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高中有機化學的官能團及性質

教育 更新时间:2025-01-30 12:34:29
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在有機合成中,某些不希望起反應的官能團,在反應試劑或反應條件的影響下而産生副反應,這樣就不能達到預計的合成目标,因此,必須采取措施保護某些官能團,待完成反應後再除去保護基,使其複原。

1、保護措施必須符合如下要求

①隻對要保護的基團發生反應,而對其它基團不反應;

②反應較易進行,精制容易;

③保護基易脫除,在除去保護基時,不影響其它基團。

2、常見的基團保護措施

①羟基的保護

在進行氧化或某些在堿性條件下進行的反應,往往要對羟基進行保護。

a.防止羟基受堿的影響,可用成醚反應。

高中有機化學的官能團及性質(高中化學有機合成與推斷)1

b.防止羟基氧化可用酯化反應。

高中有機化學的官能團及性質(高中化學有機合成與推斷)2

②對羧基的保護

羧基在高溫或堿性條件下,有時也需要保護。對羧基的保護最常用的是酯化反應。

高中有機化學的官能團及性質(高中化學有機合成與推斷)3

③對不飽和碳碳鍵的保護

碳碳雙鍵易被氧化,對它們的保護主要用加成反應使之達到飽和。

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④對羰基的保護(以信息題出現)

羰基,特别是醛基,在進行氧化反應或遇堿時,往往要進行保護。對羰基的保護一般采用生成縮醛或縮酮的反應。

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(縮醛或縮酮)

(縮酮)

生成的縮醛或縮酮水解又變成原來的醛或酮。

3、題例解析

例1、已知下列信息:①烯鍵在一定條件下氧化可生成二元醇:

高中有機化學的官能團及性質(高中化學有機合成與推斷)8

②醛能發生如下反應生成縮醛:

高中有機化學的官能團及性質(高中化學有機合成與推斷)9

縮醛比較穩定,與稀堿和氧化劑均難起反應,但在稀酸中溫熱,會水解為原來的醛。

現有如下合成路線:

高中有機化學的官能團及性質(高中化學有機合成與推斷)10

試回答下列問題:

(1)寫出A、B的結構簡式:________、________。

(2)寫出反應Ⅲ的化學方程式:________。

解析:由題給信息知,欲使CH2=CH—CHO變為CH2OH—CHOH—CHO,需将C=C雙鍵氧化,而—CHO對氧化劑敏感,故應先進行保護,待C=C雙鍵氧化完畢,再将醛基還原出來,故合成路線為:

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答案:(1)A:CH2=CH=CH(OC2H5)2 B:CH2OH—CHOH—CH(OC2H5)

(2)CH2OH—CHOH—CH(OC2H5)

高中有機化學的官能團及性質(高中化學有機合成與推斷)12

CH2OH—CHOH—CHO+2C2H5OH

例2、已知胺(R—NH2)具有下列性質:

(Ⅰ)R—NH2+(CH3CO)2O R—NHCOCH3+CH3COOH

(Ⅱ)R—NHCOCH3+H2O R—NH2+CH3COOH

硝基苯胺是重要的化工原料,其合成路線如下:

高中有機化學的官能團及性質(高中化學有機合成與推斷)13

(1)a、c、e分别為________。(填選項編号)

A.H2O B.(CH3CO)2O C.硝硫混酸

(2)物質B的結構簡式為:________;

(3)②反應方程式為: 。

解析:信息(Ⅰ)保護了氨基,信息(Ⅱ)将被保護的氨基還原了出來,①②③反應分别是:保護措施硝化反應還原反應。

答案:(1)B、C、A

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+H2O

例3、工業上用甲苯生産對—羟基苯甲酸乙酯一種常用的化妝品防黴劑),其生産過程如下(反應條件及某些反應物、産物未全部注明):

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按上圖填寫下列空白:

(1)在合成路線中,設計反應③和反應⑥的目的是____________。

(2)寫出反應⑤的化學方程式(有機物寫結構簡式,注明反應條件)____________________________ 。

解析:③反應掉羟基,⑥還原出羟基,典型的基團保護措施。

答案:(1)酚羟基易氧化,反應③将羟基轉化為—OCH3,防止被氧化,待B中甲基氧化後,反應⑥再将甲氧基(—OCH3)轉化為羟基;設計反應③和反應⑥的目的是保護羟基,否則羟基會被氧化,不好複原。

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例4、已知在HCl(g)的作用下,1分子CH3CHO和2分子CH3OH可發生如下反應:

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有機産物半縮醛對氧化劑及還原劑很穩定,但在稀酸溶液中易水解變為原來的醛:

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現欲将檸檬醛分子中的C=C雙鍵加氫還原,

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采用如下合成路線:

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試寫出B的結構式和C的分子式:B____________,C____________。

解析:信息①提出了羰基的保護措施,信息②是被保護基團的還原方法。給檸檬醛中的C==C雙鍵加H2很簡單,但需先将羰基保護起來。

答案:

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例5、已知下列化學反應原理:

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請用化學方程式表示以苯、水、溴、濃硫酸、燒堿為原料合成

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的過程:

(1) ,(2) ,(3) ,(4) ,(5) 。

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