 紫 藍(lán)
—————————————————————————————
酚酞試液 無 無 紅
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 │
└—┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴—┘
←————————————中性——————————————→
酸性增強(qiáng) 堿性增強(qiáng)
pH試紙 紅 黃 藍(lán)
三、常見物質(zhì)的顏色、氣味等: 紅色:紅P、Cu、Fe2O3 紅褐色:Fe(OH)3 淺綠色:Fe2+鹽的溶液
黃色:S、Fe3+鹽的溶液
綠色:Cu2(OH)2CO3 紫黑色:KMnO4晶體
藍(lán)色:Cu(OH)
2、CuCO3、CuSO4?5H2O、Cu2+鹽的溶液
紫紅色:KMnO4溶液
黑色:C、Fe粉、CuO、MnO2、Fe3O4
白色:BaSO4、AgCl、MgO、P2O5、CaO、NaOH、Ca(OH)
2、CaCO3、KClO3、KCl、NaCl、BaCO3、CuSO4、Na2CO3等
無色氣體:空氣、O2、H2、CO2、CO、CH4、N2、SO2 刺激性氣味氣體:SO2、HCl、HNO3等
無色透明:金剛石、干冰以及大部分酸、堿、鹽的溶液和酒精、乙酸的溶液
四、熟記一些物質(zhì)的學(xué)名、俗名及對(duì)應(yīng)的化學(xué)式
Hg汞 CO2二氧化碳 CO一氧化碳 CH4甲烷 CaO(水銀)(干冰)(煤氣)(沼氣天然氣)氧化鈣(生石灰)Ca(OH)2氫氧化鈣(熟石灰、消石灰)CaCO3碳酸鈣(石灰石、大理 NaCl氯化鈉 KMnO4高錳酸鉀 C2H5OH乙醇 CH3COOH石)(食鹽)(灰錳氧)(酒精)乙酸(醋酸)NaOH氫氧化鈉(燒堿、苛性鈉)Na2CO3碳酸鈉(純堿、蘇打)NaHCO3 HCl氫氯酸 CuSO4?5H2O五水硫酸銅(NH4)2SO4碳酸氫鈉(小蘇打)(鹽酸)(膽礬、藍(lán)礬)NH4HCO3碳酸氫銨 Cu2(OH)2CO3堿式碳酸銅 NH4NO3硫酸銨(硫銨)(碳銨)(銅綠)硝酸銨(硝銨)K2CO3碳酸鉀(草木灰主要成分)
五、化學(xué)反應(yīng)類型
1、化合反應(yīng):A+B→C
2、分解反應(yīng):C→A+B
3、置換反應(yīng):A+BC→B+AC
4、復(fù)分解反應(yīng):AB+CD→AD+CB
2、化學(xué)變化和物理變化的根本區(qū)別是:有沒有新物質(zhì)的生成。化學(xué)變化中伴隨發(fā)生一些如放熱、發(fā)光、變色、放出氣體、生成沉淀等現(xiàn)象。
3、物理性質(zhì)——狀態(tài)、氣味、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度、密度、延展性、溶解性、揮發(fā)性、導(dǎo)電性、吸附性等。
4、化學(xué)性質(zhì)——氧化性、還原性、金屬活動(dòng)性、活潑性、穩(wěn)定性、腐蝕性、毒性等。
①②③
5、綠色粉末堿式碳酸銅加熱后,綠色粉末變成黑色,管口出現(xiàn)小水滴,石灰水變渾濁。Cu2(OH)2CO3—
6、我國的某些化學(xué)工藝像造紙、制火藥、燒瓷器,發(fā)明很早,對(duì)世界文明作出過巨大貢獻(xiàn)。
(空氣)
1、空氣中氧氣含量的測定:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:①紅磷(不能用木炭、硫磺、鐵絲等代替)燃燒時(shí)有大量白煙生成,②同時(shí)鐘罩內(nèi)水面逐漸上升,冷卻后,水面上升約1/5體積。
若測得水面上升小于1/5體積的原因可能是:①紅磷不足,氧氣沒有全部消耗完②裝置漏氣③沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾。
2、法國化學(xué)家拉瓦錫提出了空氣主要是由氧氣和氮?dú)饨M成的。舍勒和普利斯特里先后用不同的方法制得了氧氣。
3、空氣的成分按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算,大約是氮?dú)鉃?8%、氧氣為21%(氮?dú)獗妊鯕饧s為4∶1)、稀有氣體(混合物)為0.94%、二氧化碳為0.03%、其它氣體和雜質(zhì)為0.03%。空氣的成分以氮?dú)夂脱鯕鉃橹鳎瑢儆诨旌衔铩?/p>
4、排放到大氣中的有害物質(zhì),大致可分為粉塵和氣體兩類,氣體污染物較多是SO2、CO、NO2,這些氣體主要來自礦物燃料的燃燒和工廠的廢氣。
(水)
1、水在地球上分布很廣,江河、湖泊和海洋約占地球表面積的3/4,人體含水約占人體質(zhì)量的2/3。淡水資源卻不充裕,地面淡水量還不到總水量的1%,而且分布很不均勻。
2、水的污染來自于①工廠生產(chǎn)中的廢渣、廢水、廢氣,②生活污水的任意排放,③農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用的農(nóng)藥、化肥隨雨水流入河中。
3、預(yù)防和消除對(duì)水源的污染,保護(hù)和改善水質(zhì),需采取的措施:①加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測,②工業(yè)“三廢”要經(jīng)過處理后再排放,③農(nóng)業(yè)上要合理(不是禁止)使用化肥和農(nóng)藥等。
4、電解水實(shí)驗(yàn)可證明:水是由氫元素和氧元素組成的;在化學(xué)變化中,分子可以分成原子,而原子卻不能再分。
