减少碳链的反应1
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有机化学增长和缩短碳链的反应碳链增长和减短反应的总结有机合成中,碳⾻架的构建是极其重要的⼀步,这就涉及到了碳链的增长。
有机化学的碳链增长的反应众多,适⽤场合不⼀,若⽆法很好的理解各个反应的优缺点,便很难得⼼应⼿的完成有机合成。
因此,我们对⼏个常见的碳链增长反应进⾏了总结。
1、⾃由基聚合烯在⾼压下,在体系少量氧的引发下可进⾏⾃由基加成的链式反应,最后形成⼤分⼦聚合物,共轭双烯尤其容易聚合。
改反应可制备⾼聚物,是合成塑料、橡胶的基础。
该反应⽆法合成特定碳链个数的⼩分⼦。
2、炔钠的应⽤缺氢具有⼀定的酸性,可以与活泼⾦属,如钠,或氨基钠反应,⽣成炔负离⼦。
炔负离⼦具有较强的亲核性,可以与卤代烃发⽣亲核取代。
反应所⽤的卤代烃必须是伯卤代烃,仲卤、叔卤与炔钠反应主要⽣成相应的消除产物。
⼄烯型卤也不与炔钠反应。
该反应是由低级炔制备⾼级炔的重要⽅法,之后可由炔烃的还原,制备⽴体专⼀的顺式烯烃或反式烯烃。
还可以直接⽔合成酮。
如果是⼄炔,还可以⽣成第⼆个炔钠进⾏第⼆次亲核取代。
3、炔烃的亲核加成反应由于炔烃与烯烃相⽐,采⽤的杂化不同,炔烃为SP杂化,其中S轨道占有的成分⾼,对电⼦的吸引能⼒强,所以炔烃可⼀发⽣亲核加成⽽烯烃不能,利⽤这个性质,可以⽤来延长碳链这⾥以⼄炔为例。
Nu为带有碳链的亲核基团利⽤炔烃可以进⾏亲核加成的特性可以让炔与羧酸反应制备⽆法⽤烯醇直接酯化制得的酸烯酯。
还可是让炔与氢氰酸⽣成烯腈,烯腈再⽔解就可以得到α,&不饱和酸,以此衍⽣制备各种α,&不饱和不饱和化合物。
4、狄-阿(Diels –Alder )反应共轭双烯与亲双烯体⽣成环⼰烯的反应。
狄尔斯-阿尔德反应可以合成带有不饱和键六元环和桥环化合物,是有机化学合成反应中⾮常重要的碳碳键形成的⼿段之⼀,也是现代有机合成⾥常⽤的反应之⼀。
该反应条件所需条件不严格,只需加热便可进⾏。
亲双烯体上带有吸电⼦基可以更好的进⾏D-A 反应。
CHO +CHO以此制备含侧链官能团的六元环,侧链上的官能团还可以进⾏其他碳链增长的反应。
(2)缩聚反应:(1)二元羧酸和二元醇的缩聚,如合成聚酯纤维:(2)醇酸的酯化缩聚:此类反应若单体为一种,则通式为:若有两种或两种以上的单体,则通式为:(3)氨基与羧基的缩聚(1)氨基酸的缩聚,如合成聚酰胺6:(2)二元羧酸和二元胺的缩聚:缩聚反应•缩聚物和缩聚反应方程式的书写:1.书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构式时,与加成聚合物(简称加聚物)结构式写法有点不同,缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团,而加聚物的端基不确定,通常用横线“一”表示。
2.写缩聚反应方程式时,除单体物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致外,也要注意生成小分子的物质的量。
南一种单体进行缩聚反酚醛树脂的缩聚反应机理所谓酚醛树脂,实际就是酚羟基与醛基之间的缩聚反应产物。
与前面讲到的反应机理分析方法相同,我们需要掌握酚羟基与醛基相遇的断键位置。
在下面的第一个图片中可以看出当酚羟基遇到醛基,酚羟基的邻位活化,同时醛基中的羰基(C=O)断裂。
两者的半键相互结合形成高分子化合物。
一个酚羟基断去两个氢原子与羰基断去得氧原子形成一个水分子,这就是该聚合反应的反应机理。
另外一个图片没有注明反应机理,但是应该可以回推出单体。
1、取代反应(1)能发生取代反应的官能团有:醇羟基(-OH)、卤原子(-X)、羧基(-COOH)、酯基(-COO-)、肽键(-CONH-)等。
