如何解答有机合成题(有机合成操作的经验总结)

高分悬赏 求高二化学有机合成解题技巧，各种题型分析思路（例如：如何引入碳碳双键）

有机合成的常规方法总结 有机合成问题是高考的热点，也是复习中的难点之一。

有机合成过程主要包括两个方面，其一是碳原子骨架的变化，例如碳链的增长和缩短、链状和环状的互相转化；其二是官能团的引入和消除、官能团的衍变等变化。

考查有机合成实质是根据有机物的性质，进行必要的官能团反应，从而达到考查官能团性质的目的。

因此，要想熟练解答此类问题，须掌握如下知识：一、官能团的引入： 在有机化学中，卤代烃可谓烃及烃的衍生物的桥梁，只要能得到卤代烃，就可能得到诸如含有羟基、醛基、羧基、酯基等官能团的物质。

此外，由于卤代烃可以和醇类相互转化，因此在有机合成中，如果能引入羟基，也和引入卤原子的效果一样，其他有机物都可以信手拈来。

同时引入羟基和引入双键往往是改变碳原子骨架的终南捷径，因此官能团的引入着重总结羟基、卤原子、双键的引入。

1. 引入羟基（-OH）(1)醇羟基的引入：烯烃与水加成、卤代烃水解、醛（酮）与氢气的加成、酯的水解等。

(2)酚羟基的引入：酚钠盐过渡中通入CO2，溴苯的碱性水解等。

(3)羧羟基的引入：醛氧化为酸（被新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液氧化）、酯的水解等。

2. 引入卤原子：烃与卤素取代、不饱和烃与HX或X2加成、醇与HX取代等。

3. 引入双键：某些醇或卤代烃的消去引入C=C键、醇的氧化引入C=O键等。

二、官能团的消除：1. 通过加成消除不饱和键。

2. 通过消去、氧化或酯化等消除羟基（-OH）3. 通过加成或氧化等消除醛基（-CHO）三、官能团间的衍变： 可根据合成需要（或题目中所给衍变途径的信息），进行有机物官能团的衍变，以使中间物向产物递进。

常见方式有以下三种：1. 利用官能团的衍生关系进行衍变：如以丙烯为例，看官能团之间的转化：上述转化中，包含了双键、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯高分子化合物等形式的关系，领会这些关系，基本可以把常见的有机合成问题解决。

2. 通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如 3. 通过某种手段，改变官能团的位置：如： 四、碳骨架的变化：1. 碳链增长：若题目中碳链增长，课本中目前的知识有：酯化反应、氨基缩合反应、不饱和结构与HCN的加成反应、不饱和化合物间的聚合，此外常由信息形式给出，例如羟醛缩合反应、卤代烃与金属钠反应等。

例如： 2. 碳链变短：碳链变短的形式有烃的裂化裂解，某些烃（如烯烃、苯的同系物）的氧化、羧酸及盐的脱羧反应等。

例如： 3. 链状变环状：不饱和有机物之间的加成，同一分子中或不同分子中两个官能团互相反应结合成环状结构。

例如，－OH与－OH间的脱水、羧基和羟基之间的反应、氨基和羧基之间的反应等。

4. 环状变链状：酯及多肽的水解、环烯的氧化等。

当然，掌握上述相关知识后，还要分析要合成的有机物的结构，对比官能团与所给原料的官能团的异同，展开联想，理清衍变关系。

同时深入理解并充分运用新信息要注意新信息与所要求合成的物质间的联系，找出其结合点或共同性质，有时根据需要还应从已知信息中通过对比、分析、联想，开发出新的信息并加以利用。

只有这样，才能高效率的解决有机合成问题。

有机合成操作的经验总结

选择玻璃仪器和搅拌子：（1）均相反应：物料不超过容器体积的 2/3；（2）非均相、回流或者产生气体的反应：物料不超过容器体积的小于 1/2，无水无氧的反应时更应注意。【Schlenk技术及无水无氧操作中物料的转移】搅拌装置的选择：（1）机械搅拌：物料体积>2 L 的非均相体系；（2）强力搅拌：物料体积>3 L 的均相反应和 250 mL~2 L 的非均相体系；（3）磁力搅拌:25~250 mL。反应溶剂的使用：一般底物浓度严格控制在 0.3~0.5M；对 Neat 反应（无溶剂反应），物料必须混合均匀，对于一些不易混合均匀的底物，可以先用低沸点溶剂溶剂所有底物，浓缩后再进行Neat反应。 加料次序：固体物或液体物加入到液体物中，注意放热反应防止喷料，控制好温度，尤其是低温的反应更应注意。一般不要将所有原料都加到一起后，再加溶剂，因为一些底物混到一起后会剧烈反应。加料顺序的确定是在了解反应机理的基础之上的。反应的具体细节（1）有气体产生和需要通入气体的反应一定要有气体导出装置，切记不可将反应体系为完全封闭的。除了封管和闷罐很少将反应完全封闭，一个惰性气体气球就可以解决大多数问题。产生气体的反应不建议用气球。（2）需控温的反应 (低温、加热和放热反应)：要用温度计至于多口瓶上,要内外温都要监控 ! 加热反应常用的油浴加热，探头是关键，一定要将探头置于反应瓶附近，不要接触油浴锅或加热圈。（3）热浴的选择：尽量用油浴易控温. 50~160 度；> 160 度用电热套或沙浴；冷却反应：0 度用碎冰冷却；-5~-18 度用冰盐浴( NaCl-NaNO3);-50~-78 度用干冰/丙酮；-78~-100 度乙醇/液氮。【有机化学实验基本的加热冷却与干燥操作技术】【实验室中各种冷却浴的冷却温度】（4）封管反应：

