官能团的引入与消去
有机合成中有机物官能团的引入消除和转化方法
有机合成中有机物官能团的引入消除和转化方法Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法1.官能团的引入2．官能团的消去(1)通过加成反应消除不饱和键。
(2)通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。
(3)通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。
(4)通过消去反应或水解反应消除卤素原子。
3．官能团的转化 (1)利用衍变关系引入官能团，如卤代烃水解取代伯醇(RCH 2OH)氧化还原醛――→氧化羧酸。
(2)通过不同的反应途径增加官能团的个数，如(3)通过不同的反应，改变官能团的位置，如有机合成中碳架的构建1．有机成环反应(1)有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的。
如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。
(2)成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。
2．碳链的增长有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。
(1)与HCN 的加成反应(2)加聚或缩聚反应，如n CH 2(3)酯化反应，如CH 3CH 2OH ＋CH 3COOH 浓 CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O 。
3．碳链的减短(1)脱羧反应：R —COONa ＋NaOH ――→CaO△R —H ＋Na 2CO 3。
(3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。
(4)烃的裂化或裂解反应：C 16H 34――→高温C 8H 18＋C 8H 16； C 8H 18――→高温C 4H 10＋C 4H 8。
合成路线的选择1．中学常见的有机合成路线(2)一元合成路线R —CH=CH 2――→HX 卤代烃――→NaOH 水溶液△一元醇――→氧化一元醛――→氧化一元羧酸―→酯(3)二元合成路线CH 2=CH 2――→X 2CH 2X-CH 2X ――→NaOH 水溶液△二元醇――→氧化二元醛――→氧化二元羧酸→⎩⎪⎨⎪⎧ 链酯环酯高聚酯(3)芳香化合物合成路线：2．有机合成中常见官能团的保护(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH 反应，把—OH 变为—ONa(或—OCH 3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH 。
有机合成——官能团的引入转化消除及保护课件高二化学人教版选择性必修3
氧化
CH3-CHO
CH3-COOH
五、官能团的转化(种类、数目和位置的变化)
2、官能团数目变化
原创：WJ化学研究院
CH3CH2-OH 消去
CH2=CH2
加Br2
水解 CH2Br－CH2Br
HO-CH2CH2-OH
3、官能团位置变化
消去
CH3CH2CH2-Br
CH3CH=CH2
加HBr CH3CH-CH3 Br
卤素原子 烯烃(炔烃)的加成 烷烃(苯及苯的同系物)的取代 醇(酚)的取代
羟基 烯烃与水的加成 酯的水解 卤代烃的水解 醛、酮的加氢
醛基 炔烃水化 烯烃氧化 伯醇的催化氧化 糖类水解
羧基 烯炔烃、苯的同系物、醛、醇的氧化 酯、酰胺、R-CN的水解
酯基
酯化反应、酰氯醇解
八、练习
原创：WJ化学研究院
1.由苯酚制取
①醇的催化氧化引入碳氧双键
2RCH2OH＋O2
催化剂 △
2RCHO＋2H2O
2RCH(OH)R'＋O2 催化△ 剂2R—C—R＋2H2O
O
②某些烯烃被氧化
2CH2＝CH2+O2 一定条件 2CH3CHO
①O3
②Zn/H2O OHCCH2CH2CH2CH2CHO
三、引入官能团--碳氧双键
2、引入碳氧双键
4、醛基的保护
醛基可被弱氧化剂氧化，为避免在反应过程中受到影响，保护一般是把 醛基制成缩醛，最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)
缩醛 也可以先生成醇，然后再氧化恢复
四、官能团的保护--氨基的保护
5、氨基(-NH2)的保护
胺基易被O2、O3、H2O2等氧化，一般采用下列方法保护
