微波有机合成化学最新进展
微波有机合成化学最新进展
罗 军,蔡 春,吕春绪
(南京理工大学化工学院,江苏南京 210094)
摘要:从反应装置、合成实例、反应机理以及发展趋势等方面概述了微波技术近年来在有机合成中的应用。参考文献67篇。
关 键 词:微波;有机合成;反应装置;机理;综述
中图分类号:O621.25文献标识码:A文章编号:1005-1511(2002)01-017-08
Recent Development
of Microwave-induced Organic Reaction Chemistry
LU O Jun, CAI Chun, LU Chun-x u
(Schoo l of Chemical Eng ineering o f Nanjing U niver sity o f Science&T echnolog y,Na njing210094,China)
Abstract:T he application of microw ave in o rganic sy nthesis w as review ed w ith67references. Keywords:microw ave;o rganic synthesis;equipm ent,mechanism;rev iew
微波作为一种传输介质和加热能源已被广泛应用于各学科领域。早在1969年,美国科学家Vanderho ff[1]就利用家用微波炉加热进行了丙烯酸酯、丙烯酸和 -甲基丙烯酸的乳液聚合,意外地发现与常规加热相比,微波加热会使聚合速度明显加快,这是微波用于有机合成化学的最早记载,但当时却没引起人们的重视。1986年Gedye 及其同事[2]研究了在微波炉中进行的酯化反应,才使得微波技术作为一种新技术在有机合成中应用,这是微波有机合成化学开始的标志。在后来的短短十几年时间里已逐渐发展成了一门新兴交叉学科——M ORE化学(M icrow ave-induced Organic Reactions Enhancem ent Chemistry)即微波促进有机化学,也可叫做微波诱导催化有机反应化学。
与传统加热相比,微波加热可使反应速率大大加快,可以提高几倍、几十倍甚至上千倍[2],同时由于微波为强电磁波,产生的微波等离子体中常可存在热力学方法得不到的高能态原子、分子和离子,因而可使一些热力学上不可能发生的反应得以发生[3]。
微波有机合成反应装置也由20世纪80年代的密封反应器发展到20世纪90年代的常压反应器和连续反应器,并具有了控温、自动报警等功能。微波在有机合成中的应用也不断扩大。
1 微波有机合成单元反应实例
到目前为止,微波加快有机合成反应类型众多,根据以前的文献以及相关书籍可知至少有40种以上。这里将例举一些在以前的综述中没有出现的应用例子以及以前已有例举但由于近来研究文献较多的具有代表性的典型例子。
1.1 烷基化反应
2000年Chatti及其同事[4]研究了O-烷基化反应,在KOH和相转移催化剂作用下,用微波加热于125℃反应5min便可得98%的气谱产率,而在常规加热下,相同条件仅得13%。
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17
—
合成化学 Chinese Journal of Synthetic Chemistry
收稿日期:2000-10-30
作者简介:罗军(1975-),男,汉族,四川资中人,于1998年毕业于南京理工大学化工学院,后免试就读本校应用化学专业硕士研究生,1999年被批准直读博士,主要研究方向是有机医药、农药以及染料中间体的合成。
谢筱娟等[5]
利用微波合成了具有生物活性的1-烃基苯并三唑,并比较了不同n 值和加热方式的结果(见表1)。
2Bt -H +Br CH 2 Br
H 2O/Na 2CO 3/PT C
microwave
Bt CH 2 Bt
表1 不同n 值及加热方式的比较n 加热方式反应时间
收率(%)3
常规微波6h 6min 72.479.55
常规微波
6h 3min
40.565.8
苯乙腈的 -C 取代用微波技术可得比常规方法好得多的结果[6]。
Ph
CN +RX
碱,TBAB microw ave
Ph CN
R
李军等[7]研究了微波法合成邻异丁烯氧基苯酚的方法。
常规加热回流3h 产率为35%,而用微波加热90s 产率达68%。
另外,Vandana [8],Sagar [9],Wang [10]等在这方面也作了一定的研究。1.2 脱保护反应
保护羰基的甲氧基苯基甲基醚(M PM )在微波照射下只需几分钟便可有效地脱掉,而在相同条件下用常规加热12h 还反应不完全
[11]
。
R
OMPM
C layan microw ave
R OH
R =烷基、
芳基、硅醚基、乙酸基、酯、双键、三键或苯醚M itra 等
[12]
用SbCl 3作催化剂研究了微波条
件下缩氨基脲的脱保护反应。苯乙酮缩氨基脲的脱保护,只需在微波炉中于600W 下反应10s 便可得90%的产率。
Gajare 及同事
[13]
却从转移基团的思路进行
了微波转移脱保护,常规加热回流10h 得85%的产率,而微波反应10min 就可得90%。
Kulkarni 等[14]
用微波法研究了芳醚用吡啶盐酸盐在无溶剂下脱甲基的反应。1.3 氧化反应
刘晔等[15～17]研究了甲苯在微波下的催化氧化,当用M oO 3(7%)-V 2O 5(8%)/T iO 2作催化剂时,于微波下250℃反应分别得41%和14%的苯甲酸和苯甲醛。
CO 2H
+
CHO Oussaid [18]在微波辐射下只用了不到30m in
就用KM nO 4-Al 2O 3将一些芳烃氧化成了相应的芳酮,而常规加热要达到相似结果需要数天。用微波技术也可方便地将 -羟基酮氧化为1,2-二酮[19]或将1,4-二氢吡啶氧化成吡啶[20],常规氧化剂硝酸也可在微波条件下应用[21],而芳醛氧化成芳酸在微波下也只需6min ～8m in,且无需外加助催化剂[22]。
1.4 成环反应
-乙酰氧基-6′-氨基-5′-腈基吡啶并(17,16-b)雄(甾)-5′,16-二烯具有高生物活性,是重要的药物中间体。它可由如下方法合成:
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此反应在微波炉中只需反应8min 便可得88%的
产率[23]。此法具有原料易得、无需溶剂、反应速度快、避免使用危险反应条件等优点。
-内酰胺的合成在常规条件下反应5h 只得65%的产率,用微波法反应150s 其产率为80%,而微波干法只需90s 即可得92%[24]
。
Bo ug rin 等[25]
研究了1,3-二杂环化合物的合成,应用了三种不同路线在微波下合成了目标产物,如下面反应式所示。几种方法合成了各种取代基衍生物,产率都在90%
左右。
Kalita 等[26]应用微波技术从4-氧-1-苯并吡喃-3-甲醛亚胺氧化物经1,3-双极成环反应合成
了色酮衍生物。
还有不少人研究了成环反应[27～31]
。
1.5 缩合反应
Zhang
[32]
用微波加速了KF-Al 2O 3催化 , -
不饱合酮的Knoev enagel 反应,结果发现,微波的
作用可使反应加快360倍～860倍。
