마인드 맵 갤러리 유기화학
기본 개념, 스펙트럼 분석, 반응 메커니즘, 생체분자, 탄소 음이온, 산 유도체 등을 포함한 기초 유기화학을 집대성합니다.
2023-12-15 17:22:54에 편집됨이것은 (III) 저산소증-유도 인자 프롤릴 하이드 록 실라 제 억제제에 대한 마인드 맵이며, 주요 함량은 다음을 포함한다 : 저산소증-유도 인자 프롤릴 하이드 록 실라 제 억제제 (HIF-PHI)는 신장 빈혈의 치료를위한 새로운 소형 분자 경구 약물이다. 1. HIF-PHI 복용량 선택 및 조정. Rosalasstat의 초기 용량, 2. HIF-PHI 사용 중 모니터링, 3. 부작용 및 예방 조치.
이것은 Kuka Industrial Robots의 개발 및 Kuka Industrial Robot의 모션 제어 지침에 대한 마인드 맵입니다. 주요 내용에는 쿠카 산업 로봇의 역사, 쿠카 산업 로봇의 특성, 쿠카 산업 로봇의 응용 분야, 2. 포장 프로세스에서 쿠카 로봇은 빠르고 일관된 포장 작업을 달성하고 포장 효율성을 높이며 인건비를 줄입니다. 2. 인건비 감소 : 자동화는 운영자에 대한 의존성을 줄입니다. 3. 조립 품질 향상 : 정확한 제어는 인간 오류를 줄입니다.
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유기화학
기본 개념
화합물 명명
공통 명칭
n-헵탄, 이소프로필 알코올
숙신산, 타르타르산
체계적 명명법(IUPAC)
주요 작용기 결정: -COOH>-SO3H>-CO2R>-COX>-CONH2>-(C=O)2O>-CN>-CHO>-C=O>-OH(alcohol)>-OH(페놀) )> -NH2>-OR>알킨>알켄>-R>-X>-NO2>-NO
주 사슬 결정: 더 많은 주 작용기 → 더 긴 주 사슬 → 더 많은 측쇄 → 더 작은 측쇄 → 각 측쇄에 더 많은 탄소 원자 → 더 적은 측쇄 가지
최소급수 원리: 치환기의 위치를 가능한 한 작게 만든다
순서규칙 : 원자번호순으로 정렬, 소그룹순으로 정렬 (영어명칭은 영어 알파벳순)
특수 구조물의 명명
브리지 링: 브리지헤드 카본부터 번호가 매겨지며, 큰 링부터 작은 링까지 번호가 매겨집니다. 브리지헤드 카본은 계산되지 않습니다. 예: 이환식 [1.1.0] 부탄
스피로 고리: 작은 고리부터 큰 고리까지 스피로 원자에 인접한 탄소부터 번호가 매겨지며 스피로 원자의 개수가 계산됩니다. 예: 스피로 [4.5] 데칸
바이페닐(Biphenyl) : 교두보 탄소부터 번호가 매겨지며, 두 번째 벤젠고리 번호에 ''를 붙인다.
헤테로사이클(Heterocycle): 헤테로원자부터 시작하여 번호가 매겨짐. 헤테로원자가 여러 개인 경우 O, S, Se, Te, N, P, As, Sb, Bi, Ge, Sn, Pb, B 및 Hg에 따라 배열됨(대략적인 규칙) : 낮은 원자가에서 높은 원자가로, 원자 번호가 작은 것에서 큰 것까지)
화학 결합
원자 궤도 이론: 파울리 배제 원리(각 궤도는 최대 2개의 전자를 수용할 수 있음), 최소 에너지 원리(전자는 저에너지 궤도를 먼저 차지함), Hund의 법칙(축퇴 궤도는 두 번째 전자를 수용하기 전에 각각 하나의 전자로 채워져야 함) )
화학결합: 이온결합(전기음성도차>1.7), 공유결합(전기음성도차<0.6), 금속결합
원자가 결합 이론: 원자가, 궤도 혼성화
분자 궤도 이론: 결합 궤도, 반결합 궤도
극성: 쌍극자 모멘트 μ = 전하 값 q * 두 전하 중심 사이의 거리 d, 방향은 양전하에서 음전하로
공유결합의 결합길이(단일결합 > 공액이중결합 > 이중결합 > 삼중결합), 결합각(정사면체의 경우 109.5°), 결합에너지(결합해리에너지, 평균결합에너지)
형태
시스-트랜스 이성질체: Z(시스), E(트랜스)
광학 이성질체
비선광도(=선광도/튜브 길이/시험 용액의 밀도), 분자 비선광도(비선광도*분자량/100)
상대 구성(D-글리세르알데히드는 D, L-글리세르알데히드는 L)
절대 배열(수소가 가장 멀리 있고, 다른 그룹은 큰 것부터 작은 것 순으로, 시계 방향 R, 시계 반대 방향 S)
거울상 이성질체 초과 ee(적분 면적 차이/면적 합계), 부분입체 이성질체 초과 de
형태: 회전 에너지 장벽, 형태 분포, 적도 결합 e, 직립 결합 a
산-염기 이론
양성자 이론: 짝산과 염기, 양성자를 제공할 수 있는 것은 산이다
전자 이론: 루이스 산, 산은 전자를 받아들일 수 있습니다
부드럽고 단단한 산-염기 이론
크기가 작고 전하수가 높으며 분극성이 낮은 중심 원자는 경산입니다.
