Skip to content · ⁨ข้ามไปยังเนื้อหา⁩

Organic synthesis · ⁨สังเคราะห์สารอินทรีย์⁩

A-Level Chemistry · ⁨Chemistry A-Level⁩ · Topic 36 · ⁨หัวข้อ 36⁩

Video lesson for this topic · ⁨บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้⁩ Open the video page · ⁨เปิดหน้าวิดีโอ⁩
7:52

สังเคราะห์อินทรีย์ (A2)

สามสิ่งที่แตกต่างกันมาก: สีย้อมสีส้มสดใส ยาแก้ปวด และพลาสติกที่ทนทาน ทั้งสามเริ่มต้นจากของเหลวไร้สีเดียวกัน — เบนซีน แต่ไม่มีปฏิกิริยาเดียวจะ…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ⁩

36.1

Organic synthesis · ⁨有机合成⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. for an organic molecule containing several functional groups: (a) identify organic functional groups using the reactions in the syllabus (b) predict properties and reactions
  2. devise multi-step synthetic routes for preparing organic molecules using the reactions in the syllabus
  3. analyse a given synthetic route in terms of type of reaction and reagents used for each step of it, and possible by-products
ไทย
  1. สำหรับโมเลกุลอินทรีย์ที่มี กลุ่มฟังก์ชัน หลายกลุ่ม: (ก) ระบุกลุ่มฟังก์ชันอินทรีย์โดยใช้ปฏิกิริยาในหลักสูตร (ข) คาดการณ์คุณสมบัติและปฏิกิริยา
  2. ออกแบบ เส้นทางสังเคราะห์หลายขั้นตอน เพื่อเตรียมโมเลกุลอินทรีย์โดยใช้ปฏิกิริยาในหลักสูตร
  3. วิเคราะห์เส้นทางสังเคราะห์ที่กำหนดให้ในแง่ของประเภทปฏิกิริยาและสารตั้งต้นที่ใช้ในแต่ละขั้นตอน รวมถึงผลิตภัณฑ์เสริมที่เป็นไปได้

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

Like the AS synthesis topic, this asks you to join up known reactions to build a target molecule. Now you also have the A Level reactions of arenes, phenol, amines, amides and acyl chlorides.

Identifying functional groups

A molecule may carry several functional group 官能团 types. Use the test reactions to spot each one, then predict its behaviour. For example:

  • decolourises bromine water with no catalyst, giving a white precipitate → a phenol or a phenylamine (the ring is activated).
  • reacts violently with cold water, giving fumes of $\text{HCl}$ → an acyl chloride 酰氯.
  • gives a purple colour with neutral $\text{FeCl}_3$ → a phenol 苯酚.

A map of the A Level reactions

Start Reagent and conditions Product
benzene (an arene 芳烃) $\text{HNO}_3$ / $\text{H}_2\text{SO}_4$ (electrophilic substitution 亲电取代) nitrobenzene
nitrobenzene $\text{Sn}$ / conc $\text{HCl}$, then $\text{NaOH}$ (reduction 还原) phenylamine
phenylamine $\text{HNO}_2$, below $10\,°\text{C}$ a diazonium salt
diazonium salt warm water phenol; or couple with phenol → azo dye
methylbenzene hot $\text{KMnO}_4$ (oxidation 氧化) benzoic acid
carboxylic acid 羧酸 $\text{SOCl}_2$ or $\text{PCl}_5$ acyl chloride
acyl chloride alcohol / phenol an ester 酯
acyl chloride ammonia / amine 胺 an amide 酰胺
amide or nitrile 腈 $\text{LiAlH}_4$ an amine
halogenoalkane $\text{KCN}$ a nitrile (adds one carbon)

Planning and analysing a route

To devise a synthetic route 合成路线, work backwards from the target: which single reaction makes it, and from what? Repeat until you reach the starting material, then write each step with its reagent 试剂 and conditions.

When you analyse a route, state the type of reaction for each step (for example electrophilic substitution, addition–elimination 加成消去, oxidation or reduction) and watch for likely by-products 副产物 — for example, making an amine from a halogenoalkane also gives over-substituted amines, lowering the yield.

Worked example. Devise a route from benzene to phenylamine, $\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$. Work backwards: phenylamine comes from reducing nitrobenzene, and nitrobenzene comes from nitrating benzene - so the route is two steps. Step 1: benzene with concentrated $\text{HNO}_3$ and concentrated $\text{H}_2\text{SO}_4$ at $55\ °\text{C}$; electrophilic substitution gives nitrobenzene (keep below $55\ °\text{C}$, or further substitution follows). Step 2: reduce the nitrobenzene with tin and concentrated $\text{HCl}$, then add $\text{NaOH}$ to free the amine from its salt. There is no direct route - you cannot put an $\text{–NH}_2$ straight onto a ring, which is exactly why this nitrate-then-reduce pair is worth knowing by heart.

