精细有机合成复习题问题详解.docx

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精细有机合成复习题问题详解

精细有机合成复习题答案

一、名词解释

1． 卤化:

在有机化合物分子中引入卤原子，形成碳—卤键，得到含卤化合物的反应被称为卤化反应。

根据引入卤原子的不同，卤化反应可分为氯化、溴化、碘化和氟化.

2． 磺化:

向有机分子中引入磺酸基团（－SO3H）的反应称磺化或者硫酸盐化反应。

.

3.硝化：

在硝酸等硝化剂的作用下，有机物分子中的氢原子被硝基（—NO2）取代的反应叫硝化反应。

4.烷基化:

烷基化反应指的是在有机化合物分子中的碳、硅、氮、磷、氧或硫原子上引入烃基的反应的总称。

引入的烃基可以是烷基、烯基、炔基和芳基，也可以是有取代基的烃基，其中以在有机物分子中引入烷基最为重要

5.酰化：

在有机化合物分子中的碳、氮、氧、硫等原子上引入脂肪族或芳香族酰基的反应称为酰化反应。

6.氧化：

广义地说，凡是失电子的反应皆属于氧化反应。

狭义地说，凡能使有机物中氧原子增加或氢原子减少的反应称为氧化反应。

7.磺化的π值:

当硫酸的浓度降至一定程度时，反应几乎停止，此时的剩余硫酸称为“废酸”；废酸浓度用含SO3的质量分数表示，称为磺化的“π值”。

磺化易，π值小；磺化难，π值大。

8.硫酸的D.V.S:

:

硫酸的脱水值是指硝化结束时，废酸中硫酸和水的计算质量之比。

9.还原：

广义：

在还原剂作用下，能使某原子得到电子或电子云密度增加的反应称为还原反应。

狭义：

能使有机物分子中增加氢原子或减少氧原子，或两者兼尔有之的反应称为还原反应。

10．氯化深度:

氯与甲苯的物质的量比.

11．废酸的F.N.A：

废酸计算浓度（F.N.V）是指混酸硝化结束时，废酸中硫酸的计算浓度（也称硝化活性因素）。

12.相比：

指硝酸与被硝化物的量比。

13.硝酸比：

指硝酸与被硝化物的量比。

14.氨解:

氨解反应是指含有各种不同官能团的有机化合物在胺化剂的作用下生成胺类化合物的过程。

氨解有时也叫做“胺化”或“氨基化”，但是氨与双键加成生成胺的反应则只能叫做胺化不能叫做氨解

二、填空题

1.甲烷、乙烯、丙烯、丁烯

2.α-萘磺酸β-萘磺酸

3.α、β、γ、δ、γ

4.多磺化、氧化、砜、焦化

5.沸点低、易挥发的芳烃

6.原料及设备防水

7.5种，非均相混酸硝化，被硝化物和产物均为液态。

8．正加法、反加法、并加法。

9．硝基阳离子（NO2+）_。

10.加热、光照、引发剂引发

11．苯、甲苯、二甲苯

12．不锈钢68%~70%

13．闭路循环法、蒸发浓缩法、浸没燃烧浓缩法、分解吸收法等方法。

14芳香族伯胺的磺化。

15．直接氟化、用金属氟化物氟化、电解氟化。

16．链引发、链传递、链终止。

17.取代卤化、加成卤化和置换卤化

18.连串

19.20％,65％

20.叔辛胺

21.硝酸比指硝酸与被硝化物的量比。

22.相比指混酸与被硝化物的物质的量之比。

23.羟基

24.增加，减少

25.容易

26.AlCl3

27.大、较大、小

28.异丙基苯

29.酯醇交换、酯酸交换、酯酯交换

30.＞，＞

31.苯甲酸

32.亲电取代

33.羧酸法酸酐法，酰氯法酯交换法

34.骨架镍载体型：

钯—碳催化剂铜—硅胶载体型有机金属络合物

35.烯烃卤烷

36.支

37.连串可逆重排

38.苯

39.伯胺＞仲胺，无位阻胺＞有位阻胺，脂肪胺＞芳胺

40.高温熔融脱水法反应精馏脱水法溶剂共沸蒸馏脱水法

41.25%

42.困难

43.缚酸剂

44.自动氧化，自由基反应，链引发，链传递，链终止。

三、判断

1× 2√  3√  4×   5×   6×  7×  8√   9√   10×

11√ 12× 13× 14√ 15√  16√ 17×  18√  19×   20√

21√ 22√ 23√ 24√ 25√  26×  27√  28√  29√  30√

31√32× 33√ 34√ 35√   36√37√  38√  39×   40×

41×  42× 43√  44× 45√  46√ 47× 48√ 49√  50×

51√  52×   53√  54√

四、选择

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

B

A

D

C

C

B

D

A

C

C

题号

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

答案

B

C

C

B

C

B

A

B

A

B

题号

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

答案

B

C

A

D

A

A

C

C

B

A

题号

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

答案

A

ABCD

A

ACD

A

A

A

A

B

B

题号

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

答案

C

A

A

A

D

A

C

D

B

D

题号

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

答案

B

B

B

C

C

B

B

A

D

C

五、问答题

1．向有机物分子中引入磺酸基的目的：

①使产品具有水溶性、酸性、表面活性或对纤维素具有亲和力。

②将磺基转化为－OH、－NH2、—CN或—Cl等取代基。

③先在芳环上引入磺基，完成特定反应后，再将磺基水解掉。

2．引入硝基的目的主要有三个方面：

①  硝基可以转化为其它取代基，尤其是制取氨基化合物的一条重要途径；

②  利用硝基的强吸电性，使芳环上的其它取代基活化，易于发生亲核置换反应；

③利用硝基的强极性，赋予精细化工产品某种特性，例如加深染料的颜色，使药物的生理效应有显著变异等。

3．磺化反应在有机合成中应用和重要意义

（1）有机化合物分子中引入磺酸基后，可使其具有乳化、润湿、发泡等多种表面活性，所以广泛应用于表面活性剂的合成。

（2）磺化还可赋予有机化合物水溶性和酸性。

在工业上常用以改进染料、指示剂等的溶解度和提高酸性。

（3）选择性磺化常用来分离异构体。

（4）引入磺酸基可得到一系列中间产物

（5磺化反应还应用于磺酸型离子交换树脂的制备，香料合成等多种精细化工产品的生产。

4．三氧化硫与浓硫酸磺化的优缺点

硫酸与三氧化硫磺化剂的比较

项目