전기음성도가 높고 분극도가 낮으며, 산화되기 어려운 단단한 염기 원자
스펙트럼 분석
자외선(UV)
원리: 전자 전이, △E=hv
몰 흡수 계수 k: 전자 전이 확률에 의해 결정됩니다. 원자핵에 의한 전자의 결합이 작을수록 k 값은 커집니다. 일반적으로 π→π* 전이의 k 값은 크고, n→π* 전이의 k 값은 더 작습니다.
영향을 미치는 요인: 발색단(ππ 접합) 및 보조발색단(p-π 접합), 입체 장애, 용매, PH
보조 색상 효과: p-π 공액은 흡수 파장을 더 긴 파장으로 이동시키고 색상을 심화시킵니다. -OH, -OR, -NH2-NR2, -SR, -X 등은 모두 보조 색상 그룹입니다.
적외선(IR)
원리: 분자 진동 에너지 준위 전환
감지: 푸리에 변환 분광계(FTS), 가스, 액체 및 고체 측정 가능
기능군 영역(4000~1350cm-1), 지문 영역(1350~650-1)
영향을 미치는 요소: 전자 효과, 진동 결합, 시료 상태(고체, 액체, 기체), 테스트 조건
핵자기(NMR)
원리 : 원자력 상태전이(스핀양자수, 포화, 이완)
감지: 고주파수를 사용하는 기기는 분해능이 좋고 감도가 높습니다. 소인 주파수, 소인장(전자파 주파수 고정, 자기장 강도 변경)
화학적 이동
차폐효과, 차폐효과
영향 요인: 전기 음성도, 이방성, 수소 결합(주로 벗겨지는 효과 발생), 용매 효과(활성 수소에 큰 영향), 반 데르 발스 효과(핵간 거리가 반 데르 발스 반경보다 작아서 벗겨지는 효과 발생)
결합 상수
스핀 커플링 조건:
양성자 자기는 동일하지 않습니다
양성자 사이의 거리는 단일 결합 3개를 초과하지 않습니다. (이중 결합 또는 삼중 결합을 삽입하면 원격 결합이 발생할 수 있습니다.)
결합 상수 J = 분할 피크 거리 * 스위핑 필드 주파수(결합 상수는 외부 자기장의 변화에 따라 변하지 않음)
벤젠고리: J(1-2)=7~10, J(1-3)=0~3
알켄: 3J cis=11~14, 3J trans=11~18
스펙트럼 해석
1차 스펙트럼: n 1 규칙을 따르며(이는 두 양성자 그룹의 화학적 이동 차이 Δν를 결합 상수 J≥6으로 나눈 경우에만 해당됨) 동일한 핵 그룹이 자기적으로 동일합니다.
고급 스펙트럼(Advanced Spectrum): 1차 스펙트럼의 조건을 충족하지 않고 결합상수와 화학적 이동을 계산하기 위해 복잡한 계산이 필요한 수소 스펙트럼.
불순물 피크
용매 피크
회전 가장자리 피크: 샘플 튜브의 회전에 의해 생성됨
13C 동위원소 가장자리 피크: 13C와 결합하여 생성되며 농도가 매우 높을 때만 표시됩니다.
탄소 스펙트럼
결합 스펙트럼은 복잡하며 일반적으로 스펙트럼을 분리하는 데 양성자가 사용됩니다.
13C 스펙트럼의 특징: 적분 없음, 큰 화학적 이동(명백한 특징), 13C-13C 결합을 고려할 필요가 없음, 긴 완화 시간, 약한 스펙트럼 선 강도
DEPT(135°) 스펙트럼: 레벨 1 탄소, 레벨 3 탄소에는 위쪽 피크가 있고, 레벨 2 탄소에는 아래쪽 피크가 있으며, 레벨 4 탄소에는 피크가 없습니다.
DEPT(90°) 스펙트럼: 3차 탄소 피크만 나타납니다.
2차원 스펙트럼
NOESY(즉, 2차원 NOE): 상관 피크는 둘 사이의 화학 결합 수에 관계없이 코어와 코어 사이의 공간적 거리 관계를 반영합니다.
H-H COSY: 상관 피크는 3J 결합 관계를 반영합니다. 때때로 3J가 매우 작은 경우(예: 2면각이 90°에 가까우면 3J가 매우 작습니다). , 해당 교차 피크가 없을 수 있습니다.
ROESY: 불완전한 상관 피크는 공간적 인접 관계를 나타내며 일부는 결합 관계를 반영합니다.