ไทย

เหมือนหัวข้อการสังเคราะห์ AS หัวข้อนี้ต้องการให้คุณ เชื่อมโยง ปฏิกิริยาที่รู้เข้าด้วยกันเพื่อสร้างโมเลกุลเป้าหมาย ตอนนี้คุณยังมีปฏิกิริยา A Level ของอารีน,_specs, เอมิน, แอมิด และแอซีลคลอไรด์

识别官能团

โมเลกุลหนึ่งอาจมีหลายประเภทของ กลุ่มฟังก์ชัน ใช้ทดสอบปฏิกิริยาคู่ดูกลุ่มฟังก์ชันแต่ละชนิด จากนั้นทำนายพฤติกรรมของมัน ตัวอย่างเช่น:

  • ทำให้สีน้ำโบรมีนจางลงโดย ไม่มี ตัวเร่งปฏิกิริยา ให้ตะกอนสีขาว →_specs หรือ_specsamine (วงแหวนถูกกระตุ้น)
  • ทำปฏิกิริยากับน้ำเย็นอย่างรุนแรง ให้ควัน $\text{HCl}$ → แอซีลคลอไรด์
  • ให้สีม่วงกับ $\text{FeCl}_3$ เป็นกลาง → _specs
ตารางสามคอลัมน์สำหรับทดสอบ A Level: น้ำโบรมีนโดยไม่ใช้ตัวเร่ง, น้ำเย็น, และเหล็ก(III)คลอไรด์เป็นกลาง พร้อมสังเกตการณ์และกลุ่มฟังก์ชันของแต่ละตัว
การทดสอบการจำแนกประเภทที่เพิ่มเข้ามาในระดับ A Level: สารตั้งแต่งานแต่ละตัวให้ผลลัพธ์เฉพาะชี้ไปยังกลุ่มฟังก์ชัน

แผนที่ปฏิกิริยา A Level

起始物 试剂及条件 产物
benzene (arene) $\text{HNO}_3$ / $\text{H}_2\text{SO}_4$ (electrophilic substitution) nitrobenzene
nitrobenzene $\text{Sn}$ / conc $\text{HCl}$, แล้ว $\text{NaOH}$ (reduction) phenylamine
phenylamine $\text{HNO}_2$, ต่ำกว่า $10\,°\text{C}$ dialzonium salt
diazonium salt น้ำอุ่น _specs; หรือจับคู่กับ_specs → azo dye
methylbenzene ร้อน $\text{KMnO}_4$ (oxidation) benzoic acid
carboxylic acid $\text{SOCl}_2$ หรือ $\text{PCl}_5$ acyl chloride
คลอไรด์ของกรดอะซิล แอลกอฮอล์ / โฟนอล เอสเตอร์
คลอไรด์ของกรดอะซิล แอมโมเนีย / เอมีน แอมไอด์
แอมไอด์ หรือ ไนไตรล์ $\text{LiAlH}_4$ เอมีน
ฮาลోเจนโอแอลเคน $\text{KCN}$ ไนไตรล์ (เพิ่มคาร์บอนหนึ่งตัว)
เครือข่ายปฏิกิริยา A-Level: เบนซีนเป็นไนโทรเบนซีน เป็นฟีนิลเอมีน เป็นเกลือได亚โซเนียม เป็นโฟนอลหรือสีย้อมอะโซ และกรดคาร์บอกซิลิกเป็นคลอไรด์ของกรดอะซิล เป็นเอสเตอร์และแอมไอด์
แผนที่ปฏิกิริยา A-Level: โซ่สารประกอบวงแหวน aromatic (ด้านบน) และโซ่คลอไรด์ของกรดอะซิล (ด้านล่าง) พร้อมจุดเริ่มต้น ปฏิกิริยาคำนวณย้อนกลับจากผลิตภัณฑ์เป้าหมาย

การวางแผนและวิเคราะห์เส้นทางสังเคราะห์

ในการกำหนด เส้นทางสังเคราะห์ ให้ทำ ย้อนกลับ จากผลิตภัณฑ์เป้าหมาย: ปฏิกิริยาใดสร้างมันขึ้นมาจากอะไร? ทำซ้ำจนกว่าจะถึงสารตั้งต้น จากนั้นเขียนแต่ละขั้นตอนพร้อม รีเจนต์ และสภาวะ

 chaîne的合成จากเบนซีนไปยังสีย้อมอะโซ พร้อมรีเจนต์ในแต่ละขั้นตอนที่ไปข้างหน้า และมีลูกศรย้อนกลับขนาดใหญ่ด้านบนแสดงว่าการวางแผนดำเนินการจากเป้าหมายกลับไปยังจุดเริ่มต้น
从目标产物反向规划路线,每次仅考虑一步反应,直至到达起始原料

