有机合成基本反应
有机合成知识点总结大学
有机合成知识点总结大学一、碳-碳键的构建有机合成中最基本的反应是碳-碳键的构建。
碳-碳键的构建反应包括以下几种：1. 亲核加成反应亲核加成反应是有机合成中最为基本和常见的反应之一，利用碱或亲核试剂与电子不足的双键结构发生加成反应，构建新的碳-碳键。
常见的亲核试剂有水、醇、醚、胺等，通过与双键结构发生加成反应，构建出碳-碳键。
例如：烯烃与水发生加成反应生成醇，烯烃与醇醚生成醚，烯烃与胺发生加成反应生成胺。
亲核加成反应在合成醇、醚、胺等有机化合物中有着广泛的应用。
2. 云母反应云母反应是一种碳-碳键构建的重要手段，利用碱金属作为催化剂，使芳香烃和卤代烃发生反应，形成新的碳-碳键。
云母反应是有机化合物合成中最重要的反应之一，通过云母反应可以合成出许多重要的有机化合物，如苯、甲苯、邻甲基苯酚、密苯二氧醇等。
3. 消除反应消除反应是有机合成中另一种常见的碳-碳键构建手段，通过消除反应可以将一个或多个基团从有机分子中去除，从而形成新的碳-碳键。
消除反应包括β-消除，α-消除，氢氟酸消除等，通过这些消除反应可以构建出新的碳-碳键结构，制备出多种有机化合物。
4. 分子内环化反应分子内环化反应是一种特殊的碳-碳键构建反应，利用分子内的官能团发生反应，形成新的碳-碳键。
分子内环化反应在合成环烷烃、环醚、环酮等有机化合物中有着广泛的应用，是有机合成中的重要手段之一。
二、碳-氢键的官能团转化除了碳-碳键的构建，有机合成中还涉及到碳-氢键的官能团转化。
碳-氢键的官能团转化是通过一系列化学反应将碳-氢键上的氢原子转化为其他官能团的过程，常见的官能团转化方式包括以下几种：1. 氧化反应氧化反应是一种常见的碳-氢键官能团转化方式，通过氧化剂（如过氧化氢、高锰酸钾等）将碳-氢键上的氢原子氧化成羟基或醛基。
氧化反应在有机合成中有着广泛的应用，可以将碳-氢键转化为羟基和醛基，构建出多种重要的有机化合物。
2. 还原反应还原反应是一种将有机化合物中的功能团还原为碳-氢键的反应，通过还原剂（如亚硫酸钠、氢气、氢化钠等）将功能团还原为碳-氢键。
有机合成基本反应
现代有机合成化学
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与卤代烃反应： 有机铜化合物的反应
现代有机合成化学
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有机铜化合物的反应
与酰氯作用 与环氧化合物反应现代有机合成化学Fra bibliotek研究生课程
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5、活泼亚甲基化合物的反应
• 活泼亚甲基化合物由于吸电子基的吸电子诱导效应，使得2－碳上的氢具有一定的酸性．可以解离而生成碳 负离子，这类碳负离子通常称为烯醇负离子，此碳负离子因离域而稳定。下面是一些常见的活泼亚甲基化 合物：
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被1个硝基或2个以上羰基、酯基、氰基等活化的亚甲基都具有较强的酸性，可以在温和条件下实现烃基 化。
丙二酸二乙酯的烃基化 以乙醇钠作为碱性试剂，在乙醇溶液中进行。
酮式分解
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乙酰乙酸乙酯的烃基化
酸式分解
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• 缩合反应的涵义很广泛，凡是两个或两个以上的分子通过反应生成一个较大分子同时失去一个小分子(如水、 醇、盐)的反应，或在同一个分子内部发生分子内反应形成一个新的分子的反应，都可称为缩合反应。