질량분석법(MS)
원리: 이온 조각의 질량 대 전하 비율
기기: 질량분석기
사중극자 질량분석기, 자기질량분석기, 비행시간형 질량분석기, 푸리에 변환 이온 사이클로트론 공명 질량분석기, 이온 트랩 질량분석기
이온 소스: 전자 충격 소스(EI 소스), 고속 원자 충격 소스(FAB 소스)
스펙트럼 해석
질소 규칙: 짝수 질소의 분자량은 짝수이고, 홀수 질소의 분자량은 홀수입니다.
동위원소 피크: 35Cl: 37Cl=3:1, 79Br: 81Br=1:1
조각 이온으로 조각화
산소 양이온 생성: 알데히드와 케톤은 산소 양이온을 생성한 후 α-절단을 거치고, 알코올과 에테르는 산소 양이온을 생성한 후 β-절단을 수행합니다.
탄수화물 생성: 일반 벤질 유형, 알릴 유형, 3차 탄소 양이온
안정적인 중성 소분자를 제거합니다(종종 재배열이 동반됨).
반응 메커니즘
전기 효과
유도 효과
전자 흡인 그룹: NO2>C=O>SO2>COOR>CN>F>Cl>Br>I>C three C>OCH3>OH>C6H5>C=C>H
전자 공여 그룹: (CH3)3C>(CH3)2CH>CH3CH2>CH3>H
활용 효과
전자 흡인 접합 효과: -NO2, -CN, -COOH, -CHO, -COR
전자 기증 공액 효과: -NH2(R),-NHCOR,-OH,-OR,-OCOR,Ph
반응 유형
자유 라디칼 반응
뚜렷한 용매 효과가 없으며 산과 알칼리에는 뚜렷한 효과가 없습니다. 산소는 자유 라디칼을 소비하고 반응에서 유도 기간을 유발합니다.
자유 라디칼 안정성: 3°C·>2°C·>1°C·>H3C·(결합 해리 에너지가 낮을수록 자유 라디칼이 더 안정함)
친핵성 반응
탄수화물 안정성: 3°>2°, 알릴>1°>CH3
친핵성
양성자성 용매: RS-≒ArS->CN->I->NH3(RNH2)>RO-≒OH->N3->Br->ArO->Cl->F->H2O
쌍극자 용매: F->Cl->Br->I-
이탈기 특성: p-니트로벤젠술폰산>벤젠술폰산>Tos>I>OH2≒Br>Cl>F
SN1
전자 효과와 입체 장애 모두 반응 속도에 영향을 미치고 친핵체의 친핵성은 거의 영향을 미치지 않으며 양성자성 용매는 반응에 도움이 됩니다.
Winstein 이온쌍 메커니즘: SN1에서 생성물의 불완전한 라세미화를 설명하는 데 사용됩니다.
SN2
주된 이유는 입체 장애가 반응 속도에 영향을 미치고, 친핵체 시약의 친핵성이 큰 영향을 미치며, 쌍극성 용매가 반응에 도움이 되기 때문입니다(양성자성 용매는 친핵체 시약을 쉽게 용매화함)
SN1과 SN2가 경쟁합니다.
1차 할로겐화 탄화수소는 SN2에 걸리기 쉽고, 3차 할로겐화 탄화수소는 SN1에 걸리기 쉽고, 2차 할로겐화 탄화수소는 그 사이 어딘가에 있습니다.
벤질 할라이드와 알릴 할라이드는 SN1 또는 SN2일 수 있으며 디페닐 할라이드와 트리페닐 할라이드는 SN1에 따라 반응합니다.
에틸렌 및 벤젠 할로겐화물은 친핵성 반응을 일으키지 않습니다.
교두보 탄소에 연결된 할로겐은 친핵성 반응을 일으키기가 어렵습니다.
SN2는 E2와 경쟁합니다
시약은 알칼리성이 높고 농도가 높고 부피가 크며 반응 온도가 높아 E2에 유리합니다.
이 시약은 친핵성이 강하고 알칼리성이 약하며 크기가 작아 SN2에 유리합니다.
SN1과 E1이 경쟁합니다
이 시약은 친화력이 강하고 입체 장애가 작아 SN1에 유리합니다.
이 시약은 알칼리성이 높고 입체 장애가 커서 E1에 도움이 됩니다. (일반적으로 E1은 3차 용매가 극성 용매에 용해되는 경우에만 발생합니다.)
친전자성 반응
방향족 친전자성 치환
방향족 양이온의 메커니즘: 활성화기, 부동태화기, 위치 효과
SE1 메커니즘(단일 분자 친전자성 치환)
알켄의 친전자성 첨가
재배열하다
재배열: 알킬 리튬 또는 LDA는 에테르를 2차 알코올로 재배열합니다.
하위 주제
하위 주제
보호 그룹
수산기 보호
벤질 클로로메틸 에테르(BOM)
THP: 알칼리에 강하지만 산에 강하지 않음(비양자성산에 대해 일정한 안정성을 가짐)
Tos: 산에 안정함, 제거를 위해 HBr/PhOH 또는 Mg/MeOH 사용
실리콘:
실릴 에테르의 차이점은 주로 입체 저항과 전기적 특성의 차이에 있습니다. 입체 장애가 작은 산성 물질은 더 빠르게 탈보호할 수 있는 반면, 입체 장애가 큰 물질은 선택적으로 1차 알코올을 보호할 수 있습니다.
