第一章卤化反应
Halogenation Reaction
概述
?不饱和烃的卤加成反应
?烃类的卤取代反应
?羰基化合物的卤取代
?醇、酚和醚的卤置换反应
?羧酸的卤置换反应
?其它官能团化合物的卤置换反应
第一节不饱和烃的卤加成
?不饱和烃和卤素的加成反应 (X-X)
?不饱和羧酸的卤内酯化反应 (X-OR)
?不饱和烃和次卤酸(酯)、N-卤代酰胺的反应 (X-OH、X-OR、X-Nu) ?卤化氢对不饱和烃的加成反应 (H-X)
?不饱和烃的硼氢化-卤解反应 (BH3-H)
一、不饱和烃与卤素的加成反应(X-X)
卤素与烯烃加成
卤素与烯烃加成-机理
(1)有稳定碳正离子的基团(供电子基团)可增加离子对形式机理,增
加同向加成产物比例。
(2) Cl的极化性比溴小,不易形成桥氯正离子,同向加成更明显。
(3)立体空间结构受底物空间构型和位阻的影响。
(4)加成过程中可能有重排、消除反应发生,以正离子稳定性为动力。(邻基参与重排)
(5)亲核性溶剂影响加成产物,提高卤负离子浓度有利影响加成主产物。
(6)添加氧化剂将卤负离子氧化为分子,可影响加成产物。
(7)过硫酸氢钾(oxone)与氯化钠或溴化钠可迅速释放出Cl和Br,原位反应。
(8)除离子型加成外,自由基加成适合含吸电子基团的双键。
卤素与炔烃加成
二、不饱和羧酸的卤内酯反应(X-OR)
三、不饱和烃和次卤酸(酯)、N-卤代酰胺的反应(X-OH、X-OR、
X-Nu)
次卤酸及其酯为卤化剂
N-卤代酰胺为卤化剂
包括:N-溴(氯)代乙酰胺(NBA、NCA) N-溴(氯)代丁二酰亚胺(NBS、NCS)
次卤酸及其酯为卤化剂
(1)卤化剂(X-OH) :烯烃→β-卤醇(马氏定位)
(2)次卤酸具有氧化性,需要新鲜制备。
方法:将Cl2或Br2在中性或含汞盐的碱性水溶液反应而成。
也可以采用次氯酸盐在中性或弱酸性条件下进行。
(3)次卤酸酯(ROX), 机理与次卤酸相同,可在非水溶液中进行,得到β-卤醇衍生物。
N-卤代酰胺为卤化剂
(1)加成反应相似于卤素加成反应,提供卤正离子,负离子来自于溶剂
(2)NBS/DMSO可生成β-溴醇或α-溴酮
(3)在N-卤代酰胺和不饱和烃的反应中,添加卤负离子可生成1,2-不同卤素取代产物。
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应(H-X)
卤化氢对烯烃的加成
(1)反应活性和立体选择性取决于烯烃结构和卤化氢活性。提高负离子浓度有利。
(2)反应机理:离子对机理(同向加成)、三分子协同反应机理(对向加成)。
(3)烷基重排和溶剂分子参与
(4)自由基加成反应
卤化氢对炔烃的加成
五、不饱和烃的硼氢化-卤解反应
烯烃→(硼氢化)→(卤解)→加成产物(反马氏定位)
试剂:B2H6,BH3/THF, BH3/Me2S等
(1)烯烃硼氢化得到三烷基硼烷,在卤解得到卤代烷,置换过程中发生构型反转。
(2)炔烃硼氢化得到烯基硼烷,再得到溴代烯烃
(3)硼烷取代基可影响烯烃产物的顺、反构型。
第二节烃类的卤取代反应
?脂肪烃的卤取代反应
?芳烃的卤取代反应
一、脂肪烃的卤取代反应
饱和脂肪烃的卤取代反应
光卤取代反应,卤化剂:卤素、N-卤代仲胺
烯丙位和苄位碳原子上卤取代反应-知识点
(1)苄位和烯丙位上有推电子取代基,可增加自由基稳定性,易发生卤取代反应。
(2)开链烯烃中,烯键α位亚甲基活性大于α位甲基活性
(3)可发生双键移位或重排,使得自由基更稳定
(4)NBS(NCS)作为卤化剂具有选择性高、副反应少等优点。
二、芳烃的卤取代反应
反应机理和主要条件
芳烃亲电取代
反应历程:δ-络合物中间体
亲电试剂:
(1)被极化的卤素分子
(2)其它形式的亲电试剂
(3)卤化剂提供的卤正离子
(4)催化剂作用下极化的卤素分子
卤化剂活性:
Cl2>BrCl>Br2>ICl>I2
常用路易斯酸:
AlCl3、SbCl5、FeCl3、FeBr3、SnCl4、TiCl4、ZnCl2
反应溶剂:
稀HAc、稀HCl、CHCl3或其它卤代烃
氯、溴卤取代反应
?Cl2 对芳基卤取代比较容易(一级反应),用路易斯酸催化反应更快,其它可释放氯正离子的亲电试剂:HOCl、CH3CO2Cl。
?Br2 (二级反应)必须用另一分子溴来极化溴分子,再进行正常溴代反应,反应中加入I2可提高反应速度。(HAc为溶剂)其它溴化剂包括NBS、HOB等。路易斯酸可以催化溴分子生成溴正离子。
氯、溴卤取代反应-知识点
(1)芳环上取代基电子效应和卤代定位规律
(2)芳环上供电子基团使卤化反应更容易,控制条件可得到单卤、双卤产物。
(3)芳环上吸电子基团一般用路易斯酸催化,反应温度高。或选用活性较大的卤化剂。
(4) 含多余π电子的杂环卤代反应甚易,次序为:吡咯>呋喃>噻吩>苯。
(5)缺π电子的芳杂环,卤取代相当困难。
碘取代反应
单独用I2对芳烃进行碘取代反应效果不好,
a.加入氧化剂或碱性缓冲物质
b.与HI形成难溶于水的碘化物的金属氧化物
c.采用强碘化剂提高碘正离子浓度均有效。
第三节羰基化合物的卤取代反应
醛和酮的α-卤取代反应
烯醇和烯胺衍生物的卤化反应
羧酸衍生物的α-卤取代反应
一、醛和酮的α-卤取代反应
1. 酮的α-卤取代反应
卤化剂:卤素分子、N-卤代酰胺、次卤酸酯、硫酰卤化物等。
溶剂:四氯化碳、氯仿、乙醚、醋酸等。
一般说来、羰基化合物在酸或碱催化下,转化为烯醇才能和亲电的卤化剂进行反应。
酮的α-卤取代反应-催化机理
酸催化机理:
碱催化机理:
羰基α-位取代基的影响
?酸催化,
若α位上具有推电子取代基,有利烯醇的稳定化,卤取代反应比较容易。若α位上具有吸电子基团,卤化反应受阻。
?碱催化(相反)
若α位上具有推电子取代基,降低α氢活性;若α位上具有吸电子取代基有利于α氢质子脱去而促进反应。
特殊卤化剂试剂:
?四溴环己二烯酮
?5,5-二溴代-2,2-二甲基-4,6-二羰基-1,3-二噁烷和5,5-二溴代丙二酰脲
?三氯氰尿酸(TCC)
?CuX2/AlCl3
?I2/CaO
2.醛的α-卤取代反应
酸/碱催化,醛基碳原子和α-碳原子上的氢都可以被卤素取代,而且能产生其它缩合等副反应。
二、烯醇和烯胺衍生物的卤化反应
?烯醇酯的卤化反应
?烯醇硅烷醚的卤化反应
?烯胺的卤化反应
1.烯醇酯的卤化
?转化方法:醋酐或醋酸异丙烯酯在酸催化下将不对称酮转化为烯醇醋酸酯,反应得到两个烯醇酯异构体混合物。以取代较多的烯醇酯为主(热力学)。
?可以先分离两个烯醇酯异构体,在进行卤化,常用卤化剂为卤素、N-卤代酰胺等。
?I2/AcOTl 可得到α-碘代酮。
2.烯醇硅烷醚的卤化反应
