《有机合成》 (课堂PPT)

1、123回味从前回味从前知识准备知识准备各类烃及衍生物的主要化学性质：各类烃及衍生物的主要化学性质： 名名 称称 结结 构构 化学反应化学反应 双双 键键 C C 叁叁 键键 C C 苯苯 环环 羟羟 基基 OH 醛醛 基基 O C H 羧羧 基基 O C OH 酯酯 基基 O C O R、 聚合聚合加成加成加成加成 聚合聚合取代、加成取代、加成取代、消去、氧化取代、消去、氧化氧化、还原氧化、还原酯化、酸性酯化、酸性水解水解4一、有机合成的过程一、有机合成的过程 利用简单、易得的原料，通利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。和功能的有

2、机化合物。1 1、有机合成的概念、有机合成的概念2 2、有机合成的任务、有机合成的任务 有机合成的任务包括目标化有机合成的任务包括目标化合物合物分子骨架的构建分子骨架的构建和和官能团的官能团的转化。转化。5有机合成遵循的原则 1、原料：、原料： 要廉价、易得、低毒、低污染。要廉价、易得、低毒、低污染。 2、步骤：、步骤： 最少，产率最高最少，产率最高 3、路线：、路线： 要符合要符合“环保、绿色环保、绿色”提高原子利用提高原子利用率率 4、操作：、操作： 简单、条件温和、能耗低、易于实现简单、条件温和、能耗低、易于实现 5、按、按一定顺序一定顺序和规律引入官能团，和规律引入官能团，不不能臆造能

3、臆造不存在的反应。不存在的反应。6 二、二、 官能团的引入官能团的引入 官能团的消除官能团的消除官能团的衍变官能团的衍变有机成环反应规律有机成环反应规律 7 -OH的引入的引入 H2SO4CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2OCH3CH2OHCH2=CH2+H2O 催化剂催化剂加热加热(CH3)2C=O+H2(CH3)2CHOH催化剂催化剂2.2.醛醛. .酮加氢气酮加氢气3.卤代烃水解卤代烃水解4.酯的水解酯的水解1.烯烃加水烯烃加水CH3CH=O+H2CH3CH2OH催化剂催化剂NaOHCH3CH2OHCH3CH2Cl +H2O8 -X的引入的引入CH2=CH2+

4、HBrCH3CH2BrCHCH+2Br2CHBr2CHBr2C2H5OH+HBr C2H5Br+H2OC6H6+Br2 C6H5Br+HBrFe1.烃与烃与X2的取代的取代2.不饱和烃与不饱和烃与HX、X2的加成的加成3.醇与醇与HX的取代、的取代、 CH4+Cl2光光CH3Cl+HCl9 -C=C-或或-C=O的引入的引入2CH3CH2OH+O2 2H3CHC=O+2H2OCu CH3CH2OHCH2=CH2+H2O 浓硫酸浓硫酸170CH3CH2BrCH2=CH2+HBr NaOH醇醇1.醇与卤代烃的消去反应醇与卤代烃的消去反应2.醇的氧化醇的氧化1 1）某些醇的消去引入）某些醇的消去引入

5、C=C2 2）卤代烃的消去引入）卤代烃的消去引入C=C3 3）炔烃加成引入）炔烃加成引入C=CCHCH + HBr CH2=CHBr 催化剂催化剂10引入引入-COOH的方法有：的方法有：1.醛的氧化醛的氧化2.酯的酸性水解酯的酸性水解3.苯的同系物的氧化苯的同系物的氧化4.羧酸盐酸化羧酸盐酸化11CH3OH+HCOOH HCOOCH3+H2O浓硫酸浓硫酸CH3CH2OHCH2=CH2+H2O 浓硫酸浓硫酸2CH3CH2OH+O2 2H3CHC=O+2H2OCu 1.加成消不饱和键加成消不饱和键2.消去、氧化、酯化除羟基消去、氧化、酯化除羟基CH2=CH2+H2 CH3CH3NiCH3CH=O