有机合成官能团的引入碳链改变
O
+
H2O
CH2 OH CH2 OH
+
HOCH2 HO CH2
O CH 2COH CH 2COH O
O COH COH O
+
HOCH 2 HOCH2
O HO CH C CH3
O H2N CH2 C OH
O
OH
HO
CH2CH2CH2 C
OH
3、其他的信息类型
一、通常由产物逆推到所给原料，采取键的“切割”法。
R H
+
+
催化剂 4 CH3COOH 5 O2 加热加压
COOH
+
2 H2O
KMnO 4
3、水解反应： （酯、蛋白质、多糖等） 4、裂化反应： C4H10→CH4 + C3H6
三、有机成环反应规律——五元、六元环比较稳定
1、低聚反应
3 CH CH C 500 0
O 3 HCH
O 3 RCH
2、分子内（间）脱水——羧酸、醇、酯化、生成酰胺键
1、由溴乙烷合成1,2-二溴乙烷（无机试剂任选） 2、从乙烯合成乙醚 3、以CH2=CH2和H—18OH为原料，并自选必要有机试 剂，合成CH3CO18OC2H5，用化学方程式表示最合理的 反应步骤。 4、以 对—二甲苯、乙烯、食盐、氧化剂、水为原料合 O O 成涤纶树脂
C C OCH 2CH2O n
二、信息给予合成题。 （认真审题、使已有知识与给予知识有机结合）
1、以乙烯为初始原料制取正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）。已知：
O RCH 2 C H H OH CHO RCH 2 CH H C R CHO
有机合成 官能团引入转换和保护
3．氨基的保护
伯胺和仲胺很容易被氧化，且易发生烃 基化，酰基化以及与醛酮羰基的亲核加成反 应。在合成中常采用： （１）氨基质子化 （２）变为酰基衍生物 （３）变为烃基衍生物等方法将氨基保护起 来
3.1
质子化
此方法仅用于防止氨基的氧化，因为理论上说 采用氨基质子化，即占据氮尚未共用电子对，以阻 止取代反应的发生。这是对氨基保护最简单的法。
COCl COOH (C H 3)2C C O O C (C H 3)3 C H 2 ,H 2 S O 4
CH3 加热
S O 3H COOH
叔丁酯可由羧酸先变为酰氯，再与叔丁醇作 用，或者通过羧酸与异丁烯直接作用而得。 它不能氢解，在通常条件下也不被氨解及碱 催化水解．
5．羧基的保护
KOH COOH COOK C H 2C l
4．羰基的保护
羰基具有许多反应性能，是有机化学中 最易发生反应的活性官能团之一． 保护羰基常用的方法：生成缩醛和缩酮 来降低羰基活性而保护羰基．
4．羰基的保护
保护醛酮羰基最常用的方法是通过乙 二醇和２－疏基乙醇的反应，生成相应 的叫做环缩醛或缩酮的产物．
H O C H 2 C H 2 O H ,T sO H
优点：对碱及催化氢化是稳定的。
缺点：对酸敏感，其稳定性低于甲醚。由 于脱保护基所用的酸性条件剧烈，当分子 中存在对酸敏感的基团时不适用
2.1
• 三甲硅醚
转变成醚
三甲硅醚广泛用于保护糖类、甾类及其他醇 羟基。通常引入三甲基硅基保护基所用的试 剂有三甲基氯化硅和碱；六甲基二硅氨烷。 在含水醇溶液中加热回流即可除去保护基。 优点：醇的三甲硅醚对催化氢化、氧化还 原反应是稳定的，该保护基可在非常温和 的条件下引入和去除。 缺点：对酸和碱敏感，只能在中性条件下 使用。
官能团的衍变规律[1]
![官能团的衍变规律[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/157f903ff46527d3240ce0db.png)
官能团的衍变规律1. 官能团的引入和转换（1）C=C的形成：①一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去HX②醇在浓硫酸存在的条件下消去H2O③二元卤代烃在锌粉存在的条件下消去X2④烷烃的热裂解和催化裂化（2）C≡C的形成：①二元卤代烃在强碱的醇溶液中消去2分子的HX②一元卤代烯烃在强碱的醇溶液中消去HX③实验室制备乙炔原理的应用（3）卤素原子的引入方法：①烷烃的卤代（主要应用与甲烷）②α-H的卤代（红磷做催化剂）*③烯烃、炔烃的加成（HX、X2）④芳香烃与X2的加成⑤芳香烃苯环上的卤代⑥芳香烃侧链上的卤代⑦醇与HX的取代⑧烯烃与HO-Cl的加成例、已知次氯酸能跟烯烃发生加成反应：RCH=CH2+HOCl R CH2Cl（或R CH2OH）试回答下列问题：(1)写出结构简式A ，C ；(2)从结构上分析，可与A互为同分异构体的结构简式有：、。
(3)上述反应中属于加成反应的是、属于消去反应的是(填反应序号)。