卡宾及卡宾类对烯键的加成
• 卡宾是电中性的含有2价碳的活性中间体，2价碳原子上有两个未成对的价电子。当两个价电子自旋方向相 反时称为单线态卡宾，两个价电子自旋方向相同时称为三线态卡宾。
卡宾的形成及反应
在不同条件下可得到不同电子状态的卡宾， 从而得到不同构型的环丙烷衍生物。例如：
酮醇缩合 分子内缩合
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（一）碳碳单键的形成
• 碳碳单键的形成是有机合成中极为重要的 一 部分内容。 • 主要包括Friedel—Crafts反应、 • 活泼亚甲基化合物的烃基化与酰基化反应、 • 缩合反应及其他碳碳单键的形成有关的反应
有机化学基础知识点整理有机合成反应的分类和机理
有机化学基础知识点整理有机合成反应的分类和机理有机化学是研究碳元素及其化合物的科学，是化学的重要分支之一。
在有机化学中，有机合成是一项关键的技术，用于合成复杂的有机分子。
有机合成反应是有机化学中最基本、最重要的内容之一，它通过不同的化学反应方式将简单的有机化合物转化为复杂、有用的有机分子。
一、有机合成反应的分类1. 加成反应：加成反应是指两个或多个分子的化学键被断裂，并形成新的键。
常见的加成反应有羰基化合物的加成反应、烯烃的加成反应等，这些反应能够构建碳碳键和碳氧键。
2. 消除反应：消除反应是指一个分子中的两个官能团结合并成为一个新的官能团，并且释放出一些小分子（如水或卤素）。
典型的消除反应有醇的脱水反应、酮或醇与酸脱水等。
3. 置换反应：置换反应是指原有分子中的一个官能团被另一个官能团所取代。
最常见的例子就是芳香族化合物的取代反应，通过氯代烷和芳香环之间的反应来实现。
4. 氧化还原反应：氧化还原反应是指反应中发生氧化和还原的过程，也是有机合成中最常用的反应之一。
在氧化还原反应中，电子转移导致了化学键的形成或断裂，它可以将一个官能团转化为另一个官能团。
例如，醛可以通过氧化反应转化为羧酸。
5. 缩合反应：缩合反应是指两个或多个分子之间的化合物反应，生成一个更大分子的过程。
例如，胺和酮缩合反应可以生成相应的醛。
二、有机合成反应的机理1. 加成反应机理：加成反应一般经历亲核试剂（nucleophile）攻击电子不足的位点，形成共价键，断裂旧键。
以酮和亲核试剂为例，亲核试剂攻击酮羰基碳上的δ+空穴，使酮羰基碳上的键断裂形成负离子中间体，之后再与亲核试剂发生亲核加成反应生成产物。
2. 消除反应机理：消除反应通常需要考虑酸碱性质和受限杂原子（如O、N等原子）对反应的影响。
脱水反应机理中，醇中的-OH基质子化生成强酸，然后酸催化下分子内的-ОН离子和酸质子反应，释放出水分子，从而形成双键。
3. 置换反应机理：典型的置换反应是芳香族化合物的取代反应。
大学有机化学有机合成全面总结
OH
α -氰 醇
α -羟 基 酸
应用范围：醛、甲基脂肪酮 、C8以下环酮
2. 增加二个碳原子的反应
R MgX + CH2 CH2 O
R CH2CH2 H3O+ RCH2CH2OH OMgX
3. 增加多个碳原子的反应
① R-C CH NaNH2 R-C CNa R/X R-C C-R/
其中：R/ 为伯卤代烃 X 为Cl、Br、I
H2O / OH- PX3 Mg
NH3 R-NH2
R-MgX
R-X
① ②
CO2 H3O+
R-COOH
H3O+
NaCN
R-CN
R-NH2 R-NHR
[H]
R-CH2NH2
R-X
R-NR2
2. 羧酸及其衍生物的转换
R-COCl
NH3
R-CONH2
R/OH
R-COOH
NH3
R-COOR/
R/OH
(RCO)2O
