劉 宇

(四川省瀘州市瀘縣二中 646106)

有機(jī)化學(xué)反應(yīng)與無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)有著本質(zhì)上的區(qū)別，即有機(jī)反應(yīng)發(fā)生時(shí)并未將反應(yīng)物的舊化學(xué)鍵全部斷裂，僅僅是官能團(tuán)的特殊化學(xué)鍵斷裂與重新形成.高中有機(jī)化學(xué)常見的反應(yīng)類型包括取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、消去反應(yīng)、加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)等.但是生產(chǎn)、生活中涉及有機(jī)反應(yīng)遠(yuǎn)不止這些，因此試題中出現(xiàn)的有機(jī)反應(yīng)信息的正確解讀，成為試題正確解答的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這類試題也逐漸成為熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題.

一、類似化學(xué)反應(yīng)原理的剖析

1．類取代反應(yīng)

例1 美日三名化學(xué)家[理查德·赫克(美)、根岸榮一(日)、鈴木章(日)利用鈀(Pd)作催化劑，將有機(jī)化合物進(jìn)行“裁剪”、“縫合”，創(chuàng)造出具有特殊功能的新物質(zhì)而榮獲2010年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).赫克反應(yīng)(Heck reaction)的通式可表示為(R—X中的R通常是不飽和烴基或苯環(huán)；R′CH=CH2通常是丙烯酸酯或丙烯腈等)：

現(xiàn)有A、B、C、D等有機(jī)化合物有如圖1所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：

圖1

請(qǐng)回答下列問題：

(3)寫出D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(必須表示出分子的空間構(gòu)型)____.

思路分析CH2=CH-CN在酸性溶液中反應(yīng)生成C3H4O2酸性物質(zhì)，即是丙烯酸(CH2=CH-COOH)，進(jìn)一步與CH3OH在H2SO4催化作用下酯化得到CH2=CH-COOCH3，該過程與題干有關(guān)赫克反應(yīng)信息吻合.結(jié)合赫克反應(yīng)可知，反應(yīng)中苯環(huán)與溴原子之間的化學(xué)鍵斷裂，溴原子與丙烯酸酯分子中雙鍵碳原子連接氫組合成氫溴酸，溴苯余下苯環(huán)與雙鍵碳原子結(jié)合即是D.

能力提升類取代反應(yīng)與取代反應(yīng)從反應(yīng)本質(zhì)上與取代反應(yīng)相同，有機(jī)物分子中某原子(團(tuán))被其他原子(團(tuán))占據(jù)了位置.這些反應(yīng)在有機(jī)框圖中以信息的形式呈現(xiàn)，同時(shí)受到框圖中前后物質(zhì)的約束，在解題時(shí)結(jié)合信息解答即可，無(wú)需在目前考慮斷鍵與成鍵的緣由.

2．類加成反應(yīng)

加成反應(yīng)是指有機(jī)物分子中的不飽和鍵(雙鍵或三鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng).

例2 (2017·全國(guó)卷Ⅰ，36節(jié)選)化合物H是一種有機(jī)光電材料中間體.實(shí)驗(yàn)室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如圖2所示.

圖2

已知：

RCH=CHCHO+H2O

回答下列問題：(3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____.

(4)G為甲苯的同分異構(gòu)體，由F生成H的化學(xué)方程式為____.

答案：

(3) CCCOOH (4) CCCOOC2H5 +催化劑→

，結(jié)合已知②，容易寫出由F生成H的化學(xué)方程式，從而可順利回答前4問.

二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的選擇

1．特殊官能團(tuán)的保護(hù)

例3 (2017·天津卷8節(jié)選)2-氨基-3-氯苯甲酸(F)是重要的醫(yī)藥中間體，其制備流程如下：

回答下列問題：

(3)該流程未采用甲苯直接硝化的方法制備B，而是經(jīng)由①②③三步反應(yīng)制取B，其目的是____.

(4)寫出⑥的化學(xué)方程式： ____，該步反應(yīng)的主要目的是____.

答案:(3)避免苯環(huán)上甲基對(duì)位的氫原子被硝基取代(或減少副產(chǎn)物，或占位)

思路分析(3)甲苯受甲基的影響導(dǎo)致苯環(huán)上甲基鄰、對(duì)位的氫原子變得活潑，容易發(fā)生取代反應(yīng)；從流程看反應(yīng)①是在甲基苯環(huán)的對(duì)位引入—SO3H，反應(yīng)②引入硝基，而反應(yīng)③又去掉了—SO3H.可見若采用甲苯直接硝化的方法制備B，會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物.(4)從圖可知反應(yīng)⑥發(fā)生的是取代反應(yīng)：

反應(yīng)⑦⑧使用的濃硫酸和液氯均有強(qiáng)氧化性，⑥的主要目的是保護(hù)氨基.

歸納總結(jié)有機(jī)路線的選擇除了考慮碳鏈的變化、官能團(tuán)的變更外，還需要注意在這些變化過程中官能團(tuán)之間的相互影響，一般考慮一下問題：(1)官能團(tuán)的保護(hù)：某些基團(tuán)具有還原性或者氧化性，在過程中易被氧化或者還原，可將官能團(tuán)進(jìn)行轉(zhuǎn)化后者在后續(xù)過程中引入；(2)苯環(huán)位置的選擇：苯環(huán)不同位置引入原子(團(tuán))時(shí)，雖有難易差別，因此不需要引入的位置可先用其他原子(團(tuán))占據(jù)位置，隨后消除即可.

2．主、副反應(yīng)的選擇

例4 有機(jī)化學(xué)反應(yīng)因反應(yīng)條件不同，可生成不同的有機(jī)產(chǎn)品.例如：

(X為鹵素原子)

②苯的同系物與鹵素單質(zhì)混合，若在光照條件下，側(cè)鏈上氫原子被鹵素原子取代；若在催化劑作用下，苯環(huán)上的氫原子被鹵素原子取代.

(3)反應(yīng)④的化學(xué)方程式為(有機(jī)物寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并注明反應(yīng)條件)：____.

(4)工業(yè)生產(chǎn)中，中間產(chǎn)物A須經(jīng)反應(yīng)③④⑤得D，而不采取直接轉(zhuǎn)化為D的方法，其原因是____.

答案：(3)

誤區(qū)警示有機(jī)反應(yīng)存在副反應(yīng)，而且主副反應(yīng)所占比重并不太大，因此副反應(yīng)帶來(lái)的副產(chǎn)物的量是很大的，因此反應(yīng)條件的選擇和控制在實(shí)際生產(chǎn)中意義重大.

參考文獻(xiàn)：

[1]陳世華.聚焦有機(jī)化學(xué)“潛規(guī)則”[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)(高中版),2011(03).