有机化学合成专题

1、一、合成的目的和要求一、合成的目的和要求 所谓所谓有机合成有机合成就是从就是从简单易得简单易得的的原料原料，通过，通过一步一步或或多步多步化学反应化学反应制备出比较复杂的制备出比较复杂的目标分子目标分子的过程。它也的过程。它也包括将包括将复杂的物质复杂的物质变为变为简单物质简单物质的过程。的过程。14-7 有机合成路线有机合成路线1. 合成的目的合成的目的2. 合成的要求：合成的要求： 通过一定的反应，使原来分子中某一个或几个化学通过一定的反应，使原来分子中某一个或几个化学键断裂，同时形成一个或几个新的化学键，从而使分子键断裂，同时形成一个或几个新的化学键，从而使分子发生转变或将几个小分子连接

2、起来。发生转变或将几个小分子连接起来。 合成的步骤越少越好；合成的步骤越少越好； 每步的产率越高越好；每步的产率越高越好； 原料越便宜越好。原料越便宜越好。 化学反应化学反应是是合成合成的的基础基础，合成路线合成路线本来就是由一些本来就是由一些具具体的反应体的反应，按照一定的，按照一定的逻辑思维逻辑思维组合起来的。组合起来的。 合成目标化合物分子的骨架合成目标化合物分子的骨架 引入所需的官能团引入所需的官能团 解决好目标化合物的立体化学方面的要求解决好目标化合物的立体化学方面的要求合成一个有机化合物要考虑的合成一个有机化合物要考虑的核心问题核心问题不外是不外是三个方面三个方面： 碳胳的形成和变

3、化碳胳的形成和变化 增长碳链或增加支链增长碳链或增加支链 碳链的减短碳链的减短 碳环的合成碳环的合成 官能团的引入官能团的引入 官能团的相互转化官能团的相互转化二、有机合成的基本反应二、有机合成的基本反应或或zncl2 增长碳链或增加支链：增长碳链或增加支链：1. 增加一个碳原子的反应增加一个碳原子的反应 无水乙醚无水乙醚 h2o / h+ r-mgx + hcho rch2oh 无水乙醚无水乙醚 h2o / h+ r-mgx + co2 rcooh r-x + nacn r-cn rcoohh2o / h+其中：其中：r-x为为脂肪族脂肪族伯卤代烃伯卤代烃hchohcl+ch2clalcl3

4、或或zncl2yy其中：其中：y为为供电子基供电子基cohcl+choalcl3crhohcncrhohcn -氰氰醇醇8应应用用范范围围：醛醛、甲甲基基脂脂肪肪酮酮、c 以以下下环环酮酮c coohohrh -羟羟基基酸酸2h oh+2. 增加二个碳原子的反应增加二个碳原子的反应rch2ch2ohh3o+ r mgxch2ch2or ch2omgxch2+3. 增加多个碳原子的反应增加多个碳原子的反应 r-c ch r-c cna r-c c-r/ 其中：其中：r/ 为为伯卤代烃伯卤代烃x 为为cl、br、inanh2r/x 铜锂试剂反应铜锂试剂反应 傅傅-克反应克反应 武慈反应武慈反应r-

5、x + r-x r-r其中：其中：r/ 最好为最好为伯烷基伯烷基x 为为cl、br、inar-x r-li r2culi r-r/ licuir/x其中：其中：r/ 最好为最好为伯烷基；伯烷基； r 一般一般无限制无限制x 为为cl、br、i+ r-x r（或烯、醇）（或烯、醇）alcl3烷基化：烷基化：r 3 时时重排产物重排产物为为主主 羟醛缩合羟醛缩合cho+oh-zn-hg 2 ch3(ch2)4cho ch3(ch2)4ch=c-cho(ch2)3ch3-oh自身缩合：自身缩合：交叉缩合：交叉缩合：ch3-c-c(ch3)3o=ch=ch-c-c(ch3)3o=酰基化：酰基化：+ c