H2SO4 H2O
① (BH3)2 ② H2O2 /
OH-
R-CH-CH3（符合马氏规则） OH
R-CH2CH2OH（反马氏规则）
[H]
② R-C=O H（R/） [ O ]
R-CH-OH H（R/）
[ H ] = LiAiH4 、NaBH4 、 H2 / Ni、Pt、Pd等
③ R-COOR/ [ H ] R-CH2OH + R/OH [ H ] = LiAiH4 、C2H5OH + Na 、 H2 / Ni、Pt、Pd等
R-NH2
● 碳环的合成
① 双烯合成（D-A反应）
X△
-X
第二章 5精细有机合成的基本反应(氨解、胺化和酰化、酯化反应)
R—N(CH3)2
直接合成二甲 叔胺的方法
10
R＝C8H17 ，C12H25 ，C16H33
羟基化合物的氨解 ⑵ 工业合成法： 工业合成法： ① 气固相接触催化氨解法
（1）应用： 应用：甲醇氨解制二甲胺； 甲醇氨解制二甲胺； （2）催化剂： 催化剂：SiO2/Al2O3（主催化剂）； 主催化剂）； （3）温度： 温度：350～500℃； （4）压力： 压力：0.5～5MPa。
25
2.8 酰化和酯化反应
2.8.1 概 述 2.8.2 N-酰化反应 2.8.3 酯化反应
26
概 述
2.8.1 概 述
问题： 问题：常用的酰基化试剂有哪 些？最活泼的酰化试剂是什么？ 最活泼的酰化试剂是什么？
一、酰基化反应的含义： 酰基化反应的含义：
酰化反应指的是有机分子中与碳原子 酰化反应指的是有机分子中与碳原子、 指的是有机分子中与碳原子、氮原子、 氮原子、磷原子 、氧原子或硫原子相连的氢 氧原子或硫原子相连的氢被酰基（ 酰基（＞C=O）所取代的 反应。 反应。 氨基氮原子上的氢被酰基所取代的反应称N-酰化， 酰化，生成 的产物是酰胺。 的产物是酰胺。 羟基氧原子上的氢被酰基取代的反应称O-酰化， 酰化，生成的 产物是酯， 产物是酯，故又称酯化。 故又称酯化。 碳原子上的氢被酰基取代的反应称C-酰化， 酰化，生成产物是 醛、酮或羧酸。 酮或羧酸。
第二章 精细有机合成的基本反应
2.1 概 述 2.2 磺化/硫酸化反应 2.3 硝化和亚硝化反应 2.4 卤化反应 2.5 氧化反应 2.6 氢化和还原反应 2.7 氨解和胺化反应 2.8 酰化和酯化反应 2.9 水解反应
1
2.7 氨解和胺化反应
2.7.1 概 述 2.7.2 羟基化合物的氨解 2.7.3 加成胺化 2.7.4 取代氨解 2.7.5 直接氨化
有机合成面试知识点总结
有机合成面试知识点总结一、基本有机合成知识点1. 有机合成的基本原理有机合成是通过一系列的反应步骤将简单的有机化合物转化为目标化合物的过程。
有机合成的基本原理包括诸如取代反应、加成反应、消去反应等。
2. 有机合成的主要反应有机合成的主要反应包括醇的酯化、酰氯的醇酯化、亲电取代反应、亲核加成反应、烷基化反应等。
3. 有机合成的条件选择在有机合成中，反应条件的选择对于反应的效率和产物的选择具有重要影响。
应聘者需要了解各种反应条件的选择原则，如温度、溶剂、催化剂等。
二、有机合成实验技能1. 基本实验操作有机合成实验需要应聘者具备一定的实验技能，如固液分离、溶剂脱水、真空干燥、结晶等。
2. 合成路线的设计应聘者需要具备设计合成路线的能力，包括合成中间体、选择反应条件、优化产物纯度等。
3. 反应条件的优化在实验中，应聘者需要具备反应条件的优化能力，包括温度、时间、溶剂比例、催化剂选择等。
4. 实验数据的分析应聘者需要能够准确分析实验数据，包括NMR、IR、质谱等数据的解读和分析。
5. 实验安全和环保有机合成实验需要应聘者具备一定的实验安全和环保意识，包括正确使用防护设备、废液处理等。