Balalair 等[33]还研究了芳酮的Knoev enagel 反应,该反应在无溶剂下进行,于微波炉中850W 下反应6min 得93%的产率。Gedye [34]
也发现反
应速率可提高25
倍。
烯烃与甲醛的Prins 缩合在微波下反应速率提高2.4倍～2.6倍[35]。Kumar 等[36]研究了芳醛
与硝基烷烃在活化二氧化硅表面上的H enry 反应,发现微波的应用得到了更高产率的2-硝基醇。Hoel 等[37]还研究了Ug i 四组分缩合反应。1.6 重排反应
Khadilka [38]
和Mo ghaddam [39]
研究了微波Fr ies 重排反应。后者还比较了对苯磺酸苯酚酯在微波和常规加热两种条件下的不同结果
:
—
19—第1期罗军等:微波有机化学合成最新进展
甲基对烯丙基苯酚的异构化重排在微波下也可加快20倍以上[40]。1.7 偶合反应
偶氮染料常用重氮化再偶合的二步法制备,但应用微波技术可使反应在无溶剂条件下一锅完成。常规方法80℃反应1h 得60%的产率,但在138W 微波照射下反应2m in ,产率为100%,而且还具有步骤简化、污染少等优点
[41]
。
Suzuki 交叉偶合也可在微波下进行[42]。1.8 M annich 反应
M annich 反应是合成炸药、医药、农药和天然产品中间体的重要方法。M ojtahedi 等[43]对此反应进行了研究,现仅举其中一例
:
此反应为干反应,在微波条件下只需90s 便可得到常规加热5h 才可得到的收率。1.9 含硫物的合成
Filip [44]
研究了二苯基胺衍生物的微波硫化,
以高得率得到酚噻嗪
:
硫酚可用粘土附载硝酸铵在微波下进行氧化偶合得到连二硫化物,此法由于无金属元素参与而属绿色化学。反应只需30s 便可完成,常规加热需3h
[45]
。
1.10 立体选择性合成
Br em berg 等
[46]
研究了在微波条件下C -C ,
C -O ,C -N 和C -S 键的立体选择性偶合,发现
微波条件下得率更高,立体选择性也大大提高,反应时间大大缩短,催化剂用量减少,也不需要惰性气体保护。如反应:
Ph OAc
Ph
(C 3H 5)2PdCl 2(配体)
(M eOCO)2CH 2,BSA,KOAC
Ph
Ph
M eO O
O OM e 猪胰脂肪酶(Po rcine pancreatic lipase ,简称PPL)在微波活化下了可加快反应速率4倍～6倍,使对映体选择性提高3倍～9倍
[47]
。
1.11 Heck 反应
分子间Heck 反应在有机合成中十分重要,反应可选择性地在缺电子的烯烃或富电子的烯醇醚的 -位发生[48]
。微波反应在带解压帽的Py rex 管中进行。结果及比较见表2。
1.12 硝化反应
日本的繁猛等[49]首先将微波技术应用于硝化反应中,对甲苯、异丙苯、特丁苯进行了硝化反应(伴随着氧化反应发生),得相应的硝基苯甲酸。
异丙苯的硝化氧化结果见表3。
Kw on 等也对苯酚乙酸酯、乙酰苯胺和卤代苯等进行了微波硝化[50]。1.13 金属有机化合物合成
Kidw ai [51]
研究了1,4-萘醌用氯化芳汞(Ⅱ)盐在C 2位置的汞化,反应在微波下只需2m in ～
4m in 便可得到比常规加热12h ～13h 还高的得率。
发光材料三-1,10-菲咯啉钌配位盐通常是在水浴中反应,时间为2.0h ～2.5h,但如用微波进
行加热,则只需5min [52]
。
1.14 水解反应
Bendale [53]
研究了腈水解制酰胺的反应,以
NaOH -PEG -400为催化剂在微波条件下可很快以高产率完成反应。
—20—
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表2
钯盐催化芳化
表3 异丙苯硝化氧化结果
micr o wav e W min 不同mol 硝酸∶mol 原料产品的收率(%)
61218243036300100454347424540010554852515559400155449476356524002055504150575250010504345585148600
10
49
53
56
56
48
35
偶氮Witting 试剂的合成通常需在氮气保护下很长时间才能完成,而且操作复杂,产率低,但
运用微波加热后在140W 下只需3m in ,产率便达94%[54]。
1.16 其它反应
近年来,微波技术在催化加氢[55]、基团保护[56]、酰胺化[30]、同位素交换[57]、消除反应[58]、Diels-Alder 反应[59]、开环反应[60]、聚合反应[61]、制腈反应[62]
以及烯烃加成反应[63]
等有机合成领域中都有应用,并取得了令人满意的效果。
—
21—第1期罗军等:微波有机化学合成最新进展
2 微波诱导催化机理
微波对物质的作用很复杂,作为加热能源,它是靠介质的偶极子转向极化和界面极化在微波场中的介电耗损而引起的体内加热。通俗地说,是极性介质在微波场作用下随其高速旋转而产生相当于“分子搅拌”的运动,从而被均匀快速地加热,此即“内加热”。
“内加热”只是微波对物质的表面作用,但它引起反应速率的提高就要涉及到微波加速化学反应的机理问题了。
有不少人支持“热效应”说[21,34,46]。他们认为,微波引起速率加快是由于微波加热引起溶剂过热以及由高温而产生的压力引起的;也可能是由于在某些物质(如催化剂)上形成比周围温度更高的“热点”,造成速率加快。从本质上解释是微波能量只有约几个J?mo l-1,因此不能引起分子能级的跃迁,所以微波只会使物质内能增加,并不会造成反应动力学的不同。
另一种观点是认为微波加热还具有特殊效应,或者说是“非热效应”[17,52,61,64～66]。他们的解释总结起来大概有以下几点:
(1)微波的存在会活化反应物分子,使反应的诱导期缩短[67]。
(2)微波场的存在会对分子运动造成取向效应,使反应物分子在连心线上分运动相对加强,造成有效碰撞频率增加,反应速率加快。微波量子物理学告诉我们,微波可引起分子转动进入亚稳态,从而活化分子,使反应更容易进行[65]。
(3)黄卡玛等[66]认为是电磁场的作用使反应的指前因子和反应活化能同时增加,从Ar rhe-nius公式可知,这二者的增加是相互矛盾的,如指前因子增加的作用大于活化能增加的作用,微波就会加快反应进行;反之则减缓反应。这已从该论文中KI与H2O2的反应结果中得到证明。从反应的ln(1/ t)～1/T关系曲线可以看出,常规加热能很好地符合Arrhenius公式,但在微波条件下,明显为非线性关系,即此时已不再符合Ar rhe-nius公式了,这一结果有力地证明了“非热效应”的存在。
(4)微波加速有机反应与其对催化剂的作用有很大关系。催化剂在微波场中被加热速度比周围介质更快,造成温度更高,在表面形成“热点”,从而得到活化,造成反应速率和选择性的提高[46,65]。
总的来说,微波加快有机反应的解释有多种,“热效应”和“非热效应”两种观点都有不少证据支持,到目前为止,仍没有一个统一的理论。
3 发展趋势
微波反应装置和反应器到目前为止都还不是非常完善,比如说如何解决固体和高粘度液体的加料和流动问题,以及如何使反应器提供更详细和更准确的温度梯度信息和准确控制反应温度等问题都还需进行深入研究。
微波作用于反应的本质原理问题作为基础研究将仍是微波化学工作者研究的热点和重点。可以预计,在未来的一段时间内,这方面的研究将更加广泛地开展。