(2)能发生取代反应的有机物种类如下图所示:2、加成反应1.能发生加成反应的官能团:双键、三键、苯环、羰基(醛、酮)等。
2.加成反应有两个特点:①反应发生在不饱和的键上,不饱和键中不稳定的共价键断裂,然后不饱和原子与其它原子或原子团以共价键结合。
②加成反应后生成物只有一种(不同于取代反应)。
说明:1.羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应。
2.醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应。
3.共轭二烯有两种不同的加成形式。
3、消去反应(1)能发生消去反应的物质:醇、卤代烃;能发生消去反应的官能团有:醇羟基、卤素原子。
有机化学增长碳链,减短碳链,成环,开环,引入,消除的反应方程式,分类有机化学的增长碳链反应是有机分子变换的重要步骤,也是有机分子催化反应的基本过程,对实现有机分子的转化及合成具有重要意义。
总体上可以将有机化学增长碳链反应分为减短碳链、成环、开环、引入和消除五大类。
减短碳链是指有机分子由较长的碳链变为短碳链,通常采用加氢或氧化反应实现,如:CH3—CH2—CH2—CH3+H2→CH3—CH2—H2+CH3—CH3。
成环反应即通过两个有机分子反应而形成环状有机化合物的反应,如:丙烯醛和氯乙烯的开环合成环氧乙烯,反应方程式为:C3H4O + CH2=CHCl → CH2=CH—O—CH2—CH2—Cl。
开环反应是指环状化合物由环路断裂变为直链有机物,通常采用溶剂、氧化剂、活性催化剂所起作用的氧化还原反应实现,如:CH2=CH—O—CH2—CH2—Cl → C3H4O + CH2=CHCl。
引入反应就是把特定的基团加入到分子内的反应,它一般通过氧化还原反应实现,如:CH3—CH2—CH2—CH3 + CH3—OH → CH3—CH2—CH(OH)CH3 + H2。
消除反应,消除反应也称为脱水缩合反应,是指在活性催化剂的作用下,两个原子中的水分子被溶剂所取代,两个分子发生缩合反应,两个分子原子之间的精细键断裂,同时生成新的键,如:2 CH3CH2—OH → CH3CH2—CH2—CH3 + H2O。
有机化学增长碳链反应不仅在有机合成中扮演着重要角色,而且也在生物系统中也起到了重要作用。
为解决有机合成反应的效率问题,研究人员近几年重点研究,对生物有机合成及其相关催化动力学机制也进行了有益的研究,其中有机化学增长碳链反应是值得深入研究的一个环节。
从宏观和微观方面来看,催化反应有机分子的转化及合成都是一个有趣而复杂、丰富又有价值的研究领域,其发展前景崭露,发展前景广阔,对于实现有机分子的转化和合成具有重要意义。
末端烯燃与co 和压在八默基二钻催化下,主要生成比原料烯煌多一个碳原子 的醛。
RCH =CH 2 + CO + H 2 玲 RCH 2 CH2CHO CH3CH =CH 2 + CO + H 2 玲 CH3cH2 CH2CHO4.与CN -的反应:有机化学中碳链增长与减少增加一个碳:1 .格氏试剂格氏试剂与二氧化碳作用可制备多一个碳的竣酸: RC1 + HCHO Mg + 干醴 co 2H 3O--------- R MaBr -------------------- A RCOOMgBr ------------- ► RCOOH干酸干醛 H 3o +RMgBf ------------------► RCH 2OMgBf -------------------- ► RCH 20H RCHO , 干酸 H 3O +4RMgBf ------------------- ► R2cHOMgBi ------------------- ► R 2CHOH2. Gattermann-Koch 反应环上带有活化集团(如甲基甲氧基等)的芳燃在无水三氯化铝和氯化亚铜 催化下与一氧化碳和氯化氢得到相应的芳醛即一Gattermann-Koch 反应。
