A. 高中化学:有机反应中怎样引入如下基团:①氨基,②硝基,③氰基,④磺酸基
你高中学到这么后面了吗?
先说简单的:
硝基:硝酸加热回流。例如:
C6H6+HNO3 —— C6H5NO2+H2O
氰基:有机物和卤素反应形成卤代物后跟NaCN反应。以溴为例:
C2H6+Br2——C2H5Br+HBr
C2H5Br+NaCN——C2H5CN
磺酸根:有机物和硫酸加热回流磺化。例如:
C6H6+H2SO4——C6H5—SO3+H2O
氨基:有很多种方法,讲最简单的2种。
可以对—CN和—NO还原,得到氨基(注意氰基被还原将会多一个碳)。
还有用氨基钠和卤代烃的反应,例如:
R—Br+NaNO2——R-NH2+NaBr
注:C6H6是苯,C2H6是乙烷,有机反应应该画结构的,但是这边不方便画,见谅。
B. tosmic上氰基的机理
tosmic上氰基的机理是:
1、对甲苯磺酰甲基异氰(TosMIC) 是有机化学官能团转换反应中最有用的多功能试剂和合成子之一。TosMIC 在杂环合成中可以用来方便地制备咪唑、噻唑、 恶唑、三氮唑、吲哚、吡咯等。TosMIC 参与的增加一个碳原子的还原氰基化反应和二烷基化反应具有独到之处。
2、TosMIC与酮生成腈的还原氰基化反应是该试剂最特征的反应之一。反应的机理是TosMIC在碱的存在下生成碳负离子与酮羰基发生亲核加成反应,然后失去磺酰基和甲酰基生成腈。该反应需要使用过量的碱,常用的碱为t-BuOK。
5、TosMIC 与α,β-不饱和羰基化合物反应生成吡咯环的反应一般给出较好的产率,羰基或者其它拉电子基团的存在对反应活性的影响非常大。
C. 氨基怎么变成氰基
1、Fe/H+:硝基转变成氨基;
2、与乙酐作用成酰胺,保护氨基;
3、引入硝基;
4、水解将氨基显露出来;
5、溴取代;
6、氨基磺化;
7、转变成氰基前的辅助步骤——氨基重氮化;
8、氨基转变成氰基;
9、氰基水解成羧基;
10、重复第一步……
D. 如何在化合物中引入一个氰基
用NaCN取代卤离子即可。氰基(CN)中的碳原子和氮原子通过叁键相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性,使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。因该基团具有和卤素类似的化学性质,常被称为拟卤素。通常为人所了解的氰化物都是无机氰化物,俗称山奈(来自英语音译“Cyanide”),是指包含有氰根离子(CN-)的无机盐,可认为是氢氰酸(HCN)的盐,常见的有氰化钾。E. 高中有机化学 有关氰基(—CN)性质以及化学方程式
氰化物
特指带有氰离子(CN
)或氰基(-CN)的化合物,其中的碳原子和氮原子通过叁键相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性,使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。因该基团具有和卤素类似的化学性质,常被称为拟卤素。通常为人所了解的氰化物都是无机氰化物,俗称山奈或山埃(来自英语音译“Cyanide”),是指包含有氰根离子(CN
)的无机盐,可认为是氢氰酸(HCN)的盐,常见的有氰化钾和氰化钠。它们多有剧毒,故而为世人熟知。另有有机氰化物,是由氰基通过单键与另外的碳原子结合而成。视结合方式的不同,有机氰化物可分类为腈(-
CN
)和异腈(-
NC
),相应的,氰基可被称为氰基(-CN)或异腈基(-NC)。
氰化物在英文中称为cyanide,由cyan(青色,蓝紫色)衍生而来。考虑氰化物的母体(CN)