?烯醇硅烷醚β-碳原子的亲核性比烯醇酯更强,卤化反应也更容易。?可选择不同条件来获得主要产物分别为动力学控制或热力学控制的烯醇硅烷醚。
?常用卤化剂:卤素、SO2ClF、I2/AcOAg/R3NHF。
3.烯胺的卤化反应
?酮的烯胺衍生物的亲核能力比母体结构强,且区域选择性常不同于母体羰基化合物或其烯醇衍生物,常用与不对称酮的选择性α-卤代反应。
?卤化剂:卤素、六氯丙酮
三、羧酸衍生物的α-卤取代反应
?属于亲电取代机理。酰卤、酸酐、腈、丙二酸及其酯的α-氢原子活性较大,可直接卤化。其它羧酸可转化为酰卤再卤化。
?强碱作用可生成活性较大的烯醇β-碳负离子,然后温和卤化。
?常用卤化剂:卤素、N-卤代酰胺等。
第四节醇、酚和醚的卤置换反应
醇的卤置换反应
酚的卤置换反应
醚的卤置换反应
一、醇的卤置换反应
卤化氢或氢卤酸为卤化剂(HX)
卤化亚砜为卤化剂(SOCl2、SO2Cl2)
卤化磷为卤化剂(PX3、PX5)
有机磷卤化剂(PR3)
其它卤化剂
卤化氢或氢卤酸为卤化剂
?醇羟基活性:烯丙基醇>苄醇>叔醇>仲醇>伯醇
(与碳正离子稳定性有关)
?氢卤酸或卤化氢的活性:HI>HBr>HCl>HF
?取代过程中可能出现重排副产物。
亲核取代机理
卤化亚砜为卤化剂
卤化磷为卤化剂
有机磷卤化剂
其它卤化剂
二、酚的卤置换反应
?酚羟基活性小,卤化剂 HX、SOCl2 均不理想。一般必须采用PX5或POX3(兼作溶剂)合用,且剧烈的条件。
?缺π电子杂环上羟基的卤置换反应相对容易。
三、醚的置换反应
?醚在HX作用下生成卤代烃和醇。
第五节羧酸的卤置换反应
羧羟基置换
?卤化磷、卤化亚砜为卤化剂
?草酰氯为卤化剂
?三苯膦卤化物为卤化剂
?其它卤化剂
羧酸的脱羧置换反应
羧酸的卤置换
卤化磷、卤化亚砜为卤化剂
?卤置换反应活性:脂肪羧酸>芳香羧酸
芳环上:供电子取代基>未取代>吸电子取代基
卤化磷
?PCl5活性大,适合活性较小的羧酸转化为酰卤,尤其适用具有吸电子基芳酸或芳香多元酸。副产物POCl3可分
馏除去。
?PX3活性略小,适用脂肪酸的卤置换,副产物亚磷酸可
与酰氯分离。
?POCl3活性更小,主要与活性大的羧酸盐反应很少应用。
?PCl5活性大,适用于吸电子基芳酸
?PBr3/PCl3活性较小,一般用于脂肪羧酸
氯化亚砜
?由羧酸制备酰氯最常用有效试剂。优点:沸点低、易蒸馏回收、副产物为HCl和SO2,产品易纯化。操作简单,对其它官能团影响小。
?除去本身可作溶剂外,苯、石油醚、二硫化碳等也可为溶剂。
?少量吡啶、DMF、ZnCl2可作为催化剂。
草酰氯为卤化剂
?分子中具有对酸敏感的官能团或酸性下易发生构型变化的羧酸,一般不宜用无机酸酰氯为卤化剂,须在中性条件下进行卤置换反应。采用草酰氯和羧酸或其盐之间的交换反应。
三苯膦卤化物为卤化剂
?羧酸与PPh3/CCl4一起加热生成相应的酰卤,不经分离继续和胺反应生成酰胺,利用这个方法可合成肽类化合物。
其它卤化剂
?α,α-二氯甲基醚
?氰尿酰氯
?六氟环氧丙烷
?四甲基-α-卤代烯胺
羧酸的脱羧置换反应
?汉斯狄克反应:羧酸银盐和Br或I反应,脱去CO2,生成少一个碳原子的卤代烃。
?克利斯托反应:羧酸、过量HgO和卤素直接反应,光照条件更优。?柯齐反应:羧酸、LiCl、Pb(OAc)4加热脱羧,生成少一个碳原子的卤代烃。没有重排等副反应。
Hunsdriecker(汉斯狄克)反应:
第六节其它官能团化合物的卤置换反应
?卤化物的卤素交换反应
?磺酸酯的卤置换反应
?芳香重氮盐化合物的卤置换反应
一、卤化物的卤素交换
?有机卤化物与无机卤化物之间进行卤原子交换反应。
?大多属于SN2机理。卤素的亲核能力取决于在不同溶剂中的溶剂化程度。质子溶剂中I的亲核能力最大,F的亲核能力最小,而在非质子溶剂中F可变成很强的亲核试剂。
?常用溶剂:DMF、丙酮、四氯化碳、二硫化碳或丁酮等非质子性溶剂。卤化物的卤置换
常用催化剂
?Ni或NiBr2.3H2O催化Br/I和Cl/I的交换反应,由此制备某些用其它方法难以得到的碘代烷。
?SnCl4可直接将溴代烷转化为氯代烷;
?BBr3可将氯代烷转化为溴代烷;
?BiBr3(BiCl3)可分别将仲、叔和烯丙位、苄位碘(溴)代烷转化为溴(或氯)代烷,且不会发生重排和脱卤副反应。
特别介绍-氟交换卤化反应
?常用交换试剂:CsF、KF、NaF、SbF3等
?氟交换反应中,可加入冠醚和相转移催化剂。
二、磺酸酯的卤置换反应
?为避免醇羟基在直接卤置换反应中可能产生的副反应,先将醇转化为磺酸酯,在与亲核性卤化剂反应,生成卤代烃。
三、芳香重氮盐化合物的卤置换反应
《药物合成技术》 习题集 适用于制药技术类专业 第一章概论 一、本课程的学习内容和任务是什么?学好本课程对从事药物及其中间体合成工作有何意义? 二、药物合成反应有哪些特点?应如何学习和掌握? 三、什么是化学、区域选择性?举例说明。 四、什么是导向基?具体包括哪些类型?举例说明。 五、药物合成反应有哪些分类方法?所用试剂有哪些分类方法?举例说明。 六、查资料写一篇500字左右的短文,报道药物合成领域的新技术及发展动态? 第二章卤化技术(Halogenation Reaction) 一、简答下列问题 1.何为卤化反应?按反应类型分类,卤化反应可分为哪几种?并举例说明。 2.在药物合成中,为什么常用卤化物作为药物合成的中间体? 3.在较高温度或自由基引发剂存在下,于非极性溶剂中,Br 2 和NBS都可用于烯丙位和苄位的溴取代,试比较它们各自的优缺点。 4.比较X 2 、HX、HOX对双键离子型加成的机理、产物有何异同,为什么? 5.解释卤化氢与烯烃加成反应中,产生马氏规则的原因(用反应机理)。为什么Lewis酸能够催化该反应? 6.解释溴化氢与烯烃加成反应中,产生过氧化效应的原因? 7.在羟基卤置换反应中,卤化剂(HX、SOCl 2、PCl 3 、PCl 5 )各有何特点,它们的 使用范围如何? 二、完成下列反应 三、为下列反应选择合适的试剂和条件,并说明原因。 四、分析讨论 1.试预测下列各烯烃溴化(Br 2/CCl 4 )的活性顺序。