现在微波在化学中的应用非常广泛,几乎覆盖了化学的所有领域,但不可否认的是这些研究除了如酯化反应等极少数反应外,绝大多数还处于实验室研究阶段,如何将微波技术应用植入到实际工业生产中去,或者说是将微波化学反应量扩大的问题已经是一个十分重要和必要的课题。
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(转至第61页)
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尽快脱离水相介质,加快了反应速率;另一方面,反应结束后,只需分出甲苯层,干燥后进行蒸馏即可得较纯产物,大大简化了操作步骤。实验表明,如上处理与常规处理所得产物收率相等。
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第1期刘展鹏等:对氰基苯甲酸乙酯的合成研究
有机合成化学_ 有机化学选择题
选择题Ⅱ： 151. 下列哪一种化合物不能用以制取醛酮的衍生物? (A) 羟胺盐酸盐 (B) 2,4-二硝基苯 (C) 氨基脲 (D) 苯肼 152. 下列哪个化合物不能起卤仿反应? (A) CH 3CH(OH)CH 2CH 2CH 3 (B) C 6H 5COCH 3 (C) CH 3CH 2CH 2OH (D) CH 3CHO 153. 下列哪个化合物可以起卤仿反应? (A) CH 3CH 2CH 2OH (B) C 6H 5CH 2CH 2OH (C) CH 3COCH 2CH 2COCH 3 (D) HCHO 154. 乙醛和过量甲醛在NaOH 作用下主要生成: : (A) (B) 155. (C) (D) 156. 用格氏试剂制备1-苯基-2-丙醇,最好采用哪种方案? (A) CH 3CHO + C 6H 5CH 2MgBr (B) C 6H 5CH 2CH 2MgBr + HCHO (C) C 6H 5MgBr + CH 3CH 2CHO (D) C 6H 5MgBr + CH 3COCH 3 157. : (A) C 6H 5CH 2OH C 6H 5COOH (B) C 6H 5CHOHCH 2COOCOCH 3 (C) C 6H 5CH =CHCOOCOCH 3 (D) C 6H 5CH =CHCOOH 158. 在稀碱作用下,下列哪组反应不能进行羟醛缩合反应? (A) HCHO + CH 3CHO (B) CH 3CH 2CHO + ArCHO (C) HCHO + (CH 3)3CCHO (D) ArCH 2CHO + (CH 3)3CCHO (A) (HOCH 2)3CCHO (B) C(CH 2OH)4 (C) CH 3CH CHCHO (D) CH 3CHCH 2CHO OH OH O CH 3 (C 6H 5)2C CH 3 C C 6H 5 O C CH 3C 6H 5 OH (CH 3)2C C 6H 5CH 3 C C 6H 5(CH 3)2C C(C 6H 5)2 C 6H 53O C 6H 5CHO +(CH 3CO)2O
精细有机合成化学与工艺学复习参考题
1、精细化学品与精细化工的概念与特点。 精细化学品：“凡能增进或赋予一种（类）产品以特定功能，或本身具有特定功能的小批量或高纯度化学品”。 精细化学品的特点：① 产品功能性强（专用性）② 批量小③ 品种多④ 利润率高⑤ 更新换代快 精细化工 ：“生产精细化学品的工业”。 “它属于一类化工产品的生产行业” 。 精细化工的特点：① 多品种、小批量 ② 综合生产流程和多功能生产装置 ③ 高技术密集度 ④ 大量应用复配技术 ⑤ 新产品开发周期长，费用高 ⑥ 商品性强、市场竞争激烈 2、新领域精细化学品的类别。 食品添加剂、饲料添加剂、电子化学品、造纸化学品、塑料助剂、皮革化学品、表面活性剂、水处理剂等。 3、精细化率的定义、我国目前的精细化率。 精细化率是一个国家或地区化学工业发达程度和化工科技水平高低的重要标志。我国目前的精细化率为45%。 4、世界精细化工的发展趋势。 发达国家新领域精细化工发展迅速、重视化境友好绿色精细化学品和超高功能及超高附加值产品，发展绿色化生产与生物工程技术。传统精细化工向发展中国家转移。 5、我国精细化工的现状与存在的主要问题。 ●我国精细化工产品的自我供应能力已有了大幅度的提升，传统精细化工产品不仅自给有余，而且大量出口；新领域精细化工产品的整体市场自给率达到70%左右。一些产品在国际市场上具有较大的影响力。 ●目前国精细化工产品尚难以满足细分市场需求。以中低档产品为主，难以满足高端市场要求，以电子化学品为代表的高端精细化学品严重依靠进口。 ● 在快速变化的市场面前，我国的研发力量还很不足的，特别是薄弱的精细化工的基础性研究已成为我国开发新技术和新产品的重要制约因素。 ● 部分国家以保护环境和提高产品安全性为由，陆续实施了一批新的条例和标准；我国也在不断加大与人民生活息息相关的工业品的安全管理力度和提%100?=化工产品的总值精细化工产品的总值）精细化工率（精细化率
大学有机化学知识点总结
大学有机化学知识点总结 一、有机化合物的命名 命名是学习有机化学的“语言”，因此，要求学习者必须掌握。有机合物的命名包括俗名、习惯命名、系统命名等方法，要求能对常见有机化合物写出正确的名称或根据名称写出结构式或构型式。 1、俗名及缩写：要求掌握一些常用俗名所代表的化合物的结构式，如：木醇、甘醇、甘油、石炭酸、蚁酸、水杨醛、水杨酸、氯仿、草酸、苦味酸、肉桂酸、苯酐、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、巴豆醛、葡萄糖、果糖等。还应熟悉一些常见的缩写及商品名称所代表的化合物，如：RNA、DNA、阿司匹林、福尔马林、尼古丁等。 2、习惯命名法：要求掌握“正、异、新”、“伯、仲、叔、季”等字头的含义及用法，掌握常见烃基的结构，如：烯丙基、丙烯基、正丙基、异丙基、异丁基、叔丁基、苄基等。 3、系统命名法：系统命名法是有机化合物命名的重点，必须熟练掌握各类化合物的命名原则。其中烃类的命名是基础，几何异构体、光学异构体和多官能团化合物的命名是难点，应引起重视。要牢记命名中所遵循的“次序规则”。 4、次序规则：次序规则是各种取代基按照优先顺序排列的规则 （1）原子：原子序数大的排在前面，同位素质量数大的优先。几种常见原子的优先次序为：I>Br>Cl>S>P>O>N>C>H （2）饱和基团：如果第一个原子序数相同，则比较第二个原子的原子序数，依次类推。常见的烃基优先次序为：(CH3)3C->(CH3)2CH->CH3CH2->CH3- （3）不饱和基团：可看作是与两个或三个相同的原子相连。不饱和烃基的优先次序为: -C≡CH>-CH=CH2>(CH3)2CH- 次序规则主要应用于烷烃的系统命名和烯烃中几何异构体的命名 烷烃的系统命名：如果在主链上连有几个不同的取代基，则取代基按照“次序规则”一次列出，优先基团后列出。 按照次序规则，烷基的优先次序为：叔丁基>异丁基>异丙基 >丁基>丙基>乙基>甲基。 （1）、几何异构体的命名:烯烃几何异构体的命名包括顺、反和Z、E两种方法。简单的化合物可以用顺反表示，也可以用Z、E表示。用顺反表示时，相同的原子或基团在双键碳原子同侧的为顺式，反之为反式。如果双键碳原子上所连四个基团都不相同时，不能用顺反表示，只能用Z、E表示。按照“次序规则”比较两对基团的优先顺序，较优基团在双键碳原子同侧的为Z型，反之为E型。必须注意，顺、反和Z、E是两种不同的表示方法，不存在必然的内在联系。有的化合物可以用顺反表示，也可以用Z、E表示，顺式的不一定是Z型，反式的不一定是E型。例如： CH3-CH2 Br C=C （反式，Z型） H CH2-CH3 CH3-CH2 CH3 C=C (反式，E型) H CH2-CH3
