Hãy nhìn vào bất kỳ loại thuốc nào. Đó là một phân tử phức tạp, và nó bắt đầu từ một thứ đơn giản — thường là một phân tử nhỏ từ dầu thô. Không có phản ứng đơn lẻ nào biến…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp
21.1
Organic synthesis · Tổng hợp hữu cơ
Syllabus · Chương trình
English
for an organic molecule containing several functional groups: (a) identify organic functional groups using the reactions in the syllabus (b) predict properties and reactions
devise multi-step synthetic routes for preparing organic molecules using the reactions in the syllabus
analyse a given synthetic route in terms of type of reaction and reagents used for each step of it, and possible by-products
Tiếng Việt
đối với một phân tử hữu cơ chứa nhiều nhóm chức: (a) xác định các nhóm chức hữu cơ bằng cách sử dụng các phản ứng trong chương trình học (b) dự đoán tính chất và phản ứng
thiết kế quy trình tổng hợp nhiều bước để điều chế các phân tử hữu cơ bằng cách sử dụng các phản ứng trong chương trình học
phân tích một quy trình tổng hợp đã cho theo loại phản ứng và thuốc thử được sử dụng cho từng bước, cũng như các sản phẩm phụ có thể xảy ra
Source: Cambridge International syllabus · Nguồn: Chương trình Cambridge International
English
This topic does not add new reactions. Instead it asks you to join up the reactions you already know, so you can build a target molecule in several steps.
Identifying functional groups
A molecule may have more than one functional group 官能团. Use the test reactions from the syllabus to identify each one, and then predict how the molecule will behave. For example:
decolourises bromine water → a C=C double bond (an alkene 烯烃).
gives a precipitate with silver nitrate → a halogenoalkane 卤代烷.
orange $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ turns green → a primary or secondary alcohol 醇.
orange precipitate with 2,4-DNPH → an aldehyde 醛 or ketone 酮.
fizzes with a carbonate → a carboxylic acid 羧酸.
A map of the AS reactions
Each row turns one functional group into another. Learn it as a map you can travel around:
compare the target with the starting material — what has changed (the functional group, the number of carbons)?
work backwards from the target: which single reaction could make it, and from what?
repeat until you reach the starting material.
write each step with its reagent 试剂 and conditions.
If you need to add a carbon, the $\text{KCN}$ step is the key — it is the only AS reaction that lengthens the chain.
Analysing a route
When you are given a route, for each step state the type of reaction (such as oxidation 氧化, reduction 还原, substitution, addition or elimination) and the reagent used. Also think about possible by-products 副产物 — for example, making an amine from a halogenoalkane also gives a mixture of further-substituted amines, so the yield of the simple amine is low.
Worked example. Devise a route from propene to propanone, $\text{CH}_3\text{COCH}_3$. Work backwards from the target. A ketone comes from oxidising a secondary alcohol, so the step before propanone is propan-2-ol with acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ under reflux. Propan-2-ol comes from propene by adding steam over an $\text{H}_3\text{PO}_4$ catalyst - and Markovnikov's rule conveniently puts the $\text{OH}$ on the middle carbon, which is exactly the secondary alcohol needed. So the route is: propene, then steam with $\text{H}_3\text{PO}_4$, giving propan-2-ol; then acidified $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ under reflux, giving propanone. Give a reagent and its conditions on every arrow: a route with the right intermediates but no reagents scores very little.
Tiếng Việt
Chủ đề này không bổ sung phản ứng mới. Thay vào đó, nó yêu cầu bạn kết nối các phản ứng đã biết của mình để xây dựng phân tử mục tiêu qua nhiều bước.
