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第30卷内蒙古石油化工51有机合成路线设计的技巧刘兴旺(内蒙古科技大学化学与化工学院)摘要:有机化学是高等学校化学、化工类各专业的一门重要基础课程。近年来,有机化学发展非常迅速,反映在近年出版的各种教材中,新知浩瀚,内容异常丰富。新编的教材大都围绕反应,机理及根据光谱性能测定结构等为讲授的核心内容。而对于有机合成提及不多,所以面对有机合成问题,学生往往不知如何入手,为了弥补这一不足,本文简要介绍了一些有机合成的技巧,旨在起到抛砖引玉之功效。关键词:有机合成化学一科,包罗万象,而有机化学范围更广,采取怎样的路线进行合成。下面就合成所遵循的无论工业、农业、国防、科技等等,几乎无处不需要一般原则、合成路线的设计、合成的技巧等进行简有机化合物。然而即使是发达国家,一般市上可要的阐述。得到的有机化工商品,也多局限于四个碳以下的1有机合成所遵循的一般原则化合物,更复杂的化合物往往都需要进行合成。①合成步骤越少越好。在科研工作中,我们常遇到需要合成那些市上买②进行合成的每一部反应的产率要高,且产不到的有机化合物。遇到这种合成问题,我们首物易分离、提纯。先应考虑的是目标分子是什么类型的化合物,应③原料廉价易得。清洗介质:采用超声波清洗,一般两类清洗4.1啤酒在包装之前都是在罐里发酵及过滤的,剂:化学溶剂、水基清洗剂等。对液体流量的计量和控制要求无处不在,而由于清洗介质的化学作用,可以加速超声波清洗人工标罐计量的不准确造成添加物的不准确,而效果,超声波清洗是物理作用,两种作用相结合,用超声波液体流量计可解决此类问题。以对物件进行充分、彻底的清洗。4.2超声波液体流量计的作用机理超声波频率:超声波频率越低,在液体中产生根据声波在流动介质中传播时,假如其方向的空化越容易,产生的力度大,作用也越强,适用与介质运动方向相同,则速度加快,反之则速度降于瓶子的初洗。频率高则超声波方向性强,适用低这一基本原理,利用频差法测出管道中液体介于精细的物件清洗。质的流速,做到非接触测量,测试精度与液体介质清洗温度:一般来说,超声波在30℃～40℃的种类无关,不受液体温度变化的影响,长期工作时的空化效果最好。清洗剂则温度越高,作用越可靠性高。显著。通常实际应用超声波时,采用50℃～70℃主要技术指标:测速范围:0～10m/s;测量精的工作温度。度1.5级与被测液体介质的物理状态无关。3.3其优点如下:4.3其优点如下:3.3.1清洗效果好,清洁度高。4.3.1非接触测量。3.3.2清洗速度快。4.3.2工作可靠,测试精度高。3.3.3对瓶子的耐压强度无损伤。4.3.3测试精度与温度无关。3.3.4节省洗瓶剂、火碱用量和蒸汽用量。4.3.4提高生产和管理水平。4超声波在啤酒液的计量应用收稿日期:2004年元月17日 52有机合成路线设计的技巧第30卷④反应条件温和、操作简单。有机合成中,常常在反应物上引入导向基,以⑤尽可能避免有毒有污染的副产物产生。便反应按我们希望的方向进行,反应毕在将导向2有机合成路线的设计基除去。2.1顺推法5分子的拆分若所合成的目标分子比较简单,则我们可直在有机合成时,我们常将复杂分子拆开成一接从原料开始,经一系列步骤合成出目标分子。些小的碎片,然后再通过合适的反应将他们组合2.2逆推法起来。常见的拆开方法是:①围绕官能团处拆;②比较复杂的目标分子常用逆推法,这种方法碳一杂原子处拆;③分枝处拆。是从所要合成的产物开始,追问以下问题:①它是下面举例说明以上方法的应用。何种类型的化合物。②有什么方法可合成出这种①用≤C3有机物合成类型的化合物。③是否需要增加碳原子。④若需OOH要增加碳原子,应从何处断裂,以推导原料(A)⑤(CH3)2C=CH-CCH2CHCH=CHCH3若(A)不是允许的原料,应如何合成,这时就需要该题属于碳链增长的合成题,我们采用倒推法另一原料(B)⑥若(B)仍不是允许使用的原料,则来合成。首先拆开目标分子,考虑围绕官能团处拆,需继续推下去,一直推到可允许使用的原料为止。OOH经过这样反向推导,得到该化合物的全部合成路(CH3)2C=CHCCH2CHCH=CHCH3线。3合成的步骤OO3.1碳骨架的分析无论是简单还是复杂化合物的合成,首先要(CH3)2C=CHCCH3+HCCH=CHCH3分析目标物的分子结构。有机分子种类繁多,合成者首先就是分析分子的碳架特点,并与给定原OHOOOH料进行对比,初步确定该目标分子在合成时,是否(CH3)2CCH2CCH3HCCH2CHCH3需要增碳、减碳、开环或关环以及立体化学的控制,然后再考虑通过可行的反应把它合成出来。O这里需要注意的是,要牢记一些建立碳骨架的反应:①常见碳链增长的反应;②常见碳链缩短的反CH3-C-CH3CH3CHO应;③常见的成环反应;④常见的开环反应。合成:3.2官能团的转换OOHO碳骨架建立以后,往往需通过一些可行的反EtONaCH3CCH3CH3-C-CH2CCH3EttOH应,在适当的部位引入目标分子所需的官能团。CH3这时应思考如下的问题:①官能团如何引入;②官能团如何转换;③官能团的除去;④官能团的保OH+护。有机合成过程中,原料和中间产物的分子中,CH3C=CHCCH3(A)Δ常含有一个以上的官能团,而我们常希望一个官CH3能团转换,其它的保留,这时就必须进行官能团的OH保护。EtONa3.3立体选择性CH3CHOCH3CHCH2CHOEtOH应熟练记住一些常见的立体选择性反应:①H+CH3CH=CHCHO(B)顺式加成反应;②反式加成反应;③顺式消除反Δ应;④反式消除反应;⑤烯烃的氧化。所用氧化剂EtONa(A)+(B)目标分子不同,产物的构型可能不同。EtOH②以两个碳以下原料合成4导向基的引入 第30卷内蒙古石油化工53我们知道溴为邻、对位定位基,所以不可能通过苯环的直接溴化,得到目标分子,这时应考虑引入导向基。目标分子为环状化合物,首先应考虑常见的成环反应有哪些,根据目标分子的特点,我们会想到它是通过分子内的缩合反应实现的。需要说明的是,本文只是提到一些最常用到的合成方法,同一化合物可以由多种路线把它合成出来,所举例题非常有限,且只给出一种路线,故仅供参考。〔参考文献〕〔1〕M.P.舍伟著、余孟杰译.有机合成路线推导,第一版.人民教育出版社,1980.〔2〕邢其毅等.基础有机化学,第二版.高等教育出版社,1994.〔3〕姜文凤、陈宏博.有机化学学习指导及考研试题精解,第二版.大连理工大学出版社,2002.收稿日期:2004年3月8日