有机合成化学练习题
练习题 1、从苯及不超过3个C 的有机原料合成 Br Br CH 2CH 2CH 3 2、用苯和不超过3个碳的有机物为原料合成 CH 2CH 2CH 3 Br 3、选择合适的试剂合成下面的化合物 C-CH 2CH 3CH 3OH 4、选择合适的试剂合成下面的化合物 CH 2OH NO 2 5、用甲苯为原料合成 Br COOH 6、由指定原料合成下列产物 OH CH 2 7、由指定原料合成下列产物 CHO 8、由乙酰乙酸乙酯合成下列化合物
O CCH 3 9、选择合适的试剂合成下面的化合物 O CH 3CCH 2CH 3CCH 2CH 2CH 2OH O 10、用苯和不超过4个碳的有机物合成 OH O 11、由指定原料合成下列产物 CH 3O 2N CN CH 3 12、由不超过三个碳的有机原料及必要的无机试剂合成下列产物 O CH 3CH 2CHCHCOCH 2CHOCH 2CH 3 OH 3CH 3 13、用不超过4个碳的有机物和适当的无机试剂合成下列化合物 O CH 3CCH 2CH 2CH 2CH 2N CH 3 CH 3 14、用不超过4个碳的有机物合成（4分） O 15、用不超过4个碳的有机物合成 O O CH 2CH 2CH 2CH 3 16、由指定原料合成下列产物（6分) CHCOOH NO 2 NO 2CH 3 17、用不超过4个碳的有机物为原料合成
OH CH 3CH 2CH 2CH 2CHCH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 18、由指定原料合成下列产物 CH 3CH 2CH 2Br (CH 3)2CHCOOH 19、选择合适的试剂合成下面的化合物 CH 2OH NO 2 20、由1，3-丙二醇合成螺庚烷酸合成下列化合物 COOH 21、由指定的主要原料出发合成下列化合物 O COOC 2H 5 Ph Ph C HO +CO CH 3 22、由苯及不超过3个C 的有机原料合成下列产物 COOH I CH 2CH 2CH 3 24、用丙二酸二乙酯及不超过4个碳的有机物合成下列化合物（6分) COOH 25、由苯及不超过3个C 的有机原料合成下列产物 Br CH 2CH 2CH 3 26、由丙二酸二乙酯及不超过3个碳的有机物合成下列化合物 O EtO 2C 27、由已二酸及不超过三个碳的有机原料合成下列产物
有机化学第四章答案
第四章习题答案 2 命名下列化合物 （1）2，2，6，6-四甲基-3-庚炔；(2) 4-甲基-2-庚烯-5炔；(3) 1-己烯-3，5-二炔； (4) (Z)-5-异丙基-5-壬烯-1-炔；（5）（2E，4Z）-3-叔丁基-2，4-己二烯 3 写出下列化合物的构造式和键线式，并用系统命名法命名。 （1）；1-戊烯-4-炔。 (2) ；（E）-3-戊烯-1-炔；（Z；）-3-戊烯-1-炔。 (3) ；2，2，5，5-四甲基-3-己炔。 (4) ；2，5-二甲基-3-庚炔。，4 写出下列化合物的构造式，并用系统命名法命名之。 (1)；2-甲基-5-乙基-3-庚炔； (2)；(Z)-3，4-二甲基-4-己烯-1-炔； (3)；(2E，4E)-2，4-己二烯； (4)；2，2，5-三甲基-3-己炔。 5 下列化合物是否存在顺反异构体，如存在则写出其构造式。 (1)存在，； (2)、（3）无顺反异构体； （4）存在，。
8 写出下列反应的产物； （1）；(2) ; (3) ; （4）；（5）； （6）；；H2/Lindlar Pd。 (7) 9 用化学方法区别下列化合物。 （1）将三种化合物中加入Br2，不变色的是1-甲基-丁烷；再将剩下的化合物通入银氨溶液，出现白色沉淀的是3-甲基-1-丁炔，无现象的是3-甲基-1-丁烯。（2）将两种化合物通入银氨溶液，出现白色沉淀的是1-戊炔，现象的是2-戊炔。 11 加入银氨溶液得到沉淀，说明为端炔。 12 CH3CH=CHCH=CHCH3 CH3CHBrCHBrCHBrCHBrCH3 13 不饱和度为2，可能为炔烃或二烯烃，加入银氨溶液无沉淀，说明不是端炔， 再根据加1分子氢气所得产物，可推断化合物结构式为 14 从乙炔出发，合成下列化合物。
有机化学期末考试联练习题
1、下列烷烃沸点最低的是 ( ) 、下列烷烃沸点最高的是 ( ) A. 2,3-二甲基丁烷 B. 2,3-二甲基戊烷 C. 3-甲基戊烷 D. 正己烷 2、下列烃的命名哪个不符合系统命名法 ( ) A. 2, 3, 5-三甲基-4-丙基庚烷 B. 2,3-二甲基-5-异丙基庚烷 C. 2,4-二甲基-3-乙基己烷 D. 2-甲基-3-乙基辛烷 3、下列烃的命名哪个符合系统命名法 ( ) A. 2-乙基-3-乙基辛烷 B. 2,4-二甲基-3-乙基己烷 C. 2,3-二甲基-5-异丙基庚烷 D. 1, 3, 5-三甲基-4-丙基庚烷 4，引起烷烃构象异构的原因是( ) A. 分子中的双键旋转受阻 B. 分子中的单双键共轭 C. 分子中有双键 D. 分子中的两个碳原子围绕C-C 单键作相对旋转 1、下列碳正离子中最稳定的为 ( ) A. RCH=CHCH 2C +HR B. R 3C + C. R 2C=CH-C +R 2 D. RC + =CH 2 2、若正己烷中有杂质1-戊烯，用洗涤方法能除去该杂质的试剂是 ( ) A. 苯 B. 汽油 C. 浓硫酸 D.溴水 3、 分子式为C 5H 10的化合物，其顺反异构体数目为 ( ) A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 4、不具有顺反异构体的物质是 ( ) CH 3CH C CH 3CO 2H A. B.CH 3C CHCH 2CH 3 H C C CH 3CH C CH 3CH 3 C. D.I Cl CH 3 Br 5、若正己烷中有杂质1-己烯，用洗涤方法能除去该杂质的试剂是 ( ) A. 水 B. 汽油 C. 浓硫酸 D. 溴水 6、具有顺反异构体的物质是 ( ) CH 3CH C CH 3CO 2H A. B.CH 3C CHCH 2CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3CH C CH 3CH 3 C. D. 7、下列化合物稳定性最大的是 ( ) A. B. C. D. 8、 9、 1、下列物质能与Ag(NH 3)2+ 反应生成白色沉淀的是 ( ) A. 乙醇 B. 乙烯 C. 2-丁炔 D. 1-丁炔 2、1-戊烯-4-炔与1摩尔Br 2反应时，预期的主要产物是 ( ) A. 1,5-二溴-1,3-戊二烯 B. 1,2-二溴-1,4-戊二烯 C. 4,5-二溴-2-戊炔 D. 4,5-二溴-1-戊炔 3、下列物质能与Cu 2Cl 2反应生成棕红色沉淀的是 ( ) A. 乙醇 B. 乙烯 C. 2-丁炔 D. 1-丁炔 4、下列化合物作为双烯体能发生Diels-Alder 反应的是 ( ) A. B. C. D.