(4)写出反应④的化学方程式：________________ 。
（4）羟基的引入方法：①烯烃与水加成②卤代烃的碱性水解③醛的加氢还原④酮的加氢还原⑤酯的酸性或碱性水解⑥苯氧离子与酸反应⑦烯烃与HO-Cl的加成（5）醛基或羰基的引入方法：①烯烃的催化氧化②烯烃的臭氧氧化分解③炔烃与水的加成④醇的催化氧化（6）羧基的引入方法：①丁烷的催化氧化②苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化③醛的催化氧化④酯的水解⑤-CN的酸性水解⑥肽、蛋白质的水解⑦酰氨的水解（7）酯基的引入方法：①酯化反应的发生②酯交换反应的发生（8）硝基的引入方法：硝化反应的发生（9）氰基的引入方法：①烯烃与HCN的加成②炔烃与HCN的加成③卤代烃与CN-的取代（10）氨基的引入方法：①-NO2的还原②-CN的加氢还原③肽、蛋白质的水解例1．（2004广东）根据下面的反应路线及所给信息填空。
（1）A 的结构简式是 ，名称是 。
（2）①的反应类型是 。
第3章 官能团的导入、除去、互换及保护
§3.1 官能团的导入
3.1.1 饱和碳原子上官能团的导入
1. 饱和烃的卤代反应 氢原子的活性为：叔氢>仲氢>伯氢；卤素活性为： F2>Cl2>Br2>I2, 卤素活性越大，其选择性越差。因此，在饱和烃卤代 反应中溴代反应最为常见。
Br2 / hv r,t.~105℃ Br
+
20℃ C6H5SO2NCl
CH3 CH3 Cl Cl
+
C6H5SO2NH
3. 羰基化合物的α-卤代反应
O C C H H
+
OH C C H
-H+ slow X X C
OH C
fast
-X
-
OH C C X
-H
+
O C C X
fast
fast
O C H C
+ OH
O -H2O slow X X O C X C C C C
Hofmann eliminations
Anti elimination
2. Pyrolytic syn eliminations（顺式热消去反应）
C H O
C O
300 ~ 500 C
o
C
C
+
RCO2 H
R
Applications: Synthesis of terminal alkenes from primary acetates
O C
-X fast
-
① 醛的α-卤代反应
R' R CH CHO R' R' C H O Si(CH3)3 X2 X=Cl, Br R C CHO X
消去反应_精品文档
消去反应引言消去反应是化学中一种重要的反应类型，它在有机合成、药物研发、材料科学等领域中都具有广泛的应用。
消去反应是指通过引入一个消去试剂，将分子中的某个官能团移除，从而引发分子结构的改变。
本文将对消去反应的概念、机理以及一些典型的消去反应进行介绍。
概念消去反应是一种化学反应，通常是有机化学反应中的一个步骤。
在消去反应中，一个官能团被移除，从而形成一个新的分子。
这个官能团可以是酸、碱、水或其他的试剂。
消去反应通常以可能形成活化复合物的官能团为基础，通过引入消去试剂将其移除，从而实现化学反应。
消去反应有很多不同的类型，包括酸性消去反应、碱性消去反应、脱水消去反应等。
每一种类型的消去反应都有其特定的条件和机理。
机理在酸性消去反应中，通常通过加入酸性试剂来引发反应。
这些酸性试剂可以是强酸，如硫酸，也可以是弱酸，如醋酸。
酸性消去反应的机理可以分为两个步骤。
首先是亲电性攻击，消去试剂通过亲电性攻击官能团上的电子，从而形成一个中间体。
然后，在中间体的存在下，通过负电离、负荷转移或负电子迁移等方式，得到最终产物。
碱性消去反应和酸性消去反应类似，不同之处在于消去试剂是碱性试剂，如氢氧化钠或碳酸钾。
碱性消去反应的机理也涉及亲电性攻击、负电离等步骤。
脱水消去反应是一种通过去除水分子来引发的反应。
在这种反应中，通常使用脱水剂（如磷酸或三氯化磷）来促进反应。
脱水消去反应的机理涉及亲电性攻击和负离子迁移等步骤。
典型消去反应酸性消去反应一种著名的酸性消去反应是酸性酯加成消去反应。
在这个反应中，酯与酸反应，生成羧酸和醇。
例如，醋酸与硫酸反应，生成乙酸和水。
CH3COOH + H2SO4 -> CH3COOH + H2O碱性消去反应一种常见的碱性消去反应是醇的酸性消去反应。
在这个反应中，醇与碱性试剂反应，生成烯醇。
ROH + NaOH -> R-O-Na+ + H2O脱水消去反应脱水消去反应有很多种，其中一种是醇的脱水消去反应。
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法.
