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合成题是有机化学考研必考的题,既是重点,也是难点,在考试当中所占的比例也几乎是最大的,因此合成题我们一定要足够重视。合成题主要考察的就是反应式的灵活运用,所以想做好合成题,就应该首先学好反应式。不过在合成题中并不是我们所有学的反应式都能用上,基本上常用的也就那些,把那些反应式的运用掌握好,合成题也就问题不大了。
合成题的重要考点:
1. 碳骨架的建立
(1)碳链的增长。
①碳负离子的亲核取代反应:有机金属试剂RLi、RMgX、R2CuLi或炔基负离子与R'X反应,合成烃类化合物(增长碳链)。
②碳负离子对羰基的加成:RLi、RMgX、R2CuLi与羰基化合物反应,以及RMgX与环氧乙烷类化合物反应,合成增长碳链的醇。
③缩合反应:羰基化合物α-H反应可以得到:
1,3-二氧化化合物;β-羟基酮,α,β-不饱和酮
1,5二氧化化合物:1,5-二酮( Michael加成结果)
1,4-,1,6-二氧化化合物:乙酰乙酸乙酯的应用
④醛酮与HCN的加成,RMgX与CO2的加成,RX与CN的加成,均得到增加一个碳的羧酸。
⑤乙炔的二聚。——丁烯炔
⑥羟醛缩合、酯缩合。
⑦乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯与RX、RCOX,卤代酸酯、卤代酮等的反应。
⑧Wittig试剂与醛酮的反应。——烯烃
(2)碳链的减少。
①减少一个碳原子可以利用甲基醛、酮、醇的卤仿反应,酰胺的霍夫曼降解反应,以及脱羧反应,链端烯烃和炔烃的臭氧化、高锰酸钾氧化等。
②减少多个碳链:烯烃和炔烃的臭氧化、高锰酸钾氧化等。
(3)利用重排反应改变碳架:利用分子重排反应可以改变原有碳架结构达到合成的要求,如环己酮肟的贝克曼重排,频哪醇重排等。
(4)碳环的合成:狄尔斯-阿尔德反应;电环化反应;分子内付-克烷基化、付-克酰基化反应;分子内羟醛缩合反应;分子内酯缩合反应;分子内酮酯缩合;分子内迈克尔加成;乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯与Br(CH2)nBr反应;烯烃与卡宾的加成。
2. 官能团的引入与转化
在有机合成中要考虑在特定位置上引入官能团,只有掌握各类化合物的反应、制备方法和官能团相互转化关系时,才能找出合理的合成路线。如芳环的亲电取代反应可向芳环的特定位置上引入Br、Cl、NO2、SO3H、R、COR等;重氮盐的应用是NO2转化成X、CN、OH、H等。官能团的转化如羧酸与其衍生物之间的转化,醇、卤代烃消除生成烯烃等。
3. 官能团的保护和去保护
在选择保护基团时要符合3方面的要求。第一,易与被保护基团反应;第二,保护基团须经得起在保护阶段的各种反应条件;第三,保护基团易于除去。
(1)羟基的保护和去保护:使其成醚进行保护;去保护方法是使用HI。
(2)羰基的保护和去保护:使其成缩醛进行保护;去保护方法是酸性条件下水解。
(3)羧基的保护和去保护:使其成酯进行保护;去保护方法是碱性条件下水解再酸化。
(4)氨基的保护和去保护:使其成酰胺进行保护;去保护方法是碱性条件下水解。
4. 官能团的除去
(1)烯烃、炔烃加氢。
(2)羰基还原成亚甲基:克莱门森还原法、黄鸣龙还原法。
(3)卤代烃脱HX。
(4)醇脱水。
(5)苯磺酸水解脱磺酸基。——保护取代苯的对位
(6)羧酸脱羧。
(7)碳正离子重排中的反式迁移。
5. 立体化学
(1)SN2反应的 Walden构型转换。
(2)消去反应中的反式共平面消去即E2。
(3)烯烃顺式加氢、与硼烷的顺式加成。
(4)烯烃与溴的反式加成。
(5)环加成和电环化的立体化学专一性。
(6)碳正离子重排中的反式迁移。
(7)炔烃的部分加氢:林德拉催化剂,加氢可得顺式烯烃,在液氨中用钠还原生成反式烯烃。
(8)稀、冷、碱性高锰酸钾或四氧化锇氧化烯烃得顺式邻二醇;烯烃被过氧酸氧化后水解或环氧乙烷水解得反式邻二醇。
(9)季铵碱的热消除是反式的 Hoffmann消除。
以上则是合成题的的重要考点,但如果涉及到药物合成的,则就不止这些了,就需要很多杂环的合成方法,不过杂环一般也不会考,主要能掌握这些就差不多了。
几种常见的考察形式:
1、多支链复杂烷烃的合成(先合成醇醛等,再还原)