5、電解水中正極產(chǎn)生氧氣,負(fù)極產(chǎn)生氫氣,體積比(分子個(gè)數(shù)比)為1∶2,質(zhì)量比為8∶1,在實(shí)驗(yàn)中常加稀H2SO4和NaOH來增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。通的是直流電。
第五篇:有機(jī)實(shí)驗(yàn)總結(jié)
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)
本人XX,2013年9月至2017年7月就讀于長江大學(xué),就讀專業(yè)應(yīng)用化學(xué),此專業(yè)是長江大學(xué)主打?qū)I(yè),主要學(xué)習(xí)化學(xué)品的合成及應(yīng)用方面的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí),具有化學(xué)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的科學(xué)思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,具有良好的科學(xué)素養(yǎng),具備運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)的基本技能。在我的專業(yè)課中,有機(jī)化學(xué)培養(yǎng)我們有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)我們實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)知識(shí)、專業(yè)英語培養(yǎng)我們查閱英文文獻(xiàn)的能力。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要有以下: 1,沸點(diǎn)測定 2,熔點(diǎn)測定 3,薄層分析
4,從茶葉中提取咖啡因 5,1-溴丁烷的制備 6,煙堿的提取和性質(zhì) 7,苯甲酸的制備 8,乙酰苯胺的合成 9,正丁醚的合成 10,2-甲基-2-丁醇的制備 11,甲基橙的制備 12,乙酸乙酯的制備 13,鑒定未知的有機(jī)化合物 14,呋喃甲醇和呋喃甲酸的制備
通過一系列的實(shí)驗(yàn),我把實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作結(jié)合起來,讓我掌握了小量規(guī)模正確的進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)和性質(zhì)實(shí)驗(yàn),分離和鑒定制備產(chǎn)品的能力,培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)工作方法和工作態(tài)度,并能初步查閱文獻(xiàn)寫出合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在此,對(duì)我從有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)到的東西做一個(gè)總結(jié):
1,學(xué)會(huì)了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)則和實(shí)驗(yàn)室的安全知識(shí);
2,熟練掌握了用水、有機(jī)溶劑及混合溶劑重結(jié)晶純化固體有機(jī)質(zhì)的各項(xiàng)具體的操作方法,列如分液漏斗的適用; 3,掌握了醇分子間脫水制備醚的反應(yīng)機(jī)理和方法,學(xué)會(huì)了分水器的實(shí)驗(yàn)操作; 4,了解了制備有害氣體的操作和注意事項(xiàng),掌握有害氣體回收裝置的加熱回流操作,列如防倒吸,充分震蕩等;
5,掌握了重結(jié)晶提純固體有機(jī)化合物的方法及原理(乙酰苯胺); 6,了解了從有機(jī)酸合成脂的一般原理及方法; 7,學(xué)會(huì)并掌握冷凝回流及水浴加熱的常用實(shí)驗(yàn)方法;
8,學(xué)會(huì)了利用酚類的?;磻?yīng)制備酸的原理方法,并掌握利用各種綜合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作;
9,學(xué)會(huì)了抽濾操作分離固液物質(zhì)的方法,簡單掌握分餾操作; 10,學(xué)會(huì)了實(shí)驗(yàn)室常用的儀器和裝置以及如何保養(yǎng)儀器; 11,了解了實(shí)驗(yàn)常用化合物的物理性質(zhì);
12,學(xué)會(huì)了如何畫出實(shí)驗(yàn)流程圖并搭建、使用、拆卸實(shí)驗(yàn)裝置; 13,學(xué)會(huì)了分類、匯總、歸納、差誤等實(shí)驗(yàn)記錄方式。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)復(fù)雜,每個(gè)步驟都需要耐心、細(xì)心。本人膽大心細(xì)、陽光開朗、善于溝通、樂于交友,又有很強(qiáng)的自律性,能嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度。在2016年11月至2017年7月間,獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)《姬塬長8油田敏感性和配伍性研究》,主要用到實(shí)驗(yàn)儀器攪拌器,恒溫水浴箱,干燥箱,精密平流泵,三口燒瓶,高壓測濾器等,查閱大量中外文文獻(xiàn),實(shí)驗(yàn)室時(shí)間超過2個(gè)月,受到課題老師贊揚(yáng)。