有机合成化学第七章
第七章 模板合成法(仿生合成)
利用十二烷基苯磺酸钠为结构指导剂，通过过硫酸 铵引发苯胺聚合制备十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯 胺亚微米管
43
塌陷(A)和未塌陷(B)的聚苯胺亚微米管的SEM照片。
44
二）阳离子表面活性剂
以十六烷基三甲基溴化铵为结构指导剂、盐酸
作掺杂剂、过硫酸铵作氧化剂制备网状聚苯胺 纳米纤维。
45
结构、尺寸及其分布
38
二、 模板合成法原理：
利用基质材料结构中的空隙或外表面作为模板进行 合成。 优点：调控尺寸、形状、分散性、周期性
39
三、软模板合成法原理
由表面活性剂构成的胶团或反相胶团作为模板 3.1 软模板法工艺流程
表面活性剂→胶团(空腔） ↓物质（离子） 空腔内反应 ↓ 洗涤或煅烧 ↓ Nanomaterials
Ⅰ
Ⅱ Ⅲ
c 醇、酸、醛、酮、醚、酯类等。
9
2.3 第Ⅲ类曲线
特点：初始低浓度时， 随浓度增加急剧下降，但
到一定浓度后几乎不再变化。
溶质：表面活性剂
Ⅰ
有8个以上碳的有机酸盐、
有机胺盐、磺酸盐、苯磺
Ⅱ Ⅲ
酸盐等。
c
10
三、溶液的表面吸附
3.1 表面吸附 一种物质自动浓集到另一种物质表面上的过程。 有吸附能力的物质称为吸附剂
硬模板：碳纳米管(carbon nanotubes)
用于制备碳化物纳米棒的反应路线示意图
56
碳纳米管
以碳纳米管为模板合成的 GaN纳米线
57
硬模板：外延模板法
“外延模板法”制备单晶GaN 纳米管的过程示意图
58
A) TEM images of Ag/SiO2 coaxial nanocables that were prepared by directly coating silver nanowires with an amorphous silica sheath using the sol-gel method. B) TEM image of silica nanotubes prepared by selectively dissolving the silver cores of Ag/SiO2 nanocables in an ammonia solution with~pH 11.
第七章 卤代烃 相转移催化反应
第七章 卤代烃 相转移催化反应邻基效应(一) 写出下列分子式所代表的所有同分异构体，并用系统命名法命名。
（1）C 5H 11Cl (并指出1°，2°，3°卤代烷) （2）C 4H 8Br 2 (3) C 8H 10Cl 解：(1) C 5H 11Cl 共有8个同分异构体：1-氯戊烷 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2ClCH 3CH 2CH 2CHCH 3Cl 2-氯戊烷CH 3CH 2CHCH 2CH 3ClCH 3CHCH 2CH 2ClCH 3CH 3CHCHCH 33ClCH 3CCH 2CH 33Cl CH 3CH 22Cl CH 3CH 3C CH 2ClCH 333-氯戊烷3-甲基-1-氯丁烷3-甲基-2-氯丁烷2-甲基-2-氯丁烷2-甲基-1-氯丁烷2,2-二甲基-1-氯丙烷o(1 )o(1 )o(1 )o(1 )o(2 )o(2 )o(2 )o(3 )(2) C 4H 8Br 2共有9个同分异构体：CH 3CH 2CH 2CHBr 2CH 3CH 2CHCH 2BrBrCH 3CHCH 2CH 2BrBrCH 2CH 2CH 2CH 2Br CH 3CH 2CCH 3BrCH 3CHCHCH 3BrBr (CH 3)22BrBr (CH 3)2CHCHBr 2BrCH 22BrCH 31,1-二溴丁烷1,2-二溴丁烷1,3-二溴丁烷1,4-二溴丁烷2,2-二溴丁烷2,3-二溴丁烷2-甲基-1,2-二溴丙烷2-甲基-1,1-二溴丙烷2-甲基-1,3-二溴丙烷(3) C 