2.在乙胺嘧啶中间体对氯氯苄的制备中,有如下两条路线,各有何特点?试讨论其优缺点。 3.以下是三种制备溴乙烷的方法,其中哪种适合工业生产,哪种适合实验室制备? 4.在氯霉素生产过程中,对-硝基-α-溴代苯乙酮的制备时, (1)反应有无催化剂?若有,属于哪种催化剂? (2)将对硝基苯乙酮与溶于氯苯中,加热至24-25℃,滴加少量溴,当有HBr生成并使反应液变色则可继续加溴,否则需升温至50℃直至反应开始方可继续滴加溴,为什么? (3)反应毕开大真空排净溴化氢,反应过程中溴化氢也不断移走,是不是移得越净越有利于反应?为什么? (4)生产过程中,影响因素有哪些? 第三章烷基化技术 (Hydrocarbylation Reaction ,Alkylation) 一、解释概念及简答 1.常用的烃化剂有哪些?进行甲基化及乙基化时,应选择哪些烃化剂?引入较大烃基时应选用哪些烃化剂? 2.什么叫相转移催化反应?其原理是什么?采用相转移催化技术有什么优点? 3.利用Gabriel反应与Delepine反应制备伯胺时,有什么相同与不同点? 4.什么是羟乙基化反应?在药物合成中有什么特别的意义? 5.进行F-C烃化反应时,芳香族化合物结构、卤代烃对反应有何影响?常用哪些催化剂?如何选择合适的催化剂。 6.若在活性亚甲基上引入两个烃基,应如何选择原料和操作方法?并解释原因。 二、利用Williamson法制混合醚时,应合理选择起始原料及烃化试剂,试设计下列产品的合成方法,并说明原因,掌握其中的规律。 三、完成下列反应 四、为下列反应选择适当的原料、试剂和条件,并说明依据。 五、利用所给的原料,综合所学知识合成下列产品 1.以甲苯、环氧乙烷、二乙胺为主要原料,选择适当的试剂和条件合成局麻药盐酸普鲁卡因。 2.以乙苯为主要原料,选择适当的试剂和条件合成氯霉素中间体对硝基-α-胺基
第一章卤化反应 Halogenation Reaction 概述 ?不饱和烃的卤加成反应 ?烃类的卤取代反应 ?羰基化合物的卤取代 ?醇、酚和醚的卤置换反应 ?羧酸的卤置换反应 ?其它官能团化合物的卤置换反应 第一节不饱和烃的卤加成 ?不饱和烃和卤素的加成反应(X-X) ?不饱和羧酸的卤内酯化反应(X-OR) ?不饱和烃和次卤酸(酯)、N-卤代酰胺的反应(X-OH、X-OR、X-Nu) ?卤化氢对不饱和烃的加成反应(H-X) ?不饱和烃的硼氢化-卤解反应(BH3-H)
一、不饱和烃与卤素的加成反应(X-X) 卤素与烯烃加成 卤素与烯烃加成-机理 (1)有稳定碳正离子的基团(供电子基团)可增加离子对形式机理,增加 同向加成产物比例。 (2) Cl的极化性比溴小,不易形成桥氯正离子,同向加成更明显。 (3)立体空间结构受底物空间构型和位阻的影响。 (4)加成过程中可能有重排、消除反应发生,以正离子稳定性为动力。(邻基参与重排) (5)亲核性溶剂影响加成产物,提高卤负离子浓度有利影响加成主产物。 (6)添加氧化剂将卤负离子氧化为分子,可影响加成产物。 (7)过硫酸氢钾(oxone)与氯化钠或溴化钠可迅速释放出Cl和Br,原位反应。 (8)除离子型加成外,自由基加成适合含吸电子基团的双键。 卤素与炔烃加成 二、不饱和羧酸的卤内酯反应(X-OR)
三、不饱和烃和次卤酸(酯)、N-卤代酰胺的反应(X-OH、X-OR、 X-Nu) 次卤酸及其酯为卤化剂 N-卤代酰胺为卤化剂 包括:N-溴(氯)代乙酰胺(NBA、NCA) N-溴(氯)代丁二酰亚胺(NBS、NCS) 次卤酸及其酯为卤化剂 (1)卤化剂(X-OH) :烯烃→β-卤醇(马氏定位) (2)次卤酸具有氧化性,需要新鲜制备。 方法:将Cl2或Br2在中性或含汞盐的碱性水溶液反应而成。也可以采用次氯酸盐在中性或弱酸性条件下进行。 (3)次卤酸酯(ROX), 机理与次卤酸相同,可在非水溶液中进行,得到β-卤醇衍生物。 N-卤代酰胺为卤化剂
1.Hunsdriecke反应:羧酸银盐和溴或碘反应,脱去二氧化碳,生成比原反应物少一个碳原子的卤代烃。 2.Sandmeyer反应:用氯化亚铜或溴化亚铜在相应的氢卤酸存在下,将芳香重氮盐转化成卤代芳烃。 3.Gattermann反应:将上面改为铜粉和氢卤酸。 4.Shiemann反应:将芳香重氮盐转化成不溶性的重氮氟硼酸盐或氟磷酸盐,或芳胺直接用亚硝酸纳和氟硼酸进行重氮化,此重氮盐再经热分解(有时在氟化钠或铜盐存在下加热),就可以制得较好收率的氟代芳烃。 5.Williamson合成:醇在碱(钠,氢氧化钠,氢氧化钾)存在下与卤代烃反应生成醚。 6.Gabriel合成:将氨先制备成邻苯二甲酰亚胺,利用氮上氢的酸性,先与氢氧化钾生成钾盐,然后与卤代烃作用,得N-烃基邻苯二甲酰亚胺,肼解或酸水解即可得纯伯胺。 7.Delepine反应:用卤代烃与环六亚甲基四胺(乌洛托品)反应得季铵盐,然后水解可得伯胺。
8.Leuckart反应:用甲酸及其铵盐可以对醛酮进行还原烃化,得各类胺。 9.Ullmann反应:卤代芳烃与芳香伯胺在铜或碘化铜及碳酸钾存在并加热的条件下可得二苯胺及其同系物。 10.Friedel-Crafts反应:在三氯化铝催化下,卤代烃及酰卤与芳香族化合物反应,再环上引入烃基及酰基。 11.Meerwein芳基化反应:芳基自由基可与烯反应,引致烯键的碳原子上。 12.Gomberg-Bachmann反应:芳香自由基与过量存在的另一芳香族化合物发生取代反应,得到联苯。 方向自由基的来源主要有三种:最常用重氮离子的分解;其次为N-亚硝基乙酰苯胺类及芳酰过氧化物的分解 13.Hoesch反应:腈类化合物与氯化氢在Lewis酸催化剂ZnCl2的存在下与具有烃基或烷氧基的芳烃进行反应可生成相应的酮亚胺,在经水解则得具有羟基或烷氧基的芳香酮。 14.Gattermann反应:将具有羟基或烷氧基的芳烃在三氯化铝或氯化锌催化下与氰化氢及氯化氢作用生成相应芳香醛的反应。
药物合成卤化反应习 题
精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 题库 第一章 卤化反应 1 卤化反应在有机合成中的应用?为什么常用一些卤代物作为反应中间体? 2 归纳下常用的氯化剂、溴化剂都有哪些?它们的主要理化性质及应用范围? 3 根据反应历程的不同,讨论一下卤化反应的类型、机理及对反应的影响。 (1) 卤素对双键的离子型加成 (2) 芳香环上的取代 (3) 方向化合物侧链上的取代 (4) 卤化氢对醇羟基的置换 (5) NBS 的取代反应 4 比较X 2、HX 、HOX 对双键的离子型加成反应的机理又何异同点。怎样判断加成方向 5 在-OH 得置换反应中各种卤化剂各有何特点?他们的应用范围如何? 6 预测Br 2/CCl 4于下列各种烯烃进行溴化反应的相对速度的次序。 CH 2=CH 2 (CH 3)2C=CH 2 HOOC-CH=CH-COOH (CH 3)2C=C(CH 3)2 CH 3CH 2=CH 2 CH 2=CH-CN 7 根据反应机理,指出下列反应的产物应属何种构型?(如苏式、赤式、R 、S 等) 8 解释下列反应机理 9 对比下列反应的条件有何不同?