3.末端球煌碳傩增长反应75%Ni------ ► RCH 2NH 2CH 2 =C7f 2 +CO + H 2O t CH 3CH 2COOH CH 三 CH + CO + HQ -»=CH - COOH增加2个碳:1 .铭氏试剂7,干醛 H 3O +3 + WgBi' ---------------------- » RCH 2CH 2OMgBr ———► RCH 2CH 2OH2.聚合反应2c2H 2 - CH2二 CHCCHH3。
=H3c、OH.H 2O H 2C^C /COOHI CH 3RC1 + NaCNH 3OH 3O+---------- ► RCOOHRCNOHOHH 3O +OH► RCHCN► RCHCOOHCOOH /CN、RCHO + HCN5.氢粉基化C U 2CN 2KCN2 •傅克烷基化增加多个碳:1 X 自由基聚合烯在高压下,在体系少量氧的引发下可进行自由基加成的链式反应,最后形 成大分子聚合物,共筑双烯尤其容易聚合。
浅谈有机合成碳链增长与减少的反应作者:晏雄来源:《化学教学》2017年第07期摘要:有机物碳链增长与减少知识在中学化学教材中没有涉及,在考试大纲中也无具体要求。
高考有机合成题中常以信息形式提示,但学生总感到陌生与困惑。
通过对近几年高考题分析,整理出有机合成题中五种常见的碳链增长反应与一种常见的碳链减少反应。
教师以信息形式让学生阅读并仿写有机合成方程式,从而提高复习效率。
关键词:碳链增长;碳链减少;有机合成;高考试题;活泼α-H文章编号:1005–6629(2017)7–0084–03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B有机合成题是高考试题中的常见题型,同时也是高考的热点与难点。
有机合成工业有两条主线:一条是碳骨架的构建,包括碳链的增长、减少、异构、成环、开环等反应;另一条是官能团的形成与转化。
在教学中往往以官能团为中心,对官能团的引入、转变、增减和消除复习总结较多,而对有机物碳链的增长与减少涉及较少。
尽管在这类题中会有信息提示,但学生遇到时依然很陌生总感到不是那么得心应手。
故而,对高考有机合成题中常见的碳链增长与减少反应进行整理、归纳,以提高复习效率。
1 有机合成题中常见的碳链增长反应1.1 与格氏试剂的反应“格氏试剂”是含卤化镁的有机金属化合物(在常温下把镁屑放在无水乙醚中,滴加卤代烷,卤代烷与镁作用生成的有机镁化合物,该化合物不需分离即可直接用于有机合成反应),是一類亲核试剂,在有机合成中应用十分广泛。
一般先加成后水解是制备醇的一种方法。
近四年部分高考试题中有机物与格氏试剂的反应统计见表1。
格氏试剂与醛、酮发生亲核加成反应再水解成相应的醇:1.2 醛或酮与有活泼α-H的醛、酮或酯的加成利用醛酮的加成反应来增长碳链。
醛酮的C=O双键中,氧原子的电负性大于碳原子,因此碳氧双键是极性共价键,C=O中的π键很容易断裂,与有活泼α-H的分子的加成反应,用于醛酮碳链的增长。
如:在稀碱的作用下,两分子含有α-H的醛或酮可以相互加成,生成β-羟基醛或酮的反应,称为羟醛(或醇醛)缩合。
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载羧酸及羧酸衍生物的重要反应及重要反应机理地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容第六章羧酸及羧酸衍生物的性质及重要反应机理一、羧酸的化学性质1.酸性羧酸具有酸性,诱导、共轭、场效应等对酸性强弱有影响。
