9 霍欢 三种含能稠环化合物合成与表征研究 41-45
三种含能稠环化合物合成与表征研究
霍欢，王伯周，廉鹏，来蔚鹏，马玲
（西安近代化学研究所，陕西西安710065）
摘要：以乙二醛、硝基胍、尿素为原料，分别经过两步环化反应合成了两种稠环化合物6-硝亚氨基咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（4）和5-硝亚氨基咪唑烷并[4,5-d]咪唑烷酮（5）；自行设计了一
种新型稠环化合物6-偕二硝基乙烯基咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（6）的结构和合成方法，以乙
二醛和1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯为原料，通过两步环化反应得到了新化合物6；利用红外光谱、核磁
共振、元素分析等对化合物4、5、6的中间体及产物进行了结构表征；基于化合物4、5、6，首次设
计了三种新型的稠环硝胺化合物的结构，并利用Gaussian 98 程序和VLW爆轰方程进行了性能理论计
算，结果表明：三种稠环硝胺化合物密度分别为2.03 g/cm3, 2.08 g/cm3, 2.07 g/cm3，爆速分别为9928 m/s,
9672 m/s, 10109 m/s。
关键词：有机化学；稠环化合物；合成；表征；性能计算
1 前言
高能量、高密度的化合物一直是含能材料合成领域永恒追求的目标之一。稠环含能化合物一般都具有较高的密度和能量，是目前高能量密度材料重要研究方向之一[1-2]。四硝基甘脲与4,5,9,10-四硝基-1,4,5,8-四氮杂氢化萘并双呋咱是稠环硝胺类化合物的典型代表，其中四硝基甘脲密度为 1.948g/cm3，爆速为9205m/s[3]；4,5,9,10-四硝基-1,4,5,8-四氮杂氢化萘并双呋咱密度达到1.987 g/cm3，爆压达到41.9GPa，爆速达到9430 m/s[4]。为了设计、合成性能更为优异的稠环化合物，国外尝试将哌嗪，咪唑烷，咪唑烷酮、三唑、呋咱等结构单元稠合，合成新型稠环化合物，同时，引入-NO2、硝基-NNO-偶氮基含能基团, 期望获得能量、密度更高的含能化合物[5-6]。
乙二醛是合成稠环化合物的关键原料，利用乙二醛和双氨基化合物经过多步环化反应可生成稠环化合物。1998年，俄罗斯的Terpigorev等人[7]，以乙二醛和硝基胍为原料，在碱性条件下反应的到了4,5-二羟基-2-硝亚氨基咪唑烷（1），然后再与二氨基呋咱环化得到了6-硝亚氨基咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（4）（Scheme 1），但是文献中化合物4的反应条件较为苛刻，且反应收率较低，总收率为29.4%。俄罗斯的Terpigorev等人[7]亦报道了以尿素和乙二醛为原料，在碱性条件下反应的到了3,4-二羟基-咪唑烷-2-酮（2），然后再与硝基胍环化得到了5-硝亚氨基咪唑烷并[4,5-d]咪唑烷酮（5）（Scheme 1）。稠环化合物4, 5可作为中间体，引入硝基等含能能基团后得到稠环硝胺化合物，其前景引起了广泛重视。
Scheme 1 Synthetic routes of compound 4 and compound 5
作者简介：霍欢（1984-），女，助理研究员，研究方向为含能材料合成研究。
基金项目：国防基础研究项目 (B0920110051)
本文参考文献[7]，以乙二醛，硝基胍和尿素为原料，分别经过两步合环反应得到了两种稠环化合物4和5，并针对文献[7]中化合物4总收率低的不足，优化了化合物4的合成条件，优化后反应条件温和，收率较文献有一定的提高；自行设计了新型稠环化合物6-偕二硝基乙烯基咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（6）的结构和合成方法，以乙二醛和1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯（FOX-7）为原料，经过两步环化得到化合物6（Scheme 2）；首次设计了三种稠环化合物4, 5, 6的硝化产物6-硝亚氨基-4,5,7,8四硝基-咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（7）、5-硝亚氨基-1,3,4,6-四硝基咪唑烷并[4,5-d]咪唑烷酮（8）和6-偕二硝基乙烯基-4,5,7,8四硝基-咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（9）的结构（Scheme 2），并利用Gaussian 98 程序和VLW爆轰方程对这三种稠环化合物的硝化产物进行了性能计算，结果表明：三种稠环硝胺化合物具有高密度，高能量的特点。
Scheme 2 Synthetic route of compound 6
Scheme 3 The structures of three energetic compounds based on polynitro fused ring
2 实验部分
2.1 主要仪器与试剂
ZF-I型三用紫外分析仪；日本电子JNMC-90H核磁共振仪(CD3CN为溶剂，TMS为内标)；德国Bruker 60 SXR红外分光光度仪(KBr压片)；美国PE-2400型元素分析仪；日本岛津LC-2010A ht液相色谱仪(简称LC)；5989型质谱分析仪。
所用试剂均为分析纯。
2.2 合成步骤
2.2.1 6-硝亚氨基咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪
（1）4,5-二羟基-2-硝亚氨基咪唑烷的合成（1）
常温搅拌下，将27.9g（0.2 mol）40%乙二醛水溶液加入到13 mL水中，再加入0.48 g（0.0045 mol）Na2CO3，溶解后分批加入20.8 g（0.2 mol）的硝基胍，反应4 h后，过滤、水洗、干燥后得26.2 g粉色固体，收率80.9%，纯度99.9%（HPLC）。IR(KBr, cm-1)υ: 3375, 3323(-OH), 3220, 3130(-NH), 1602(-C=N), 1560, 1339 (-NO2), 1361(-CH),1045(-C-O)；13C NMR (DMSO-d6, 125MHz), δ: 160.95 (C=N-NO2), 85.38(CH); Anal.calcd for C3H6O4N4：C 22.23, H 3.73, N 34.56；found C 22.03, H 6.68, N 34.17。
（2）6-硝亚氨基咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（4）
搅拌下，将8.1 g（0.05 mol）3,4-二羟基-2-硝亚氨基咪唑烷加入到50 mL水中，滴加35 mL（0.4 mol）38%的浓盐酸，滴加完毕后加热升温至60℃，完全溶解后分批加入5.0 g（0.05 mol）3,4-二氨基呋咱，有橘黄色固体析出，保温反应2 h，过滤、水洗至中性、干燥得橘黄色固体9.0 g，收率64.5%，纯度99.2%（HPLC）。IR (KBr, cm-1)υ: 3350, 3221(-NH), 1639 (-C=N), 1396(-CH), 1584, 1396(-NO2) 1621, 1548, 1085(furazan); 1HNMR(DMSO-d6, 500Hz)δ: 5.438(2H, s, CH)，7.868(2H, s, NH-piperazine ), 9.128(2H, s, NH-imidazolidin); Anal.calcd for C5H6O3N8：C 26.55, H 2.67, N 49.55；found C 26.45, H 2.68, N 49.93。
2.2.2 5-硝亚氨基咪唑烷并[4,5-d]咪唑烷酮合成
（1）3,4-二羟基-咪唑烷-2-酮的合成（2）
18.0g尿素（0.3mol）加入反应瓶，滴加乙二醛溶液，该乙二醛溶液为29.0g乙二醛水溶液（40%，0.2mol），加入10 mL乙醇，然后用20%的NaOH水溶液调节pH值至9，滴加完毕后，加热升温至55℃反应6 h，降温后放置冰箱冷冻3天，析出沉淀过滤，甲醇洗，干燥后得白色固体6.8 g，收率19.2%。IR (KBr, cm-1) υ: 3269, 3323(-OH), 3006, 2966(-NH), 1681(-C=O), 1347(-CH), 1060(-C-O)；1HNMR (DMSO-d6, 500MHz), δ: 4.670 (s, 2H, OH), 4.970(s, 2H, CH)，5.236(s, 2H, NH); 13CNMR (DMSO-d6, 125MHz), δ: 83.43(CH), 162.55(C=O); Anal. calcd for C3H6O4N4：C 30.51, H 5.08, N 23.73；found C 30.20, H 5.32, N 23.90。
（2）5-硝亚氨基咪唑烷并[4,5-d]咪唑烷酮的合成（5）