结合反应机理加以说明: H 3C CH CH 2 H 3C CH 2CH 2Br H 3C CHBr CH 3 CH 3CH 3 CH 2Cl Cl RH 2C CH CH 2RH 2C CH CH 2 RH 2C C CH 2OH (1)(2)(3) 10 在对氯氯苄ClC6H4CH2C1的植被中有如下两种路线,如按1进行需要什么条件?2发有何特点?讨论他们的优缺点。 11 下列反应选用何种氯化剂为好?说明原因。 H 3C C CH CH 3CH 3H 3C HC CH COOH H 3C C CH CH 2Br CH 3 H 3C HC CH COCl (1)(2)(3) (4) (5)(6)(7) HO (CH 2)6OH IH 2C (CH 2)4CH 2OH H 2C HC (CH 2)6COOH H 2C C (CH 2)6 COOH Br H 2C (CH 2)6COOH Cl CH 2CH 2COOH H 3CCO CH 2CHCOBr H 3CCO CH 2OH H 3CO CH 2Cl H 3CO N COCl Cl Cl N COOH HO OH N COOH Cl Cl N COCl HO OH 12 完成下列反应,写出主要的试剂及反应条件:
08级试题 一、填空7 1.药物合成反应的特点之一是具有较高的反应选择性,主要体现在如下三方面 选择性、 选择性、 选择性。 2.不对称烯烃与卤化氢的加成反应方向与其加成反应机理及卤化氢种类有关,此类加成反应机理大致分两类,即 加成、 加成,反应遵循马氏规则的是 加成;而当卤化氢为 时发生反马氏规则加成反应。 二、选择5 1.化学药品生产中最常见的反应器为 。 A.塔式反应器 B.釜式反应器 C.流化床反应器 D.管式反应器 2.下列试剂中属于亲核试剂的是 。 A.RO · B.C+ C.RNH 2 D.AlCl 3 3.下列醇中与HX 易发生S N 1卤置换反应的是 。 A.ROH B.R 2CHOH C.R 3COH D.CH 3OH 4.下列自由基稳定性最强的是 。 A.RCH 2· B.H 3C · C.ArCH 2· D.H 2C=CH —CH 2· 5.生成醚的反应是 。 A.Gabriel 反应 B.Williamson 反应 C.Delepine 反应 D.F-C反应 三、判断正误4 1.S N 1反应会导致卤代产物构型翻转。( ) 2.羰基α-H表现出一定的酸性,易被卤素或烃基取代。( ) 3.酚的酸性比醇强,因此酚的O-烃化反应比醇更容易。( ) 4.路易斯碱常被用于Friedel —Crafts 反应的催化剂。( ) 四、简答2 1.活化导向基 2.Phase Transfer Catalysis Reaction 五、完成反应式(填充反应条件或产物)2 1. C H 3CH 3 Cl 2CH 2Cl 2/0℃ C H 3CH 3 2. △ Me2CHCH2CH2Br NaOEt/EtOH Me2CHCH2CH2 Et C(COOEt)2CH2(COOEt)2
第五章卤代烷 烷烃中的氢被卤素取代的产物称卤代烷(Haloalkane)。 根据碳的种类,一级、二级、三级卤代烷。 RCH2X R2CHX R3CX 伯、仲、叔卤代烷 卤素数,一卤、二卤、多卤代烷。 一.命名 1.普通(习惯)命名 简单卤代烷 一卤代烷,烷基卤化物。 F CH3CH2CH2Cl (CH3)2CHBr (CH3)3CI 正丙基氯异丙基溴叔丁基碘环己基氟 n-propyl chloride isopropyl bromide tert-butyl iodide cyclohexyl fluoride 多卤代烷,特殊名称: CHCl3CHI3 CCl4 氯仿碘仿四氯化碳 chloroform iodoform carbon tetrachloride 2.IUPAC命名
卤素作取代基, I > Br > Cl > F > R 3-甲基-2-氯戊烷 (3R, 5R)-3,5-二甲基-5-溴辛烷 2-chloro-3-methylpentane (3R, 5R)-5-bromo-3,5-dimethyloctane (1R, 2R)-1-溴-2-碘环己烷 (1R, 2R)-1-bromo-2-iodocyclohexane 二.一卤代烷的制法 1.烃的卤化 C H 2 CH 3CH 2CH C CH 2CH 3 CH 3CH 3CH 3CHCHCH 2CH 3 3 2Cl
少数烃 2.烯烃加成 3.醇的卤代 三.一卤代烷的化学性质 C -X :极性大,键能小。 易进行反应。 1. 取代反应 亲核试剂进攻带正电的碳,原有的基团被取代离去, 称亲核取代反应(Nucleophilic Substituition Reaction ),S N 。 Nucleophile Substrate Product Leaving group RCH=CH 2 HX C CH 3 R H ROH HX RX Nu -+R-X R-Nu +X - Nu -C
第二章 卤代烃 一.卤代烃的结构特点:卤素原子是卤代烃的官能团。C —X 之间的共用电子对偏向X , 形成一个极性较强的共价键,分子中C —X 键易断裂。 二.卤代烃的物理性质 (1)溶解性:不溶于水,易溶于大多数有机溶剂。 (2)状态、密度:CH 3Cl 常温下呈气态,C 2H 5Br 、CH 2Cl 2、CHCl 3、CCl 4常温下呈液态且密度> 1 g/cm 3 。(一氯代烃的密度都小于水) 三.卤代烃的化学性质(以CH 3CH 2Br 为例) 1.取代反应 ①条件:强碱的水溶液,加热 ②化学方程式为: 2.消去反应 (1)实质:从分子中相邻的两个碳原子上脱去一个卤化氢分子,从而形成不饱和化合物。 例如: CH 3CH 2Cl : +NaOH ――→醇△ NaCl +CH 2===CH↑+H 2O (2)卤代烃的消去反应规律 ①没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应,如CH 3Br 。 ②有邻位碳原子,但邻位碳原子上不存在氢原子的卤代烃也不能发生消去反应。例如: 。