8H 10Cl 共有14个同分异构体：1-苯-2-氯乙烷1-苯-1-氯乙烷CH 2CH 2Cl CHCH 3Cl CH 32Cl CH 3CH 2ClCH 3CH 2Clo-甲基苯氯甲烷m-甲基苯氯甲烷p-甲基苯氯甲烷CH 2CH 3ClCH 3CH 3ClCH 2CH 3ClCH 2CH 3Cl CH 3CH 3Clp-氯乙苯o-氯乙苯m-氯乙苯3-氯-1,2-二甲苯4-氯-1,2-二甲苯CH 3CH 3ClCH 33ClCH 3CH 3Cl CH 3CH 3Cl5-氯-1,3-二甲苯2-氯-1,3-二甲苯4-氯-1,3-二甲苯2-氯-1,4-二甲苯(二) 用系统命名法命名下列化合物。
2022年高考化学总复习第七章有机化学基础第4讲生物大分子与合成高分子
后再加碘水，因碘水与 NaOH 溶液反应。
某学生设计了三个实验方案，用以检验淀粉的水解情况。 方案 A：
水解液―Na―O→H 中和液―碘―水→ 溶液变蓝 结论：淀粉完全没有水解。
方案 B：淀粉液
产生银镜现象
水解液
无红色沉淀析出
结论：淀粉完全没有水解。
方案 C:淀粉液
水解液
中和液
有银镜现象
结论：淀粉已经水解完全。
根据高考命题的特点和规律，复习时要注意以下几个方面： 1.生物大分子的性质及应用。 2.有机化合物的命名和结构简式的书写。 3.有机反应的条件及类型。 4.限定条件下的同分异构体的书写和数目判断。 5.利用新信息和已学知识设计有机合成路线。
考点一：生物大分子（基础性考点）
从结构特点来认识生物大分子 1.糖类 （1）分类及转化关系
（3）方案 C_________________________________________________________。
（4）你的方案_______________________________________________________。
【解析】检验淀粉未水解的关键是实验证明没有水解产物葡萄糖生成；检验淀粉部分 水解的关键是既要用实验证明有水解产物葡萄糖生成，还要用实验证明仍有未水解的 淀粉存在；检验淀粉水解完全的关键是要用实验证明淀粉已不存在。为使淀粉水解而 在淀粉溶液中加入了硫酸，而证明水解产物葡萄糖时，无论用新制 Cu（OH）2 悬浊 液还是银氨溶液都必须在碱性环境中进行，所以在加鉴别试剂前必须用 NaOH 溶液 中和硫酸。 答案：（1）结论不正确。如果淀粉只是部分发生水解，未水解的淀粉遇碘（I2）也会 呈蓝色。 （2）结论不正确。如果淀粉发生水解会生成葡萄糖，但由于水解液没有用 NaOH 溶 液中和，所以加入的 Cu（OH）2 会溶于硫酸，从而无法氧化葡萄糖，也就无红色沉 淀生成。
有机化学课后习题答案7第七章答案
4.
V2O5, O2
一. 命名或写出结构式
1.
2. C2H5
NO2
Br2 Fe
NO2 Br
O
O
O
O
浓H2SO4
AlCl3 O
COOH
O
习题 B 答案
CH3 3.
OH 4.
SO3H
H3C
5.
6.
7. 2-乙基-9,10-蒽醌 8. 2-环丙基萘
9. 1,4-二甲基萘 10. 邻苯二甲酸酐
二.用休克尔规则判断下列化合物是否有芳香性
CHO
CHO
CH3 NBS
O2, V2O5 400-500℃
CH2MgBr 无水乙醚
CH2Br Mg 无水乙醚
CH2MgBr
O
O AlCl3
O
O Zn-Hg HCl
HOOC
H2SO4 HOOC
H3O+
H2/Ni HO CH2
H2SO4 HO CH2
O CH2
5.
O
O
Zn-Hg
浓H2SO4
O AlCl3
第七章 稠环芳香烃
一.写出下列化合物的结构式
习题 A 答案
NO2
Cl
Br
OH
1.
2.
3. NO2
4.
5.
6.
7.
8.
CH3 H3C
9.
10.