เมื่อคุณ วิเคราะห์ เส้นทาง ระบุประเภทของปฏิกิริยาสำหรับแต่ละขั้นตอน (เช่น แทนที่ด้วยอิเล็กตรอน เพิ่ม-กำจัด, ออกซิเดชันหรือรีดักชัน) และระวัง ผลข้างเคียง ที่อาจเกิดขึ้น — ตัวอย่างเช่น การสร้างเอมีนจากฮาลોгенโอแอลเคน ยังให้เอมีนที่ถูกแทนที่มากเกินไป ลดผลผลิต

ตัวอย่างฝึกหัด. กำหนดเส้นทางจากเบนซีนเป็นฟีนิลเอมีน, $\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$. ทำ ย้อนกลับ: ฟีนิลเอมีนเกิดจากการ ลด ไนโทรเบนซีน, และไนโทรเบนซีนเกิดจากการ ไนเตรต เบนซีน - ดังนั้นเส้นทางคือสองขั้นตอน ขั้นตอนที่ 1: เบนซีนกับ $\text{HNO}_3$ ความเข้มข้นสูงและ $\text{H}_2\text{SO}_4$ ความเข้มข้นสูงที่ $55\ °\text{C}$; แทนที่ด้วยอิเล็กตรอนให้ไนโทรเบนซีน (เก็บไว้ต่ำกว่า $55\ °\text{C}$, มิฉะนั้นการแทนที่จะเกิดขึ้นต่อเนื่อง) ขั้นตอนที่ 2: ลดไนโทรเบนซีนด้วย ดีบุกและ $\text{HCl}$ ความเข้มข้นสูง, แล้วเพิ่ม $\text{NaOH}$ เพื่อปลดปล่อยเอมีนออกจากเกลือ ไม่มีเส้นทางโดยตรง - คุณไม่สามารถใส่ $\text{–NH}_2$ ลงบนวงแหวนได้โดยตรง นี่คือเหตุผลที่คู่ไนเตรตแล้วลดนี้ควรจำได้ใจความ

Explore · ⁨สำรวจ⁩

A-Level synthesis planner · ⁨แผนผู้วางแผน A-Level synthesis⁩

Build a route by matching functional-group changes to reagents. · ⁨สร้างเส้นทางโดยการจับคู่การเปลี่ยนแปลงกลุ่มฟังก์ชันกับรีแอกทีนต์⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
functional group/ˈfʌŋkʃənl ɡruːp/ กลุ่มฟังก์ชัน
acyl chloride/əˈkɪl ˈklɔːraɪd/ อะไซลคลอไรด์
phenol/ˈfenɒl/ phenol
arene/ˈæren/ อารีน
electrophilic substitution/ɪˌlektrəʊˈfɪlɪk ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ การแทนที่แบบอิเล็กโทรฟิลิก
reduction/rɪˈdʌkʃn/ การลดรูป (reduction)
oxidation/ˌɒksɪˈdeɪʃn/ การออกซิเดชัน
carboxylic acid/ˌkɑːbəkˈsɪlɪk ˈæsɪd/ กรดคาร์บอกซิลิก
ester/ˈestə/ ester
amine/ˈæmaɪn/ เอมีน
amide/əˈmaɪd/ แอมाइด์
nitrile/ˈnaɪtraɪl/ ไนไตรล์
synthetic route/sɪnˈθetɪk ruːt/ เส้นทางสังเคราะห์
reagent/rɪˈeɪdʒənt/ สารเคมีทดสอบ
addition–elimination/əˈdɪʃn ɪˌlɪmɪˈneɪʃn/ การเติม-กำจัด
by-product/baɪ ˈprɒdʌkt/ ผลิตภัณฑ์เสริม
36.1

Exam tips · ⁨ข้อแนะนำสำหรับการสอบ⁩

English
  • Combine AS and A-level steps and watch for benzene-ring reactions and carbon-count changes.
  • State every reagent and condition, and note when a step produces a racemic mixture.
  • Choose the shortest route that reaches the target functional group.
ไทย
  • รวมขั้นตอน AS และ A-Level และระวัง ปฏิกิริยาของวงแหวนเบนซีน และการ เปลี่ยนแปลงจำนวนคาร์บอน
  • ระบุทุก รีเจนต์และสภาวะ, และจดบันทึกเมื่อขั้นตอนหนึ่งสร้าง ผสมเรซีมิก
  • เลือกเส้นทางที่สั้นที่สุดที่เข้าถึงกลุ่มฟังก์ชันเป้าหมาย

Interactive lessons on this topic · ⁨บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที⁩

Past Papers · ⁨ข้อสอบย้อนหลัง⁩

More topics in A-Level Chemistry · ⁨Chemistry A-Level⁩ · ⁨หัวข้อเพิ่มเติมใน A-Level Chemistry · ⁨Chemistry A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี⁩

IGCSE, A-Level & AP