③有两个相邻碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。例: CH 3—CH===CH —CH 3+NaCl +H 2O (3)二元卤代烃发生消去反应时要比一元卤代烃困难些。有些二元卤代烃发生消去反应后可在 有机物中引入三键。例如:CH 3—CH 2—CHCl 2+2NaOH ――→醇△ CH 3—C≡CH+2NaCl +2H 2O 四.消去反应与水解反应的比较 反应类型 反应条件 键的变化 卤代烃的结构特点 主要生成物 水解反应 NaOH 水溶液 C —X 与H —O 键断裂C —O 与H —X 键生成 含C —X 即可 醇 消去反应 NaOH 醇溶液 C —X 与C —H 键断裂 (或—C≡C—) 与H —X 键生成 与X 相连的C 的邻位C 上有H 烯烃或炔烃 特别提醒 (1)通过卤代烃的水解反应可在碳链上引入羟基;通过卤代烃的消去反应可在碳链上引入碳碳双键或碳碳三键。 五.检验卤代烃分子中卤素的方法(X 表示卤素原子) 1.实验原理 R —X +H 2O ――→NaOH △ R —OH +HX HX +NaOH===NaX +H 2O HNO 3+NaOH===NaNO 3+H 2O AgNO 3+NaX===AgX↓+NaNO 3 根据沉淀(AgX)的颜色可确定卤素:AgCl(白色)、AgBr(浅黄色)、AgI(黄色)。 2.实验步骤 (1)取少量卤代烃;(2)加入NaOH 水溶液;(3)加热;(4)冷却;(5)加入稀HNO 3酸化; (6)加入AgNO 3溶液,观察沉淀的颜色。 即RX ――→加NaOH 水溶液△R —OH NaX ――→加稀HNO 3酸化R —OH HX
第二章 卤化反应 练习题 一、完成下列反应 1、 OH POCl 3 2、 HN OH OH SOCl 2CHCl 3 ? 3、 N N H 3CS OH OH +POCl 3+PCl 3 KF ? ? 4、 N O OH PCl 3 Cl 2 HPO3 HCl ? 5 N N N N OH O PCl 5 PCl 3 HCl ? 6、 N N N N OH O Br 2 ? 7、 O N N N O O O Cl Cl Cl ? ? 8、 O O Cl 2 H 2O ? ? 9、
Cl O (HCOH)3 ZnCl 2 ? 10、 NH 2 NH Br 2 CH 3ONa NaBr CH 3OH ? 11、 N OH OH POCl 3 ? 12、 POCl 3 OH OH ? 13、 N N POCl 3 O O ? 14、 O O O N O O Br ? ? 15、 N N OH POCl 3 ? 16、 POCl 3 N N OH HO NH 2 ? 17、 N O O H Br 2 NaOH NaBr H 2O ?
18、 N O O H NaOCl CH 3COONa H 2O CH 3OOH ? 19、 O OH O Cl S O Cl HCl SO 2 ? 20、 N H O NaClO NaOH ? 21、 O O O N O O Br ? ? 22、 S N O O Br ? ? 23、 POCl 3 N N OH NH 2? 24、 O Cl 2 NaCN ? ? 25、 OH O SOCl 2 HCl SO 2 ? 26、
第一章 卤化反应练习题 一、举例说明或解释以下人名反应。 1. Dalton 反应 2. Hunsdriecke 反应 3. Kochi 改良法 4. Barton 改良法 5. Finkelstein 反应 6. Sandmeyer 反应 7. Gattermann 反应 8. Schiemann 反应 二、请选出下列反应的主产物。 OH POCl 3 1. ( ) Cl A. Cl Cl Cl B. C. D. OH Cl Cl HN OH OH SOCl 23 2.( ) N Cl OH OH A.HN Cl Cl B.HN Cl OH C.N Cl Cl Cl D. N H 3CS OH OH +POCl 3+PCl 3 KF ( )( ) 3. N N H 3CS OH OH N N H 3CS OH OH A. B.C. D.N N H 3CS Cl Cl N N H 3CS Cl Cl N N H 3CS Cl Cl N N H 3CS OH F N N H 3CS Cl Cl N N H 3CS F F Cl F F N O OH PCl 3 Cl 2 4.( )
A. B. C. D.N O Cl N O OH N O Cl Cl Cl N O OH Cl N N OH O PCl 5 5. ( ) A. B. C. D.N N N N Cl O N N N N Cl O N N N N OH O N N N N OH O Cl Cl Cl N N N OH O Br 2 6. ( ) N N N N OH O Br A. B. C. D.N N N N OH O Br N N N N Br O Br N N N N OH O Br Br O N N N O O O Cl Cl Cl 7. ( ) ( ) O N N N O O O H Cl Cl Cl A. B.C. D.O N N H N O O O H Cl Cl O N N H N O O O H Cl Cl HN N H N O O O H Cl O Cl Cl O O Cl 2 H 2O 8. ( ) ( ) A. B. C. D. HO Cl O O Cl Cl Cl O O Cl O Cl Cl Cl O Cl HO Cl O O Cl Cl Cl O (HCOH)3 ZnCl 2 9. ( ) O O Cl A. B. C. D. O O O O Cl O O OH Cl
第一章 卤化反应 1、归纳本章所用的氯化剂、溴化剂都有哪些?它们的主要理化性质及应用范围? 2、下列反应是以1-丙烯为原料分别合成化合物(1)和(2),指出这两条合成路线的反应 条件,并对比这两条路线有何不同?结合反应机理加以解释: H 3C C H CH 2 H 3C C CH 2Br H 3C H CH 3 Br H H (1) (2) 3、下列反应是以甲基苯为原料分别合成化合物(1)和(2),指出这两条合成路线的反应 条件,并对比这两条路线有何不同?结合反应机理加以解释: CH 3 CH 3 Cl CH 2Cl (1) (2) 4、完成下列反应,写出主要的试剂及反应条件: OH COOH OH COCl (1) (2) (3) (4) CH 3 CBr 3 CH 3COOH FCH 2COOH O COOH O I 5、完成下列反应,写出其主要生成物:
H3C C CH CH3 H3Ca(OCl)2/HOAc/H2O (1) (2) (3) HC CH2 NBS/H2O (CH3)2C=CHCH2CH=CH CH2=CH-COO-CH=CH 6、比较下列不同结构的烯烃进行卤化反应的难易,并陈述原因。CH3CH=CH2、HOOCCH=CHCOOH、(CH3)2CH=CH2、CH2=CH2、(CH3)2CH=CH(CH3)2 7、写出△5-甾体烯与溴加成的主要产物,并简述原因。 8、为了得到α-卤代醛,最经典的方法是将醛转化成烯醇,然后再和卤素反应。写出下列制 备α-溴代醛的反应机理。 CH3(CH2)5CHO Ac2O/AcOK CH3(CH2)4 Br2/H2O (95%) CH3(CH2)4CHCHO Br