二.用系统命名法命名下列化合物 1、8-溴-1-萘甲醚 2、1-萘甲醛（α-萘甲醛） 3、8-氯-1-萘甲酸 4、2-氯-6ˊ-溴联苯 5、9-硝基菲 6、2-甲基蒽 7、2,6-二甲基萘 8、2-萘酚（β-萘酚） 三、选择题 1、C 2、A 3、B 4、AD 5、C 6、D 四.下列化合物有无芳香性，为什么？ 解：（1）的π电子数为 4 个，不符合 4n+2 规则，没有芳香性。
第七章 有机化合物- 高中化学全册必背章节知识清单(人教版2019必修第二册)
第七章有机化合物第一节认识有机化合物一、有机化合物中碳原子的成键特点1、甲烷是最简单的有机化合物，甲烷的分子式为CH4，电子式为，结构式为。
2、有机物中碳原子的结构及成键特点（1）有机物中，碳原子可以形成4个共价键。
（2）碳原子间成键方式多样①碳碳之间的结合方式有单键()、双键()、三键(—C≡C—)。
②多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环(且可带支链)。
（3）有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。
注意：有机物中碳原子成键特点和碳原子间的连接特点决定了有机物种类繁多。
二、烷烃1．烷烃的结构（1）甲烷的结构甲烷的空间结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点上。
分子中的4个C—H的长度和强度相同，相互之间的夹角相同，为109°28′。
（2）空间示意图是。
甲烷的球棍模型为，空间填充模型为。
2、烷烃——只含有碳和氢两种元素（1）示例：乙烷的结构式为，分子式为C2H6，丙烷的结构式为，分子式为C3H8。
（2）结构特点①分子中碳原子之间都以单键结合；②碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”，称为饱和烃，又称烷烃。
（3）分子组成通式：链状烷烃中的碳原子数为n，氢原子数就是2n＋2，分子通式可表示为C n H2n＋2。
（4）烷烃的一般命名①方法碳原子数(n)及表示n≤1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n＞10相应汉字数字②示例：C4H10称丁烷，C8H18称辛烷，C12H26称十二烷。
3、同系物（1）概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物。
（2）实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
4、同分异构体（1）概念①同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。
同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一。
②同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
（2）写出C4H10的同分异构体：CH3CH2CH2CH3和，其名称分别为正丁烷和异丁烷。
金属有机配合物
7-1 金属茂及其催化不对称合成
环戊二烯的负离子, 即 环戊二烯基叫茂, 记作 Cp-。 20 世纪初 ,Wilkinson 等人发现 Cp- 和 Fe2+ 反应生成 Cp2Fe, 叫铁 茂。
这类金属环戊二烯基化合物, 统称为金属茂。
金属茂化学蓬勃发展起来,开创了近代金属有机 化学的新时代。因此 ,Wilkinson 获得了 1973 年的诺贝尔化学奖。
第七章 金属有机配合物
定义：至少含有一个金属－碳键的化合 物称为金属有机配合物
范畴：无机化学和有机化学的交叉学科
金属有机化学研究的主要内容: 过渡金属和稀土元素配合物
金属有机化合物合成和结构多种多样;促进 了基础化学的发展
在工业、精细有机合成、催化剂、新型功 能材料的开发、生命科学等方面具有重要 意义。
➢ 通过围绕键的旋转而产生的分子中原子或基团在 空间的不同排列方式,称为构象。
➢ 其中较稳定的结构,称为该化合物的构象异构体。 ➢ 上下两个茂旋转,形成一系列构象,相对夹角为构象
角α ➢ α=0°为覆盖型 ➢ α =36°为交错型
绝大多数金属茂是交错型构象。
也发现有覆盖型的 , 如 (Me4Cp)2 Ru。
• Al(Me)3+H2O （MeAlO) n （11）
可作为聚合催化剂的金属茂的类型
(M=Ti，Zr，Hf；X=Cl，Br； R=Me)
大多数是柄型夹心化合物 , 是手性分子。这些分子比较刚 性 ,活性空位 ,手性源位置固定且比较接近。
最大的优点是:
结构一致性 , 从而导致催化活性位置的单一 , 这就保证了 催化聚合物的窄分子量分布，这是金属茂聚合物性能上优 于传统催化剂聚合物的原因。
开环夹心化合物又叫开环金属茂,与金属茂比 较 , 其配位体是戊二烯(7)的负离子－戊二烯
有机化学课件(徐寿昌 全)7
3. 萘环的取代规律 • 萘衍生物进行取代反应的定位作用要比苯衍生物复 杂. • 原则上 第二取代基的位置要由原有取代基的性质和 原则上:第二取代基的位置要由原有取代基的性质和 位置以及反应条件来决定.但由于 位的活性高,在一般 但由于α 位置以及反应条件来决定 但由于 α位的活性高 在一般 条件下,第二取代基容易进入 第二取代基容易进入α 条件下 第二取代基容易进入α位. • 此外 环上的原有取代基还决定发生 “ 同环取代 ” 还 此外,环上的原有取代基还决定发生 同环取代” 环上的原有取代基还决定发生“ 异环取代” 是“异环取代”.