20 mL 10% HCl溶液加入到反应瓶，加热升温至90℃，分批加入硝基胍（2.08 g，0.02mol），完全溶解后分批加入3,4-二羟基-咪唑烷-2-酮（2.36 g，0.02 mol），保持该温度反应30 min后停止加热，降至室温继续反应5 h后，过滤，水洗至中性，干燥后得1.8 g淡黄色固体，收率48.4%，纯度99.9%（HPLC）。IR (KBr, cm-1)υ: 3395, 3348(-NH), 1667(-C=O)，1639 (-C=N), 1413(-CH), 1528, 1300(-NO2); 13C NMR (DMSO-d6, 125MHz), δ: 66.89 (CH), 160.90(C=O), 173.90(C=N); Anal. calcd for C4H6O3N6：C 25.81, H 3.25, N 45.15；found C 25.65, H 3.29, N 44.87。
2.2.3 6-偕二硝基乙烯基咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪
（1）3,4-二羟基- 2-偕二硝基烯基咪唑烷的合成（3）
常温搅拌下，将7.5 g（0.05 mol）40%乙二醛水溶液加入到10 mL水中，再加入0.15 g（0.0014 mol）Na2CO3，溶解后分批加入7.4 g（0.05 mol）的FOX-7，反应4 h后，过滤、水洗、干燥后得8.3 g暗黄色固体，收率80.6%，纯度98.5%（HPLC）。IR(KBr, cm-1)υ: 3483, 3429(-OH), 3307(-NH), 1602(-C=N), 1562, 1352 (-NO2), 1048(-C-O)；1HNMR (DMSO-d6, 500MHz), δ: 4.978 (s, 2H, OH), 6.729(s, 2H, CH)，9.660(s, 2H, NH); 13CNMR (DMSO-d
, 125MHz), δ: 85.95 (CH), 129.27(C(NO2)2), 152.92(C=C); Anal.calcd for C4H6O6N4：
6
C 23.31, H 2.93, N 27.18；found C 22.89, H 2.91, N 26.91；
（2）6-偕二硝基乙烯基咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪的合成（6）
常温搅拌下，将3,4-二羟基- 2-偕二硝基烯基咪唑烷（2.06 g，0.01 mol）溶于10 mL水中，滴加盐酸（7mL，0.08 mol），滴加完毕后升温至70℃，完全溶解后分批加入二氨基呋咱（1.0 g，0.01 mol），有深红色固体析出，保温反应2 h，过滤、水洗至中性、干燥得深红色固体1.0 g，收率37%。IR(KBr, cm-1)υ: 3323(-NH), 1543, 1320(-NO2) 1615, 1520, 1098 (furazan); 1HNMR(DMSO-d6, 500Hz)δ: 5.631(2H, s, CH)，7.738(2H, s, NH-piperazine ), 9.489(2H, s, NH-imidazolidin); 13CNMR(DMSO-d6, 125Hz)δ: 64.578(CH), 129.306 (C(NO2)2), 145.645(C-furazan)，152.356(C=C)；Anal.calcd for C6H6O5N8：C 26.67, H 2.222, N 41.48；found C 26.32, H 2.264, N 41.04。
3 结果与讨论
利用GAUSSIAN 98 程序[7]和VLW爆轰方程[8]计算的方法对三种目标化合物的硝化产物7, 8, 9进行了性能计算，化合物7, 8, 9与几种高能炸药的性能[9-10]比较结果如表1所示。
表1目标化合物硝化产物7, 8, 9的物化爆轰性能性能计算
密度/(g?cm－3) 爆速/m?s-1爆压/GPa 生成焓/kJ?mol-1爆热/kJ?kg-1
7 2.03 9928 46.85 853.36 --
8 2.08 9672 45.05 462.32 --
9 2.07 10109 49.09 925.02 7841
DNTF 1.937 9250 39.2 644.3 5799
HMX 1.90 9100 39.3 74.9 5715
CL - 20 2.035 9500 43.2 415.5 6238 注：化合物7,8,9的密度和生成焓通过GAUSSIAN 98程序计算所得，爆速、爆压通过VLW爆轰方程计算所得，其它化合物的物化爆轰性能来自文献。
从表1中可以看出，三种目标化合物稠环中间体的硝化产物均具有高能量、高密度的特点，密度均大于2.0 g/cm3，爆速均大于9650 m/s。化合物7, 8, 9的爆轰性能均优于这几种常见的高能炸药，与之相比化合物7, 8, 9具有以下特点：密度高，爆速高，爆轰性能优异，有望在炸药、推进剂及其它爆炸产品领域得到应用。
4 结论
（1）参考文献方法，以乙二醛和硝基胍为原料，合成了6-硝亚氨基咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（4）；以乙二醛和尿素为原料，合成了5-硝亚氨基咪唑烷并[4,5-d]咪唑烷酮（5），并利用红外光谱、核磁共振、元素分析等对中间体及产物进行了结构表征；
（2）自行设计了一种新型的稠环化合物6-偕二硝基乙烯基咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（6）的结构和合成方法，以乙二醛和FOX-7为原料，通过两步合成了化合物6，并利用红外光谱、核磁共振、元素分析等对中间体及产物进行了结构表征；
（3）基于三种稠环化合物4、5、6，首次设计了的三种新型稠环硝胺6-硝亚氨基-4,5,7,8四硝基-咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（7），5-硝亚氨基-1,3,4,6-四硝基咪唑烷并[4,5-d]咪唑烷酮（8）和6-偕二硝基乙烯基-4,5,7,8四硝基-咪唑烷并[4,5-e]呋咱并[3,4-b]哌嗪（9）的结构，并利用GAUSSIAN 98 程序的VLW 计算的方法对化合物7, 8, 9进行了性能计算，结果表明：三种稠环硝胺化合物密度分别为2.03 g/cm3，2.08 g/cm3, 2.07 g/cm3，爆速分别为9928 m/s, 9672 m/s, 10109 m/s，密度和爆速均高于常见的高能量密度材料如DNTF、HMX和CL-20。
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HUO Huan, WANG Bo-zhou, LIAN Peng, LAI Wei-peng, MA Ling
（Xi’an Modern Chemistry Research Institute, Xi’an 710065, China)
Abstract: Two energetic compounds with fused ring structure, 6-nitroimino-5,6,7,8-tetrahydro-4H-imidazo[4,5-e] furazano[3,4-b] pyrazine(4) and 5- nitroiminoimidazo[4, 5-d] imidazol-2-ones(5) was synthesized from glyoxal, nitroguanidine and urea by two cyclizations, respectively. In addition, a new fused ring energetic compound, 6-dinitroethyl -5,6,7,8-tetrahydro-4H- imidazo[4,5-e] furazano[3,4-b] pyrazine(6) was firstly designed and synthesized from glyoxal and 1,1-diamino-2,2-dinitroethylene (FOX-7). The structure of the compounds 4, 5, 6 and the intermediates were characterized by IR, NMR, MS techniques and elemental analysis. The structures of three energetic compounds based on polynitro fused ring was designed in the first and the properties of physico-chemistry, detonation were calculated by Gaussian 98 program and VLW formula.The results show that their densities were 2.03 g/cm3, 2.08 g/cm3 and 2.07 g/cm3, respectively, and their detonation velocities were 9928 m/s, 9672 m/s and 10109 m/s.