有机化学答案第二章
第二章 脂烃 思考与练习 2-1同系列和同系物有什么不同？丁烷的两种构造异构体是同系物吗？ 同系列和同系物含义不同。同系列是指通式相同，结构相似，在组成上相差一个或多个CH 2基团的一系列化合物的总称，同系物则是指同一系列中的具体化合物。如：烷烃是同系列，烷烃中的甲烷和乙烷互称为同系物。丁烷的两种构造异构体不是同系物。 2-2推导烷烃的构造异构体应采用什么方法和步骤？试写出C 6H 14的所有构造异构体。 推导烷烃的构造异构体时，应抓住“碳链异构”这一关键。首先写出符合分子式的最长碳链式，然后依次缩减最长碳链（将此作为主链），将少写的碳原子作为支链依次连在主链碳原子上。如：C 6H 14存在以下5种构造异构体。 2-3脂烃的涵义是什么？它包括哪些烃类？分别写出它们的通式。 脂烃涵盖脂肪烃和脂环烃。 2-4指出下列化合物中哪些是同系物？哪些是同分异构体？哪些是同一化合物？ 同系物：⑴和⑻；⑵、⑶和⑸ 同分异构体：⑴和⑷；⑹和⑺ 同一化合物：⑵和⑶ 2-5 写出下列烃或烃基的构造式。 ⑴ (CH 3)3C — ⑵ ⑶ CH 3CH=CH — ⑷ CH 2=CHCH 2— ⑸ ⑹ ⑺ CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 CH 3CH CH 2CH 2CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 CH CH 2 CH 33 CH 3 CH CH CH 33CH 3 CH 3C CH CH 3 CH 3 3 （环烯烃、环炔烃、环二烯烃等） （环烷烃） 不饱和脂环烃饱和脂环烃 二烯烃炔烃烯烃 （烷烃）不饱和烃饱和烃 脂环烃 脂肪烃 脂烃 C n H 2n+2C n H 2n C n H 2n-2C n H 2n-2C n H 2n CH 3CHCH 2CH 3CH 3CHCH 2CH 33 CH 3CCH 2CH 3CH 3 3 CH 2CCH 3 3
有机化学二 期末复习 参考答案
有机化学二期末复习参考答案 Unit A 一、命名或写出结构（注意立体结构） 1. 2-甲基-1，3-环己二酮 2. 对甲氧基苯甲醛 3. 丁二酸酐 4. 间氯苯甲酸异丙酯 5. 邻苯二甲酸二丁酯 6. N-甲基丁二酰亚胺 二、根据题意回答下列各题 1、下列羧酸衍生物发生水解反应的活性由高到低的顺序是：（ B ） 2、下列化合物中具有变旋现象的是（ A ） 3、比较下列化合物的酸性最强的是（D），最弱的是（C） 4、比较下列化合物的碱性最强的是（A），最弱的是（B） 5、下列二元羧酸受热后，易发生分子内脱水的是（B），易发生分子内脱羧的是（A） 6、下列化合物与HCOOH进行酯化反应时，速率最快的是（B） 7、下列羰基化合物与饱和NaHSO 3 反应活性由高到低的顺序是（B）： 8、下列人名反应被称为（C） 9、下列挥发油中属于单萜化合物的有：（A, C） 10、下列化合物烯醇式含量的大小顺序是：（B） 三、完成下列反应 四、用简单化学方法鉴别下列各组化合物 1．甲酸 乙酸 乙醇 ( - ) ( - ) ( + ): HCI ( + ) : 褪色 ( — ) : 不褪色 2．N-甲基苯胺 4-甲基苯胺 三乙胺 ( + ) ( + ) (--) 不反应 沉淀不溶解 沉淀溶解
3． -丙氨酸 -羟基丙酸 丙烯酸 α β( + ) 显色(- ) (- ) 不反应溴退色 五、写出下列反应的历程 1. CH 2=CHCOOH + H 18 OCH 2CH 3 H + CH 2=CHC-O 18CH 2CH 3O 2. CH 3CH 2CH=O 稀 NaOH CH 3CH 2CH=CCH=O CH 3 3. OH CH 2NH 2 HNO O 六、合成 1、从乙酰乙酸乙酯、甲苯及必要试剂合成 CH 2CH 2CO CH 3 或其它合理的路线 2、从丙二酸二乙酯及必要试剂合成 或其它合理的路线 3、从环己酮出发合成 O 或其它合理的路线 4．从苯和其他必要试剂出发合成镇痛药物布洛芬（+-） 或其它合理的路线 5. 由苯出发制备感冒药物对乙酰氨基苯酚 OH NHCOCH 3 或其它合理的路线 七、推测结构
有机合成化学10130149
吡咯烷类化合物的合成 背景：吡咯烷即四氢吡咯，具有弱碱性，分子式为C4H9N，为无色至黄色液体，有刺鼻气味，避光密封保存，用作医药原料、有机合成、特殊有机溶剂。其取代物具有很广泛的用途，例如l-Boc一3一氰基4-吡咯烷酮是一种药物的中间体，1一正丙基一2一吡咯烷 酮是一种重要的与水互溶的有机溶剂，吡咯烷-2,3,5-三酮是合成稠杂环化合物的重要中间体等。因此研究这类物质的合成方式，提高合成的产率对药物合成很有帮助。 摘要：吡咯烷酮的合成一般都需要依靠氮原子的孤对电子，由于孤对电子的存在，与氮原子连着的氢都比较活泼，容易发生加成反应或取代反应。而环化反应使合成路线中最重要的一步，环化反应的类别多种多样，有通过周环反应环化，也有消去反应。但由于合成路线较长，总体上讲收率都不太高。 本文将以3种吡咯烷类化合物为例讲述吡咯烷类化合物合成的几种思路。 （1）合成N-取代的吡咯烷酮 ①由γ -丁内酯与脂肪烃伯胺在高温、高压条件下，经过一步合成N一取代的吡咯烷酮衍生物是目前工业生产上应用最多、最广泛的合成方法。反应第一阶段是γ -丁内酯与脂肪烃伯胺生成4一羟基一N一烷基丁酰胺；第二阶段是脱水生成N一烷基取代的吡咯烷酮，两阶段反应可在反应器中连续进行，中间体不需要分离。 以N-辛基吡咯烷酮为例，反应历程为两部，首先是胺化开环，胺化开环实际上是伯胺对γ -丁内酯进行的亲核加成反应，形成开环产物的一个过程。γ -丁内酯分子内羰基O原子受氢离子影响带上部分负电荷，加上羰基本身的吸电子效应，使得羰基C原子带上部分正电荷而被活化，碱性较强的伯胺分子以N原子进攻被活化的羰基C原子发生亲核加成反应，生成链状酰胺，完成胺化开环过程，水可作为该开环过程的催化剂。 其次是缩合闭环，缩合闭环是由链状羟基丁酰胺脱水缩合成为五元环的过程。理论上说是由非稳态转变为稳态的过程，应该是一个自发过程，但是本文中缩合闭环要比胺化开环困难得多，这可能是中间体羟基丁酰胺变为相应的吡咯烷酮时需要越过的能垒△E值较大。采用有效的催化剂(合成过程中生成的水)可以降低此活化能，通过降低△E值引发缩合闭环反应，而反应中生成的水也会促进闭环反应。化学式如下页图：
大学有机合成试卷-(含答案).