三、常见面试问题及解答技巧1. 介绍一下你的有机合成实验经验。
这个问题主要是考察应聘者的实际操作经验，应聘者可以结合自己的实验经历，介绍实验设计、合成路线、产物纯度等方面的经验。
2. 你在有机合成实验中遇到过哪些困难，如何解决？应聘者需要举例说明自己在实验中遇到的困难，以及解决问题的方法和技巧，展示自己的解决问题的能力和实践经验。
3. 你对于有机合成的前景和发展有何看法？这个问题主要考察应聘者对于有机合成领域的认识和理解，应聘者可以从自己的观点出发，谈谈对于有机合成的未来发展趋势和研究方向。
四、面试技巧1. 准备充分应聘者在面试前要对有机合成的基本知识点、实验技能和常见问题都做好充分的准备，以应对面试官的提问。
2. 自信得体在面试时，应聘者需要保持自信和得体，回答问题要清晰明了，避免紧张和模棱两可的回答。
化学实验中的有机合成反应
化学实验中的有机合成反应在化学实验中，有机合成反应是一种重要的实验手段，用于合成有机化合物。
有机合成反应广泛应用于有机化学领域，提供了合成药物、农药、染料、塑料等有机分子的关键步骤。
本文将介绍几种常见的有机合成反应，并探讨它们在化学实验中的应用。
一、取代反应取代反应是有机合成反应的一大类，其基本过程是通过将官能团A替换为官能团B，以合成目标化合物。
常见的取代反应包括烷基卤化反应、芳香族取代反应等。
烷基卤化反应是通过将卤代烷与另一有机物反应，替换卤素原子而形成新的取代产物。
该反应在化学实验中常用于合成醇、醚等化合物。
例如，将溴代乙烷与氢氧化钠反应，生成乙醇。
芳香族取代反应是通过将芳香化合物上的一个或多个氢原子替换为其他官能团，合成目标产物。
其中，取代基的选择和取代位置的控制是关键。
芳香族取代反应在有机合成中应用广泛，例如硝化反应、氟化反应等。
二、加成反应加成反应是指两个或多个反应物的原子或原子团结合形成一个新的化合物，常用于合成碳-碳和碳-氧化合物。
加成反应种类繁多，常见的有烯烃加成反应、醛酮加成反应等。
烯烃加成反应是将烯烃与其他反应物加成，形成环烷化合物或生成新的官能团。
烯烃是有机化学中常见的反应物，它的反应性较高，容易进行加成反应。
例如，将丁烯与溴化氢反应，得到溴代丁烷。
醛酮加成反应是将醛或酮与其他反应物加成，形成醇或酸。
这类反应非常重要，常用于有机合成中的关键步骤。
例如，将丙酮与甲醛反应，生成异丁醇。
三、还原反应还原反应是指将一个化合物中的氧原子或官能团转化为氢，常用于合成醇、醚等有机化合物。
还原反应可以采用化学还原剂、金属催化剂等方式进行。
常见的还原反应包括金属还原法、氢化物还原法等。
金属还原法是通过金属（如锂、铝）与反应物反应，使反应物中的氧原子被金属取代，生成醇或醚。
氢化物还原法则是通过氢化物离子（如氢气、氢化铝锂）将反应物中的氧原子还原为氢。
例如，将乙酸酐与锂铝氢化合物反应，生成乙醛。
有机合成中的基本反应类型和条件
有机合成中的基本反应类型和条件有机合成是化学科学的一个重要分支，它主要研究有机分子的合成方法和反应机理。
在有机合成中，各种基本反应类型和条件的了解是非常重要的。
在本文中，我将讨论有机合成中的一些基本反应类型和条件。
C-C键形成反应有机合成中最基本的反应类型之一就是C-C键形成反应。
在这类反应中，两个或多个烷基或芳基基团间形成碳碳键。
最常见的C-C键形成反应通常使用取代中间体。
这些反应通常需要高温和/或高压，以促进反应的进行。
例如，氢气和氢气氧化储能合成储能材料，光聚合法合成高分子等。
氧化还原反应氧化还原反应是有机合成中另一个非常重要的反应类型。
这些反应涉及电子的转移和氧化还原态之间的转换。
氧化还原反应可以在有机分子中引入或去除游离基、形成羰基或还原无机离子。
一些重要的氧化还原反应类型包括硼氢化物还原、还原性脱卤、还原性开环、还原性偶联和羧酸的还原。