Key words: organic chemistry; fused ring compound; synthesis;characterization; property calculation
《有机化合物的结构特点》教案
第二节有机化合物的结构特点 教学目标： 1．知识与技能：掌握有机化合物的结构特点 2．过程与方法：通过练习掌握有机化合物的结构。 3．情感态度和价值观：在学习过程中培养归纳能力和自学能力。教学重点：有机化合物的结构特点 教学难点：有机化合物的结构特点法 教学过程： 第一课时 一．有机物中碳原子的成键特点与简单有机分子的空间构型
第二课时 [思考回忆]同系物、同分异构体的定义？（学生思考回答，老师板书） [板书] 二、有机化合物的同分异构现象、同分异构体的含义 同分异构体现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构现象，叫做同分异构体现象。 同分异构体：分子式相同, 结构不同的化合物互称为同分异构体。 （同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。） [知识导航1] 引导学生再从同系物和同分异构体的定义出发小结上述2答案，从中得出对“同分异构”的理解： （1）“同分”——相同分子式（2）“异构”——结构不同 分子中原子的排列顺序或结合方式不同、性质不同。 （“异构”可以是象上述②与③是碳链异构，也可以是像⑥与⑦是官能团异构）“同系物”的理解：（1）结构相似———一定是属于同一类物质； （2）分子组成上相差一个或若干个CH2原子团——分子式不同[学生自主学习，完成《自我检测1》] 《自我检测1》 下列五种有机物中，互为同分异构体；互为同一
物质； 互为同系物。 ① ② ③ ④ CH 2=CH －CH 3 ⑤ CH 2=CH －CH=CH 2 [知识导航2] （1）由①和②是同分异构体，得出“异构”还可以是位置异构； （2）②和③互为同一物质，巩固烯烃的命名法； （3）由①和④是同系物，但与⑤不算同系物，深化对“同系物”概念中“结构相似”的含义理解。（不仅要含官能团相同，且官能团的数目也要相同。） （4）归纳有机物中同分异构体的类型；由此揭示出，有机物的同分异构现象产生的本质原因是什么？（同分异现象是由于组成有机化合物分子中的原子具有不同的结合顺序和结合方式产生的，这也是有机化合物数量庞大的原因之一。除此之外的其他同分异构现象，如顺反异构、对映异构将分别在后续章节中介绍。） [板书] 二、同分异构体的类型和判断方法 1.同分异构体的类型： a.碳链异构：指碳原子的连接次序不同引起的异构 b.官能团异构：官能团不同引起的异构 CH 3－CH －CH=CH 2 ︱ CH 3 CH 3︱ CH 3－C=CH －CH 3 CH 3－CH=C ︱ CH 3 CH 3 ︱
稠环芳烃
五、苯环上取代反应的定位规则（一）、两类定位基 NO2 + +2 2 定位基：苯环上原有的基团，决定第二个取代基进入的位置。可分为两类： 1.第一类定位基(即邻对位定位基)―O-、―N(CH3)2＞―NH2＞―OH ＞―OCH3＞―NHCOCH3＞―OCOCH3＞―CH3＞―Cl ＞―Br ＞―I 、―C6H5 ┄ 这类定位基可使苯环活化(卤素除外)。其特点为： a. 带负电荷的离子。 b. 与苯环直接相连的原子大多数都有未共用电子对，且以单键与其它原子相连。 c. 与苯环直接相连的基团可与苯环的大π 键发生σ,π–超共轭效应或具有碳碳重键。 2. 第二类定位基（即间位定位基）―N+(CH3)3＞―NO2＞―CN ＞―SO3H ＞―CHO ＞―COOH ＞―COOR ＞―CONH2＞―+NH3等. 这类定位基它们使苯环钝化。其特点是： a. 带正电荷的正离子。 b.与苯环直接相连的原子以重键与其它原子相连,且重键末端通常为电负性较强的原子。（二）、定位规律的理论解释 1. 第一类定位基(即邻对位定位基) (1)表现为+I、+C效应的基团，但这里的+C效应是通过σ,π–超共轭效应使苯环致活的。如： ―CH3、―CH2X (X＝F、Cl、Br、I)。以甲苯为例:
2 (2)具有–I 和+C 效应的基团，它又可分为： A.：+C ＞–I 的基团：如：―OH 、―OR 、―NR 2、―OCOR ┄ 等。以苯酚为例 : + C ＞I B ：+ C ＜–I 的基团： + C ＞I 2. 第二类定位基（即间位定位基）这类基团除正离子外，均属表现为–I 、–C 效应的基 团。如：―NO 2、―COR 、―COOH 等。 （三）影响定位效应的空间因素 1. 芳环上原有基团的空间效应：芳环上原有基团的体积增大，对位产物增多。 2. 新引入基团的空间效应：对位产物随新引入基团体积的增大而增多。如果芳环上原有基团与新引入基团的空间位阻都很大时，对位产物几乎为100%。 （四）、定位规律的应用 1. 预测反应产物： (1) 环上原有两个取代基对引入第三个取代基定位作用一致，仍由上述定位规律决定。 (2) 环上原有两个取代基对引入第三个取代基定位作用不一致，有两种情况：A. 原有两个取代基为同一类定位基：由定位能力强的定位基决定。B. 原有两个取代基为不同类定位基：由第一类定位基决定。 2. 指导多取代苯的合成——正确选择合成路线： H 2CH 3H CH 3 23
有机化合物结构的表示方法
有机化合物结构的表示方法（拓展应用） 一．学习目标 学会用结构式、结构简式和键线式来表示常见有机化合物的结构 二．重点难点 结构简式表示有机化合物的结构 三．知识梳理 【练习】写出下列有机物的电子式 乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙酸、乙醛 1. 结构式的书写 (1)结构式定义 （2）书写注意点 【练习】写出下列有机物的结构式 乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙酸、乙醛 2．结构简式书写： （1）定义 （2）书写注意点 ①表示原子间形成单键的“—”可以省略 ②“C=C”和“C≡C”中的“=”和“≡”不能省略。但醛基、羰基、羧基可以简写为“-CHO”、“-CO-”、“-COOH” ③不能用碳干结构表示，碳原子连接的氢原子个数要正确，官能团不能略写，要注意官能团中各原子的结合顺序不能随意颠倒。 【练习】写出下列有机物的结构简式 乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙酸、乙醛 3．键线式： 定义：将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况，每个拐点或终点均表示有一个碳原子，称为键线式。每个交点、端点代表一个碳原子，每一条线段代表一个共价键，每个碳原子有四条线段，用四减去线段数既是氢原子个数。 【练习】写出下列有机物的键线式 丙烷、丙烯、丙炔、丙醇、丙酸、丙醛
CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CHCH 2CH 3 3 CH 3CH CHCH 3 注意事项: （1）一般表示3个以上碳原子的有机物；弄清碳原子的杂化方式 （2）只忽略C-H 键,其余的化学键不能忽略； （3）必须表示出C=C 、C ≡C 键等官能团； （4）碳氢原子不标注，其余原子必须标注（含羟基、醛基和羧基中氢原子）。 （5）计算分子式时不能忘记顶端的碳原子。 【小结】有机化合物结构的表示方法 电子式 结构式 结构简式 键线式 【过关训练】 C C C C H H H H _________________________、___________________________ C C C C Br H Br H H _______________________、___________________________ C C C C H H H H H H H H ____________________________、___________________________ 3．有机化合物的结构简式可进一步简化，如： 略 去碳 氢 元素短线替换 省略短线 双键叁键保留