利用羧酸的酸性可以制备羧酸酯和羧酸盐。
2.亲核取代反应这是羧酸在一定条件下转变成羧酸生物的反应。
大多数亲核取代反应是通过加成-消除历程完成的。
3.还原反应羧酸能被LiAlH4和B2H6还原成相应的伯醇。
4.α-H的卤化(Hell-Volhard-Zelinsky反应)通过控制卤素的用量可以制备一元或多元的卤代羧酸,并进一步制备羟基酸和氨基酸。
5.脱羧反应羧酸在适当的条件下,一般都能发生脱羧反应,这是缩短碳链的反应。
通常的脱羧反应表示如下:A为-COOH、-CN、-(C=O)R、-NO2、-CX3、-C=O、C6H5-等吸电子基团时,脱羧反应相当容易进行。
此外还有一些特殊的脱羧方法。
二元羧酸的脱羧规律是:乙二酸、丙二酸、加热失羧,丁二酸、戊二酸加热是水生成分子内酸酐,己二酸、庚二酸加热是水、失羧生成环酮。
根据以上反应可以得出一个结论,在有机反应中有成环可能时,一般易形成五元环或六元环。
这称为布朗克(Blanc)规则。
二、羧酸衍生物的化学性质1.亲核取代反应这是羧酸衍生物的转换反应。
转换的活性顺序为:RCOX>CRCOOOCR>RCOOR′>RCONR2酸和碱都能催化反应。
2.与有机金属化合物的反应选用空阻大的酰卤,反应能控制在酮的阶段。
选用甲酸酯,可以制备对称二级醇。
选用碳酸酯,可制备三个烃基相同的三级醇。
二元酸的环状酸酐可用来制备酮酸。
考点一糖类、油脂、蛋白质的组成、结构和性质1.糖类(1)分类定义元素组成代表物的名称、分子式、相互关系单糖不能再水解生成其他糖的糖C、H、O葡萄糖(C6H12O6)果糖(C6H12O6)二糖1 mol 糖水解生成2 mol单糖的糖C、H O蔗糖麦芽糖(C12H22O11)(C12H22O11)多糖1 mol 糖水解生成多摩尔单糖的糖C、H、O淀粉(C6H10O5)n纤维素(C6H10O5)n(2)性质①葡萄糖:多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO←−−−−−→互同分异构体为←−−−−−→不是同分异构体←−−−−−→互同分异构体为②二糖在稀酸催化下发生水解反应,如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。
③多糖在稀酸催化下发生水解反应,水解的最终产物是葡萄糖。
2.油脂(1)组成和结构油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为。
(2)性质①油脂的水解(以硬脂酸甘油酯为例)a.酸性条件下b.碱性条件下——皂化反应②油脂的氢化烃基上含有双键,能与H2发生加成反应。
3.蛋白质(1)组成蛋白质由C、H、O、N、S(至少五种)等元素组成,蛋白质分子是由氨基酸分子连接成的高分子化合物。
(2)性质深度思考1.已知葡萄糖和果糖的分子式为C6H12O6,蔗糖和麦芽糖的分子式为C12H22O11,淀粉和纤维素的分子通式为(C6H10O5)n,都符合通式C n(H2O)m。
(1)糖类的通式都是C n(H2O)m吗?(2)符合通式C n(H2O)m的有机物都属于糖类吗?答案 (1)不一定。
糖类是由C 、H 、O 三种元素组成的,大多数可用通式C n (H 2O)m 表示,n 与m 可以相同,也可以是不同的正整数。
但并非所有的糖都符合通式C n (H 2O)m ,如鼠李糖(C 6H 12O 5)。
(2)不一定。
例如甲醛(CH 2O)、乙酸(C 2H 4O 2)的分子式可分别改写为C(H 2O)、C 2(H 2O)2,但它们不是糖,而分别属于醛和羧酸。