6、+H2CH3CH2OH催化剂催化剂12H3CHC=O+H2CH3CH2OH催化剂催化剂2CH3CHO+O22CH3COOH催化剂催化剂3.加成、氧化除醛基加成、氧化除醛基13 有机合成基础知识有机合成基础知识（1）以两个碳的有机物为例，）以两个碳的有机物为例，请建构有机物官能团相互转化请建构有机物官能团相互转化的关系网络图的关系网络图（2）以苯为例，建构芳香族化）以苯为例，建构芳香族化合物相互转化关系网络图合物相互转化关系网络图 1415RX ROH RCHO RCOOH1. 1. 官能团种类的转换官能团种类的转换三、有机合成的技巧三、有机合成的技巧16 2.官能团数目的变化官能团数目的变化

7、CH3CH2OH HOCH2CH2OHCH2=CH2ClCH2CH2Cl17 3. 官能团的位置改变官能团的位置改变 CH2=CHCH2CH3 CH3CH=CHCH3CH3CHClCH2CH3CH3CH=CH2CH3CH2CH2OHCH3CH(OH)CH318 1.形成环酯形成环酯192.氨基酸形成环状肽氨基酸形成环状肽 203.形成环醚形成环醚4.形成环酸酐形成环酸酐5.形成环烃形成环烃 21 麻黄碱麻黄碱CH3CHNHCH3CHOH22用化学方法人工合成物质用化学方法人工合成物质OOOHOHOHOH23叶绿素分子的结构式24维维生生素素B B1212的的化化学学结结构构25用化学方法人工合

8、成物质 修饰 自然 物质解热镇痛药物解热镇痛药物阿司匹林阿司匹林26卡托普利、青霉素NCOOHHSCH2CHCOCH3CHCOOHCH3CCH3SH NH227用化学方法人工合成物质 创造新物质，如尼龙、涤纶、炸药、医药等等28四、有机合成的方法四、有机合成的方法1、正向合成分析法（又称顺推法）、正向合成分析法（又称顺推法）此法采用正向思维方法，从此法采用正向思维方法，从已知原已知原料料入手，找出可直接合成的所需要入手，找出可直接合成的所需要的的中间产物中间产物，并同样找出它的下一，并同样找出它的下一步产物，依次类推，逐步推向合成步产物，依次类推，逐步推向合成目标有机物目标有机物。29CH3C

9、CH2CH3CH2CCH3COOH例130CH3CCH2CH3CH2CCH3COOHCH3CCH3CH2Br BrCH3CCH3CH2OHOHCH3CCH3OHCHO31基础原基础原料料辅助原辅助原料料中间体中间体副产物副产物辅助原辅助原料料中间体中间体副产物副产物辅助原辅助原料料目标化目标化合物合物322、逆合成分析法、逆合成分析法 又称逆推法，其特点是从产物出发，又称逆推法，其特点是从产物出发，由后向前推，先找出产物的前一步原由后向前推，先找出产物的前一步原料（中间体），并同样找出它的前一料（中间体），并同样找出它的前一步原料，如此继续直至到达简单的初步原料，如此继续直至到达简单的初始原料

10、为止。始原料为止。33以乙醇为原料，合成乙二酸乙二酯以乙醇为原料，合成乙二酸乙二酯CH2=CH2CH2BrCH2BrCH2OH CH2OHCH3CH2OHCH2OH CH2OHCOOH COOH 123456以乙醇为主要原料如何制备乙二醇？以乙醇为主要原料如何制备乙二醇？2、逆合成分析法：、逆合成分析法：34原料原料中间产物中间产物产品产品顺顺顺顺逆逆逆逆基础基础原料原料中间体中间体目标化目标化合物合物中间体中间体35设计合成路线的关键： 1、目标化合物分子的碳骨架的构建 2、官能团的引入和转化36例例3。用乙烯和乙苯为原料。用乙烯和乙苯为原料(其它无机物其它无机物自选自选),), 合成下列有