香豆素-3-羧酸的制备
有机合成综合实验报告 实验名称 香豆素-3-羧酸的制备 姓名 孙浩 班级 B090703 柜号 Y21 实验日期 2011-06-21 室温 28 一、实验目的 (1)、掌握Perkin 反应原理和芳香族羟基内酯的制备方法。Perkin 反应，是指由不含有α-H 的芳香醛（如苯甲醛）在强碱弱酸盐（如碳酸钾、醋酸钾等）的催化下，与含有α-H 的酸酐（如乙酸酐、丙酸酐等）所发生的缩合反应，并生成α,β-不饱和羧酸盐，经酸性水解即可得到α,β-不饱和羧酸。 (2)、实验中掌握用薄层层析法监测反应的进程，熟练掌握重结晶的操作技术。 二、实验原理 主反应： 本实验采用改进的方法进行合成，用水杨酸和丙二酸酯在有机碱的催化下，可在较低的温度合成香豆素的衍生物。这种合成方法称为Knoevenagel 合成法，是对Perkin 反应的一种改变，即让水杨醛与丙二酸酯在六氢吡啶的催化下缩合成香豆素-3-甲酸乙酯，后者加碱水解，此时酯基和内酯均被水解，然后经酸化再次闭环形成内酯，即为香豆素-3-羧酸。 三、药品试剂、操作步骤 实验装置： 六氢吡啶 H OH O O O OEt OEt O OEt O O H 2O CH 3CH 2OH O OEt O O ONa ONa O O ONa O OH O O
实验器材及药品： 圆底烧瓶，恒压滴液漏斗、布氏漏斗（φ8）、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、三口烧瓶（250ml）、球形冷凝管、干燥管、玻璃水泵、温度计（0℃~300℃）、烧杯（500ml）、量筒（100ml）、滴液漏斗（60ml）、电子天平。 水杨醛2.0g (1.7mL，0.016mol)，丙二酸乙二酯3.0g (2.8mL，0.019mol)，无水乙醇，六氢吡啶，冰醋酸，95％乙醇，氢氧化钠，浓盐酸，无水氯化钙。 试验步骤： A．香豆素-3-甲酸乙酯 1.在干燥的50mL 圆底烧瓶中依次加入1.7mL 水杨醛、 2.8mL 丙二酸乙二酯、10mL 无水乙醇、0.2mL 六氢吡啶、一滴冰醋酸和几粒沸石 2.装上配有无水氯化钙干燥管的球形冷凝管后，在水浴上加热回流2 h。 3.待反应液稍冷后转移到锥形瓶中，加入12mL 水，置于冰水浴中冷却，有结晶析出。 4.待晶体析出完全后，抽滤，并每次用2～3mL 冰水浴冷却过的50％乙醇洗涤晶体2～3 次，得到的白色晶体为香豆素-3-甲酸乙酯的粗产物，干燥后产量约2.5～3.0g，熔点91～92℃。可用25％的乙醇水溶液重结晶。纯香豆素-3-甲酸乙酯熔点93℃。 B．香豆素-3-羧酸 1.在50mL 圆底烧瓶中加入上述自制的2 g 香豆素-3-甲酸乙酯，1.5gNaOH，10mL95％乙醇和5mL 水，加入几粒沸石。 2.装上冷凝管，水浴加热使酯溶解，然后继续加热回流15min。 3.停止加热，将反应瓶置于温水浴中，用滴管吸取温热的反应液滴入盛有5mL 浓盐酸和25mL 水的锥形瓶中。边滴边摇动锥形瓶，可观察到有白色结晶析出。 4.滴完后，用冰水浴冷却锥形瓶使结晶完全。抽滤晶体，用少量冰水洗涤、压紧、抽干。干燥后得产物约1.5g，熔点188.5℃。粗品可用水重结晶。纯香豆素-3-羧酸熔点为190℃(分解)。本实验约需7～8 h。 四、操作重点及注意事项
最经典总结-有机化合物结构与性质
有机化合物结构与性质 考点一官能团的结构与性质 Z 真题感悟hen ti gan wu (课前) 1．(2018·全国Ⅲ·9)苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是(C) A．与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应 B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯 D．在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯 [解析]C错：与氯化氢的反应是发生在碳碳双键上的加成反应，产物是氯代苯乙烷。A对：“铁粉”“液溴”是苯乙烯()在苯环上发生溴代反应的条件。B对：含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色。D对： 含有碳碳双键，能发生加聚反应生成聚苯乙烯。 2．(2018·北京·10)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高，广泛用作防护材料。其结构片段如下图。
下列关于该高分子的说法正确的是(B) A．完全水解产物的单个分子中，苯环上的氢原子具有不同的化学环境 B．完全水解产物的单个分子中，含有官能团—COOH或—NH2 C．氢键对该高分子的性能没有影响 D．结构简式为 [解析]B对：该高分子完全水解生成和，分别含有官能团—COOH、—NH2。A错：水解生成的单个分子是对称结构，苯环上的氢原子具有相同的化学环境。C错：氢键对高分子的性能有影响。D错：该高分子化合物的结构简 式为。 3．(2017·江苏)萜类化合物广泛存在于动植物体内，关于下列萜类化合物的说法正确的是(C) A．a和b都属于芳香族化合物 B．a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上 C．a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色 D．b和c均能与新制的Cu(OH)2反应生成红色沉淀 [解析]a中没有苯环，不属于芳香族化合物，A项错误；a、c中所有碳原子不可能共平面，B项错误；a中的碳碳双键、b中的羟基以及与苯环相连的甲基、c中的醛基均可以被酸性KMnO4溶液氧化，C项正确；与新制Cu(OH)2反应的官能团为醛基，只有c可以与新制Cu(OH)2反应，而b不能，D项错误。
4._有机化合物的结构表征
第四章有机化合物的结构表征1．用IR谱区别下列各组化合物： ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) 2．下列化合物中红色的H 是否为磁等性质子？ ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) 3．A、B两个化合物的分子式均为C3H6Cl2，测得其H-NMR谱的数据如下，推测A,B的构造： A：五重峰δ=2.2 2H；三重峰δ=3.7 4H； B: 单峰δ=2.4 6H； 4．用H-NMR谱区别下列化合物 (1) C(CH 3)4 与(CH3)2CHCH2CH3 (2) BrCH 2CH2 Br与Br2CH-CH3 5．化合物A的分子式为C4H8O，在IR谱的1715cm-1处有强的吸收峰；H-NMR谱上有一单峰，相当于3H ，有一四重峰相当于2H，有一三重峰相当于3H 。试写出该化合物的构造式。 6．概括说明由(a)UV,(b)IR,(C)H-NMR,(d)13C-NMR和(e)Ms谱图给出分子结构的什么信息? 7．从H-NMR谱数据推导下列化合物的结构。 1)C 6H14 ：δ=0.8 二重峰 12H；δ=1.4 七重峰2H 2)C 3H7 ClO：δ=2.0 五重峰 2H；δ=2.8 单峰 1H；δ=3.7 三重峰 2H；δ=3.8 三重峰 2H 3)C 3H5 Cl3：δ=2.20 单峰 3H；δ=4.02 单峰 2H 4)C 4H9 Br：δ=1.04 二重峰 6H；δ=1.95 多峰 1H；δ=3.33 二重峰 2H 5)C 3H5 ClF2：δ=1.75 三重峰 3H；δ=3.63 四重峰 2H 8．指出下列化合物在IR谱官能团区中吸收峰的大致位置： 1）CH 3CH2 CH3 2）CH 3CH=CH2