HMDS에 TMS 보호를 사용할 때 소량의 요오드를 첨가하여 촉매화할 수 있습니다.
느리게 반응하는 2차 및 3차 알코올의 경우 2,6-디메틸피리딘 또는 DMAP를 촉매로 사용할 수 있습니다.
벤질
벤젠 고리에는 제거하기 어려운 전자 흡인 그룹이 있지만 전자 공여 그룹은 제거하기 쉽습니다.
수소 탈벤질화는 용매와 밀접한 관련이 있으며, 비율은 톨루엔 < 메탄올 < 에탄올 < 이소프로필 알코올 < THF입니다.
보호된 아미노기
Cbz: 제거 ① 팔라듐 탄소 수소화 ② HBr/HOAc 또는 HBr/Diox 또는 HBr/TFA ③ Na/NH3
카르복실산을 보호하세요
비대칭 합성
비대칭 산화
알켄 산화물은 시스 1,2 디올입니다: OsO4-K3Fe(CN)6, 희석된 차가운 KMnO4, I2/은 아세테이트
알켄 옥사이드는 트랜스 1,2 디올: I2/은 벤조에이트, 퍼옥시산입니다.
올레핀의 비대칭 에폭시화: Shi 시약, DDO(디메틸 또는 케톤 산화물)
비대칭 축소
노요리 비대칭 수소화
RuOAc2(BINAP): 불포화 카르복실산의 경우 에나미드가 더 나은 성능을 발휘합니다.
RuX2(BINAP): β-케토산 에스테르에서 더 나은 성능을 발휘합니다.
RuCl2(BINAP)(디아민): 단순 케톤에 매우 효과적
결합 반응
Heck 반응: 유기 Pd와 리간드를 이용한 방향족 할로겐화물과 비닐 화합물의 결합
산소를 무서워하고 물에 예민함
Suzuki-Miyaura 반응: 아릴 할라이드 및 아릴/알케닐보론산/보레이트와 유기 Pd 및 리간드의 커플링
물에 민감하지 않고 산소를 두려워함
송가시라 반응: Pd-Cu 촉매 하에서 방향족 할로겐화물 및/또는 할로겐화 알켄과 말단 알킨의 결합
스틸 커플링: 방향족 할로겐화물과 유기주석의 팔라듐 촉매 커플링
네기시 커플링: 팔라듐 또는 니켈 촉매작용 하에서 방향족 할로겐화물과 유기아연의 커플링
생체분자
설탕
피셔 투영식: 알데히드가 맨 위에 있고, 알코올이 맨 아래에 있으며, 맨 아래 키랄 탄소의 수산기가 오른쪽에 있는데, 이는 D입니다.
α 설탕: 헤미아세탈 하이드록실 그룹과 C-5 하이드록실 그룹은 고리 평면의 서로 다른 쪽에 있습니다. β 설탕: 헤미아세탈 하이드록실 그룹과 C-5 하이드록실 그룹은 고리 평면의 같은 쪽에 있습니다.
메타회전 현상: 고리 구조와 사슬 구조가 용액에서 평형에 도달함
포도당: 설탕과 페닐히드라진의 반응 생성물
아미노산, 펩타이드, 단백질, 핵산
피셔 투영법: 산이 맨 위에 있고 R이 맨 아래에 있으며 아미노기의 위치가 오른쪽에 있는 D입니다.
유리 아미노기가 있는 아미노산과 닌히드린이 보라색 물질을 형성합니다.
페놀과 퀴논
개요
페놀은 약산성이다.
반응
Claisen 재배열: 알릴 아릴 에테르는 고온에서 o-알릴페놀로 재배열됩니다.
감자튀김 재배열: 페놀성 에스테르와 루이스산을 함께 가열하여 하이드록시 방향족 케톤으로 재배열합니다.
부케러 반응: 나프톨은 중아황산나트륨이 있을 때 암모니아와 반응하여 나프틸아민을 형성합니다.
에테르
반응
과산화물로 자동 산화
탄소-산소 결합 절단: 절단 순서는 3차 알킬>2차 알킬>1차 알킬>아릴입니다.
합성
Williamson 합성: 나트륨 알코올 및 알킬 할로겐화물
알코올 간 탈수: 산 촉매
헤테로사이클
명명: 헤테로원자부터 번호를 매기기 시작하여 헤테로원자 번호를 최대한 작게 만든 다음 치환기 번호를 최대한 작게 만듭니다.
피롤, 푸란, 티오펜은 모두 친전자성 치환이 일어나기 쉽고 α 위치가 활성이며 반응성은 피롤 > 푸란 > 티오펜이다
푸란은 쉽게 양성자화된 다음 고리가 열립니다.
