藥物合成的重要原料-鹵代烴、胺、酰胺【知識提要+拓展延伸】高二化學單元復習知識清單（蘇教版2019選擇性必修3）

專題5藥物合成的重要原料——鹵代烴、胺、酰胺考點1鹵代烴的概念和分類1．鹵代烴的概念烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后形成的化合物。2．鹵代烴的分類(1)按烴基結構不同分為：鹵代烷烴、鹵代烯烴鹵代芳香烴等。(2)按鹵原子的不同分為：氟代烴、氯代烴、溴代烴、碘代烴等。(3)按鹵原子的數目不同分為：一鹵代烴和多鹵代烴。考點2鹵代烴的性質1．鹵代烴的物理性質(1)大多數鹵代烴都具有特殊氣味。(2)熔、沸點：常溫下，鹵代烴中除了一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少數為氣體外，其余多為液體或固體。(3)密度：除脂肪烴中的一氟代烴等部分鹵代烴外，液態(tài)鹵代烴的密度一般比水大。(4)溶解性：鹵代烴不溶于水，易溶于乙醚、苯、環(huán)己烷等有機溶劑。某些鹵代烷烴還是很好的有機溶劑，如二氯甲烷（CH2Cl2）、氯仿（CHCl3）和四氯化碳等。2．鹵代烴的化學性質由于鹵素原子吸引電子能力大于碳原子，使C—X鍵具有較強的極性，在極性試劑作用下，C—X較易發(fā)生斷裂。(1)實驗探究溴丙烷的消去反應和取代反應實驗1：向試管中注入5mL1-溴丙烷（或2-溴丙烷）和10mL飽和氫氧化鉀乙醇溶液，均勻加熱，觀察實驗現象（小試管中裝有約2mL稀酸性高錳酸鉀溶液）。取試管中反應后的少量剩余物于另一試管中，再向該試管中加入稀硝酸至溶液呈酸性，滴加硝酸銀溶液，觀察實驗現象。實驗2：向試管中注入5mL1-溴丙烷（或2-溴丙烷）和10mL20%的氫氧化鉀水溶液，加熱，觀察實驗現象。取試管中反應后的少量剩余物于另一試管中，再向該試管中加入稀硝酸至溶液呈酸性，滴加硝酸銀溶液，觀察實驗現象。實驗1實驗2實驗現象酸性高錳酸鉀溶液褪色加硝酸銀溶液有淡黃色沉淀生成酸性高錳酸鉀溶液不褪色加硝酸銀溶液有淡黃色沉淀生成結論有不飽和烴生成溴丙烷發(fā)生了水解反應反應物溴丙烷溴丙烷反應條件KOH醇溶液、加熱KOH水溶液、加熱生成物丙烯丙醇或2-丙醇化學方程式CH3CH2CH2Br+KOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do5(△))CH3CH=CH2↑+KBr+H2O或CH3CHBrCH3+KOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do5(△))CH3CH=CH2↑+KBr+H2OCH3CH2CH2Br+KOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH3CH2CH2OH+KBr或CH3CHBrCH3+KOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH3CHOHCH3+KBr(2)消去反應：鹵代烴在強堿的醇溶液和加熱條件下發(fā)生消去反應：R—X+KOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do5(△))CH3CH=CH2↑+KBr+H2O(2)取代反應（水解反應）：鹵代烴在強堿的水溶液和加熱條件下發(fā)生取代反應。化學方程式：R—X+KOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH3CH2CH2OH+KBr考點3鹵代烴的取代反應和消去反應1．鹵代烴的水解反應和消去反應對比反應類型水解(取代)反應消去反應反應條件強堿的水溶液、加熱強堿的醇溶液、加熱斷鍵規(guī)律有機反應物結構特點含C—X鍵即可與X相連的C的鄰位C上有H原子產物特征在碳原子上引入—OH，生成含—OH的有機物(醇)消去HX，引入碳碳雙鍵或碳碳三鍵2．