NO2 Zn + HCl [H] NH2
(c) 磺化
萘的磺化也是可逆反应. 萘的磺化也是可逆反应 磺酸基进入的位置和反应温度有关. 磺酸基进入的位置和反应温度有关
热力学控制？ 热力学控制？ 动力学控制？ 动力学控制？
SO3H 100 %H2SO4
96 %
165℃ H2SO4 ℃
<80℃ ℃
SO3H
SO3H 对甲萘磺酸
NO2 1,5-二硝基萘 二硝基萘
2. 萘的性质 萘为白色晶体,熔点 熔点80.5℃,沸点 ℃,有特殊气味 沸点218℃ 有特殊气味 ☆萘为白色晶体 熔点 ℃ 沸点 (常用作防蛀剂 易升华 常用作防蛀剂),易升华 常用作防蛀剂 易升华. 不溶于水,而易溶于热的乙醇和乙醚 而易溶于热的乙醇和乙醚. ☆不溶于水 而易溶于热的乙醇和乙醚 萘在染料合成中应用很广,大部分用来制造 大部分用来制造邻苯 ☆萘在染料合成中应用很广 大部分用来制造邻苯 二甲酸酐. 二甲酸酐 • 萘 具 有 2 5 5 kJ/mol 的 共 振 能 ( 离 域 能 ) , 苯 具 有 1 5 2 kJ/mol, 所以萘的稳定性比苯弱 萘比苯容易发生加成 所以萘的稳定性比苯弱,萘比苯容易发生加成 和氧化反应,萘的取代反应也比苯容易进行 萘的取代反应也比苯容易进行. 和氧化反应 萘的取代反应也比苯容易进行
有机化学学习笔记：第七章醇与醚
CH3 OH CH3CH=CHCHCH2CHCH3
7 6 5 4 3 2 1
4-甲基-5-庚烯-2-醇
OH 环己醇
2 3
1
OH
6 5
3-环己烯醇
4
B. 醚的命名 两个烃基名称 罗列在母体化 合物命称“醚” 前，复杂的烃 基上联有简单 的醚键则称为 “烃氧基”作 为取代基。
CH3OCH3 甲醚
CH3OC2H5 甲乙醚
RCH2OH OH R1CHR2 KMnO4 K2Cr2O7 或 RCOOH H+ H+ O KMnO4 K2Cr2O7 或 H+ H+ R1-C-R2
HO HO OH POCl 3 OH O P Cl O O O
PO(OC2H5)3 P(OC2H5)3
O P O O O O P O O
H
磷酸三乙酯 亚磷酸三乙酯
OH
Cl HO
O P O O n
H HO H N N (C6H5)2PCl (C2H5)3N, O
(C6H5)2PO
N H N
RCOOH + R'OH
3．酯化反应
O 2 CH3OH + HO-S-OH O
OH NaOH
O CH3O-S-OCH3 O
ONa CH3I
硫酸二甲酯(剧毒) 甲基化试剂
OCH3
(CH3)2SO4
HO (CH3)2SO4 CH3COCH3 OH O OH O CH3O
3 C2H5OH + POCl3 3 C2H5OH + PCl3
CH3CH2CH2CH2OH + HBr CH3CH2CH2CH2Br + H2O 机理：
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其他现代有机合成方法技术
7.1.2微波有机合成装置
反应容器一般采用不吸收微波的玻璃或聚四氟乙烯材料
微波干法合成反应技术Villemin
以无机固体为载体的无溶剂有机反应。
将有机反应物浸渍在氧化铝、硅胶、粘土、硅藻土或高岭石等多孔性无机载体上，干燥后置于密封的聚四氟乙烯管进行反应
中，进行反应
反应结束后，产物用适当溶剂萃取后再纯化。
无机固体载体不吸收2450MHz的微波，而吸附在固体介质表面的羟基、水或极性分子则可强烈地吸收微波，从而使这些附着的分子被激活，反应速率大大提高。
7.1.3微波技术在有机合成中的应用
微波辐照下的有机反应速率较传统的加热方法快数倍、数十倍甚至上千倍，并且具有操作方便、产率高及产品易纯化等优点
研究过并取得了明显加速效果的有机合成反应有：Diels-Alder反应、酯化反应、重排反应、Knoevenagel反应、Perkin反应、苯偶姻缩合、Reformatsky反应、Deckmann反应、缩醛(酮)反应、Witting反应、羟醛缩合、开环、烷基化、水解、氧化、烯烃加成、消除反应、取代、成环、环反转、酯交换、酰胺化、催化氢化、脱羧、脱保护、聚合、立
微波照射下50min，产率为82%，
传统加热法达到相近产率需480min
2min内产率可达61%～84%
Ln = La, Nd, Sm, Dy, Er