2
是一种气体,故在气部下加青字,得到现在通行的氰字。而英文中将氰与青色相联系,当是因为着名的蓝色染料普鲁士蓝即为一种氰化物。
外观与气味
氰化氢(HCN)是一种无色气体,带有淡淡的苦杏仁味。有趣的是,有四成人根本就闻不到它的味道,仅仅因为缺少相应的基因。氰化钾和氰化钠都是无色晶体,在潮湿的空气中,水解产生氢氰酸而具有苦杏仁味。
存在与应用
氰化物拥有令人生畏的毒性,然而它们绝非化学家的创造,恰恰相反,它们广泛存在于自然界,尤其是生物界。氰化物可由某些细菌,真菌或藻类制造,并存在于相当多的食物与植物中。在植物中,氰化物通常与糖分子结合,并以含氰糖苷(cyanogenic
glycoside)形式存在。比如,木薯中就含有含氰糖苷,在食用前必须设法将其除去(通常靠持续沸煮)。水果的核中通常含有氰化物或含氰糖苷。如杏仁中含有的苦杏仁苷,就是一种含氰糖苷,故食用杏仁前通常用温水浸泡以去毒。
人类的活动也导致氰化物的形成。汽车尾气和香烟的烟雾中都含有氰化氢,燃烧某些塑料和羊毛也会产生氰化氢。
采矿业
在广义酸碱理论中,氰离子(CN
)被归类为软碱,故而可与软酸类的低价重金属离子形成较强的结合。基于此,氰化物被广泛应用于湿法冶炼金、银。
氰化物被大量用于黄金开采中,因为金单质由于氰离子的络合作用降低了其氧化电位从而能在碱性条件下被空气中的氧气氧化生成可溶性的金酸盐而溶解,由此可以有效地将金从矿渣中分离出来,然后再用活泼金属比如锌块经过置换反应把金从溶液中还原为金属(参见湿法冶金)。
有机合成
氰化物在有机合成中是非常有用的试剂。常用来在分子中引入一个氰基,生成有机氰化物,即腈。例如纺织品中常见的腈纶,它的化学名称是聚丙烯腈。腈通过水解可以生成羧酸;通过还原可以生成胺等;可以衍生出其它许多的官能团来。
毒性
其毒性跟CN离子对重金属离子的超强络合能力有关。CN
主要跟细胞色素P450中的金属离子结合,从而使其失去在呼吸链中起到的传递电子能力,进而使中毒者死亡。氰化物中毒一般都很迅速。临床上常用的抢救方法是用硫代硫酸钠溶液进行静脉注射,同时使那些尚有意识的病人吸入亚硝酸异戊酯进行血管扩张来克服缺氧。常见的氰化物中毒原因是误食含氰果仁儿,比如生桃仁儿等。中毒后会发出一种独特的苦杏仁味。
F. 苯环上如何引入氰基
苯环上引入氰基:发生硝化反应,得到硝基苯,接着铁粉加盐酸做还原剂,得到苯胺,苯胺发生重氮化反应,得到氯化重氮苯,酸性条件下水解就在苯环上引入了氰基。
“加特曼-科赫反应”,即苯和CO+HCl在路易斯酸(最主要的有AlCl3、BCl3等)催化下反应生成苯甲醛。当苯环上连有致钝基团(吸电子基,如卤素原子-X、羧基-COOH、氰基-CN、硝基-NO2、-NH3+离子等)时反应不能发生。
鲍林式
苯环的另一种常见画法是内部带有圆圈的正六边形。圆圈强调了6个π电子的离域作用和电子云的均匀分布,这很好的解释了碳碳键长均等性和苯环的完全对称性。但是这种方式用来表示其他芳香体系,如两个稠合的苯环——萘,容易造成误解。在苯环中用圆圈代表离域双键是由英国科学家Sir R.Robinson(罗宾逊爵士)提出的,并称之为芳香六隅体。
G. 为什么苯环上有氰基时,磺酸基不适宜碱熔
网络知道
为什么苯环上连有如卤素,硝基,磺酸
匿名用户
苯的同系物是在苯环上用饱和链烷烃基,所以侧链是饱和的,当然不能加成。但是苯环本身成。
化学中苯的部分化学性质如下:(苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基,用Ph表示,因此苯也可表示为PhH。)