2、脂肪卤代烃、醇、醚的合成(醛酮和格式试剂合成醇等)
3、醛酮的合成(羟醛缩合、先成醇再氧化等)
4、羧酸及其衍生物(先成醇再氧化、加CN再水解等)
5、伯胺(酰胺霍夫曼降解)
6、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯的相关合成(亚甲基上的氢的取代)
7、苯的衍生物的合成(定位效应、重氮盐的相关反应的应用)
直链化合物中中间产物用最多的就是各种醇的合成,其一,醇很容易合成,并且能增加不同的碳原子数的各种醇(格式试剂和甲醛合成伯醇、其他醛为仲醇、酮为叔醇、和环氧乙烷合成增加两个碳原子的醇等);其二,从醇出发可以合成其他很多不同类的化合物(取代为卤代烃,氧化为醛酮、羧酸,消除为烯烃等)。因此可以围绕着醇合成出很多增长碳链和不同官能团的化合物。
解题方法与技巧:
1、解题技巧是分析原料与目标分子之间的关系:是增加碳链还是减少碳链;是官能团引人还是官能团的除去或转化;是链成环还是环变链;是构型翻转还是构型保持;是顺式加成(或消除),还是反式加成(或消除)。弄清合成的本质,加上熟练掌握的化学性质和反应条件,有机合成问题就会迎刃而解。
2、熟练、准确运用逆向切断技巧。
切断原则:①最大限度简化。②从反应活性来考虑。③考虑问题要全面。④要在倒推的“适当阶段”将分子拆开。
逆向切断技巧:①优先考虑在官能团附近切断。②优先考虑碳杂链的切断。③利用目标分子结构对称性进行切断。④添加辅助基后切断。⑤优先考虑在“共用原子”处切断⑥分子骨架较复杂时,则应选择在支链最多的碳原子附近切断。
3、常见化合物的拆分方法
(1)醇类化合物的拆分:伯醇→ RMgBr+HCHO(或环氧乙烷); 仲醇→ RMgBr+RCHO; 叔→ RMgBr+RCOR(酯)
(2)α-氰醇或α-羟基酸→RCOR+HCN
(3)β-羟基羰基化合物及α,β-不饱和羰基化合物:
RCH=CHCOCH3→ RCHOHCH2COCH3→RCHO+CH3COCH3
(4)1,3-二羰化合物:
(5)1,4-二羰化合物:
(6)1,5-二羰化合物:
(7)1,6-二羰基化合物:
(8)环化反应:
合成题应沉着分析,要勇敢去尝试,不能害怕写不出来。一般考专业课时间都会感觉很充足,多花点时间在合成题上,用各种自己掌握的方法去切分,尽量做。
最后一天,心态把心态调整好,加油!最后祝大家都能取得好成绩!vv
合成题的重要考点:
1. 碳骨架的建立
(1)碳链的增长。
①碳负离子的亲核取代反应:有机金属试剂RLi、RMgX、R2CuLi或炔基负离子与R'X反应,合成烃类化合物(增长碳链)。
②碳负离子对羰基的加成:RLi、RMgX、R2CuLi与羰基化合物反应,以及RMgX与环氧乙烷类化合物反应,合成增长碳链的醇。
③缩合反应:羰基化合物α-H反应可以得到:
1,3-二氧化化合物;β-羟基酮,α,β-不饱和酮
1,5二氧化化合物:1,5-二酮( Michael加成结果)
1,4-,1,6-二氧化化合物:乙酰乙酸乙酯的应用
④醛酮与HCN的加成,RMgX与CO2的加成,RX与CN的加成,均得到增加一个碳的羧酸。
⑤乙炔的二聚。——丁烯炔
⑥羟醛缩合、酯缩合。
⑦乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯与RX、RCOX,卤代酸酯、卤代酮等的反应。
⑧Wittig试剂与醛酮的反应。——烯烃
(2)碳链的减少。
①减少一个碳原子可以利用甲基醛、酮、醇的卤仿反应,酰胺的霍夫曼降解反应,以及脱羧反应,链端烯烃和炔烃的臭氧化、高锰酸钾氧化等。
②减少多个碳链:烯烃和炔烃的臭氧化、高锰酸钾氧化等。
(3)利用重排反应改变碳架:利用分子重排反应可以改变原有碳架结构达到合成的要求,如环己酮肟的贝克曼重排,频哪醇重排等。
(4)碳环的合成:狄尔斯-阿尔德反应;电环化反应;分子内付-克烷基化、付-克酰基化反应;分子内羟醛缩合反应;分子内酯缩合反应;分子内酮酯缩合;分子内迈克尔加成;乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯与Br(CH2)nBr反应;烯烃与卡宾的加成。
2. 官能团的引入与转化
在有机合成中要考虑在特定位置上引入官能团,只有掌握各类化合物的反应、制备方法和官能团相互转化关系时,才能找出合理的合成路线。如芳环的亲电取代反应可向芳环的特定位置上引入Br、Cl、NO2、SO3H、R、COR等;重氮盐的应用是NO2转化成X、CN、OH、H等。官能团的转化如羧酸与其衍生物之间的转化,醇、卤代烃消除生成烯烃等。