7.1.3.2 Diels-Alder 反应
6i 传统加热法则需90min
87%
6 min
常规条件下反应6h 产率仅14%
传统加热法产率较低(<40%)
Claisen 重排
传统方法在200℃反应6h ，产率为85%
Firies 重排
7.1.3.4烷基化反应
72%
传统条件下反应12h 产率72% TEBA 为三乙基苄基氯化铵
反应速率较传统方法最多提高了80倍
R = COCH 3, SPh, R’ = Bn,苄基，对氯苄基，间甲氧
基苯基，烯丙基，正丁基：PTC 表示相转移催化剂(phase-transfer catalysis)。
7.1.3.5 环反应
产率与传统方法相比没有明显提高，但极大地简化了产品的分离与提纯过程
有机声化学合成所用的超声波频率一般为20～80kHz 7.2.2.3 声化学反应器
价格便宜
各种不同型号的超声清洗机的频率和功率都是固定的，
而且各不相同，因此不能用于研究不同频率与功率下的
声化学反应，也难以重复别人的试验结果。
：①声能利用率大，在反应液体中可获得相当高的超声功率
密度；②功率连续可调；③可改变辐射的声强
：①难以对反应液体进行控温：②探头表面易受空化腐蚀而污
(2)还原反应
超声波促进下的有机反应
(1)氧化反应
百分数分别对应传统反应和声化学反应的产率
(3)加成反应
产物1由自由基机理产生，产物2由离子机理产生，而产物3是这两种机
理共同作用的结果。
超声波有利于按自由基机理进行，在50℃下超声波
辐射1h，产物1的收率为38.7%，而搅拌15h只能得到33.1%的产物2
超声波促使CN分散在Al
2O3表面，降低了A12O3对于Friedel-Craffs
烷基化反应的催化活性，增大了CN-亲核取代的活性(5)偶合反应
氯硅烷的偶合，在传统条件下不能发生
Claisen-Schmidt缩合反应
Atherton-Todd反应
胺、亚胺及肟都易被磷酰化，而醇不能超声波作用下，醇也能顺利地磷酰化
传统的方法是在苯中回流10～12h，产率为15%；而在超声波辐照下，以甲醇为溶剂，反应15min，产率可达92%
二氯卡宾也可直接由固体产生
干反应——以无机固体
为介质的无溶剂反应
PEG-400为聚乙二醇400，相转移催化剂
7.3 等离子体有机合成
厦门大学谢素原等等离子体在有机合成中的应用
(1)合成反应
低温等离子体引发的有机化学反应：
气相中进行的电离、离解、激发和原子、分子内相
互结合以及加成反应
固体界面发生的聚合或固体的蚀刻、脱离
固体或液体表面的交联、分解反应引发的二次反应
脱除反应
开环反应
当流体的温度和压力处于其临界温度和临界压力以上时，称该流体处于超临界状态，此时的流体
(supercritical fluid缩写为SCF)称为超临界流体(supercritical fluid，缩写为SCF)
超临界流体作为反应介质或作为反应物参与的化学反应称为超临界化学反应(1)对扩散速度控制的均相液相反应，反应速率大大提高
(2)可使一些多相反应变为均相反应
(3)压力的增大使化学反应速率大幅度增加, 改变反应的选择性
(4)利用溶解度的变化使反应不断正向进行
(5)避免或减轻催化剂上的积炭
(6)可用价廉、无毒的超临界流体(如H2O, CO2等)作为反应介质
(2)Diels-Alder反应(5)氧化反应
Noyori
Tumas
Wu
固相合成法(solid-phasesynthesis)就是把底物或
催化剂锚合在某种固相载体上，再与其他试剂反
应，生成的化合物连同载体过滤、淋洗，与试剂
及副产物分离，这个过程能够多次重复，可以连
接多个重复单元或不同单元，最终产物通过解脱
试剂从载体上解脱下来
7.6 组合合成法
(3)甲磺酰氯的一锅合成
(4)邻氨基苯甲腈的一锅合成
该法认为经历了以下连续过程：S和CO反应生成SCO
邻卤硝基苯中卤素被代水解成H2S和CO2：邻卤硝基苯中卤素被H2S取代：将硝基还原为氨基后，在N和S原子间进行羰基化得到目标物当两种反应物处于不同的相(液液或固液)中时，
反应物彼此不能靠拢反应难以进行加入少量反应物彼此不能靠拢，反应难以进行。
加入少量
的“相转移催化剂”(phase transfer catalysis，
简称为PTC)使两反应物转移到同一相中，可以
使反应顺利进行，这种反应就称为相转移催化反
应。