6、h3ch2ch2-c-clc-ch2ch2ch3（或酸酐）（或酸酐）alcl3o=o=ch2ch2ch2ch3hcl 格氏试剂与羰基化合物反应格氏试剂与羰基化合物反应crr/oh r/-c-h（r/）o= rmgx / 无水乙醚无水乙醚 h2o / h+h（r/）r/-c-x o= rmgx / 无水乙醚无水乙醚 h2o / h+r/-c-ro= rmgx / 无水乙醚无水乙醚 h2o / h+crr/oh rr/-c-or/o= rmgx / 无水乙醚无水乙醚 h2o / h+r/-c-ro= rmgx / 无水乙醚无水乙醚 h2o / h+crr/oh r其中：其中：r、r/、r/ 为为烷

7、基烷基、芳基芳基x 为为cl、br 维荻希试剂与醛酮的反应维荻希试剂与醛酮的反应季季膦膦盐盐-rr/ch(ph)3pr/r/c=o + r/r/c=c rr/r、 r/、r/、 r/可以为可以为 h、-r、-ar、-coor等等 碳链的减短碳链的减短 不饱和烃的氧化不饱和烃的氧化rch=chr/ rcooh + r/coohkmno4h+r-c=ch2 r-c=o + co2kmno4h+r/r/r-c ch rcooh + co2 kmno4h+ch2ch2ch3 -ch(ch3)2kmno4h+cooh-cooh 不饱和烃与臭氧作用不饱和烃与臭氧作用 卤仿反应卤仿反应r-c=chr/ r-

8、c=o + r/cho o3 zn / h2o r/r/x 为为cl、br、ir-chch3 chx3 + r-coonax2 + naoh或或 naoxohr-c-ch3 chx3 + r-coonax2 + naoh或或 naoxo= 脱羧反应脱羧反应r-coona + naoh（cao） r-hr-c-nh2 r-nh2o=br2 + naoh或或 naobr + naoh 霍夫曼降解反应霍夫曼降解反应 碳环的合成碳环的合成 双烯合成（双烯合成（d-a反应）反应） 二元羧酸脱羧二元羧酸脱羧+x-x其中：其中：x 为为吸电子基，吸电子基，反应容易进行反应容易进行ch2coohch2cooh

9、ch2 n（ ）（ ）c=och2 ch2ch2 n其中：其中：n = 2，3 官能团的引入与转换官能团的引入与转换 官能团的引入官能团的引入1. 引入卤素引入卤素-ch3+ cl2-ch2cl-ch3cl-hfe-ch3-ch2brnbscl2 ch3ch2ch=ch2nbs500ch3chch=ch2ch3chch=ch2brclx2 r-ch=ch2hxr-chch2r-ch-ch3xxhbr过氧化物过氧化物xr-ch2-ch2br（符合马氏规则）（符合马氏规则）（违反马氏规则）（违反马氏规则） r-c chx2hxr-c=chr-c=ch2xxxr-cchr-cch3xxxx2hxxx

10、x2. 双键或三键的形成双键或三键的形成 r-ch-ch-r/ r-ch=ch-r/ + hx r-ch-ch-r/ r-ch=ch-r/ + h2onaohh2so4乙醇乙醇xhoh h170 r-ch-ch-r/ r-ch=c-r/ r-c c-r/ naoh乙醇乙醇xxnanh2x r2c=o + r/ch=p(c6h5)3 r2c=chr/3. 引入羟基引入羟基 r-ch=ch2h2or-ch-ch3oh (bh3)2 h2o2 / oh-r-ch2ch2oh（符合马氏规则）（符合马氏规则）（反马氏规则）（反马氏规则）h2so4 r-c=o r-ch-ohh（r/）h（r/） h o