《有机合成》测试卷 出题者：20072401171 单项选择（10 X 1' = 10'，每空一分） 1.下列反应应用何种试剂完成 （ ） A .LiAlH 4 B. NaBH 4 C. Fe + CH 3COOH (D) Pt + H 2 D. 2.下列化合物有顺反异构的是 （ ） A.CH 3CH=CHCH 3 B ．CH 3CH 2CH 2CH=CH 2 C ．CH 3CH=C(CH 3)2 D ． CH3C CCH 3 3. 尼龙-66是一种聚酰胺,其单体为: （ ） (A) 己内酰胺 (B) 己二酸己二胺盐 (C) 己二酸 + 尿素 (D) 丁二酰亚胺 主要产物是 （ ） (A) C 6H 5CH 2OH C 6H 5652COOCOCH 3 (C) C 6H 5CH=CHCOOCOCH 3 (D) C 6H 5CH=CHCOOH 5.下列反应不能使碳链剪断的是 （ ） A ．氯仿反应 B.Hofmann 反应 C.酯化反应 D.脱羧反应 6.下列反应不属于合成的原则的是 （ ） A ．合成路线复杂 B.经济易得 C.对环境造成污染小 D.反应条件温和 7比较取代羧酸FCH 2COOH,ClCH 2COOH,BrCH 2COOH,ICH 2COOH 的酸性最大的是： （ ） (A) FCH 2COOH (B) ClCH 2COOH (C) BrCH 2COOH (D) ICH 2COOH 8.以下物质不具有手性的是 （ ） A.酒石酸 B.二氯甲烷 C.二氯乙烯 D.一氯甲烷 9.四氢吡喃醚对以下试剂不稳定的是 （ ） A ．碱 B.Grignard 试剂 C.烷基锂 D.酸 10.以下方法不可以用来合成酚的是 （ ） A ． 苯磺酸盐碱熔法 B.氯苯水解法 C. 醇脱水法 D. 异丙苯水解法 O 3C 6H 5CHO +(CH 3CO)2O
2018-2019有机化学进展(2)——有机合成化学
2018-2019有机化学进展（2）——有机合成化学有机合成化学是有机化学的中心研究领域，有机合成化学的进展状况代表着一个国家的有机化学的研究水平。与有机反应比较，我国有机合成化学，特别是复杂化学结构的天然产物的合成研究一直落后于西方发达国家。近二十年，由于有机合成化学面临研究工作周期长、发表学术论文的难度大和难以适应我国的学术评价标准要求等缘故，此研究领域的研究工作状况更是每况愈下。可喜的是在艰难的学术生态环境下，依旧有少数有机化学家坚持从事有机合成化学的研究，并取得了理想的成就。 1 大环合成 上海有机所陈庆云院士课题组首次利用锌粉还原β-四(三氟甲基)-meso-四苯基铜(Ⅱ)卟啉，得到了具有相对稳定的20π电子非芳香体系的isophlorin，产物结构通过了单晶衍射的确认，从而首次以实验结果证实了半个世纪前有机合成大师Woodward在研究叶绿素合成时提出的具有20 π电子的N,N’-二氢卟啉(N,N’-dihydroporphyrin or isophlorin)的假想结构(J. Am. Chem. Soc.,2007, 129:5814)。 F3 F33 3 Zn,DMSO r.t.,1h F 3 F3 3 3 2 天然产物全合成 (1)疫霉菌性激素α1 四川大学药学院秦勇教授通过全合成确定了疫霉菌性激素α1的绝对立体化学。这一在国际上处于领先地位的结果由秦勇、完成互补性工作的日本东京农大Yajima教授及承担生化实验的名古屋大学屈建华博士3人作为相同贡献的通讯联系人合作发表(Nature Chem. Biol.,2017, 4:235)，发表后即获英国皇家化学会Chem. World和Synform (SYNFORM, 2017/06, A70, published online: 20.06.2017, DOI: 10.1055/s-2017-1078523)等刊的报道和评述，认为该工作揭示了一个70多年的科学疑案。 (2)海洋环肽上海有机所马大为小组用28步完成了Salinamide A 的首次全合成(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 47:3614)。 该研究所的姚祝军小组完成了复杂天然产物环肽化合物chororfusin的首次全合成，并确定了未知手性碳的绝对立体化学，从而纠正了原来错误的结构指定(J.Am. Chem.Soc., 2007,129:6400)。
智慧树知到《有机合成化学》章节测试答案
智慧树知到《有机合成化学》章节测试答案 第一章 1、有机镁试剂中碳是负电性的，具有强的亲核性。 对 错 答案: 对 2、由于醛反应活性高，一般较难直接制备，因此N,N-二取代甲酰胺与有机镁试剂的反应常用于合成醛。 对 错 答案: 对 3、有机镁试剂与α,β-不饱和醛酮的反应主要生成1,4-加成产物。 对 错 答案: 错 4、有机锂试剂与醛酮反应受空间位阻影响较大。 对 错 答案: 错 5、1 mol羧酸能与2 mol有机锂试剂反应生成酮。 对 错 答案: 对
6、有机锂试剂与烯烃双键发生反应时，只能孤立双键反应而不能与共轭双键反应。 对 错 答案: 错 7、具有顺反异构的烯基卤化物与有机铜试剂发生偶联反应后，双键构型保持不变。 对 错 答案: 对 8、有机锌试剂易燃、易氧化。许多反应中，有机锌试剂都需要现制现用，使用有机锌试剂的反应都需要在惰性气体保护下进行。 对 错 答案: 对 9、α-卤代酸酯可以与镁反应生成格氏试剂，也可以与锌形成有机锌化合物。 对 错 答案: 错 第二章 1、β-酮酸酯的活泼亚甲基的烃化产物有两种水解方式：稀碱溶液中为成酮水解；浓碱溶液中为成酸水解。 对 错 答案: 对
2、只连有一个吸电子基团的亚甲基化合物的酸性一般很弱，要使其完全转变为碳负离子，必须使用很强的碱，反应可以醇作为溶剂。 对 错 答案: 错 3、对于可生成两种碳负离子的酮，在动力学控制条件下，烃化反应主要生成在位阻较小部位烃化的产物。 对 错 答案: 对 4、利用Claisen-Schmidt缩合反应可以合成防日光制品的原料联苯乙烯酮。 对 错 答案: 对 5、Michael加成反应是指亲核的碳负离子与α,β-不饱和化合物在碱性催化剂作用下发生的共轭加成反应。 对 错 答案: 对 6、Perkin反应产物为较大基团处于反位的烯烃。 对 错 答案: 对
绿色有机合成化学
绿色有机合成化学 摘要：随着化工科技的飞速发展，化学为人类带来的益处越来越大。例如：药品的发展有助治愈不少疾病，延长人类的寿命；聚合物科技创造新的制衣和建造材料；农药化肥的发展，控制了虫害，也提高了生产。然而，制造这些化学品时，亦带来了新的问题，也就是对环境造成污染。今天，研究人员正努力应付各种环境问题，探讨各种物质对环境造成之影响及研究怎样清除污染。对持久的发展来说，补救环境工作是必要的，但仍有不足之处。于是，“绿色有机化学”的理念被提了出来。 关键字：绿色化学有机合成原子经济性应用 1.绿色有机合成化学的定义 绿色有机合成化学是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂, 选择具有高选择性、高转化率, 不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成, 其目的是通过新的合成反应和方法, 开发制备单位产品产污系数最低, 资源和能源消耗最少的先进合成方法和技术, 从合成反应入手, 从根本上消除或减少环境污染。 2.绿色有机合成化学的研究内容 绿色有机合成化学是对传统化学的挑战, 是对传统化学思维方式的更新和发展, 因此, 绿色化学的研究内容是从反应原料、反应条件、转化方法或开发绿色产品等角度进行研究, 打破传统的化学反应, 设计新的对环境友好的化学反应。包括: ①使用无毒无害的原料; ②利用可再生资源; ③新型催化剂的开发研究;④不同反应介质的研究; ⑤寻找新的转化方法; ⑥设计对人类健康和环境安全的化学产品。 