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法1.官能团的引入2．官能团的消去(1通过加成反应消除不饱和键。
(2通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH。
(3通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO。
(4通过消去反应或水解反应消除卤素原子。
3．官能团的转化(1利用衍变关系引入官能团，如卤代烃伯醇(RCH2OH醛羧酸。
(2通过不同的反应途径增加官能团的个数，如(3通过不同的反应，改变官能团的位置，如有机合成中碳架的构建1．有机成环反应(1有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的。
如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。
(2成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。
2．碳链的增长有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。
(1与HCN的加成反应(2加聚或缩聚反应，如n CH2(3酯化反应，如CH3CH2OH＋CH3COOH浓CH3COOCH2CH3＋H2O。
3．碳链的减短(1脱羧反应：R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3。
(3水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。
(4烃的裂化或裂解反应：C16H34C8H18＋C8H16；C8H18C4H10＋C4H8。
合成路线的选择1．中学常见的有机合成路线(1一元合成路线：卤代烃一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯(2二元合成路线：二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→(3芳香化合物合成路线：2．有机合成中常见官能团的保护(1酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH 变为—ONa(或—OCH3将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。
(2碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。
(3氨基(—NH2的保护：如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。
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官能团的引入与消去
一．有机合成中官能团的引入方法
(1)引入C─C ：C═C 或C≡C 与H 2加成；
(2)引入C═C 或C≡C ：卤代烃或醇的消去；
(3)苯环上引入
(4)引入─X ：①在饱和碳原子上与X 2（光照）取代；②不饱和碳原子上与X 2或HX 加成；③醇羟基与HX 取代。
(5)引入─OH ：①卤代烃水解；②醛或酮加氢还原；③C═C 与H 2O 加成。
(6)引入─CHO 或酮：①醇的催化氧化；②C≡C 与H 2O 加成。
(7)引入─COOH ：①醛基氧化；②─CN 水化；③羧酸酯水解。
(8)引入─COOR ：①醇酯由醇与羧酸酯化；②酚酯由酚与羧酸酐取代。
(9)引入高分子：①含C═C 的单体加聚；②酚与醛缩聚、二元羧酸与二元醇（或羟基酸）酯化缩聚、二元羧酸与二元胺（或氨基酸）酰胺化缩聚
二．有机合成中官能团的消除方法
(1)通过加成反应可以消除C ＝C 或C≡C 。
如CH 2＝CH 2 ＋ H 2
CH 3CH 3 (2)通过消去、氧化可消除－OH 。
如CH 3CH 2
OH CH 2＝CH 2↑ ＋ H 2O 、2CH 3CH 2OH ＋ O 2 2CH 3CHO ＋ 2H 2O
(3)通过加成或氧化可消除－CHO 。
如2CH 3CHO ＋ O 2
2CH 3COOH 、CH 3CHO ＋ H 2 CH 3CH 2OH
(4)通过水解反应消除—COO —。
如CH 3COOC 2H 5 ＋ H 2O → CH 3COOH ＋ C 2H 5OH 。
浓硫酸 170℃
三．有机合成中官能团位置和数目
1．官能团数目的改变：如(1)CH3CH2OH CH2＝CH2X－CH2CH2－X HO－CH2CH2－OH 。
(2)。
2．官能团位置的改变：如(1)CH3CH2CH2Cl
CH3CH＝CH2CH3CHClCH3
(2)CH3CH2CH2OH CH3CH＝CH2
CH3CHClCH3CH3CH(OH)CH3。