酯化反应酯化反应是有机合成中另一个非常常见的反应类型。
这些反应是通过酸催化器或触媒催化，通过酯键连接羧酸和醇。
酯化反应可以产生酯以用于多个目的。
例如，它可以用于合成香料、杀菌剂、润滑剂、塑料和医药品等。
取代反应取代反应也是有机合成中的常见类型之一。
在取代反应中，分子中的一个基团被另一个基团所取代。
例如，烷基可以被氨基、羟基、甲酰氧基、氯代基或其他基团所取代。
取代反应可以使用酶催化或催化剂催化进行。
环化反应环化反应是有机合成中的另一个基本反应类型。
这些反应可以使分子中存在的一个开链结构转化成一个环状结构。
它可根据该环状结构的大小成为小环化反应、中环化反应和大环化反应。
环化反应是有机合成中的一项重要反应，可以合成大量的农药、药物、天然产物等。
总结有机合成反应类型和条件非常丰富，本文仅涉及其中一小部分。
这些反应可以用于产生各种化合物，如药物、塑料、涂料等，对人类工业和化学产业的发展产生了深远的影响。
在这里只是介绍了有机合成中一些基本反应类型和条件，实际应用时，还要考虑到各种因素，如反应的理论基础、具体催化剂的使用条件、反应动力学等。
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①过量硫酸磺化
大多数芳香族化合物的磺化采用此法。用浓硫酸磺化时，反应通式为： ArH+H2SO4→Ar-SO3H+H2O 反应生成的水使硫酸浓度下降、反应速率减慢，因此要用过量很多的磺化剂。难 磺化的芳烃要用发烟硫酸磺化。这时主要利用其中的游离三氧化硫，因此也要用 过量很多的磺化剂。 Ar-H+SO3→Ar-SO3H
四、分子内重排
基团带着一对电子迁徙（如形成带电子基团） 基团带着原键中一个电子迁移（如形成自由基团） 基团迁移时不带原键中电子（如碳骨架重排）
五、电子传递
通过有机、无机介质进行有机氧化、还原反应。
1.2 有机反应的分类
一、加成——包括亲电加成和亲核加成
亲电加成 控制步骤为碳正离子中间体的形成 亲核加成 控制步骤为亲核试剂的加成
2、酯缩合
3、安息香缩合 4、迈克尔缩合
5、狄尔斯-阿德尔缩合
五、重排 1、分子内重排
2、分子间重排
六、周环反应 1、环化反应 2、电环化反应 3、螯键反应 4、δ-位移重排闭环 5、烯-烯反应
七、氧化还原反应
1、催化氧化；
4、催化还原；
2、电解氧化；
5、电解还原；
3、化学试剂氧化； 6、化学试剂还原。
三、卤化氢与烯烃加成 HX与烯烃加成属离子型加成，遵循马氏规则； 在光、过氧化物加成时属自由基，反马氏规则： C6H5CH2CH=CH2 + HCl C6H5CH2CHClCH3
BPO
C6H5CH2CH2CH2Cl
四、次卤酸及其盐与烯烃加成（离子型亲电） C6H5CH2CH=CH2 + HOCl 或 Ca(OCl)2
导入磺酸基可增加分子水溶性和酸性，可提高乳化湿润、 发泡能力或作为保护基团以制备酚、腈、胺。用于有机物分 离、制备重要中间体。
3.1 磺化反应的基本原理
硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸作为磺化剂。(亲电取代反应)
机理： SO3 + H2SO4
H2S2O7
H2S2O7 + H2SO4
H3SO4 + + HS2O7 ¯
第一节 精细有机合成的一般 原理
1.1 有机反应的基本过程
一、键的断裂（可分为均裂和异裂两种）
均裂： 通过加热、光照及过氧化剂引发 异裂： 通过烷基化、极性试剂参与反应
二、键的形成
两游离基结合成键 两带相反电荷质点结合成键 一个离子和一个中性分子成键
三、断键与成键同步发生
断裂一个单键形成一个单键（如取代反应） 一个双键转换成单键（或三键转换成双键）， 同时形成单键（如加成、闭环等）