合成香料的定义及发展
合成香料 工艺142周宇杰 摘要：合成香料也称人工合成香料，是人类通过自己所掌握的科学技术，模仿天然香料，用不同的原料，经过化学或生物合成的途径制备或创造出的某一“单一体”香料。可以说合成香料的安全性甚至比天然提取物更有保障，合成香料可以看作是天然香料的工业制造版本，和自然界生成的“天然产物”也并没有什么差异。而在经济全球化的当代社会，我国合成香料产业虽面临挑战，但也在富有活力的成长着，相信不远的将来，必将能见证到其蓬勃发展。 关键词：人造合成香精应用 正文： 第一章：人造香料的定义 而所谓的人造香料（也称人工合成香料），是人类通过自己所掌握的科学技术模仿天然香料，经过化学或生物合成的途径制备或创造出的某一“单一体”香料。而目前世界上合成香料已达5000多种，常用产品有400多种，该香料工业已成为精细有机化工的重要组成部分。 对合成香料的分类方法主要有两种:一是按官能团分类，可分成：酮类香料、醇类香料、酯、内酯类香料、醛类香料、烃类香料、醚类
香料、腈类香料和其他香料；二是按碳原子骨架分类，可分为：脂肪族类、芳香类、萜烯类、合成麝香类及含氮、含硫、杂环和稠环类等香料，可谓多种多样。 第二章：发展历史 最早的制造合成香料是在1834年，人工合成了硝基苯，之后发现了冬青油的主要成分是水杨酸甲酯，苦杏仁油的主要成分成分是苯甲醛，并且成功用化学方法合成了这些香料。在1868年人们又合成了干草的香气成分香豆素，随后紫罗兰酮和硝基麝香等也相继出现，这些发现成为了合成香料发展中的重要里程碑。 而由于天然精油生产受自然条件的限制，加上有机化学工业、合成香料工业的发展，自20世纪50年代以后合成香料发展迅速，一些原本来自精油的萜类香料如芳樟醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇、柠地醛等已先后用半合成法或全合成法投入生产，产量相当可观。此外，还有一系列在自然界未曾发现的新型香料如铃兰醛、新铃兰醛、五甲基三环异色满麝香等陆续出现。更是得益于调香师的努力，调香也逐渐由自然派向真实派、印象派、表现派、表现派与真实派相结合发展，直到目前它还在不断向前发展，等待着人们继续摸索、创新。 而中国合成香料的生产发展也是在20世纪50年代以后，以上海、天津等地较为集中。生产所用主要原料有香茅油、山苍籽油、芳樟油、黄樟油、柏木油、松节油、蓖麻油、杂醇油、芳烃和酚类等。大小产品共600余种，其中香兰素、香豆素、苯乙醇、洋茉莉醛和人造檀香
高二化学《有机化合物的结构特点》知识点归纳总结 例题解析
有机化合物的结构特点 【学习目标】 1．通过有机物中碳原子的成键特点，了解有机物存在异构现象是有机物种类繁多的原因之一； 2．掌握同分异构现象的含义，能判断简单有机物的同分异构体，初步学会同分异构体的书写。 【要点梳理】 要点一、有机化合物中碳原子的成键特点 1．碳元素位于第二周期ⅣA族，碳原子的最外层有4个电子，很难得到或失去电子，通常以共用电子对的形式与其他原子形成共价键，达到最外层8个电子的稳定结构。 说明：根据成键两原子间共用电子的对数，可将共价键分为单键、双键和三键。即成键两原子间共用一对电子的共价键称为单键，共用两对电子的共价键称为双键，共用三对电子的共价键称为三键。 2．由于碳原子的成键特点，在有机物分子中，碳原子总是形成4个共价键，每个碳原子不仅能与氢原子或其他原子(如氧、氯、氮、硫等)形成4个共价键，而且碳原子之间可以形成单键(C—C)、双键(C＝C)、三键(C≡C)。多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链，碳链也可以带有支链，还可以结合成碳环，碳链与碳环也可以相互结合，因此，含有原子种类相同，每种原子数目也相同的分子，其原子可能具有多种不同的结合方式，形成具有不同结构的分子。 说明： (1)在有机物分子中，碳原子仅以单键与其他原子形成4个共价键，这样的碳原子称为饱和碳原子，当碳原子以双键或三键与其他原子成键时，这样的碳原子称为不饱和碳原子。 (2)同种元素的原子间形成的共价键称为非极性键，不同种元素的原子间形成的共价键称为极性键。共价键的极性强弱与两个成键原子所属元素的电负性差值大小有关，电负性差值越大，键的极性就越强。 种类实例含义应用范围 化学式CH4C2H2 (甲烷) (乙炔) 用元素符号表示物质分子组成的式 子。可反映出一个分子中原子的种类 和数目 多用于研究分子晶体 最简式(实验式) 乙烷最简式为CH3， C6H12O6的最简式为 CH2O ①表示物质组成的各元素原子最简 整数比的式子②由最简式可求最简 式量 ①有共同组成的物质②离 子化合物、原子晶体常用它 表示组成 电子式用小黑点等记号代替电子，表示原子 最外层电子成键情况的式子多用于表示离子型、共价型的物质 结构式①具有化学式所能表示的意义，能反 映物质的结构②表示分子中原子的 结合或排列顺序的式子，但不表示空 间构型①多用于研究有机物的性质②能反映有机物的结构，有机反应常用结构式表示 结构简式(示性式) CH3—CH3 (乙烷) 结构式的简便写法，着重突出结构特 点(官能团) 同“结构式”① 球棍模型小球表示原子，短棍表示价键用于表示分子的空间结构 (立体形状) 比例模型用不同体积的小球表示不同原子的 大小用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序
香料香豆素的合成
合成香豆素工作任务 1．香豆素简介 香豆素，熔点：71℃，在自然界中存在于天然的黑香豆、肉桂、薰衣草等植物中，具有强烈的新鲜干草香气，类似黑豆、巧克力香气，全球年产合成香豆素约2000吨左右，主要应用在香皂、化妆品和烟用香精中，在橡胶、医药、电镀等制品中，可用作去臭剂、增香剂和光亮剂，用途极为广泛。 2．香豆素产品开发项目任务书 11.2 合成香豆素工作任务分析 11.2.1合成香豆素分子结构的分析 ①香豆素的分子式：C 9H 6O 2 ②香豆素的分子结构式： O O 不难看出，目标化合物基本结构为苯并环结构（氧杂萘环），其中并环由不饱和内酯构成。 11.2.2香豆素的合成法路线分析 逆向合成分析：拆开内酯环，得到α,β-不饱和酸衍生物，继续拆开双键，可得芳醛和乙酸酐。 相应的合成路线是以水杨醛、乙酸酐为原料，通过珀金（Perkin ）反应制得香豆素。 O C H H C H C O O H OH CHO + CH 3O O CH 3C O Perkin 2 O O 11.2.3 文献中香豆素合成的常见方法 目前香豆素的生产方法较多，典型的主要有： 合成路线一：水杨醛法（珀金反应），与设计路线同。 CH 3COONa O CHO H O O CH 3C O + CH 3O O 该路线工艺简单，收率尚可，为传统香豆素合成方法。 合成路线二：邻甲苯酚法，合成路线如下： ＋ (CH 3CO)2 O O O H C H C O O H O CHO H