11、机物合成下列有机物37合成合成1? ?38光照光照取代取代NaOH醇醇 加热加热消去消去加聚加聚催化剂催化剂39合成合成2? ? ?40光照光照取代取代NaOH醇醇 加热加热消去消去加成加成水解水解NaOH水水 加热加热41氧化氧化氧化氧化水解水解加成加成42酯化酯化43光照光照取代取代NaOH醇醇 加热加热消去消去加成加成酯化酯化水解水解NaOH水水 加热加热44有机合成遵循的原则 1、原料：、原料： 要廉价、易得、低毒、低污染。要廉价、易得、低毒、低污染。 2、步骤：、步骤： 最少，产率最高最少，产率最高 3、路线：、路线： 要符合要符合“环保、绿色环保、绿色”提高原子利用提高原子利用率率

12、 4、操作：、操作： 简单、条件温和、能耗低、易于实现简单、条件温和、能耗低、易于实现 5、按、按一定顺序一定顺序和规律引入官能团，和规律引入官能团，不不能臆造能臆造不存在的反应。不存在的反应。45有机合成的思路： 分析碳链的变化分析碳链的变化 分析官能团的变化分析官能团的变化 分析题中的信息分析题中的信息 分析方法：正向合成、逆向合成、综分析方法：正向合成、逆向合成、综合比较合比较461 1、能使溴水褪色的物质：、能使溴水褪色的物质：（1 1）含有碳碳双键和碳碳叁键的化合物（加成）含有碳碳双键和碳碳叁键的化合物（加成） 烃及其烃及其衍生物衍生物 （2 2）苯酚等酚类物质（取代）苯酚等酚类物质

13、（取代） （3 3）含醛基物质（氧化）含醛基物质（氧化） 不可使不可使BrBr2 2(CCl(CCl4 4) )褪色褪色 （4 4）有机溶剂（如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已）有机溶剂（如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已烷等，属于萃取，使水层褪色而有机层呈橙红色。）烷等，属于萃取，使水层褪色而有机层呈橙红色。） （5 5）碱性物质（如）碱性物质（如NaOHNaOH、NaNa2 2COCO3 3）（氧化还原）（氧化还原歧化反歧化反应）应） （6 6）较强的无机还原剂（如）较强的无机还原剂（如SOSO2 2、KIKI、FeSOFeSO4 4等）（氧化）等）（氧化）472 2、能使高锰酸钾酸性

14、溶液褪色的物质：、能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质： （1 1）含有碳碳双键、碳碳叁键的化合物、苯的同系物）含有碳碳双键、碳碳叁键的化合物、苯的同系物 烃烃及其衍生物及其衍生物 （2 2）含有羟基的化合物，如醇（含）含有羟基的化合物，如醇（含-H-H）和酚类物质）和酚类物质 （3 3）含有醛基的化合物）含有醛基的化合物 （4 4）具有还原性的无机物（如）具有还原性的无机物（如SOSO2 2、FeSOFeSO4 4、KIKI、HClHCl、H H2 2O O2 2等）等）48（一）、碳骨架的构建（一）、碳骨架的构建1、增长碳链（1）引入CN催化剂H2O,H+H2O,H+取代反应加成反应49（一）、

15、碳骨架的构建（一）、碳骨架的构建1、增长碳链（2）羟醛缩合有有 -H的醛或酮在酸或碱的作用下，缩合生成的醛或酮在酸或碱的作用下，缩合生成 -羟基羟基醛或醛或 -羟基酮的反应称为羟基酮的反应称为羟醛缩合羟醛缩合CH3COHH CH2CHOCH3CHCH2CHOOHOH , H2O或 H+注意：注意：-羟基醛加热时，容易失水生成羟基醛加热时，容易失水生成,-,-不饱和醛：不饱和醛：50（一）、碳骨架的构建（一）、碳骨架的构建1、增长碳链（2）羟醛缩合有有 -H的醛或酮在酸或碱的作用下，缩合生成的醛或酮在酸或碱的作用下，缩合生成 -羟基羟基醛或醛或 -羟基酮的反应称为羟基酮的反应称为羟醛缩合羟醛缩合CH3COHH CH2CHOCH3CHCH2CHOOHOH , H2O或