苯参加的化学反应大致有3种:一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应;一种是发生在苯环上的加成反应(注:苯环无碳碳双键,而是一种介于单键与双键的独特的键);一种是普遍的燃烧(氧化反应)(不能使酸性高锰酸钾褪色)。
【取代反应】
苯环上的氢原子在一定条件下可以被卤素、硝基、磺酸基、烃基等取代,生成相应的衍生物。由于取代基的不同以及氢原子位置的不同、数量不同,可以生成不同数量和结构的同分异构体。
苯环的电子云密度较大,所以发生在苯环上的取代反应大都是亲电取代反应。亲电取代反应是芳环有代表性的反应。苯的取代物在进行亲电取代时,第二个取代基的位置与原先取代基的种类有关。
【卤化反应】
苯的卤代反应的通式可以写成:
PhH+X2—催化剂(FeBr3/Fe)→PhX+HX
反应过程中,卤素分子在苯和催化剂的共同作用下异裂,X+进攻苯环,X-与催化剂结合。
以溴为例,将液溴与苯混合,溴溶于苯中,形成红褐色液体,不发生反应,当加入铁屑后,在生成的三溴化铁的催化作用下,溴与苯发生反应,混合物呈微沸状,反应放热有红棕色的溴蒸汽产生,冷凝后的气体遇空气出现白雾(HBr)。催化历程:
FeBr3+Br-——→FeBr4
PhH+Br+FeBr4-——→PhBr+FeBr3+HBr
反应后的混合物倒入冷水中,有红褐色油状液团(溶有溴)沉于水底,用稀碱液洗涤后得无色液体溴苯。
在工业上,卤代苯中以氯和溴的取代物最为重要。
【硝化反应】
苯和硝酸在浓硫酸作催化剂的条件下可生成硝基苯
PhH+HO-NO2-----H2SO4(浓)△---→PhNO2+H2O
硝化反应是一个强烈的放热反应,很容易生成一取代物,但是进一步反应速度较慢。其中,浓硫酸做催化剂,加热至50~60摄氏度时反应,若加热至70~80摄氏度时苯将与硫酸发生磺化反应,因此一般用水浴加热法进行控温。苯环上连有一个硝基后,该硝基对苯的进一步硝化有抑制作用,硝基为钝化基团。
【磺化反应】
用发烟硫酸或者浓硫酸在较高(70~80摄氏度)温度下可以将苯磺化成苯磺酸。
PhH+HO-SO3H——△—→PhSO3H+H2O
苯环上引入一个磺酸基后反应能力下降,不易进一步磺化,需要更高的温度才能引入第二、第三个磺酸基。这说明硝基、磺酸基都是钝化基团,即妨碍再次亲电取代进行的基团。
【傅-克反应】
在AlCl3催化下,苯也可以和醇、烯烃和卤代烃反应,苯环上的氢原子被烷基取代生成烷基苯。这种反应称为烷基化反应,又称为傅-克烷基化反应。例如与乙烯烷基化生成乙苯
PhH+CH2=CH2----AlCl3---→Ph-CH2CH3
在反应过程中,R基可能会发生重排:如1-氯丙烷与苯反应生成异丙苯,这是由于自由基总是趋向稳定的构型。
在强硫酸催化下,苯与酰卤化物或者羧酸酐反应,苯环上的氢原子被酰基取代生成酰基苯。反应条件类似烷基化反应,称为傅-克酰基化反应。例如乙酰氯的反应:
PhH + CH3COCl ——AlCl3—→PhCOCl3
【加成反应】
苯环虽然很稳定,但是在一定条件下也能够发生双键的加成反应。通常经过催化加氢,镍作催化剂,苯可以生成环己烷。但反应极难。
此外由苯生成六氯环己烷(六六六)的反应可以在紫外线照射的条件下,由苯和氯气加成而得。该反应属于苯和自由基的加成反应。
【氧化反应】
苯和其他的烃一样,都能燃烧。当氧气充足时,产物为二氧化碳和水。但在空气中燃烧时,火焰明亮并有浓黑烟。这是由于苯中碳的质量分数较大。
2C6H6+15O2——点燃—→12CO2+6H2O
苯本身不能和酸性KMnO4溶液反应,但在苯环连有直接连着H的C后,可以使酸性KMnO4溶液褪色。