此法合成步骤多，而且要用到剧毒的光气，有很大弊端。 还有其他一些合成路线的报道，如美国有人用苯酚和丙烯酸甲酯直接合成香豆素等。综合起来，目前珀金反应合成香豆素具有较大优势，近年来对香豆素合成研究的重点仍集中珀金反应的催化剂上。 下面我们将从水杨醛法合成路线出发，将合成过程中需要考虑的各种因素进行剖析，找出一条相对合适的合成方案，并按此方案进行合成来实际检验方案的可行性。假如采用其他的合成路线，请同学们沿此思路自己剖析，应该不难找出合适的合成方案。 11.2.4香豆素合成过程单元反应及其控制分析 Perkin 缩合反应、内酯化反应是合成过程实施的关键反应，要做好香豆素的合成，就必须对Perkin 缩合反应、内酯化反应过程的情况作详细了解。 1． Perkin 反应过程分析 （1）Perkin 反应 Perkin 反应是不含α-氢的芳香醛（或不含α-氢的脂肪醛)与脂肪酸酐在碱性催化剂作用下缩合，生成β-芳基丙烯酸类化合物的反应。反应通式如下： ++ArCHO (RCH 2CO)2O ArCH=C-COOH R RCH 2COOH 反应实质是酸酐的亚甲基与醛进行羟醛型缩合。碱性催化剂一般是与所用脂肪酸酐相应的脂肪酸盐，有时使用三乙胺可获得更好的收率。羧酸盐属弱碱性催化剂，反应温度要求较高(150～200℃)。水杨醛与乙酸酐缩合即是Perkin 反应的一种。 （2）香豆素Perkin 反应的机理 现有的资料表明，在香豆素合成过程中，Perkin 缩合反应、内酯化反应是在“一锅”中完成的，反应机理为亲核加成反应，具体如下： CH 3C OK CH 3C O + K + 离解 CH C O + CH 3C O O CH 3C O CH 3C O OH + CH 2C O O CH 3C O 氢转移 OH CHO + CH 2C O O CH 3C O C H C H C C O O CH 3 OH （1） +C H O C H H C O C O O CH 3 OH H H O C H C H C O C O O CH 3 OH ； （2） C H H C C O O CH 3 H 2O +H C H C OH + CH 3C OH OH OH 水解 （3）
高中化学 有机化合物的结构特点教案新人教版
第二节有机化合物的结构特点(教学设计) 第一课时 一．有机物中碳原子的成键特点与简单有机分子的空间构型 教学内容教 学 环 节 教学活动 设计意图 教师活动学生活动 ——引 入 有机物种类繁多，有很多有机物的分子 组成相同，但性质却有很大差异，为什 么？ 结构决定性质， 结构不同，性质 不同。 明确研究有机 物的思路：组成 —结构—性质。 有机分子的结构是三维 的设 置 情 景 多媒体播放化学史话：有机化合物的三 维结构。思考：为什么范特霍夫和勒贝 尔提出的立体化学理论能解决困扰19世 纪化学家的难题？ 思考、回答激发学生兴趣， 同时让学生认 识到人们对事 物的认识是逐 渐深入的。 有机物中碳原子的成键 特点交 流 与 讨 论 指导学生搭建甲烷、乙烯、乙炔、苯等 有机物的球棍模型并进行交流与讨论。 讨论：碳原子最 外层中子数是 多少？怎样才 能达到8电子 稳定结构？碳 原子的成键方 式有哪些？碳 原子的价键总 数是多少？什 么叫单键、双 键、叁键？什么 叫不饱和碳原 子？ 通过观察讨论， 让学生在探究 中认识有机物 中碳原子的成 键特点。 有机物中碳原子的成键 特点归 纳 板 书 有机物中碳原子的成键特征：1、碳原子 含有4个价电子，易跟多种原子形成共 价键。 2、易形成单键、双键、叁键、碳链、碳 环等多种复杂结构单元。 3、碳原子价键总数为4。 不饱和碳原子：是指连接双键、叁键或 在苯环上的碳原子（所连原子的数目少 于4）。 师生共同小结。通过归纳，帮助 学生理清思路。
简单有机分 子的空间结 构及 碳原子的成键方式与分子空间构型的关系观 察 与 思 考 观察甲烷、乙烯、乙炔、苯等有机物的 球棍模型，思考碳原子的成键方式与分 子的空间构型、键角有什么关系？ 分别用一个甲基取代以上模型中的一个 氢原子，甲基中的碳原子与原结构有什 么关系？ 分组、动手搭建 球棍模型。填 P19表2-1并思 考：碳原子的成 键方式与键角、 分子的空间构 型间有什么关 系？ 从二维到三维， 切身体会有机 分子的立体结 构。归纳碳原子 成键方式与空 间构型的关系。 碳原子的成键方式与分子空间构型 的关系归 纳 分 析 —C——C= 四面体型平面型 =C= —C≡ 直线型直线型平面型 默记理清思路 分子空间构 型迁 移 应 用 观察以下有机物结构： CH3 CH2CH3 (1) C = C H H (2) H--C≡C--CH2CH3 (3) —C≡C—CH=CF2、 思考：（1）最 多有几个碳原 子共面？（2） 最多有几个碳 原子共线？（3） 有几个不饱和 碳原子？ 应用巩固 杂化轨道与有机化合物空间形状观 看 动 画 轨道播放杂化的动画过程，碳原子成键 过程及分子的空间构型。 观看、思考 激发兴趣，帮助 学生自学，有助 于认识立体异 构。 碳原子的成键特征与有机分子的空间构型整 理 与 归 纳 1、有机物中常见的共价键：C-C、C=C、 C≡C、C-H、C-O、C-X、C=O、C≡N、 C-N、苯环 2、碳原子价键总数为4（单键、双键和 叁键的价键数分别为1、2和3）。 3、双键中有一个键较易断裂，叁键中有 两个键较易断裂。 4、不饱和碳原子是指连接双键、叁键或 在苯环上的碳原子（所连原子的数 目少于4）。 5、分子的空间构型： （1）四面体：CH4、CH3CI、CCI4 （2）平面型：CH2=CH2、苯 （3）直线型：CH≡CH 师生共同整理 归纳 整理归纳 学业评价迁 移 应 展示幻灯片：课堂练习 学生练习巩固
有机化合物波谱解析教案
《有机化合物波谱解析》教案 一、前言 《有机化合物波谱解析》是应用四种谱学方法（紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱）研究和鉴定有机化合物结构相关知识的一门课程。 本课程要求学生掌握四种谱学的基本操作技能，应用提供的信息与化合物结构的对应关系进行相应的结构解析和信号归属。熟悉化合物结构解析的一般方法和程序。了解光谱学发展的最新动态和技术。 理论课授课36学时。 教材选用常建华主编《有机化合物波谱分析》（第三版），科学2011年出版教学目的 1.掌握四种谱学的基本操作技能，应用提供的信息与化合物结构的对应关系进行相应的结构解析和信号归属。 2.熟悉化合物结构解析的一般方法和程序。 3.了解光谱学发展的最新动态和技术。 三、教学重点和难点 1.教学重点 (1).红外、紫外光谱的解析方法。 (2).质谱的解析方法。 (3).1H-NMR、13C-NMR的解析方法。 2.教学难点 (1).四种谱学的原理和规律。 (2).四种光谱学的综合解析。 四、教学方法与手段 1.教学方法 能采用启发式，谈话式、讨论式等一些先进教学方法。并能采取灵活多样的方式教学，注重创新能力培养。全部课程实现了多媒体教学。 2.教学手段 采用多媒体、幻灯、实物投影、分子模型模拟等辅助教学手段。 五、教学容与要求 第一章紫外光谱（第1-2节）课时安排：2学时 [基本容] 介绍课程性质，阐述波谱分析课程，了解其功能和作用，介绍波谱中各种技术在有机化合物监测分析中的角色，充分阐述多谱技术的联合应用的功能和价值。 [基本要求] 熟悉：波谱技术在有机化合物结构检测与分析，尤其是立体结构鉴定中的主要应用。 了解：常规化学检测技术的特点，波谱技术的优缺点。
高二化学《有机化合物的结构特点》习题训练(含答案解析)
