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解答有机合成题时,首先要正确判断合成的有机物属于哪一类有机物,带有何种官能团,然后结合所学过的知识或题给信息,寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法,尽快找出合成目标有机物的关键点和突破点。基本方法有: 1、正向合成分析法
此法采用正向思维方法。从已知原料入手,找出合成所需要的直接或间接的中间产物,逐步推向目标合成有机物,其思维程序是原料→中间产物→产品。 2、逆向合成分析法
逆向合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体,该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。而这个中间体的合成与目标化合物的合成一样,是从更上一步的中间体得来的。依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。所确定的合成路线的各步反应的反应条件必须比较温和,并具有较高的产率,所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。
三、有机物推断的必备基础知识 1、熟悉衍生物之间的转化
2、烃和烃的衍生物间的转化:
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2、反应条件与发生的反应类型
1)光照:烷烃的取代,苯环侧链上的取代。 2)铁作催化剂:苯环上的取代。
3)酸性高锰酸钾溶液:不饱和烃的氧化,伯醇、仲醇的氧化,苯的同系物的氧化。
4)溴的CCl4溶液:不饱和烃的加成。 5)NaOH的醇溶液,加热:卤代烃的消去。 6)浓硫酸,加热:醇的消去反应,酯化反应。 7)Cu/Ag,加热:醇的催化氧化。
8)H2、加热:不饱和烃的加成,苯环的加成,醛的加成。 9)浓硫酸,浓硝酸,加热:苯及其同系物的硝化。 10)稀硫酸,加热:酯的水解,中和反应。
11)NaOH水溶液:卤代烃、酯的水解,羧酸的中和,苯酚与碱反
应。
12)银氨溶液,加热:醛基的氧化。 13)新制Cu(OH)2加热:醛基的氧化。 二、有机物的合成
有机合成题的设计
依据有机物之间的相互转化,而根本的转化是有机物分子中官能团的相互转化,官能团的转化主要有下列几种形式: 1)引入新的官能团
烯烃与水的加成 醛与氢气的加成(还原)
a、引入羟基(—OH) 酮与氢气的加成(还原)
卤代烃的水解
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酯的水解 烷烃、苯的取代
b、引入卤原子(—X) 烯烃、炔烃与HX、X2的加成
醇与HX的取代
c、引入羧基(—COOH)
d、引入双键或三键:醇及卤代烃的消去。 2)官能团的消除
a、消除C=C、C≡C或苯环:加成反应。
b、消除羟基(—OH):消去反应、催化氧化、酯化反应。 c、消除醛基(—CHO):加成反应、催化氧化。 d、消除卤原子(—X):消去反应、水解反应。 3)官能团的衍变 a、官能团的连续衍变:
→伯醇→醛→羧酸→酯
卤代烃 →仲醇→酮
→叔醇→不能被氧化
b、官能团的个数改变:
CH3CH2OH→CH2=CH2→ →
c、官能团位置的改变:
CH3CH2CH2OH→CH3CH=CH2→
第四章 生命中的基础有机化学物质
第一节 油脂
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一、油脂的组成和结构
1、油脂的涵义
1)从日常生活中认识油脂
我们日常食用的猪油、羊油等动物油,还有花生油、菜子油、豆油、棉子油等植物油,都是油脂。 2)从物质的状态上认识油脂
在室温下,植物油脂通常呈液态,叫做油;动物油脂通常呈固态,叫做脂肪。脂肪和油统称油脂。 3)从化学成分上认识油脂
油脂在化学成分上都是高级脂肪酸跟甘油所生成的酯 2、油脂的组成和结构
油脂是由多种高级脂肪酸(如硬脂酸、软脂酸或油酸等)跟甘油生成的甘油酯。它们的结构可以表示为:
结构式中R、R′、R″代表饱和烃基或不饱和烃基,它们可以相同,也可以不相同。如果R、R′、R″相同,这样的油脂称为单甘油酯,如果R、R′、R″不同,就称为混甘油酯。天然油脂大都为混甘油酯。 二、油脂的性质
1、油脂的水解
跟酯类的水解反应相同,在适当的条件下(如有酸或碱或高温水蒸气存在),油脂跟水能够发生水解反应,生成甘油和相应的高级脂肪酸。 2、油脂的氢化
不饱和程度较高、熔点较低的液态油,通过催化加氢,可提高饱和度,转变成固态的脂肪。由液态的油转变为固态的脂肪的过程,称为油脂的氢化,也称油脂的硬化。硬化油不易被空气氧化变质,便于储存和运输,可作为肥皂、人造黄油的原料。油酸甘油酯通过氢化反应转变为硬脂酸甘油酯的化学方程式如下:
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二、油脂的水解
1、油脂的水解,要注意以下几点
1)油脂在酸性条件下水解的产物是硬脂酸和甘油,工业上利用这一原理,用油脂作原料来制取高级脂肪酸和甘油;而在碱性条件下水解的产物是高级脂肪酸盐和甘油,工业上利用这一原理,用油脂作原料来制肥皂。
2)油脂在碱性条件下的水解反应也叫皂化反应。 类别 油 主要是不饱和高级与甘油生成的酯 液态 脂肪 主要是饱和高级脂肪甘油生成的酯 固态或半固态 矿物油 多种烃(石油及其分馏产品) 组成 脂肪酸(有少量饱和)酸(有少量不饱和)与性质 具有酯的性质,能水解,有的油脂兼有烯水解 烃的性质 鉴别 加含酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅 具有烃的性质,不能加含酚酞的NaOH溶液,加热,无变化
第二节 糖类
一、糖的组成和分类
1、糖的组成
糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物。糖类的组成通常用通式Cm(H2O)n表示,因而又称为碳水化合物。 2、糖的分类
根据糖能否水解及水解产物的多少,可分为:
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