11、h = liaih4 、nabh4 、 h2 / ni、pt、pd等等 r-coor/ r-ch2oh + r/oh h h = liaih4 、c2h5oh + na 、 h2 / ni、pt、pd等等 r-ch2x rch2oh h2o / oh-px3、px5、socl2 格氏试剂合成法格氏试剂合成法hcho r-ch2oh rmgx / 无水乙醚无水乙醚 h2o / h+r rmgx / 无水乙醚无水乙醚 h2o / h+r/-c-r/o= rmgx / 无水乙醚无水乙醚 h2o / h+r/-c-ohr r/r/-cho r/-ch-oh4. 引入羰基引入羰基 hc ch + h2o

12、 ch3chohgso4h2so4r-c ch + h2o r-c-ch3hgso4h2so4=o ch2=ch2 + o2 ch3cho pdcl2-cucl2 r-ch=ch2 + o2 r-c-ch3 =opdcl2-cucl2 r-ch=c r-cho + o=c o3 zn / h2o r/r/r/r/ r-ch-r/ r-c-r/kmno4=ooh5. 醚键的形成醚键的形成 2 roh r-o-r + h2oh2so4合成对称醚合成对称醚 威廉姆逊合成法威廉姆逊合成法r-ona + r/-x r-o-r/ + nax 其中：其中：r = 伯、仲、叔烷基伯、仲、叔烷基r/ = 伯、仲

13、（不能为叔）烷基伯、仲（不能为叔）烷基1406. 其它一些反应其它一些反应 c=o -ch2- 克莱门森还原法克莱门森还原法:吉日聂尔吉日聂尔- 沃尔夫沃尔夫-黄鸣龙还原法黄鸣龙还原法: 炔烃选择加氢合成烯烃炔烃选择加氢合成烯烃r-c-r/ r-ch2-r/zn-hghclr-c-r/ r-ch2-r/h2n-nh2，naoh二缩乙二醇二缩乙二醇=o=or-c c-r/na + nh3（液）（液）h2 / baso4或或pd / c或或lindlar试剂试剂c = cc = crrr/r/hhhh顺式加成顺式加成反式加成反式加成h2so4 rch2ch2-oh r-ch=ch2 rch2ch3

14、h2ni170o=7. 芳环上引入芳环上引入-x、-no2、-nh2、-so3h、-r、-c-ro=-x-no2-r-c-r-nh2-so3hx2fex3 或或feh2so4 + hno3fe + hclh2so4 so3或浓或浓h2so4r-xalcl3r-c-xalcl3o=8. 重氮化反应重氮化反应nano2+ hcl0 5nh2fe + hclno2hno3h2so4h3po2cux + hxki ， hbf4， cucn + kcn-x-ohh2o ， -cn-i-fn2cl+-n2cl+- 在在有机合成有机合成中，往往要考虑到中，往往要考虑到某些官能团某些官能团也会受到也会受到反应

15、试剂反应试剂或或条件条件的影响而的影响而产生副反应产生副反应，甚至影响整个合，甚至影响整个合成过程。因此在合成时必须采取对某些成过程。因此在合成时必须采取对某些受影响的基团受影响的基团暂暂时时转换转换为另外的为另外的稳定的结构稳定的结构，而进行，而进行保护措施保护措施，待反应，待反应完毕再使完毕再使基团复原基团复原。 在选择保护基时要符合下列要求在选择保护基时要符合下列要求: 在温和条件下易与被保护基团反应。在温和条件下易与被保护基团反应。 保护基必须在保护阶段的各种条件下是稳定的。保护基必须在保护阶段的各种条件下是稳定的。 保护基易于在温和条件下除去。保护基易于在温和条件下除去。三、官能团的