有机化合物的结构特点 一、选择题 1．3-甲基戊烷的一氯取代产物的同分异构体有(不考虑立体异构)( ) A ．3种 B ．4种 C ．5种 D ．6种 2．已知化合物B 3N 3H 6(无机苯)与C 6H 6的分子结构相似||，如下图： 则无机苯的二氯取代物B 3N 3H 4Cl 2的同分异构体数目为( ) A ．2种 B ．3种 C ．4种 D ．5种 3．有机物Q 的分子式为C 5H 10O 3||，一定条件下Q 遇NaHCO 3、Na 均能产生气体||，且生成气体体积比(同温同压)为1∶1||，则Q 的结构最多有( ) A ．12种 B ．10种 C ．8种 D ．7种 4．能说明苯分子的平面正六边形结构中||，碳碳键不是单、双键交替相连的事实是( ) A ．苯的一氯取代产物无同分异构体 B ．苯的邻位二氯取代产物只有1种 C ．苯的间位二氯取代产物只有1种 D ．苯的对位二氯取代产物只有1种 5．四联苯的一氯代物有( ) A ．3种 B-4种 C ．5种 D||，6种 6．下列说法中不正确的是( ) A ．相对分子质量相同||，组成元素的百分含量相同的不同有机物一定是同分异构体关系 B ．碳原子数相同、结构不同的烷烃一定是互为同分异构体关系 C ．两有机物互为同系物||，则它们也是互为同分异构体关系 D ．碳原子数≤10的烷烃||，其一氯代物没有同分异构体的烷烃有4种 7．下列化学用语使用正确的是( ) A ．氢氧化钠的电子式： B ．羰基硫（COS ）的结构式：O ＝ C ＝S C ．质量数为37的氯原子：17 37Cl D ．乙烯的结构简式：CH 2CH 2 8．邻甲基苯甲酸()有多种同分异构体||，其中属于酯类||，且分子结构中有甲基和苯环的异构体有( ) A ．3种 B ．4种 C ．5种 D ．6种 9．用相对分子质量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子所得的芳香族产物数目为( ) A ．3种 B ．4种 C ．5种 D ．6种 10．化学式为C 5H 7Cl 的有机物||，其结构不可能是( ) A ．只含一个双键的直链有机物 B ．含有两个双键的直链有机物 C ．含有一个双键的环状有机物 D ．含有一个三键的直链有机物 11．1 mol 某烃在氧气中充分燃烧||，需要消耗氧气179.2 L(标准状况下)||。它在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物||。该烃的结构简式是( ) A ． B ．CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3 C ． D ． 二、非选择题 1．2019年||，国家药品监督××局发布通告暂停使用和销售含苯丙醇胺的药品制剂||。苯丙醇胺(英文缩写PPA)结构简式如下： CH 3CH 2CHCH 3CH 3
最新有机化合物的结构表征方法关系与区别教程文件
一、 在研究有机化合物的过程中，往往要对未知物的结构加以测定，或要对所合成的目的物进行验证结构。其经典的方法有降解法和综合法。降解法是在确定未知物的分子式以后，将待测物降解为分子较小的有机物，这些较小的有机物的结构式都是已知的。根据较小有机物的结构及其他有关知识可以判断被测物的结构式。综合法是将已知结构的小分子有机物，通过合成途径预计某待测的有机物，将合成的有机物和被研究的有机物进行比较，可以确定其结构。经典的化学方法是研究有机物结构的基础，今天在有机物研究中，仍占重要地位。但是经典的研究方法花费时间长，消耗样品多，操作手续繁。特别是一些复杂的天然有机物结构的研究，要花费几十年甚至几代人的精力。 近代发展起来的测定有机物结构的物理方法，可以在比较短的时间内，用很少量的样品，经过简单的操作就可以获得满意的结果。近代物理方法有多种，有机化学中应用最广泛的波谱方法是紫外和可见光谱，红外光谱，以及核磁共振谱（氢谱、碳谱），一般简称“四谱”。 二、经典化学方法 1、特点：以化学反应为手段一种分析方法 2、分析步骤 （1）测定元素组成：将样品进行燃烧，观察燃烧时火焰颜色、有无黑烟、残余，再通过化学反应，检测C、H、O等元素含量，得到化学式 （2）测定分子摩尔质量：熔点降低法、沸点升高法 （3）溶解度实验：通过将样品加入不同试剂，观察溶解与否，来进行结构猜测 （4）官能团实验：通过与不同特殊试剂反应，判断对应的官能团结构（例：D-A反应形成具有固定熔点的晶体——存在共轭双烯） （5）反应生成衍生物，并与已知结构的衍生物进行比较。
三、现代检测技术 （一）紫外光谱(Ultraviolet Spectra,UV)(电子光谱) 1、基本概念 （1）定义：紫外光谱法是研究物质分子对紫外的吸收情况来进行定性、定量和结构分析的一种方法。 （2）特点：UV主要产生于分子价电子在电子能级间的跃迁，并伴随着振动转动能级跃迁，是研究物质电子光谱的定量和定性的分析方法。属于电子光谱（分子光谱），为连续带状。 （3）光吸收定律：朗伯—比尔定律 当用一波长为λ强度为I0的光通过宽度为b(cm)的透明溶液时，其透过光的强度为I，则物质的吸光度A与溶液中物质的浓度c成正比。 A=-㏒T=㏒I0/I=εbc 上式为紫外—可见吸收光谱的定量依据。 2、有机化合物电子跃迁类型 紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子在电子能级间跃迁而产生的。按分子轨道理论，在有机化合物分子中，存在下列几种不同性质的价电子： ①形成单键的电子：σ键电子 ②形成双键的电子：π键电子 ③O、S、N、X等含有未成键的孤对电子：n电子或p电子。 常温下这些价电子都在成键轨道上，当分子吸收一定能量后，上述价电子将跃迁到较高能级，此时电子占据的轨道称反键轨道。而这种特定的跃迁是同分子内部结构有密切关系。因此，有机化合物的电子跃迁类型主要有下列几种： 1. σ→σ* 2. n→σ* 3. π→π* 4. n→π*
有机化合物的结构特点
《有机化合物的结构特点》课后练习 1．(双选)以下有关碳原子的成键特点的说法正确的是() A．在有机化合物中，碳原子一般以四个共用电子对与另外的原子形成四个共价键 B．在有机化合物中，碳元素只显－4价 C．在烃中，碳原子之间只形成链状 D．碳原子既可形成有机化合物，也可形成无机物 【解析】在有机化合物中，碳元素不一定只显－4价，如在CH3Cl中，碳显－2价，B项错误；在烃中碳原子之间也可以形成环状，如环已烷，C项错误。 【答案】AD 2．下列结构式从成键情况看不合理的是() 【解析】根据几种原子的成键特点分析：碳原子和硅原子形成4个共价键，氢原子形成1个共价键，氧原子形成2个共价键，氮原子形成3个共价键，D中C、Si成键不合理。 【答案】 D 3．下列各组物质中属于同分异构体的是()
【解析】因为苯分子中不存在单双键交替的结构，而是一种特殊的化学键，因此A 项中两种结构简式表示的是同一种物质。B项也是同种物质。C项中两种结构可认为是CH4分子中的两个氢原子被—CH3取代，甲烷的二取代物只有一种结构，故C项中两种结构表示同一种物质。D项中两物质分子式相同，但碳架结构不同，互为同分异构体。 【答案】 D 4．下列说法中正确的是() A．相对分子质量相同，组成元素也相同的化合物一定是同分异构体 B．凡是分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质，彼此一定是同系物 C．两种物质的组成元素相同，各元素的质量分数也相同，则两者一定是同分异构体D．分子式相同的不同有机物一定互为同分异构体 【解析】A项，分子式不一定相同，如C10H8与C9H20，A错；互为同系物必须满足两个条件：①结构相似，②在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，两者缺一不可，B 错；对于C项则仅是最简式相同，分子式不一定相同；D中明确了物质的分子式相同，却又是不同的化合物，则必然是同分异构体，满足同分异构体的条件，故D正确。 【答案】 D 5．下列式子是某学生书写的C5H12的同分异构体的结构简式()