氯、溴、碘均可作为卤化剂，以SN2形式进行。 ArH + Br2 FeX3 ArBr
2.3 卤置换反应
一、醇羟基的卤置换反应(以SN2进行):
ROH + HX (PX3、POX3) RX（X = Cl，Br）
二、酚羟基的卤置换反应:
以强卤化试剂（PClX）制备。
ArOH + PCl5
ArCl
三、羧羟基的卤置换反应:
ArCOOH + PCl5
ArCOCl
四、羧酸脱羧卤置换反应:
RCOOAg + Br2
RBr + CO2 + AgBr
五、卤代烃的卤置换反应
RH RX（X=Cl、Br） 芬克尔斯坦（Finkelstein）法： RX（Cl、Br）+ I ¯ = RI + X ¯ RX + SbF3/SbF5 RF ( X = Cl、 Br )
❖ ②三氧化硫磺化
❖ 优点是磺化时不生成水，三氧化硫用量可接 近理论量，反应快、废液少。
❖ 但三氧化硫过于活泼，在磺化时易于生成砜 类等副产物，因此常常要用空气或溶剂稀释 使用。
❖ 主要用于由十二烷基苯制十二烷基苯磺酸钠 等表面活性剂的磺化过程。
❖ ③共沸去水磺化
❖ 用于从苯和氯苯制苯磺酸和对氯苯磺酸。
❖ 特点是将过量6～8倍的苯蒸气在120～180℃ 通入浓硫酸中，利用共沸原理由未反应的苯 蒸气将反应生成的水不断地带出，使硫酸浓 度不致下降太多，此法硫酸的利用率高。因 磺化时用苯蒸气，又简称气相磺化。
ArH + SO3
ArSO3H α- 络合物
RCH=CH2 + SO3
+RCH=CHSO3H
主要生成磺内酯和烯基磺酸
用氯磺酸化和氧磺酸化制备链烷基磺酸：
RH R·
RSO2·
RSO2OO· RSO2OOH
RSO3H
3.2 磺化方法：
硫酸法、三氧化硫法、氯（氧）磺酸法、 亚硫酸盐及烘烤磺化法
3.3 磺化反应分类
C6H5CH2CHOHCH2Cl
五、N-卤代酰胺与烯烃的加成（制备β-卤醇）
C6H5CH2CH=CH2 + NH2CONHCl H2O C6H5CH2CHOHCH2Cl
2.2 卤取代反应
一、烷烃的卤取代反应: 自由基反应，氯、溴、硫酰氯、NBS为卤化剂。
二、烯丙位或苄位的卤取代反应:
CH2=CHCH3 + Cl2 hv CH2=CHCH2Cl
C6H5CH3 + NBS
C6H5CH2Br
三、羰基 a- H卤取代反应:
卤化剂以卤素、硫酰氯、过溴化苯基甲酰胺盐等。
C6H5COCH3 + Br2 C6H5CH2CHO + Br2 C6H5CH2COOH + Br2
C6H5COCH2Br C6H5CHBrCHO C6H5CHBrCOOH
四、芳环的卤取代反应:
六、芳香族重氮化卤置换反应
桑德迈尔(Sandmeyer)反应:
ArN2+Cl¯ + Z ¯ = ArZ + N2 + Cl ¯
Z = Cl ¯ 、Br ¯ 、I ¯ 、CN ¯等。
ArN2+X¯
Ar·； Ar·+ CuX2
ArX (X= Cl、Br)
氟化物制备时采用NH4BF4、HBF6试剂。
第三节 磺化反应
第二节 卤化反应
2.1 卤加成反应
一、卤素与烯烃加成（离子型和自由基型）
CH2 = CH2 + X2
CH2XCH2X
CH2 = CHCN + Cl2
CH2ClCHClCN
二、卤素与炔烃加成
氯以自由基进行，溴则以离子型进行， 产物以反式异构为主.
C6H5C≡CH + Br2 C6H5CBr = CHBr
二、消除——包括α-消除和β-消除
α- 消除反应 相对较少 β- 消除反应 双分子E2和单分子E1两种历程
三、取代——包括以下三种途径
1、同步取代（如SN2）1）羰基亲核加成 2）芳香碳亲核取代 3）芳香碳亲电取代 4）芳香碳上游离基取代
四、缩合
1、羟醛缩合