第五章 卤代烷烃§5.1 卤代烷烃的分类和命名§5.2 一卤代烷烃的结构和物理性质§5.3 一卤代烷烃的化学性质§5.4 亲核取代反应的机理 §5.5 一卤代烷的制法 Chapter 5 Haloalkanes
卤代烃是烃分子中一个或多个氢原子被子卤素(F、Cl、Br、I)取代的衍生物,它在自然界中存在极少,绝大多数是人工合成的。 比比皆是的聚氯乙烯制品,千家万户使用的冰箱中的致冷剂、防火必备的四氯化碳灭火剂等到处都是卤代烃。 卤代烃也是实验室中最常用的有机化合物,它经常起着从一种化合物变成另一种化合物的桥梁作用,是有机合成中经常用到的化合物。 人们在使用卤代烃的同时,也带来了严重的污染问题,六六六被禁用,DDT被取缔。近年来,科学家证明臭氧层空洞的形成与使 用氟氯烃有关。 可见,只有掌握卤代烃的性质及其反应规律,才能驾驭其上,造福于人类。
§5.1卤代烷的分类和命名 一元卤代烃二元卤代烃多元卤代烃 (1)按卤代烷分子中所含卤原子数目的多少 C 2H 5I CH 2CH 2Br Br CH 2CH 2Cl Cl 2(2)按卤原子所连接碳原子的种类:伯卤代烃 仲卤代烃叔卤代烃 R -C H 2-X R R C H-X R R C -X R 1、卤代烷的分类
2、卤代烷的命名 (1)习惯命名法 烷基名称+卤原子名称 CH 3CH CH 2Cl CH 3C CH 3CH 3CH 3 Br 异丁基氯叔丁基溴
(2)系统命名法 选母体:看成是烷烃的卤素衍生物,根据主链的碳原子 数称为“某”烷。 定编号:遵循最低系列原则;当连有两个取代基且其 一为卤原子时,应给卤原子较大的编号。 写取代基:按立体化学中的次序规则顺序列出CH 3-CH-CH-CH 3 Cl CH 3CH 3C CH CH 3CH 2CH 3 Cl Cl 1 2 3 4 5戊烷 3-甲基-2,2-二氯丁烷4 3 2 12-甲基-3-氯
第五章卤化 第一节概述 一、卤化反应及其重要性 向有机化合物分子中引入卤素(X)生成C-X键的反应称为卤化反应。按卤原子的不同,可以分成氟化、氯化、溴化和碘化。卤化有机物通常有卤代烃、卤代芳烃、酰卤等。在这些卤化物中,由于氯的衍生物制备最经济,氯化剂来源广泛,所以氯化在工业上大量应用;溴化、碘化的应用较少;氟的自然资源较广,许多氟化物具有较突出的性能,近年来人们对含氟化合物的合成十分重视。 卤化是精细化学品合成中重要反应之一。通过卤化反应,可实现如下主要目的:(1)增加有机物分子极性,从而可以通过卤素的转换制备含有其它取代基的衍生物,如卤素置换成羟基、氨基、烷氧基等。其中溴化物中的溴原子比较活泼,较易为其它基团置换,常被应用于精细有机合成中的官能团转换。 (2)通过卤化反应制备的许多有机卤化物本身就是重要的中间体,可以用来合成染料、农药、香料、医药等精细化学品。 (3)向某些精细化学品中引入一个或多个卤原子,还可以改进其性能。例如,含有三氟甲基的染料有很好的日晒牢度;铜酞菁分子中引入不同氯、溴原子,可制备不同黄光绿色调的颜料;向某些有机化合物分子中引入多个卤原子,可以增进有机物的阻燃性。 二、卤化类型及卤化剂 卤化反应主要包括三种类型:即卤原子与不饱和烃的卤加成反应、卤原子与有机物氢原子之间的卤取代反应和卤原子与氢以外的其他原子或基团的卤置换反应。 卤化时常用的卤化剂有:卤素单质、卤素的酸和氧化剂、次卤酸、金属和非金属的卤化物等,其中卤素应用最广,尤其是氯气。但对于F2,由于活性太高,一般不能直接用作氟化剂,只能采用间接的方法获得氟衍生物。 上述卤化剂中,用于取代和加成卤化的卤化剂有:卤素(Cl2、Br2、I2)、氢卤酸和氧化剂(HCl+NaClO、HCl+NaClO3、HBr+NaBrO、HBr+NaBrO3)及其他卤化剂(SO2Cl2、SOCl2、HOCl、COCl2、SCl2、ICl)等,用于置换卤化的卤化剂有HF、KF、NaF、SbF3、HCl、PCl3、HBr等。 第二节取代卤化 取代卤化是合成有机卤化物最重要的途径,主要包括芳环上的取代卤化、芳环侧链及脂肪烃的取代卤化。取代卤化以取代氯化和取代溴化最为常见。 一、芳环上的取代卤化 影响因素及反应条件的选择
第一章 卤化反应 1 卤化反应在有机合成中的应用?为什么常用一些卤代物作为反应中间体? 2 归纳下常用的氯化剂、溴化剂都有哪些?它们的主要理化性质及应用范围? 3 根据反应历程的不同,讨论一下卤化反应的类型、机理及对反应的影响。 (1) 卤素对双键的离子型加成 (2) 芳香环上的取代 (3) 方向化合物侧链上的取代 (4) 卤化氢对醇羟基的置换 (5) NBS 的取代反应 4 比较X 2、HX 、HOX 对双键的离子型加成反应的机理又何异同点。怎样判断加成方向 5 在-OH 得置换反应中各种卤化剂各有何特点?他们的应用范围如何? 6 预测Br 2/CCl 4于下列各种烯烃进行溴化反应的相对速度的次序。 CH 2=CH 2 (CH 3)2C=CH 2 HOOC-CH=CH-COOH (CH 3)2C=C(CH 3)2 CH 3CH 2=CH 2 CH 2=CH-CN 7对比下列反应的条件有何不同?结合反应机理加以说明: H 3C CH CH 2 H 3C CH 2CH 2Br H 3C CHBr CH 3 CH 3CH 3 CH 2Cl Cl RH 2C CH CH 2RH 2C CH CH 2 RH 2C C CH 2 OH (1)(2)(3) 8 下列反应选用何种氯化剂为好?说明原因。
H3C C CH CH3 3 H3C HC CH COOH H3C C CH CH 2Br 3 H3C HC CH COCl (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)HO(CH2)6OH IH2C(CH2)4CH2OH H2C HC(CH2)6COOH H2C C(CH2)6COOH Br H2C(CH2 )6 COOH CH2CH2COOH H3CCO CH2CHCOBr H3CCO CH2OH H3CO CH2Cl H3CO Br N COCl Cl Cl N COOH HO OH N COOH Cl Cl N COCl HO OH 9 完成下列反应,写出主要的试剂及反应条件: OH COOH OH COCl (1) (2) (3) (4) CH3CF3 CH3COOH FXH2COOH O COOH O I 10完成下列反应,写出其主要生成物 H3C C CH CH3 H322 (1) (2) (3) (4) (5) HC CH2 NBS/H2O CH3C CH 22 OH48%HBr CH2CH=CHCH2CH=CHBr CH2=CH-COO-CH-CH2 (CH3)2C=CHCH2CH=CH2 24