香豆素衍生物的合成文献
中药学专业毕业环节 文献综述 论文题目香豆素衍生物的合成 姓名 学号 班级 指导教师
二O一五年三月
1 香豆素概述 香豆素母核为苯骈α-吡喃酮，环上常有取代基，根据取代基的类型和位置可分为简单香豆素、呋喃香豆素、吡喃香豆素和其他香豆素等。 1.1 简单香豆素 简单香豆素是指仅在苯环上有取代，而且7位羟基与其6位或者8位没有形成呋喃或吡喃环的香豆素。取代基可以是羟基、甲氧基等。如伞形花内酯、当归内酯、七叶内酯都属于简单香豆素。 1.2 呋喃香豆素 呋喃香豆素是指香豆素母核的7位羟基与6位或8位异戊烯基缩合形成呋喃环的一类香豆素化合物。若7位羟基与6位异戊烯基形成呋喃环时，结构中的呋喃环、苯环和α-吡喃酮环处于一条直线上，则称为线型呋喃香豆素。若7位羟基与8位异戊烯基形成呋喃环时时，结构中的呋喃环、苯环和α-吡喃酮环处于一条折线上，则称为角型呋喃香豆素。 1.3 吡喃香豆素 吡喃香豆素是指香豆素母核的7位羟基与6位或8位异戊烯基缩合形成吡喃环的一类香豆素化合物。若7位羟基与6位异戊烯基形成吡喃环时，结构中的吡喃环、苯环和α-吡喃酮环处于一条直线上，则称为线型吡喃香豆素。若7位羟基与8位异戊烯基形成吡喃环时时，结构中的吡喃环、苯环和α-吡喃酮环处于一条折线上，则称为角型呋喃香豆素。 1.4 其他香豆素 不属于以上三类的香豆素皆属于此类。主要是指α-吡喃酮环上有取代的香豆素化合物和香豆素的二聚体、三聚体等。 2 香豆素的性质及应用 香豆素广泛存在于各种植物、动物、微生物中，于19世纪20年代第一次从零陵香豆中分离获得[1]。随着分离、分析技术、合成方式和研究手段的进步，人类对香豆素的了解逐渐加深，提取与合成也趋于方便、高效、快捷。至今，人们已可从自然界分离或人工合成香豆素其衍生物共计1200余种[2]。由于其结构简单、易合成、具有多种良好的生物活性等优点，被广泛用于香料、医药、农药等
大环化合物的重要意义
目录 1 引言 (1) 2 大环化合物发展主流：超分子化学 (1) 2.1 冠醚 (2) 2.2环糊精 (2) 2.3 杯芳烃 (3) 2.4 葫芦脲 (4) 3 在药物方面，大环化合物的重要地位 (5) 3.1 抗菌药物 (5) 3.1.1 大环内酯类 (5) 3.1.2环肽类 (6) 3.1.3 氮杂大环类 (7) 3.2 抗肿瘤药物 (7) 3.2.1阻断微管形成与聚集的药物 (7) 3.2.2 作用于核糖体亚单位 (8) 4 大环化合物的组装研究取得新进展 (9) 5 结语与展望.................................. 错误！未定义书签。参考文献：. (11)
大环化合物的重要意义 作者：石娟指导老师：庞韬 (安庆师范学院化学化工学院，安庆 246011) 摘要：大环化合物在药物的研发和超分子化学领域有着相当重要的意义。在很多新型药物研发的进程中，大环化合物类药物一向都是医药学领域的较为常见研究对象。除外，大环化合物还是主-客体化学研究方面的重要媒介，是超分子化学的重要组成部分。还有些具有机械连接的分子在分子马达方面也有潜在的应用。大环化学的发展不仅仅是化学领域研究一个新的里程碑，也是给其他的学术研究领域带来了新的气息。 关键字：大环化合物；药物研发；超分子化学；分子马达 1引言 近几年大环化学的研究和发展甚是迅速。冠醚、环肽、环糊精、卟啉、大环多胺等众多种类的大环化合物在很多领域，如分子识别、超分子自组装和仿生研究，甚至在药学等领域也得到广泛研究与应用,这些中尤其引人注目的是在医药领域的研究与开发。很多大环类化合物作为抗菌、抗肿瘤等药物在临床上很是常见, 而且现在的研究更是日益活跃。具有机械连接的分子如索烃和轮烷等也特别受到人们的关注，是因为它们在分子马达等方面有很多潜在应用。尽管有关索烃和轮烷结构的化合物的报道已有很多,但由于特殊的结构，由单个分子笼构筑的聚索烃和聚轮烷结构的化合物在当前仍要面临巨大挑战。至今为止，国际上有关一维和三维的聚索烃的报道分别只有两例和一例。 2大环化合物发展主流：超分子化学 分子化学的发展和大环化合物（例如：冠醚、环糊精、杯芳烃、葫芦脲等[1-3]）的发展是紧密联系在一起的。上世纪30年代莱恩对各种类型的穴醚化合物的络合作用深入研究时，提出了“超分子”和“超分子化学”概念。当时他认为象酶和底物的识别作用一样, 在选择性传递过程中, 接受体和底物一样也有着识别作用,这个发现对深入研究很多生物化学过程都有着极为重要的意义。尽管如此，可是仅以由共价键结合的分子化学是很难合成较为理想的分子接受体的,只有当接受体具备有络合分子或离子的
香料香豆素的合成
香料香豆素的合成 实验目的：掌握杂环化合物的基本原理和了解化学法合成香料类化合物的方法。实验原理：本实验合成香豆素3—羧酸是用水杨醛和丙二酸二乙酯在弱碱六氢吡啶的催化下进行诺文葛尔缩合成酯，再经碱水解、酸化完成。其反应过程如下： 实验步骤 1、香豆素-3-羧酸乙酯 在100ml圆底烧瓶中放置 5.0g水杨醛（0.041mol）7.2g丙二酸二乙酯（0.045mol）和25ml无水乙醇。再用滴管滴入约0.5ml六氢吡啶和两滴冰醋酸，加入几滴沸石后装上球形冷凝管并在冷凝管顶端装以氯化钙干燥管，在水浴上加热回流2h。待稍冷后，拆去干燥管，从冷凝管顶端加20ml冷水，除去冷凝管，将烧瓶置于冰浴中冷却，使结晶析出完全。抽滤，晶体用冷的50%乙醇洗涤2-3次（每次约1ml）。粗产品为白色晶体，经干燥后重6.5g。产率为73%，熔点92～93℃。 2、香豆素-3-羧酸 在100ml圆底烧瓶中放4.0g氢氧化钾（0.071mol）、10ml水、20ml 95%乙醇和4.0g香豆素-3-羧酸乙酯（0.018mol），装上球形冷凝管，用水浴加热至酯溶解后，在微沸15min。停止加热后，将烧瓶置于温水浴中。用液管吸取温热反应液，逐滴滴入盛有10ml浓盐酸和50ml水德250ml锥形瓶中，边滴边缓缓摇动锥形瓶。加完后，将锥形瓶置于冰水浴中冷却，使晶体完全析出。 过滤，晶体用少量冰水洗涤。干燥，熔点188～189℃（分解），产量3.3g（产率为95%）。 反应的主要方程式为：
结果与讨论： 按步骤1操作生成的香豆素-3-羧酸乙酯干燥后称重为7.2g，产率为81%，按步骤2操作得到的产品香豆素-3-羧酸干燥后称得重量3.2g，产率为92%。所以用诺文葛尔酯缩合反应合成香豆素-3-羧酸的产率为75%。 实验中所用到的水杨醛、丙二酸二乙酯、哌啶对眼睛、皮肤均有强烈的刺激作用，此外丙二酸二乙酯遇水能极易水解生成酸性较强的丙二酸，对皮肤有腐蚀作用。因此，在操作过程中应避免这类药品接触皮肤。 由于丙二酸二乙酯易水解，在步骤1中应保证反应器的干燥，所以在回流管上端应装上除水装置。 由于哌啶的氮原子上有孤对电子，容易结合质子，会降低氮原子的亲核性，如果系统中存在非丙二酸酯类型的质子氢（假如系统中有水存在就会让冰乙酸电离出质子氢，从而与丙二酸酯起竞争和抑制作用），但在该反应中冰乙酸的量很少，对反应造成的影响不大，但是会降低反应进行的速率，所以实验中必须避免水分的介入。此外，哌啶易氧化，反应中以避免冰乙酸脱水成酸酐，从而氧化哌啶。因此，反应温度不能过高，控制在回流阶段。 实验的目标产物是香豆素-3-羧酸，但是步骤的第二步操作中，生成产物香豆素-3-羧酸的实际产量恐怕没有计算的那样高，可能在产物中还混有部分香豆 素（），由于香豆素-3-羧酸（）β位上羰基的影响，容易脱羧，生成香豆素。