티오펜의 황은 쉽게 양성자화되지만 고리는 안정하다
피리딘은 친전자성 치환이 어렵고 친핵성 치환이 일어나기 쉽습니다. 피리딘 고리는 쉽게 산화되지 않으며 피리딘 측쇄의 α 수소는 산성입니다. .
피리딘 산화질소 화합물은 친전자성 치환과 친핵성 치환을 겪을 수 있으며 반응 부위는 모두 α 및 γ 위치에 있습니다.
디아진은 피리딘보다 친전자성 치환이 더 어렵고, 질소의 오르토-파라 위치에서 발생하는 친핵성 치환이 가능하며, 곁사슬 α 수소가 활성을 갖습니다.
인돌, 벤조푸란, 벤조티오펜
위치 3은 활성, 수소는 산성
친전자성 치환은 주로 헤테로사이클에서 일어난다
퀴놀린과 이소퀴놀린 친전자성 치환은 주로 벤젠 고리에 있고, 친핵성 치환은 위치 2와 4에 있습니다.
피셔 인돌 합성: 페닐히드라진과 케톤을 산성 조건에서 가열하여 고리를 닫아 인돌을 형성합니다.
아민
개요: 아민의 알칼리도는 용매화 효과와 유도 효과의 영향을 받습니다. 용매화 정도가 클수록 전자 공여 유도 효과가 강할수록 알칼리도도 강해집니다.
반응
호프만 제거: 4차 암모늄 염기는 가열에 의해 올레핀으로 분해됩니다.
산화
과산화수소 또는 과산은 산화아민으로 산화됩니다.
대처 제거: 아민 산화물을 가열하여 하이드록실아민과 알켄으로 분해합니다.
빌스마이어 반응, N,N 디알킬벤젠은 DMF/옥시염화인으로 포르밀화됩니다.
벤지딘은 산성 조건에서 아미노바이페닐로 재배열됩니다.
디아조화
샌드마이어 반응: 디아조늄염은 염화수소와 반응하여 염화제일구리 촉매반응을 통해 방향족 할로겐화물을 형성합니다.
Gattermann 반응: 금속 구리가 촉매로서 염화 제1구리를 대체합니다.
디아조늄 염은 천천히 페놀로 가수분해되며, 이는 에탄올이나 차아인산을 사용하여 방향족 탄화수소로 환원될 수 있고, 티오황산나트륨, 아황산나트륨 등을 사용하여 히드라진으로 환원될 수 있습니다.
슈만 반응: 디아조늄 염과 붕화불소산이 플루오로벤젠을 생성합니다.
Gomberg-Bachmann 반응: 염기성 조건에서 디아조늄염과 방향족 고리가 바이페닐에 결합
준비
가브리엘 합성법: 칼륨 프탈아미드와 염화 알킬을 반응시킨 후 가수분해 또는 히드라진분해
방향족 니트로 환원: 철 분말, 아연 분말, 염화 제1주석, 황화 암모늄, 황화수소 나트륨, 황화 나트륨(먼저 니트로소로 환원된 다음 하이드록실아민으로 최종적으로 아미노로 환원됨)
환원적 아미노화
호프만 분해
커티우스 재배치
슈미트 반응
순환식 반응
개요: 자유 라디칼이나 이온 중간체가 없으며 산, 알칼리 및 용매 극성의 영향을 받지 않으며 일반적으로 가열이나 빛이 필요합니다.
분류
전기고리화 반응: 공액 알켄의 자가 고리 폐쇄
고리화 반응: 이중 결합을 가진 두 개 이상의 분자 사이에서 고리가 닫히는 반응
딜스-알더 반응
1,3 쌍극자 고리 첨가
델타 이동 반응
카르바니온
개요
알파수소 산도: 산염화물>알데히드>케톤>에스테르≒니트릴>아미드
에놀 음이온의 생성은 열역학과 동역학에 의해 제어되며, 큰 입체 장애 염기에 의한 수소 추출은 동역학 생성물을 생성하는 경향이 있습니다.
반응
알돌 축합: 산 촉매 또는 염기 촉매, 대부분 염기 촉매, 반응은 가역적이며 저온이 순방향 반응에 도움이 됩니다.
클라이젠-슈미트 반응: 알파 수소가 없는 방향족 알데히드와 알파 수소가 있는 지방족 알데히드 및 케톤의 축합
만니히 반응: 알데히드, 케톤 및 포름알데히드는 아민을 추가하여 산성 조건에서 물, 알코올 또는 아세트산에서 아민 메틸화 생성물을 형성합니다.
로빈슨 고리 확장: 시클로헥사논의 4차 암모늄염과 만하임 염기는 염기의 작용으로 6원 고리를 생성합니다.
클라이센 축합: 염기 촉매 에스테르 축합, 가역적
Dieckmann 반응: 분자 내 에스테르 축합
퍼킨 반응: 고온 및 강한 알칼리 조건에서 방향족 알데히드와 산 무수물은 아릴 불포화 카르복실산을 생성합니다.
노베나겔 반응: 약염기에 의해 촉매되는 알데히드, 케톤 및 활성 메틸렌 그룹을 함유한 화합물은 탈수 축합을 겪습니다.