鹵代烴的消去反應規(guī)律(1)與—X相連碳原子的鄰位碳上有氫原子的鹵代烴才能發(fā)生消去反應，否則不能發(fā)生消去反應。(2)當鹵素原子所在碳原子有兩個鄰位碳原子，且鄰位碳原子上均有氫原子時,發(fā)生消去反應可能生成不同的產物，如發(fā)生消去反應的產物為CH3—CHCH—CH3、CH2CH—CH2—CH3。(3)二元鹵代烴發(fā)生消去反應后可以在有機物中引入碳碳三鍵或兩個碳碳雙鍵。例如：CH3—CH2—CHCl2+2NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH3—C≡CH+2NaCl+2H2O。3．鹵代烴中鹵素原子的檢驗方法取水解反應后的產物，加入足量稀硝酸酸化（目的是中和NaOH溶液），再加入硝酸銀溶液，觀察沉淀的顏色。若沉淀為白色，則鹵原子為Cl，若沉淀為淡黃色，則鹵原子為Br；若沉淀為黃色，則為I原子。考點4鹵代烴的合理使用1．鹵代烴的用途(1)鹵代烴廣泛應用于藥物合成、化工生產中。①溴乙烷是合成藥物、農藥、染料、香料的重要基礎原料，是向有機化合物分子中引入乙基的重要試劑。②選取鄰二氯苯為原料，經硝化、氟代、還原、縮合、水解等一系列反應，可合成治療敏感菌引起的各類感染的“諾氟沙星”。③氯乙烷常用作局部麻醉劑。(2)鹵代烴是制備高聚物的原料：氯乙烯是聚氯乙烯(PVC)的單體。2．鹵代烴對環(huán)境的危害(1)部分鹵代烴對大氣臭氧層有破壞作用。(2)機動車尾氣中的鹵代烴主要是氯代烷烴、氯代烯烴，人吸入后會引起不同程度的中毒反應。(3)揮發(fā)性鹵代烴有可能造成大氣二次污染。考點5胺的結構與應用1．胺的定義、結構與分類(1)定義：氨分子中的氫原子被烴基取代而形成的一系列的衍生物稱為胺。(2)結構：胺的分子結構與氨氣相似，都是三角錐形。(3)分類：(1)根據氫原子被烷基取代的數目，可以將胺分為一級胺（伯胺）RNH2、二級胺（仲胺）R2NH和三級胺（叔胺）R3N。(2)根據胺分子中含有氨基的數目，還可以將胺分為一元胺、二元胺、三元胺等。(3)根據胺中的烴基R的不同，分為為脂肪胺，如乙胺CH3CH2NH2、芳香胺，如苯胺C6H5NH2。2．胺類化合物的命名普通命名法結構簡單的胺常在烴基后直接加“胺”、如CH3NH2：甲胺、CH3NHCH3：二甲胺、C6H5NH2：苯胺等。名稱書寫需注意①表示基團用“氨”；②表示氨的烴類衍生物時用“胺”;③表示胺的鹽用“銨”。伯、仲、叔胺的意義伯、仲、叔胺中分別含有氨基(—NH2)、亞氨基(—NH—)和次氨基()3．胺的性質(1)胺與酸反應轉化為銨①胺具有堿性，可與酸反應生成類似的銨鹽。乙胺與鹽酸：CH3CH2NH2+HCl→CH3CH2NHeq\o\al(+,3)QUOTEH3+Cl-。②應用在類似藥物的合成中，常利用胺與酸和強堿的反應將某些難溶于水、易被氧化的胺，轉化為可溶于水的銨鹽，增加藥物的穩(wěn)定性，便于保存和運輸。(2)銨與堿反應轉化為胺①胺易溶于有機溶劑，而銨鹽溶于水但不溶于有機溶劑。胺的堿性比較弱，向銨鹽溶液中加強堿，又轉化為有機胺。氯化乙銨與NaOH溶液：CH3CH2NHeq\o\al(+,3)Cl-+NaOH→CH3CH2NH2+NaCl+H2O。②應用：實驗室可從含有胺的植物組織中分離、提純胺類化合物(生物堿)。4．幾種常見的胺(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)：無色透明液體，溶于水和醇，具有擴張血管的作用。它是制備藥物、乳化劑和殺蟲劑的原料。乙二胺的戊酸鹽是治療動脈硬化的藥物。乙二胺與氯乙酸作用，生成乙二胺四乙酸，簡稱EDTA，是重要的分析試劑。(2)己二胺(H2N(CH2)6NH2：合成化學纖維“尼龍66”的主要原料。