H2SO44

SO3

是否有水生成

有

否

反应速度

温和，慢

瞬间

反应热

放热少，需加热

强放热，需冷却

副反应

很少

有时较多

废酸

有

无

耗碱量，中和产物含盐量

很高

少量

反应物粘度

低

有时高

传热、传质

有利

困难

在有机卤化物中的溶解度

很低

互溶

反应控制

易

难

适用性

普遍

不断扩大

或

H2SO44

SO3

优点

生成水，反应温和，副反应少，易于控制，加入的过量硫酸可降低物料的粘度并帮助传热，硫酸热容大，使反应平稳，所以工业上的应用仍很普遍。

不生成水，反应速度快，反应活性高，常为瞬间完成的快速反应，而且反应进行得完全，无废酸生成，产物含盐量很低、设备小、投资少。

缺点

生成水，反应速度减慢。

过量的硫酸，耗用大量的碱，使产物含大量硫酸盐杂质。

废酸多，活性低，设备大，投资大。

反应放热量大，物料粘度高，传质较困难，使副反应易于发生，物料易分解，可以通过设备的优化、反应条件的控制、适当添加稀释剂等方法有效地予以克服

5芳环上取代卤化时，重要影响因素有：

（1）氯化深度

（2）操作方式

（3）原料纯度的影响

（4）反应温度的影响

（5）反应介质的影响

（6）催化剂的选择

6氯苯、一氯苄生产比较

氯苯、一氯苄生产比较

项目

氯苯

一氯苄

同

反应介质

气态

生产工艺

沸腾氯化法

反应热

放热

控制氯化深度

测定出口处氯化液的相对密度

氯化深度

可以发生连串反应

操作方式

连续

氯化剂

Cl2

反应温度

氯化液沸腾温度

取代数目

单氯代

同时生成相同产物

HCl

异

历程

亲电取代

自由基链反应

取代位置

芳环上

芳环侧链上α-H

催化剂/引发剂

金属卤化物（FeCl3）

紫外光/有机过氧化物

反应设备

不锈钢

衬玻璃、衬搪瓷或衬铅

副反应

多卤代,异构化、卤素置换

芳环上的取代氯化、加成氯化

杂质

硫化物水分

金属杂质水分，氧气

7．氯化反应原料纯度的影响：

（a）硫化物。

噻吩会包住三氯化铁的表面，使催化剂失效，此外，噻吩在反应中生成的氯化氢，对设备造成腐蚀。

（b）水分。

因为水与反应生成的氯化氢作用生成盐酸，它对催化剂三氯化铁的溶解度，大大超过有机物对三氯化铁的溶解度，导致催化剂离开反应区，使氯化反应速度变慢。

（c）氧气，销毁自由基

8．通过向有机化合物分子中引入卤素，主要有两个目的：

（1）赋予有机化合物一些新的性能。

（2）在制成卤素衍生物以后，通过卤基的进一步转化，制备一系列含有其他基团的中间体。

9．在芳环上取代卤化反应中用到

催化剂：

常用三氯化铝、三氯化铁、三溴化铁、四氯化锡、氯化锌等Lewis酸作为催化剂，其作用是促使卤素分子的极化离解。

溶剂或介质:

常用的介质有水、盐酸、硫酸、醋酸、氯仿及其他卤代烃类化合物。

反应介质的选取是根据被卤化物的性质而定的。

对于卤化反应容易进行的芳烃，可用稀盐酸或稀硫酸作介质，不需加其他催化剂；对于卤代反应较难进行的芳烃，可用浓硫酸作介质，并加入适量的催化剂。

反应若需用有机溶剂，则该溶剂必须在反应条件下显示惰性。

溶剂的更换常常影响到卤代反应的速度，甚至影响到产物的结构及异构体的比例。

一般来讲，采用极性溶剂的反应速度要比用非极性溶剂快。

10．特点是：

反应可逆等（3分）

提高酯的转化率的办法：

加催化剂、用过量便宜原料、移走生成物（蒸出水或酯）（5分）

11．工业上如何用苯磺酸制取苯酚？

试写出反应式。

答：

工业上用苯磺酸制取苯酚的方法主要有苯磺酸碱熔制苯酚法。

（2分）

（1）（3分）

（2）（3分）

12．苯酚的工业合成路线有哪些？

试比较其优缺点。

答案要点：

苯酚的工业合成路线主要有苯磺化碱熔法和异丙苯法合成苯酚法。

（2分）

（1）利用异丙苯法合成苯酚是当前世界各国生产苯酚最重要的路线。

优点：

以苯和丙烯为原料，在生产苯酚的同时联产丙酮，不需要消耗大量的酸碱，且“三废”少，能连续操作，生产能力大，成本低。

（2分）

缺点：

产生副产物，甚至会发生爆炸事故。

（1分）

（2）碱熔是工业上制备酚类的最早方法。

优点：

工艺过程简单，对设备要求不高，适用于多种酚类的制备。

（2分）

缺点：

需要使用大量酸碱、三废多、工艺落后。

（1分）

13．苯的一磺化制苯磺酸、一硝化制硝基苯有哪些相同点，有哪些不同点？

解：

相同点：

（1）磺化、硝化使用大量硫酸，存在废酸问题（2分）

（2）均为放热反应（1分）

（3）存在多磺化、多硝化等副反应（1分）

（4）反应均生成水（1分）

不同点：

（1）硝化是不可逆反应，磺化是可逆反应（2分）

（2）反应装置不同（1分）

14．比