Darzen 반응: 알데히드와 케톤이 강염기 하에서 알파 할로겐화 카르복실산 에스테르와 반응하여 에폭시 카르복실산 에스테르를 형성합니다.
벤조인 축합: 벤즈알데히드는 시안화물 음이온의 촉매 작용으로 축합됩니다. 시안화물 음이온은 보다 안전한 티아졸 염으로 대체될 수 있습니다.
카르복실산 유도체
반응
카르보닐 탄소의 친핵성 치환
이탈 그룹: I->Br->Cl->-OCOOR>-OR>-OH>-NH2
가수분해: 산 촉매 작용 또는 염기 촉매 작용에서 산 할로겐화물, 산 무수물, 에스테르, 아미드 및 니트릴은 모두 제어된 조건에서 산으로 가수분해될 수 있습니다.
알코올 분해: 산 촉매 또는 염기 촉매 작용 하에서 산 할로겐화물, 산 무수물, 아미드 및 니트릴은 알코올 분해되어 에스테르로 생성될 수 있으며, 에스테르는 에스테르 교환 반응을 겪습니다(에스테르 교환은 테트라이소프로필 티타네이트에 의해 촉매될 수 있음).
아미노분해: 산 촉매 또는 염기 촉매 작용 하에서 산 할로겐화물, 산 무수물 및 에스테르는 아미드로 가암모니아 분해될 수 있으며 아미드 교환 반응이 발생합니다.
유기 금속과의 반응: 산 할로겐화물, 산 무수물, 에스테르, 아미드 및 활성 유기 금속은 3차 알코올(케톤에 머무를 수 있는 입체 장애가 있음)을 생성하고 비활성 유기 금속은 케톤을 생성합니다. 유기아연 시약은 알데히드 및 케톤과 반응할 수 있지만 에스테르와는 반응하지 않습니다.
촉매수소화 : 산할로겐화물, 산무수물, 에스테르는 알코올로 환원되고, 아미드는 환원되기 어렵고, 니트릴은 아민으로 환원됩니다.
금속 수소화물 환원: 리튬 알루미늄 테트라하이드라이드는 환원될 수 있고, 리튬 보로하이드라이드는 에스테르를 감소시킬 수 있으며, 리튬 알콕시 알루미늄 수소화물 에폭시는 알데히드에 머무를 수 있습니다.
알파 수소 반응: 산할로겐화물의 알파 수소가 에스테르보다 활성이 더 큽니다.
준비
에스테르의 제조
산 할로겐화물의 제조
아미드 준비
산 무수물의 제조: 산 염화물 + 카르복실산염
니트릴의 제조: 아미드는 오산화인, 옥시염화인, 염화티오닐 등으로 탈수됩니다.
알켄
참여적 반응
친전자성 첨가(마코비치 법칙): 할로겐, 할로겐화수소, 황산, 물, 유기산, 알코올, 페놀, 하이포할로스산
자유라디칼 첨가(안티마코프스키 규칙)
산화
에폭시 화합물로의 산화: 과산
o-디올로 산화: 희석된 차가운 과망간산칼륨, 사산화오스뮴
수산화붕소화
산화: 과산화수소를 첨가하여 1차 알코올을 얻는 것
환원: 카르복실산을 첨가하여 알칸을 얻음
수소화
이중결합 치환기가 작을수록 촉매 표면에 흡착되기 쉽고, 수소화도 용이하다.
가역적이며 고온에서 탈수소가 용이함
균일한 촉매 수소화: 윌킨슨 촉매
카르벤/카르벤 유사 반응: 3원 고리 제조
알파 할로겐화수소화: NBS
Diels-Alder 반응: 친친유체, 친친유체, 가역적
준비
알코올 수분 손실: 황산으로 가열
할로겐화 탄화수소의 할로겐화수소 제거
디할로카본의 탈할로겐화: 아연 또는 마그네슘
허프만 제거
아민 산화물 열 분해
크산테이트 에스테르의 열 분해: 알코올을 알칼리성 이황화탄소로 처리하여 크산테이트산으로 만든 다음 요오드화 메틸로 처리하여 크산테이트 에스테르를 형성하고 가열하여 올레핀으로 분해합니다.
wtting 반응과 witting-horner 반응
올레핀 복분해 반응: 촉매 작용에 따라 2분자의 올레핀이 1분자의 올레핀을 합성하고 1분자의 에틸렌을 방출합니다.
알킨
개요:
알킨은 일반적으로 상응하는 알켄보다 녹는점, 끓는점, 밀도가 더 높습니다.
친전자성 첨가는 알켄보다 어렵습니다(전기음성도: sp>sp2>sp3).
참여적 반응
말단 알킨 수소
알데히드 및 케톤과 반응하여 알키닐 알코올을 형성합니다(염기 촉매)
하이포할로스산과 반응하여 알키닐할라이드를 형성합니다.