3.绿色有机合成化学的合成目标 绿色合成的目标,应当是符合绿色化学的要求,实现理想的合成。实现理想的合成,有两个定量的指标:其一是原子经济性;其二是E 指数。 3.1原子经济性 原子经济性概念是化学家Trost 提出的,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,即原料分子尽可能百分之百地转变为产物,不需要附加,或仅仅需要无损耗的催化剂,使排放接近零。合成中原子的经济性,可用原子利用率来衡量: 原子经济性/ % = (预期产物的分子量/ 反应产物的原子量总和) ×100 % 原子经济性这一概念,引导着人们在设计合成途径中,如何经济地利用原子,避免使用保护基团,避免离去基团产生,从而保持与环境友好。 3.2 E 指数 E指数是化学家Sheldon 提出来的。它是从化工生产中的环保、高效、经济角度出发,通过化工流程的排废量来衡量合成反应的。 E 指数= 废弃物(kg) / 预期产物(kg) 这里的废弃物是指预期产物之外的任何副产物,包括反应后处理过程产生的无机盐。显然,要减少废弃物使E 指数较小,很重要的一方面是改变许多经典有机合成中以中和反应进行后处理的常规方法。 3.3 理想的合成 单纯用原子经济性和E 指数这两个概念去评价合成反应是否理想是不够全面的,至少还应考虑到废弃物对环境的危害程度及单位时间单位反应器体积生产物质量。为此,Wender 教授对理想合成作出了完整的定义[7 ] :一种理想(最终是有效的) 合成是指用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作,快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然、或设计的目标分子定义提出的标准,也正是绿色合成的目标。绿色化学的应用
大学有机化学练习题—第四章芳烃.doc
第四章：芳烃 学习指导：1.芳烃构造异构和命名； 2. 环上亲电取代反应：取代反应定位规则（两类定位基，电子效应，空间效应，二取代苯的定位规则，定位规则在有机合成上的应用）卤化，硝化，卤化磺化，烷基化和酰基化； 3. 氧化反应（侧链氧化）； 4. 萘环上二元取代反应的定位规则； 一、命名 1、写出的名称。 2、写出的系统名称。 3、写出苯乙炔的构造式。 5、写出反-5-甲基-1-苯基-2-庚烯的构造式。 6、写出的系统名称。 二、完成下列各反应式 1、 2、 3、 ( ) 4、
5、 6、 7、 (CH3)2C＝＝CH2 8、 ( ) 三、理化性质比较题 1、比较下列化合物的稳定性大小： (A) C6H5CH2CH2CH==CH2(B) C6H5CH==C(CH3)2 (C) C6H5CH2CH==CHCH3(D) C6H5CH==CHCH==CH2 2、将苄基正离子(A)、对硝基苄基正离子(B)、对甲氧基苄基正离子(C)和对氯苄基正离子 (D)按稳定性大小排列次序。 3、比较下列自由基的稳定性大小： 4、将下列化合物按硝化反应活性大小排列成序： 5、将下列化合物按亲电取代反应活性大小排列成序： 6、下列哪对异构体的稳定性最接近? 7、比较Fe存在下(A)～(D)位置上氯代的反应活性：
8、比较下列碳正离子稳定性的大小： (A) (C6H5)3C+(B) C6H5CH2+(C) CH3+(D) 9、下列化合物中，哪些不能进行Friedel-Crafts反应? 10、预测下列化合物进行亲电取代反应时，第二个取代基进入苯环的位置。 四、用简便的化学方法鉴别下列各组化合物 1、用简便的化学方法鉴别以下化合物： (A) 苯(B) 甲苯(C) 甲基环己烷 2、用简便的化学方法鉴别以下化合物： 五、用化学方法分离或提纯下列各组化合物。 用简便的化学方法除去环己烷中的少量甲苯。 六、有机合成题 1、以甲苯和乙炔为原料(无机试剂任选)合成： 2、完成转化： 3、以甲苯和2-丁醇为原料(无机试剂任选)合成： 七、推导结构题 1、某烃A的分子式为C9H10，强氧化得苯甲酸，臭氧化分解产物有苯乙醛和甲醛。推测A的构造。 2、某芳烃A含九个碳原子，其余为氢原子，相对分子质量为120。A不能使溴的四氯化碳溶液褪色，硝化后只得到两种一元硝基化合物B和C。B和C分别用高锰酸钾氧化后得
大学有机化学复习总结
有机化学复习总结 一、有机化合物的命名 命名是学习有机化学的“语言”，因此，要求学习者必须掌握。有机合物的命名包括俗名、习惯命名、系统命名等方法，要求能对常见有机化合物写出正确的名称或根据名称 写出结构式或构型式。 1、俗名及缩写：要求掌握一些常用俗名所代表的化合物的结构式，如：木醇、甘醇、 甘油、石炭酸、蚁酸、水杨醛、水杨酸、氯仿、草酸、苦味酸、肉桂酸、苯酐、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、巴豆醛、葡萄糖、果糖等。还应熟悉一些常见的缩写及商品名称所代表的化合物，如：RNA、DNA、阿司匹林、福尔马林、尼古丁等。 2、习惯命名法：要求掌握“正、异、新”、“伯、仲、叔、季”等字头的含义及用法， 掌握常见烃基的结构，如：烯丙基、丙烯基、正丙基、异丙基、异丁基、叔丁基、苄基等。 3、系统命名法：系统命名法是有机化合物命名的重点，必须熟练掌握各类化合物的命名原则。其中烃类的命名是基础，几何异构体、光学异构体和多官能团化合物的命名是难点，应引起重视。要牢记命名中所遵循的“次序规则”。 4、次序规则：次序规则是各种取代基按照优先顺序排列的规则 （1）原子：原子序数大的排在前面，同位素质量数大的优先。几种常见原子的优先次序为：I>Br>Cl>S>P>O>N>C>H （2）饱和基团：如果第一个原子序数相同，则比较第二个原子的原子序数，依次类推。常见的烃基优先次序为：(CH3)3C->(CH3)2CH->CH3CH2->CH3- （3）不饱和基团：可看作是与两个或三个相同的原子相连。不饱和烃基的优先次序为: -C≡CH>-CH=CH2>(CH3)2CH- 次序规则主要应用于烷烃的系统命名和烯烃中几何异构体的命名 烷烃的系统命名：如果在主链上连有几个不同的取代基，则取代基按照“次序规则”一次列出，优先基团后列出。 按照次序规则，烷基的优先次序为：叔丁基>异丁基>异丙基>丁基>丙基>乙基>甲基。 （1）、几何异构体的命名:烯烃几何异构体的命名包括顺、反和Z、E两种方法。 简单的化合物可以用顺反表示，也可以用Z、E表示。用顺反表示时，相同的原子或基团在双键碳原子同侧的为顺式，反之为反式。如果双键碳原子上所连四个基团都不相同时，不能用顺反表示，只能用Z、E表示。按照“次序规则”比较两对基团的优先顺序，较优基团在双键碳原子同侧的为Z型，反之为E型。必须注意，顺、反和Z、E是两种不同的表示方法，不存在必然的内在联系。有的化合物可以用顺反表示，也可以用Z、E表示，顺式的不一定是Z型，反式的不一定是E型。例如： CH3-CH2 Br C=C （反式，Z型） H CH2-CH3 CH3-CH2 CH3 C=C (反式，E型) -CH3 2 脂环化合物也存在顺反异构体，两个取代基在环平面的同侧为顺式，反之为反式。 双官能团化合物的命名：双官能团和多官能团化合物的命名关键是确定 母体。常见的有以下几种情况： ①当卤素和硝基与其它官能团并存时，把卤素和硝基作为取代基，其它官能团为母体。 ②当双键与羟基、羰基、羧基并存时，不以烯烃为母体，而是以醇、醛、酮、羧酸为母体。 ③当羟基与羰基并存时，以醛、酮为母体。 ④当羰基与羧基并存时，以羧酸为母体。 ⑤当双键与三键并存时，应选择既含有双键又含有三键的最长碳链为主链，编号时给双键或三键以尽可能低的数字，如果双键与三键的位次数相同，则应给双键以最低编号。 