16、保护三、官能团的保护 转变成醚转变成醚醚醚：对：对格氏试剂格氏试剂、还原剂还原剂、氧化剂氧化剂、碱碱稳定稳定。1. 醇羟基的保护醇羟基的保护roh r-o-cph3 ph3cclch3cooh / h2o2. 酚羟基的保护酚羟基的保护苯甲醚苯甲醚：对：对碱碱、氧化剂氧化剂、还原剂还原剂等等稳定稳定，但对，但对酸酸不稳定不稳定。ohoch3ch3i 或或 (ch3)2so4hi，3. 醛、酮、羰基的保护醛、酮、羰基的保护缩醛（酮）缩醛（酮）：对：对还原剂还原剂、氧化剂氧化剂、碱碱、格氏试剂格氏试剂稳定稳定， 但对但对酸酸不稳定不稳定。r-c-r/o=crr/oohoch2ch2oh / 干干hc

17、lh2o / h+ r-c-ho=crhoch3 och3ch3ohh2o / h+ 4. 羧基的保护羧基的保护r-cooh r-cooch3ch3oh / h+ h2o / h+或或oh-5. 氨基的保护氨基的保护nh2nh3 so4h+ -h2so4naoh 间位基间位基ch3cocl 或或 (ch3co)2onhcoch3nh2邻对位基邻对位基h2o / h+或或oh-6. 双键的保护双键的保护卤代烃卤代烃：对：对碱碱、氧化剂氧化剂、还原剂还原剂稳定稳定r-ch=ch-r/ r-chch-r/xxx2zn7. 芳环位置的保护芳环位置的保护h2o / h+h2so4so3h（六）鉴定（六）

18、鉴定（1）烷烃）烷烃（2）环烷烃）环烷烃 环丙烷环丙烷br2/ccl4（3）烯烃）烯烃 br2/ccl4 、kmno4/h+（4）炔烃）炔烃 br2/ccl4 、kmno4/h+、ag(nh3)2no3、cu(nh3)2cl（5）共轭二烯）共轭二烯 顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐（6）苯）苯 作业作业（7）烷基苯）烷基苯 kmno4/h+（8）卤代烷）卤代烷 卤离子交换反应卤离子交换反应 sn2 反应反应 agno3/醇醇 sn1 1、醇的鉴定、醇的鉴定 金属金属na，k2cr2o7，（红色，（红色兰绿色）兰绿色） lucas试剂试剂2、酚的鉴定、酚的鉴定 br2水，水，fecl3溶液溶液.3、醛酮

19、的鉴定、醛酮的鉴定 饱和饱和nahso4溶液，溶液，2,4-二硝基苯肼。二硝基苯肼。4、醛的鉴定、醛的鉴定 tollens试剂，试剂，fehling试剂，其它，如试剂，其它，如kmno4溶液溶液5、具有、具有ch3co-醛酮以及醛酮以及 结构的醇结构的醇 碘仿反应碘仿反应6、有机胺的鉴定、有机胺的鉴定 tscl（,“对甲苯磺酰氯对甲苯磺酰氯”）,naoh,h2o:鉴定脂肪族的伯胺、仲胺和叔胺。鉴定脂肪族的伯胺、仲胺和叔胺。hno2：鉴定芳香族胺：鉴定芳香族胺ch3 choh第九章第九章 醇和酚醇和酚醇：甲醇（木醇、木精）、乙醇（酒精）、甘醇（乙二醇）醇：甲醇（木醇、木精）、乙醇（酒精）、甘醇（

20、乙二醇）、甘油（丙三醇）、甘油（丙三醇）酚：石炭酸（苯酚）、苦味酸酚：石炭酸（苯酚）、苦味酸ch2-ono2ch2-ono2ch-ono2no2no2o2noh硝化甘油苦味酸no2oh5-硝基 -1- 萘酚no2oh5-硝基 -2 - 萘酚从 -开始编号，同时也要满足-oh编号（-oh为母体官能团）最小 正丁醇、异丁醇、正丁醇、异丁醇、(ch3)3c-oh 叔丁醇叔丁醇第十章第十章 醚和环氧化合物醚和环氧化合物och2 ch ch2ocl1,4-环氧丁烷四氢呋喃 (thf)3-氯 -1,2- 环氧丙烷环氧氯丙烷第十一章第十一章 醛、酮和醌醛、酮和醌醛：蚁醛（甲醛）、水杨醛（邻羟基苯甲醛）醛：蚁