염기와 반응하여 금속 알킨을 형성함
절감
촉매 수소화: 올레핀을 얻기 위한 린들라 촉매 시스 수소화
붕소화 환원: 보란과 반응한 후 산을 첨가하여 Z형 올레핀을 형성합니다.
사수소화알루미늄리튬을 E형 올레핀으로 환원
친전자성 보너스
할로겐, 할로겐화수소산, 물 첨가
자유라디칼 첨가: 안티마르코프의 법칙
친핵성 첨가
에노니트릴에 시안화수소산 첨가(염화구리에 의해 촉매됨)
활성수소를 함유한 유기물에 첨가
산화
중합(염화제일구리에 의해 촉매됨)
준비
디할로알킬의 탈할로겐화
말단 알킨은 그리냐르 시약과 반응하여 새로운 알킨을 형성합니다.
술
개요: 알코올 분자 사이에서 수산기 수소 교환이 일어날 수 있으며, 순도가 높으면 교환이 느려지므로 알코올의 핵자기 분열이 사라집니다.
참여적 반응
할로겐화수소산, 할로겐화인, 염화티오닐과 반응하여 할로겐화 알킬을 형성합니다.
알데히드로의 산화: 이산화망간, 존스 시약, 오페놀 산화법, DCC/DMSO
O-디올 산화: 과요오드산, 납사아세트산
피나콜의 재배열: 인접 디올은 산의 작용으로 케톤으로 재배열됩니다.
준비
알켄 수화
Grignard 시약은 에폭시드 또는 카르보닐 화합물과 반응합니다.
하위 주제
방향족 고리
개요
방향성: Huckel의 법칙(4n 2)
나프탈렌의 α 위치가 활성이고, 안트라센과 페난트렌의 9 및 10 위치가 활성입니다.
반응
바꾸다
방향족 친전자성 치환
위치 효과: 대부분의 경우 여러 대체가 발생할 때 활성화 그룹이 부동태화 그룹보다 더 큰 역할을 합니다.
질산화: 진한 질산, 진한 황산, 가열
할로겐화: XeF2를 사용한 불소화, 탈륨 트리플루오로아세테이트 및 KI를 사용한 요오드화, 또는 요오드와 질산
술폰화: 발연 황산으로 가열하면 반응이 가역적입니다.
Freidel-Crafts 반응
반응 가역적
소량의 Friedel-Crafts 알킬화 촉매를 추가하고 동일한 양의 Friedel-Crafts 아실화 촉매를 추가하면 됩니다.
루이스산 활성: AlCl3>FeCl3>BF3>TiCl4>ZnCL2
클로로메틸화 반응: 벤젠, 포름알데히드 및 염화수소를 무수 ZnCl2의 작용하에 가열하여 클로로톨루엔을 형성합니다.
Gattermann-Koch 반응: 벤젠은 루이스산의 작용으로 일산화탄소 및 염화수소와 반응하여 벤즈알데히드를 형성합니다.
방향족 친핵성 치환(SNAr): 전자를 끄는 그룹은 활성 오르토 위치 그룹입니다.
절감
자작나무 환원: 알칼리 금속은 벤젠 고리를 액체 암모니아와 알코올의 혼합물에서 1,4-사이클로헥사디엔으로 감소시킵니다.
촉매 수소화: 고온 및 고압
산화: 나프탈렌 고리가 곁사슬보다 산화되기 쉽습니다.
알데히드와 케톤
반응
덧셈
Grignard 시약과 반응하여 2차 알코올을 형성합니다(부반응: 알코올로 환원, 1, 4 첨가)
시안화수소산과 반응하여 α-하이드록시니트릴을 형성합니다.
스트레커 반응: 염화암모늄 및 시안화나트륨과 반응하여 α-아미노니트릴을 형성합니다.
알킨과 반응하여 아세틸렌 알코올을 형성함
아민과 반응하여 이민을 형성합니다(Sievert 염기).
히드라진과 반응하여 히드라존을 형성함
하이드록실아민과 반응하여 옥심을 형성합니다(옥심은 강산에서 Beckmann 재배열을 거쳐 아미드로 전환됨).
세미카바지드와 반응하여 세미카바존을 형성합니다.
알코올 또는 오르토포르메이트와 반응하여 케탈(알데히드) 또는 헤미케탈(알데히드)을 형성합니다.
중아황산나트륨과 반응하여 염을 형성함
이는 메르캅탄과 반응하여 티오케탈(알데히드)(옥시염화인에 의해 촉매될 수 있음)을 형성합니다. 티오케탈(알데히드)은 안정적이며 Ni를 사용하여 메틸렌으로 탈황될 수 있습니다.
α,β 불포화 케톤 결합체 첨가
탄소-탄소 이중 결합에 1,2 첨가(할로겐, 하이포할로스산과 같은 연성 산 사용), 탄소-산소 이중 결합에 1,2 첨가(경질 염기 사용), 1,4 첨가(경질 산 사용/ 소프트베이스)
탄소-탄소 이중결합은 연염기이고, 탄소-산소 이중결합은 강산이다.