Thuốc được tổng hợp từ các nguyên liệu đầu vào đơn giản thông qua quá trình tổng hợp hữu cơ nhiều bước
Xác định nhóm chức
Một phân tử có thể chứa hơn một nhóm chức. Sử dụng các phản ứng thử nghiệm trong chương trình để xác định từng nhóm chức, sau đó dự đoán cách phân tử sẽ phản ứng. Ví dụ:
làm mất màu nước brom → có liên đôi C=C (anken).
tạo kết tủa với bạc nitrat → halogenohiđrocacbon.
dung dịch cam $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ chuyển sang màu xanh lá → ancol bậc một hoặc bậc hai.
tạo kết tủa cam với 2,4-DNPH → aldehyde hoặc ketone.
sủi bọt với cacbonat → axit cacboxylic.
Các thí nghiệm nhận diện chuẩn: mỗi thuốc thử tạo ra một hiện tượng đặc trưng chỉ ra một nhóm chức
Bản đồ các phản ứng AS
Mỗi hàng biến đổi một nhóm chức thành nhóm chức khác. Hãy học nó như một bản đồ bạn có thể di chuyển qua lại:
Bản đồ các phản ứng AS: mỗi mũi tên biến đổi một nhóm chức thành nhóm chức khác. Làm việc ngược lại từ mục tiêu của bạn để lên kế hoạch cho lộ trình
Lập kế hoạch cho lộ trình nhiều bước
Để thiết kế một lộ trình tổng hợp:
so sánh phân tử mục tiêu với nguyên liệu đầu vào — đã có thay đổi gì (nhóm chức, số lượng carbon)?
làm việc ngược lại từ mục tiêu: phản ứng đơn lẻ nào có thể tạo ra nó, và từ đâu?
lặp lại cho đến khi bạn quay trở về nguyên liệu đầu vào.
viết mỗi bước cùng với thuốc thử và điều kiện của nó.
Nếu bạn cần thêm một carbon, bước $\text{KCN}$ là then chốt — đây là phản ứng duy nhất trong chương trình AS kéo dài chuỗi carbon.
Lập kế hoạch lộ trình bằng cách làm việc ngược lại từ mục tiêu, từng phản ứng một, cho đến khi đạt đến nguyên liệu đầu vào
Phân tích một lộ trình
Khi bạn được cung cấp một lộ trình, với mỗi bước hãy nêu loại phản ứng (như oxy hóa, khử, thế, cộng hoặc loại trừ) và thuốc thử đã sử dụng. Đồng thời hãy nghĩ đến các sản phẩm phụ có thể xảy ra — ví dụ, tạo amine từ halogenohiđrocacbon cũng tạo ra hỗn hợp các amine bị thế tiếp, nên hiệu suất của amine đơn giản sẽ thấp.
Phễu tách pha chia tách hai lớp không hòa tan — cách thu hồi sản phẩm hữu cơ từ hỗn hợp phản ứngVới mỗi bước trong một lộ trình cho trước, hãy hỏi loại phản ứng, thuốc thử và sản phẩm phụ của nóGọi tên loại phản ứng tại mỗi bước: oxy hóa, khử, thế, cộng hoặc loại trừ
Ví dụ đã giải. Xây dựng lộ trình từ propene sang propanone, $\text{CH}_3\text{COCH}_3$. Làm ngược từ mục tiêu. Một xeton đến từ quá trình oxi hóa một ancol bậc hai, nên bước ngay trước propanone là propan-2-ol với dung dịch axit chứa $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ dưới hoàn lưu. Propan-2-ol đến từ propene bằng cách thêm hơi nước qua xúc tác $\text{H}_3\text{PO}_4$ - và quy tắc Markovnikov thuận tiện đặt $\text{OH}$ lên carbon ở giữa,这正是所需的二级醇。因此路线是:propene,然后与$\text{H}_3\text{PO}_4$的水蒸气反应,生成propan-2-ol;接着在回流条件下使用酸化的$\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$,得到propanone。在每个箭头上都要给出试剂及其条件:只有中间产物正确但没有试剂的路线得分很低。
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · Chọn một môn và trang sẽ điều hướng theo — ghi chú, tài liệu, video và bài tập đều mở ở đó.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · Nhập để tìm ghi chú, bài học, mã, từ vựng và câu hỏi đề thi cũ trên mọi môn học.