3. 官能团的保护和去保护
在选择保护基团时要符合3方面的要求。第一,易与被保护基团反应;第二,保护基团须经得起在保护阶段的各种反应条件;第三,保护基团易于除去。
(1)羟基的保护和去保护:使其成醚进行保护;去保护方法是使用HI。
(2)羰基的保护和去保护:使其成缩醛进行保护;去保护方法是酸性条件下水解。
(3)羧基的保护和去保护:使其成酯进行保护;去保护方法是碱性条件下水解再酸化。
(4)氨基的保护和去保护:使其成酰胺进行保护;去保护方法是碱性条件下水解。
4. 官能团的除去
(1)烯烃、炔烃加氢。
(2)羰基还原成亚甲基:克莱门森还原法、黄鸣龙还原法。
(3)卤代烃脱HX。
(4)醇脱水。
(5)苯磺酸水解脱磺酸基。——保护取代苯的对位
(6)羧酸脱羧。
(7)碳正离子重排中的反式迁移。
5. 立体化学
(1)SN2反应的 Walden构型转换。
(2)消去反应中的反式共平面消去即E2。
(3)烯烃顺式加氢、与硼烷的顺式加成。
(4)烯烃与溴的反式加成。
(5)环加成和电环化的立体化学专一性。
(6)碳正离子重排中的反式迁移。
(7)炔烃的部分加氢:林德拉催化剂,加氢可得顺式烯烃,在液氨中用钠还原生成反式烯烃。
(8)稀、冷、碱性高锰酸钾或四氧化锇氧化烯烃得顺式邻二醇;烯烃被过氧酸氧化后水解或环氧乙烷水解得反式邻二醇。
(9)季铵碱的热消除是反式的 Hoffmann消除。
以上则是合成题的的重要考点,但如果涉及到药物合成的,则就不止这些了,就需要很多杂环的合成方法,不过杂环一般也不会考,主要能掌握这些就差不多了。
几种常见的考察形式:
1、多支链复杂烷烃的合成(先合成醇醛等,再还原)
2、脂肪卤代烃、醇、醚的合成(醛酮和格式试剂合成醇等)
3、醛酮的合成(羟醛缩合、先成醇再氧化等)
4、羧酸及其衍生物(先成醇再氧化、加CN再水解等)
5、伯胺(酰胺霍夫曼降解)
6、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯的相关合成(亚甲基上的氢的取代)
7、苯的衍生物的合成(定位效应、重氮盐的相关反应的应用)
直链化合物中中间产物用最多的就是各种醇的合成,其一,醇很容易合成,并且能增加不同的碳原子数的各种醇(格式试剂和甲醛合成伯醇、其他醛为仲醇、酮为叔醇、和环氧乙烷合成增加两个碳原子的醇等);其二,从醇出发可以合成其他很多不同类的化合物(取代为卤代烃,氧化为醛酮、羧酸,消除为烯烃等)。因此可以围绕着醇合成出很多增长碳链和不同官能团的化合物。
解题方法与技巧:
1、解题技巧是分析原料与目标分子之间的关系:是增加碳链还是减少碳链;是官能团引人还是官能团的除去或转化;是链成环还是环变链;是构型翻转还是构型保持;是顺式加成(或消除),还是反式加成(或消除)。弄清合成的本质,加上熟练掌握的化学性质和反应条件,有机合成问题就会迎刃而解。
2、熟练、准确运用逆向切断技巧。
切断原则:①最大限度简化。②从反应活性来考虑。③考虑问题要全面。④要在倒推的“适当阶段”将分子拆开。
逆向切断技巧:①优先考虑在官能团附近切断。②优先考虑碳杂链的切断。③利用目标分子结构对称性进行切断。④添加辅助基后切断。⑤优先考虑在“共用原子”处切断⑥分子骨架较复杂时,则应选择在支链最多的碳原子附近切断。
3、常见化合物的拆分方法
(1)醇类化合物的拆分:伯醇→ RMgBr+HCHO(或环氧乙烷); 仲醇→ RMgBr+RCHO; 叔→ RMgBr+RCOR(酯)
(2)α-氰醇或α-羟基酸→RCOR+HCN
(3)β-羟基羰基化合物及α,β-不饱和羰基化合物:
RCH=CHCOCH3→ RCHOHCH2COCH3→RCHO+CH3COCH3
(4)1,3-二羰化合物:
(5)1,4-二羰化合物:
(6)1,5-二羰化合物:
(7)1,6-二羰基化合物:
(8)环化反应:
合成题应沉着分析,要勇敢去尝试,不能害怕写不出来。一般考专业课时间都会感觉很充足,多花点时间在合成题上,用各种自己掌握的方法去切分,尽量做。
最后一天,心态把心态调整好,加油!最后祝大家都能取得好成绩!vv
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