题库 第一章 卤化反应 1 卤化反应在有机合成中的应用?为什么常用一些卤代物作为反应中间体? 2 归纳下常用的氯化剂、溴化剂都有哪些?它们的主要理化性质及应用范围? 3 根据反应历程的不同,讨论一下卤化反应的类型、机理及对反应的影响。 (1) 卤素对双键的离子型加成 (2) 芳香环上的取代 (3) 芳香化合物侧链上的取代 (4) 卤化氢对醇羟基的置换 (5) NBS 的取代反应 4 比较X 2、HX 、HOX 对双键的离子型加成反应的机理又何异同点。怎样判断加成方向 5 在-OH 得置换反应中各种卤化剂各有何特点?他们的应用范围如何? 6 预测Br 2/CCl 4于下列各种烯烃进行溴化反应的相对速度的次序。 CH 2=CH 2 (CH 3)2C=CH 2 HOOC-CH=CH-COOH (CH 3)2C=C(CH 3)2 CH 3CH 2=CH 2 CH 2=CH-CN 7 根据反应机理,指出下列反应的产物应属何种构型?(如苏式、赤式、R 、S 等) 8 解释下列反应机理 9 对比下列反应的条件有何不同?结合反应机理加以说明: H 3C CH CH 2 H 3C CH 2CH 2Br H 3C CHBr CH 3 CH 3CH 3 CH 2Cl Cl RH 2C CH CH 2RH 2C CH CH 2 RH 2C C CH 2 OH (1)(2)(3) 10 在对氯氯苄ClC6H4CH2C1的植被中有如下两种路线,如按1进行需要什么条件?2发有何特点?讨论他们的优缺点。 11 下列反应选用何种氯化剂为好?说明原因。 H 3C C CH CH 3CH 3H 3C HC CH COOH H 3C C CH CH 2Br CH 3H 3C HC CH COCl (1)(2)(3) (4) (5)(6)(7) HO (CH 2)6OH IH 2C (CH 2)4CH 2OH H 2C HC (CH 2)6COOH H 2C C (CH 2)6 COOH Br H 2C (CH 2)6COOH Cl CH 2CH 2COOH H 3CCO CH 2CHCOBr H 3CCO CH 2OH H 3CO CH 2Cl H 3CO N COCl Cl Cl N COOH HO OH N COOH Cl Cl N COCl HO OH
第二章《卤化反应》习题 1、写出芳环上取代氯化和侧链氯化的反应历程,进行分析比较并指出它们分别有哪些重要的影响因素。 参考答案: 影响因素:卤化深度、催化剂、卤化剂、介质的pH 值、溶剂 影响因素:光源、引发剂、杂质、温度 2、在芳烃的环上取代氯化反应中,有时为了提高催化效果,采用组合催化剂进行催化,请分析以下催化剂的组合可行否? 1)FeCl 3+ I 2,2)I 2 + 100%H 2SO 4,3)FeCl 3 +100%H 2SO 4 参考答案: 1) 可用,有互补作用 2) 可用,I2催化,硫酸做溶剂 3) 不可用,会反应生成HCl 和硫酸铁。 3、苯一氯化生产一氯苯时,现代工业上主要采用什么氯化法?简述其生产工艺流程。苯的二氯化制二氯苯和甲苯的氯化制一氯苄可以用上述方法吗? 参考答案:苯在沸腾情况下进行氯化,利用苯的汽化来移除反应热-沸腾氯化法(现代合成氯苯工业方法)。 Cl 2均裂2Cl
工艺流程: 可以,但如果制备对二氯苯不可以,因为温度高,定位不准。 可以,并流操作,甲苯沸腾。 4、简述由甲苯制备以下卤化物的合成路线和主要反应条件。 CF 3 Cl CF 3Cl 参考答案: CCl 3CF 3CF 3Cl 主要反应条件:PCl 3,日光获沸腾温度侧链三氯化;HF 在高压釜,催化剂存在下加热得到三氟甲苯;在路易斯酸存在进行环上亲电取代氯化得到产品。 CCl 3CF 3 Cl Cl Cl 主要反应条件:甲苯在三氯化铁存在下沸腾氯化并精馏分离得对氯甲苯,PCl 3,日光获沸腾温度侧链三氯化;HF 在高压釜,催化剂存在下加热得到对氯三氟甲苯。 5、简述由对二氯苯制备2,4-二氯氟苯的合成路线和主要反应条件。
第一章卤化反应 1、归纳本章所用的氯化剂、溴化剂都有哪些?它们的主要理化性质及应用范围? 2、下列反应是以1-丙烯为原料分别合成化合物(1)和(2),指出这两条合成路线的反应 条件,并对比这两条路线有何不同?结合反应机理加以解释: 3、下列反应是以甲基苯为原料分别合成化合物(1)和(2),指出这两条合成路线的反应 条件,并对比这两条路线有何不同?结合反应机理加以解释: 4、完成下列反应,写出主要的试剂及反应条件: 5、完成下列反应,写出其主要生成物: 6、比较下列不同结构的烯烃进行卤化反应的难易,并陈述原 因。CH3CH=CH2、HOOCCH=CHCOOH、(CH3)2CH=CH2、CH2=CH2、(CH3)2CH=CH(CH3)2 7、写出△5-甾体烯与溴加成的主要产物,并简述原因。 8、为了得到α-卤代醛,最经典的方法是将醛转化成烯醇,然后再和卤素 反应。写出下列制备α-溴代醛的反应机理。
答案: 1、略。 2、答:两者都是HBr对不饱和烃的加成反应,但两者的反应条件不同。 反应(1)是在过氧化物存在或者光照的条件下的加成。按照自由基加成的机理进行: 反应(2)是HBr在酸性条件下对烯烃的加成。按照亲电加成的机理进行: 3、答:两者都是Cl2对芳香烃的取代反应,但两者的反应条件不同。反应(1)是Cl2在催化剂(如路易斯酸)作用下对芳香烃的亲电取代。按照亲电取代的机理进行: 反应(2)是在过氧化物存在或者光照的条件下的加成。按照自由基取代的机理进行: 4、答:(1) (2) (3) (4) 5、答:(1) (2) (3)
6、答:烯烃的反应难易程度主要取决于中间体碳正离子的稳定性。 烯键碳原子上连有供电子基团,有利于烯烃卤加成反应的进行。若烯键碳原子上连有吸电子基团,则不利于反应进行。诱导效应或超共轭效应的存在使碳正离子稳定性不一样:HOOCCH=CHCOOH < CH2=CH2 < CH3CH=CH2 < (CH3)2CH=CH2 < (CH3)2CH=CH(CH3)2 7、答:△5-甾体烯与溴反应时,由于10β-甲基位阻的缘故,过渡态溴正 离子三元环处于α,然后环系的刚性性质(所谓反式加成,是试剂 带负电荷部分从环正离子背后进攻碳,使试剂的两部分在烯烃平面的两边发生反应,得到反式加成的产物。如果Br-进攻C-5位,在5、6位形成的C-Br键是平伏键上,但反式加成要求试剂的两部分在烯 烃平面的两边发生反应,即Br-C-C-Br四个原子排列是反式共平面,那么形成的C-Br键在平伏键上,就需要△5-甾体烯发生构象翻转, 转变成另一椅型构象,试想四个环状化合物发生翻转,需要的能量太大。)促使溴负离子进攻C-6,生成反-5,6-双直立键的二溴化合物。 8、答:
第一章绪论 1、药物合成反应中反应类型有哪些? ①按有机分子的结构变换方式分:新基团的导入反应;取代基的转化反应;有机分子的骨架。 ②按反应机制分:极性反应(a.亲核试剂、b.亲电试剂);自由基反应;协同反应 2、药物合成反应主要研究对象:化学合成药物 3、化学品的安全使用说明书——MSDS 4、原子经济性反应:“原子经济性”是指在化学品合成过程中,合成方法和工艺被设计成能把反应过程中使用的所有原料尽可能多的转化到最终产物中。 5、三废:废气、废水、废渣 第二章硝化反应 1、混酸硝化试剂的特点有哪些? ①硝化能力强;②氧化性较纯硝酸小;③对设备的腐蚀性小 2、硝化试剂的活泼中间离子为:硝酰正离子NO2○+ 3、桑德迈尔反应定义及应用 定义:在氯化亚铜或溴化铜的存在下,重氮基被氮或溴置换的反应;重氮基被氰基置换:将重氮盐与氰化亚铜的配合物在水介质中作用,可以使重氮基被氰基置换,该反应也称Sandmeyer反应。 应用:CuX+Ar-N2X Ar-X+N2 (X:Cl,Br,-CN) 4、常用的重氮化试剂 一般是由盐酸、硫酸、过氯酸和氟硼酸等无机酸与亚硝酸钠作用产生。 5、硝化反应定义:指向有机分子结构中引入硝基(—NO2)的反应过程,广义的硝化反应包括生产(C—NO2、N—NO2和O—NO2)反应。 6、重氮化反应定义:含有伯氨基的有机化合物在无机酸的存在下与亚硝酸钠作用生成重氮盐的反应。 7、硝化剂:单一硝酸、硝酸和各种质子酸、有机酸、酸酐及各种Lewis酸的混合物。 8、生成硝基烷烃的难易顺序: 卤代烃中卤素被取代的顺序: 9、DMF: DMSO: 10、常用的重氮化试剂有哪些?NaNO2+HCl/H2SO4 第三章卤化反应 1、Ph上取代基对卤化反应的影响 ①催化剂的影响;
第一章卤化反应 1 卤化反应在有机合成中的应用?为什么常用一些卤代物作为反应中间体? 2 归纳下常用的氯化剂、溴化剂都有哪些?它们的主要理化性质及应用范围? 3 根据反应历程的不同,讨论一下卤化反应的类型、机理及对反应的影响。 (1)卤素对双键的离子型加成 (2)芳香环上的取代 (3)方向化合物侧链上的取代 (4)卤化氢对醇羟基的置换 (5)N BS的取代反应 4 比较X2、HX、HOX对双键的离子型加成反应的机理又何异同点。怎样判断加成方向 5 在-OH得置换反应中各种卤化剂各有何特点?他们的应用范围如何? .
. 6 预测Br 2/CCl 4于下列各种烯烃进行溴化反应的相对速度的次序。 CH 2=CH 2 (CH 3)2C=CH 2 HOOC-CH=CH-COOH (CH 3)2C=C(CH 3)2 CH 3CH 2=CH 2 CH 2=CH-CN 7对比下列反应的条件有何不同?结合反应机理加以说明: H 3C CH CH 2 H 3C CH 2CH 2Br H 3C CHBr CH 3 CH 3CH 3 CH 2Cl Cl RH 2C CH CH 2RH 2C CH CH 2 RH 2C C CH 2 Br OH (1)(2)(3) 8 下列反应选用何种氯化剂为好?说明原因。 H 3C C CH CH 3CH 3H 3C HC CH COOH H 3C C CH CH 2Br CH 3 H 3C HC CH COCl (1)(2)(3) (4) (5)(6)(7) HO (CH 2)6OH IH 2C (CH 2)4CH 2OH H 2C HC (CH 2)6COOH H 2C C (CH 2)6 COOH Br H 2C (CH 2)6COOH Cl CH 2CH 2COOH H 3CCO CH 2CHCOBr H 3CCO CH 2OH H 3CO CH 2Cl H 3CO N COCl Cl Cl N COOH HO OH N COOH Cl Cl N COCl HO OH
第五章 含卤有机化合物 一 基本要求 掌握:掌握亲核取代反应中的S N 1和S N 2历程及两种历程的反应动力和立体化学,掌握消除反应中的单分子消除(E1)和双分子消除(E2)历程,两种历程的动力学特征、反应活性和消除反应的立体化学。掌握含卤化合物的制备方法。 熟悉:卤代烃的物理性质和光谱特征,卤代烃的结构,结构和性质之间的关系以及影响反应活性的一系列因素。 了解:了解影响亲核取代反应的几种主要因素。了解消除反应与亲核取代反应的竞争及其影响因素。学习α-消除反应的几种反应类型和有关卡宾的反应。了解卤代烃对环境的影响。 二 基本概念 卤代烯烃,查依采夫规则, 格氏试剂,Ziegler-Natta 型催化剂,亲核取代反应, 单分子亲核取代反应历程S N 1,双分子亲核取代反应历程S N 2,外消旋化,消除反应,β-消除反应,α-消除,γ-消除反应,单分子消除反应历程(E 1),双分子消除反应历程 (E 2),卡宾(carbene),苯炔(benzyne)中间体。 三 重点与难点提示 1、卤代烃的化学反应 A )脂肪族卤代烃亲核取代反应 脂肪族卤代烃亲核取代反应的基本形式为: 反应物 亲核试剂 产物 离去基团RX + Nu -RNu + X - 亲核取代反应是卤代烃的一个特征反应。在这个反应中, 反应物中的离去基团离开, 亲核试剂代替离去基团, 形成产物。 B )消除反应 具有β-H 原子的卤代烃,在碱的醇溶液中加热,能从卤代烃分子中脱出一分子卤化氢而形成烯烃。这种由一个分子中脱出一些小分子,例H 2O 、HX 等,同时产生C =C 双键化合物的反应叫消除反应,又称消去反应(Elimination ,简写为E)。 CH H 2C CH R R + KCl + H 2O KOH/EtOH 卤代烃的脱卤代氢反应是在分子中引入C =C 双键的方法之一。对于卤代烃 的消除反应要注意如下几点: (1)仲或叔卤代烃脱卤化氢反应时,主要是脱去X 及含氢较少的β-C 原子上的H 。主要产物是双键碳上含支链最多的烯烃,这叫做查依采夫(Saytzeff)规则。例: CH 3CH 2CH CH 3 Br KOH/C H OH CH 3CH CHCH 3CH 3CH 2CH CH 2+ 81% 19% (2)不同结构的卤代烃, 脱卤化氢的难易程度为: 三级卤代烃 > 二级卤代烃 > 一级卤代烃 (3)消除反应与亲核取代反应为竞争反应, 前者得到碱进攻β-H 原子后的产物, 后者得到亲核试剂进攻α-C 原子,取代卤原子的产物。 RCH CH 2(取代反应)(消除反应) RCH 2CH 2X RCH 2CH 2OH