1、玻璃封管的闷罐，由于会经常爆炸，安全性很低，现在已经很少用。耐压性更好的不锈钢闷罐（聚四氟乙烯内胆耐酸碱）应用比较广泛。

2、聚四氟乙烯的内胆压紧后，盖子和杯体一般仍有缝隙，用力压就下去，松开会弹回，说明此内胆密封良好。不锈钢套密封时：钢套里面的钢垫是小面朝下，两片钢垫配合盖好，拧紧钢盖，一般不必用钢棒助力拧紧，盖子上方的空是打开时用的。反应结束后，不可立即打开盖子，要先冷却，一般情况下冷却后可以轻松打开，如果打不开可用钢棒助力打开。

3、反应溶剂的量最多不得超过内杯容量的1/4，反应温度建议不要超过160℃，否则可能漏气。

4、反应体系中有气体生成的反应，因为内部压力不可预知，建议改用高压反应釜进行反应；闷罐和小型高压釜反应都要加防护挡板保护。（P.S.若真正爆炸可能水泥墙都挡不住，所以一定要提前确保反应的安全。）

（5）无水无氧操作：玻璃仪器要烘干( 120 度左右)， 瓶口处用橡胶塞以便注射器的使用；要氮气置换至少三次；用重新处理的溶剂。

有机金属试剂的量取和转移:取少量时用注射器,要用氮气球置于试剂瓶上避免负压. 大量使用时用聚四氟乙烯导管氮气压出.【Schlenk技术及无水无氧操作中物料的转移】（6）NaH，LAH，Na，K，Li 的使用：注意安全使用！取 LAH 时不可用铁制勺，用木制或塑料的；Na、K、Li 保存于石蜡油或煤油中，使用前用石油醚洗涤。【有机合成中常见的危险反应】

（7）催化加氢反应：一定要做好氮气和氢气的置换(至少 3 次)；Pd/C、Raney-Ni 易于自燃！加料和后处理环节最容易自燃，做此类反应时一定要清空实验台，将灭火毯放在手边，随时准备灭火。

选反应的跟踪和检测检测反应是反应成功的关键。检测手段：TLC 是最重要简便直接的；NMR是终极手段, 其它还有 LC-MS、HPLC、GC、GC-MS、IR、UV、X-Ray 等辅助手段。【TLC薄层层析技术】【核磁相关知识文章链接】【LCMS基础】何时检测：可通过实验现象，如温度和颜色的变化，气体或沉淀的析出等。一般反应半个小时要检测；从快速到慢的反应，可从几分到几小时内检测；过夜反应: 过夜前后要检测。 反应的后处理和产物的纯化后处理是根据反应物质的物理化学性质进行的。先通过萃取（主要是除去大部分的盐、高沸点极性溶剂等）、酸碱洗、过滤等得到粗产品。

粗产品进一步精制。一般通过重结晶、柱层析、Pre-HPLC、Pre-TLC、蒸馏、升华等；其中重结晶、柱层析是最重要的手段！掌握好这两个手段是合成技能提高的重要标志！【反应后处理的常规方法】【柱层析技术】【爬大板有什么奇技淫巧？】【重结晶】

工作安排合理安排工作：小试和放大要交叉进行，保持二者的连贯性。项目需优化的要一次性想到文献中提到的所有方法，集中起来平行反应。切不可等一个小试完了再进行下一个，时间是最重要的！！！没有接触的反应最好上午做，便于跟踪反应；4~5 个小时未进行完且转化率低时可考虑改变反应条件，如提高反应温度。

小试和放大小试：小试非常重要！从毫克（mg）到数十克（g）不等，一般满足项目后面 4~5 步以上的反应，且每步要留有几十毫克的标准样品，最好是要有核磁谱图，尤其是新项目关键中间体必须有正确核磁谱图方可进行放大实验。小试操作必须严格，尤其是对金属试剂参与的反应一定要用新制干燥的溶剂。小试一定要有结论：严格按照文献后处理操作不擅自改动，是否得到目标物，产率如何，分离纯化方法是什么等。 放大: 放大要非常谨慎!小试得到正确结论后方可放大，第一次放大到十倍。谨记：不可盲目放大！不可把原料一次性放大，否则出了问题无法挽回！要循序渐进，可平行几个反应，集中后处理。严格按照小试的条件。对前一两步中间体的制备，如果是反应简单，产率高的，原料廉价的可不经过小试直接放大，节约宝贵的时间！！！但反应要严格监控。 项目进行中的原则优先选择已有的文献方法，鼓励有自己的想法。路线和工作计划确定后不可轻易更改。要准确计算起始原料的用量，避免从头来过。最好是每步中间体要得到纯品；不可将粗品进行到底，特别是在最后一步反应前，中间体必须进行纯化！

总结从现象和本质上理解反应.设置要合理，检测要及时，后处理要小心，纯化手段要省事，小试非常重要，放大要非常谨慎! 项目安排要流畅。

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