21、醛（甲醛）、水杨醛（邻羟基苯甲醛）coch3coch3苯乙酮环戊乙酮第十二章第十二章 羧酸羧酸蚁酸（甲酸）、醋酸（乙酸）、草酸（乙二酸）、蚁酸（甲酸）、醋酸（乙酸）、草酸（乙二酸）、水杨酸（邻羟基苯甲酸）安息香酸（苯甲酸）、水杨酸（邻羟基苯甲酸）安息香酸（苯甲酸）、肉桂酸（肉桂酸（3-苯基丙烯酸）。苯基丙烯酸）。clcloch2coohch2cooh2,4-二氯苯氧乙酸2-萘乙酸第十三章第十三章 羧酸衍生物羧酸衍生物p447ch3cooch2ch3cooch2乙二醇二乙酸酯cooc2h5cooc2h5乙二酸二乙酯ch3c o cch3oo乙酸酐(乙酐)coch=ch2o -萘甲酸乙烯酯ch2

22、cch2 cnch2ch3oon-乙基丁二酰亚胺ccnhoo邻苯二甲酰亚胺conh2conh2邻苯二甲酰胺cc=oooc-clocl -cc-cloo环己烷甲酰氯对苯二甲酰二氯邻苯二酸酐nhcoch3乙酰苯胺第十五章第十五章 有机含氮化合物有机含氮化合物ch3ch2ch2ch2nh2 ch3ch2chch3 chch2nh2 (ch3)3c nh2ch3ch3正丁胺异丁胺仲丁胺叔丁胺nh2复杂的胺：以烃为母体，氨基及取代氨基作为取代基。例如：复杂的胺：以烃为母体，氨基及取代氨基作为取代基。例如：ch3chch2chch2ch3 ch3ch2chch2chch3ch3nh22-甲基 -3- 氨基

23、己烷1-乙基异丁胺三乙醇胺(h3c)2nch32-甲基 -4- 二甲氨基己烷(hoch2ch2)3nnch3c2h5n-甲基 -n-乙基苯胺ch2n(ch3)3oh-+氢氧化三甲基苄铵(ch3)2chn(ch3)3cl -+氯化三甲基异丙胺（二）酸碱性、稳定性、活性、反应速度的比较（二）酸碱性、稳定性、活性、反应速度的比较酸碱性酸碱性 两酸（酚、羧酸）一碱（氨基化合物两酸（酚、羧酸）一碱（氨基化合物,p497） 其它：醇的酸性（略，其它：醇的酸性（略，p335）ohch3clno2ohohoh(a)(b)(c)(d)ch3clno2(a)(b)(c)(d)coohcoohcoohcoohch3

24、clno2(a)(b)(c)(d)nh2nh2nh2nh2酸性：酸性：dbca酸性：酸性：dbca碱性：碱性：acbd 从强到弱排列苯酚、邻甲基苯酚、邻硝基苯酚、间硝基从强到弱排列苯酚、邻甲基苯酚、邻硝基苯酚、间硝基苯酚、对硝基苯酚、苯酚、对硝基苯酚、2,4-二硝基苯酚、二硝基苯酚、2,4,6-三硝基苯酚的三硝基苯酚的酸性次序。酸性次序。 ohch3ohohno2ohno2ohno2ohno2no2ohno2no2o2npka 10.29 107.157.228.394.090.25比较下列化合物在水溶液中的碱性强弱，按碱性从大到小的顺序排列比较下列化合物在水溶液中的碱性强弱，按碱性从大到小的顺序排列: 氨、氨、ch3nh2、 (c6h5)3n、 (ch3)3n、 (ch3)