(3)苯胺是染料工業(yè)中最重要的原料之一。考點6酰胺的結構與應用1．定義、表示方法和分類(1)定義：酰胺是羧酸分子中羥基被氨基或烴氨基所替代得到的化合物。(2)表示方法：其結構一般表示為，其中的叫做?；?叫做酰胺基。(3)分類：根據氮原子上取代基的多少，酰胺可以分為伯、仲、叔酰胺三類。2．常見酰胺的名稱與結構乙酰胺：N,N-二甲基甲酰胺(簡稱DMF)：對乙酰氨基酚(“撲熱息痛”)：尼龍-66：3．物理性質除甲酰胺外，大部分是白色晶體。酰胺的熔點、沸點均比相應的羧酸高。低級的酰胺能溶于水，隨著相對分子質量的增大，酰胺的溶解度逐漸減小。4．化學性質酰胺與酯類有機化合物一樣，都是羧酸衍生物，兩者的結構類似，具有相似的性質。在酸、堿作用下，它們都能發(fā)生水解反應，酰胺水解生成羧酸和氨（胺），酯水解生成羧酸和醇。(1)與酸反應：乙酰胺與硫酸反應的化學方程式：2CH3CONH2+2H2O+H2SO4eq\o(,\s\up7(△))2CH3COOH+(NH4)2SO4。(2)與堿反應：乙酰胺與NaOH溶液反應的化學方程式：CH3CONH2+NaOHeq\o(,\s\up7(△))CH3COONa+NH3↑。(3)應用：胺可以轉化成酰胺，酰胺又可以水解變成胺，常利用這種轉化關系來保護氨基。5．酰胺的制備酰胺可以通過氨氣（或胺）與羧酸在加熱條件下反應得到，或用羧酸的銨鹽加熱脫水得到。合成乙酰胺的反應為：CH3COOH+NH3eq\o(,\s\up7(△))CH3CONH2+H2O。6．用途常用作溶劑和化工原料、合成農藥、醫(yī)用等?？键c7有機物基團間的相互影響1．苯環(huán)與側鏈的相互影響(1)苯環(huán)與甲基的相互影響①甲基對苯環(huán)的影響：甲基使苯環(huán)上側鏈鄰、對位上的H原子變得活潑。②苯環(huán)對甲基的影響：苯環(huán)使甲基性質活潑而被氧化。(2)苯環(huán)與羥基的相互影響①苯酚中苯基對羥基的影響在苯酚分子中，苯基影響了與其相連的羥基上的氫原子，促使它比乙醇分子中羥基上的氫原子更易電離。②苯酚中羥基對苯基的影響(苯和苯酚溴代反應的比較)苯苯酚反應物液溴、苯濃溴水、苯酚反應條件催化劑不需催化劑被取代的氫原子數1個3個反應速率慢快2．基團之間的相互影響(1)有機化合物分子中基團之間是相互影響和相互制約的?；鶊F之間的相互作用會影響物質的性質，以及有機反應的速率。(2)有機反應所用的溶劑及其他反應條件會影響反應的速率和反應產物?？键c8有機合成中的碳鏈變化和官能團衍變1．有機合成中常見的碳鏈變化碳鏈變化反應方式碳鏈增長不飽和有機物之間的加成或相互加成鹵代烴與氰化鈉或炔鈉的反應醛、酮與HCN的加成等碳鏈縮短烯、炔的氧化烷的裂解脫羧反應芳香烴側鏈的氧化2．常見官能團引入或轉化的方法引入的官能團反應類型引入碳碳雙鍵鹵代烴的消去反應醇的消去反應炔烴與H2、HX、X2的不完全加成反應引入鹵素原子不飽和烴與鹵素單質(或鹵化氫)的加成反應烷烴、苯及其同系物與鹵素單質發(fā)生取代反應醇與氫鹵酸的取代反應引入羥基鹵代烴的水解反應醛、酮與H2的加成反應酯的水解反應引入羧基醛的氧化苯的同系物的氧化(酸性高錳酸鉀溶液)酯的水解(酸性條件)3．有機物分子中官能團的消除(1)消除不飽和雙鍵或三鍵，可通過加成反應。(2)經過酯化、氧化、與氫鹵酸取代、消去等反應，都可以消除—OH。(3)通過加成、氧化反應可消除—CHO。(4)通過水解反應可消除酯基?？键c9有機合成的一般過程1．有機合成定義有機合成就是利用簡單、易得的原料，通過一系列有機化學反應生成具有特定結構和功能的有機化合物的過程。2．有機合成的任務和過程(1)有機合成的任務包括目標化合物分子骨架的構建和官能團的轉化。(2)基本過程為利用簡單的試劑作為基礎材料，通過有機反應連上一個官能團或一段碳鏈，得到一個中間產物；在此基礎上利用中間體上的官能團，進行第二步反應，以此類推，經過多步