절감
클레멘센 환원: 아연 아말감과 진한 염산을 함께 환류하여 메틸렌으로 환원합니다.
황명룡환원 : 수산화칼륨과 히드라진을 가열하여 메틸렌으로 환원
알코올로의 촉매 수소화
금속수소화물을 알코올로 환원
보란환원 : α, β 불포화케톤을 환원할 때 카르보닐기를 먼저 환원한다.
Meerwein-Ponndorf 반응: 알루미늄 이소프로폭시드를 알코올로 환원
이분자 환원: 케톤은 나트륨, 알루미늄, 마그네슘, 알루미늄 아말감 또는 저가 티타늄 시약의 촉매 작용 하에 비양성자성 용매에서 이분자 환원 결합을 겪습니다.
알파 활성수소 반응
산이나 염기의 촉매작용 하에서 α수소는 할로겐에 의해 할로겐화된다.
알돌 축합(아돌롤 반응)
산화
Cannizzaro 산화: 강염기 하에서의 불균형
Baeyer-Villiger 산화 재배열: 퍼옥시산이 에스테르에 산소를 삽입합니다.
다른
Favorski 재배열: 염기 촉매에 의한 α-할로케톤은 할로겐 원자를 잃고 카르복실산 에스테르로 재배열됩니다.
디페닐렌 글리콜은 염기에 의해 촉매화되고 가열에 의해 벤조글리콜산으로 재배열됩니다.
wittig 반응: 인 일라이드 시약과 반응하여 알켄을 형성합니다.
wittig-Horner 반응: 포스파이트와 반응하여 올레핀을 생성하며 생성물은 주로 E 유형입니다.
일화황과 반응하여 산화프로필렌을 생성함(α, β 불포화케톤은 시클로프로판을 생성함)
스테터 반응: 시아노 음이온에 의해 촉매되는 벤즈알데히드 및 α, β 불포화 케톤의 1,4 첨가 시아노 음이온은 보다 안전한 티아졸 염으로 대체될 수 있습니다.
준비
Rosenmund 환원: 부분적으로 비활성화된 팔라듐 촉매를 사용한 산염화물 환원
디알킬 구리 리튬을 이용한 산 염화물 환원(디알킬 구리 리튬은 케톤과 매우 느리게 반응함)
리튬알콕시알루미늄수소화물을 이용한 산염화물 환원
Nenitshesku 반응: 산성 염화물과 알켄은 삼염화알루미늄의 작용으로 저온에서 반응하여 케톤을 형성합니다.
염화아실은 알킨과 반응하여 할로겐화 에논을 형성합니다.
니트릴은 Grignard 시약과 반응하여 케톤을 형성합니다.
알코올 산화
Pfitzner-moffatt 산화: DCC/DMSO 산화
데스-마틴 산화
스번 산화: 염화옥살릴/DMSO, 저온
오페나우어 산화: 아세톤/Al[OC(CH3)3]
활성 MnO2(용매로는 DCM을 많이 사용하며, 극성용매를 사용하면 반응이 느리다)
더프 반응: 활성 방향족 화합물과 메테나민이 산에 의해 촉매작용을 받아 이민 중간체를 형성한 후 벤즈알데히드로 가수분해됩니다.
카르 복실 산
개요
전자를 끄는 그룹은 카르복실산을 더욱 산성으로 만듭니다.
반응
알파수소 반응
Hell-Volhard-Zelinski 반응: 삼할로겐화인은 할로겐에 의한 카르복실산의 알파 수소 치환을 촉매합니다.
에스테르화
탈카르복실화
헌스디커 반응: 카르복실산의 은염이 브롬과 반응하여 탄소가 1개 적은 알킬 할로겐화물을 탈카르복실화합니다.
코치(Kochi) 반응: 카르복실산에 테트라아세트산납이 추가되고 금속 할로겐화물이 가열되어 탈카르복실화되어 탄소가 1개 적은 알킬 할로겐화물이 됩니다.
준비
니트릴 또는 아미드 가수분해: 강산 및 강알칼리 환류
에스테르 가수분해: 1차 및 2차 알코올의 에스테르는 염기에 의해 촉매되고, 3차 알코올의 에스테르는 산에 의해 촉매됩니다.
할로겐화 탄화수소
개요
탄소수 4개 미만의 불소화 알칸, 탄소수 2개 미만의 클로로알칸, 브롬화메틸은 기체이고 일반적으로 할로알칸은 액체입니다.
참여적 반응
친핵성 치환: 가수분해, 알코올 분해, NH3, CN-, N3- 등
제거 반응: 강염기
환원: LiAlH4, NaBH4, Zn/HCl, H2/Pd
빛/공기에 대한 할로폼 노출 분해: 과산화 후 차아염소산 제거
유기금속 시약의 제조(Greg 시약, 유기리튬)
준비
알코올 할로겐화수소 또는 할로겐화 시약
할로겐 원자 교환(요오드화나트륨은 아세톤에 용해되고 염화나트륨과 브롬화나트륨은 아세톤에 용해되지 않음)
알켄 및 할로겐화수소 첨가