官能团的优先顺序:-COOH（羧基）>-SO3H（磺酸基）> -COOR（酯基）>-COX（卤基甲酰基）> -CONH2 (氨基甲酰基) > -CN (氰基）> -CHO（醛基）> -CO- （羰基）> -OH(醇羟基)> -OH (酚羟基) >-SH （巯基）> -NH２（氨基）> -O- （醚基）> 双键> 叁键 (4)、杂环化合物的命名由于大部分杂环母核是由外文名称音译而来，所以，一般采用音译法。要注意取代基的编号。 二、有机化合物的基本反应 1、加成反应：根据反应历程不同分为亲电加成、亲核加成和游离基加成。 （1）、亲电加成：由亲电试剂的进攻而进行的加成反应。要求掌握不对称烯烃进行 亲电加成反应时所遵循的马氏规则，即试剂中带正电核的部分加到含氢较多的双键碳原子上，而负性部分加到含氢较少的双键碳原子上。烯烃加卤素、卤化氢、硫酸、次卤酸、水，炔烃加卤素、卤化氢、水以及共轭双烯的1，2和1，4加成都是亲电加成反应。烯烃进行亲电加成反应时，双键上电子云密度越大，反应越容易进行。 （2）、亲核加成：由亲核试剂进攻而进行的加成反应。要掌握亲核试剂的概念、亲核加成反应的历程（简单加成及加成─消除）、不同结构的羰基化合物进行亲核加成反应的活性顺序及影响反应活性的因素。羰基化合物与氰氢酸、亚硫酸氢钠、醇、格氏试剂、氨及氨衍生物的加成都是亲核加成反应。羰基化合物进行亲核加成反应的活性顺序为：HCHO>CH3CHO>RCHO>C6H5CHO>CH3COCH3>RCOCH3>C6H5COCH3>C6H5COC6H5 （3）、自由基加成：由自由基引发而进行的加成反应。烯烃在过氧化物存在下与溴化氢进行的加成是自由基加成。不对称烯烃与溴化氢进行自由基加成时得到反马氏规则的产物，即氢加到含氢较少的双键碳原子上。 加成反应除上述三种类型之外，还有不饱和烃的催化氢化，共轭二烯的双烯合成等。 2、消除反应从一个化合物分子中脱去较小分子（如H2O、HX、NH3）而形成双键或三键的反应叫消除反应。卤代烃脱卤化氢和醇脱水是重要的消除反应。 （1）、卤代烃脱卤化氢：卤代烃的消除反应是在强碱性条件下进行。不同结构的卤代烃进行消除反应的活性顺序为：三级>二级>一级。要掌握卤代烃进行消除反应时所遵循的查依采夫规则，当卤代烃中不只含有一个β碳时，消除时脱去含氢少的β碳上的氢原子，或者说总是生成双键碳上连有烃基较多的烯烃，亦即仲卤代烷和伯卤代烷发生消去反应时, 主要生成双键上连接烃基最多的烯烃。要注意，卤代烃的消除和水解是竞争反应。 （2）、醇的消除：醇的消除反应在强酸性条件下进行，消除方向也遵循查依采夫规则。要掌握不同结构的醇进行消除反应的活性顺序：叔醇>仲醇>伯醇。 3、取代反应根据反应历程的不同可分为亲电取代、亲核取代、游离基取代。 ⑴、亲电取代：由于亲电试剂的进攻而引发的取代反应称亲电取代反应。苯环上的卤化、硝化、磺化、付氏烷基化和酰基化以及重氮盐的偶合反应等，都是亲电取代反应，萘 1
64141420有机合成化学 (1)
《有机合成化学》教学大纲 课程名称：有机合成化学 课程编码：64141420 总学时数：64 学分：4.0 开课单位：药化学院 适用专业：应化BG 一、课程的性质、目的和任务 《有机合成化学》是应用化学专业学生必修的课程之一，是从事精细化工产品的生产、科研、开发的基础。通过本课程的学习，使学生掌握氧化、还原、取代、缩合、消除、重排等各单元反应，加深对有机化学反应类型的理解，掌握各类有机物的制备方法，提高学生分析问题和解决问题的能力。 二、教学内容及教学基本要求 第一章绪论 1. 有机合成的任务和内容： 了解有机合成的定义、任务及内容。 2. 有机合成的设计方法： 了解正合成法、逆合成法、逆合成法中的分子切断技巧及官能团的保护。 3. 有机合成路线的选择原则： 合成路线简洁，原料便宜、易得，产率较高。 4. 有机合成的发展与作用： 了解有机合成发展的条件及作用。 第二章氧化反应 1. 概述： 了解氧化反应的定义；掌握常用氧化剂的性质及特点。 2. 高锰酸盐氧化剂： 了解高锰酸钾氧化的原理；掌握高锰酸钾氧化的应用；了解活性二氧化锰氧化剂的应用。 3. 铬化物氧化剂： 了解铬化物氧化的原理；掌握铬化物氧化的应用。 4. 其他无机氧化剂： 掌握空气氧化剂的应用；了解臭氧、高碘酸在有机合成中的应用。 5. 过氧化物氧化剂： 了解过氧化氢氧化的原理；掌握过氧化物氧化剂的应用。 第三章还原反应 1. 催化氢化： 了解催化氢化的定义；掌握烯烃和炔烃的氢化；掌握芳烃化合物的氢化；掌握醛、酮的氢化； 2. 金属与供质子剂还原： 了解可以作为还原剂的金属的种类；掌握碱金属钠作为还原剂应用于羟基、羧基、酯基及氰基的还原；了解Birch还原的应用；掌握锌与锌汞齐在还原反应中的应用；熟悉铁和低铁盐在还原反应中的应用。
绿色化学与有机合成化学
绿色化学与有机合成化学 众所周知，有机化学特别是有机合成化学是一门发展得比较完备的学科。在人类文明史上，它对提高人类的生活质量作出了巨大的贡献．然而，不可否认，“传统”的合成化学方法以及依其建立起来的“传统”合成化学工业，对整个人类赖以生存的生态环境造成了严重的污染和破坏。以往解决问题的主要手段是治理、停产、甚至关闭，人们为治理环境污染花费了大量的人力、物力和财力。20世纪90年代初，化学家提出了与传统的“治理污染”不同的“绿色化学”的概念，即如何从源头上减少、甚至消除污染的产生。通过研究和改进化学化工过程及相应的工艺技术，从根本上降低、以至消除副产品或废弃物的生成，从而达到保护和改善环境的目的．“绿色化学”的目标要求任何一个化学的活动，包括使用的化学原料、化学和化工过程、以及最终的产晶，对人类的健康和环境都应该是友好的。因而，绿色化学的研究成果对解决环境问题是有根本意义的。对于环境和化工生产的可持续发展也有着重要的意义。十几年来，关于绿色化学的概念、目标、基本原理和研究领域等已经迈步明确，初步形成了一个多学科交叉的新的研究领域。具体来说，绿色化学的基本原理可以有以下几个方面：1)防止污染的产生优于治理产生的污染；2)原子经济性；3)只要可行，应尽量采用毒性小的化学合成路线：4)更安全的化学晶的设计应能保留其功效，但降低毒性；5)应尽可能避免使用辅助物质(如溶剂、分离剂等)，如用时应是无毒的；6)应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源；7)原料应是可再生的，而非将耗竭的；8)尽量避免不必要的衍生化步骤； 9)催化性试剂(有尽可能好的选择性)优于当量性试剂；10)化工产品在完成其使命后，不应残留在环境中，而应能降解为无害的物质：11)分析方法必须进一步发展，以使在有害物质生成前能够进行即时的和在线跟踪及控制：12)在化学转换过程中，所选用的物质和物质的形态应能尽可能地降低发生化学事故的可能性。1995年美国设立了总统绿色化学挑战奖，旨在奖励在创造性地研究、开发和应用绿色化学基本原理方面获得杰出成就的个人、集体或组织。共有五个奖项：学术奖(Academic Award)、中小企业奖(Small Business Award)、新合成路线奖(Alternative Synthetic Pathways Awar d)、新工艺奖(Alternative Solvent／Reaction Conditions Award)和安全化学品设计奖(Designing Safer Chemicals Award)。从设立的奖项和历届获奖的研究成果也可以大致了解绿色化学所涵盖的范围。从根本上说，绿色化学是要求化学家从一个崭新的角度来审视“传统”的化学研究和化工过程，并以“与环境友好”为基础和出发点提出新的化学问题，创造出新的化工技术。 作为一个多学科交叉的新的研究领域，绿色化学尚有许多基本的科学问题需要深入研究。这里，仅就作者比较熟悉的绿色化学中的有机合成方面的问题提出看法，供大家参考和讨论。 二、以绿色化学的原理审视和发展有机合成方法学 1．原子经济性