【高中化学】有机合成课件 2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

有机合成有机合成的意义①制备天然有机物，弥补自然资源的不足。②对天然有机物进行局部的结构改造和修饰，使其性能更加完美。③合成自然界中不存在的有机物，满足人们生活需要。有机合成的概念

使用相对简单易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。一、有机合成的任务(1)与HCN发生加成反应①炔烃与HCN的加成反应1.增长碳链（一）构建碳骨架原料分子中的碳原子目标分子中的碳原子少于引入含碳原子的官能团②醛（或酮）与HCN的加成反应(2)加聚反应nCH2＝CH2[CH2-CH2]n一定条件下(3)酯化反应(4)分子间脱水C2H5−OH+HO−C2H5C2H5−O−C2H5+H2O浓H2SO4140

℃1818OOCH3—C—OH+H—O—C2H5CH3—C—O—C2H5+H2O浓H2SO42.碳链缩短C＝CH—RR'R''KMnO4H＋C＝O＋R—COOHR'R''R—C≡CHKMnO4H＋CO2＋RCOOHCH—RR'KMnO4H＋HOOC—（1）烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳链缩短的羧酸或酮（2）炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳链缩短的羧酸或酮（3）芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳链缩短的羧酸。（5）水解反应酯的水解、蛋白质水解、多糖水解。（4）烷烃的裂化、裂解反应3.碳链成环（1）共轭二烯烃(含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃，如1,3­丁二烯)与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生第尔斯­阿尔德反应(Diels­Alderreaction)，得到环加成产物，构建了环状碳骨架。1,3-丁二烯与丙烯酸反应:COOH＋△COOH123465123465+△COOCH3COOCH3COOCH3COOCH3CH3+△COOCH3COOCH3CH3（2）酯化成环（3）醇分子间脱水成环1.碳碳双键的引入方法浓硫酸170℃CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O醇∆CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2OCH≡CH+H2

CH2=CH2Ni∆CH≡CH+HClCH2=CHCl（二）有机合成的主要任务二——引入官能团（1）醇或卤代烃的消去反应（2）炔烃的不完全加成反应2.碳卤键的引入方法CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl光光—CH3＋Cl2—CH2Cl＋HCl↑试剂：X2、HX（1）烷烃、苯及苯的同系物、醇或酚的取代反应2.碳卤键的引入方法试剂：X2、HXCH3CH2−OH+H−BrCH3CH2−Br

+H2O△（浓溶液）

＋3Br2

＋3HBr（过量）OHOHBrBrBr（1）烷烃、苯及苯的同系物、醇或酚的取代反应（2）烯烃或炔烃的加成反应CH3CH＝CH2＋Br2

CH3CHBrCH2BrCH3CH＝CH2＋HClCH3CHClCH3△(主要产物)CH≡CH+HClCH2=CHClCH≡CH+2Br2CHBr2CHBr2

2.碳卤键的引入方法3.羟基的引入方法（1）烯烃与水、醛(酮)与H2、羟醛缩合等的加成反应CH3CH＝CH2＋H2OCH3CH(OH)CH3催化剂加热、加压催化剂△CH3CH2OHCH3CHO＋H2O－C－CH3CH3＋H2催化剂△OH－CH－CH3CH3＝－催化剂CH3—C—CH2CHOOHHβαCH3—C—HO+

CH3CHOα=CH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH2CH2OH+NaCl水△CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH△CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△（2）卤代烃、酯等的水解（取代反应）另外：酚盐溶液与CO2、HCl等反应+NaClOH+HClONa+NaHCO3OH+CO2+H2O

ONa4.碳氧双键（羰基或醛基）的引入方法（1）烯烃、醇的氧化反应2CH2＝CH2+O2

2CH3CHO一定条件②Zn/H2O①O3OHCCH2CH2CH2CH2CHOCH2＝CHC=CHCH3CH3CO2+HOOCC=O+HOOCCH3CH34.碳氧双键（羰基或醛基）的引入方法（1）烯烃、醇的氧化反应2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2O

Cu/Ag△2RCHR'＋O2催化剂△2RCR＋2H2OO＝OH（2）炔烃水化（加成反应）催化剂△CH≡CH＋H2OCH3CHO5.羧基的引入方法2CH3CHO＋O22CH3COOH催化剂△KMnO4H＋R—CH＝CH2

RCOOH+CO2↑CH—RR'KMnO4H＋HOOC—RCOOHRC≡CH（1）醛、烯(炔)烃、苯的同系物、伯醇的氧化反应KMnO4H＋R—CH2OHR—COOH（2）酯、酰胺、R—CN的水解（取代反应）

CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△CH3CH2CNCH3CH2COOH6.酯基的引入方法①酯化反应CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O浓硫酸△②酰氯醇解O－C－ClCH3＋CH3OH无水操作O－C－OCH3＋HClCH3＝＝【官能团保护】下列两个有机合成设计流程有何特点？其设计的目的是什么？保护羰基不被反应保护酚羟基不被氧化（三）官能团的保护

含多个官能团的有机化合物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响，此时先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。1.醇羟基的保护

先将羟基转化为醚键，使醇转化为在一般反应条件下比较稳定的键。相关合成反应结束后，再在一定条件下脱除起保护作用的基团(保护基)，恢复羟基。

因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(酯基或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为OCH3COOHOHCOOHCH3IKMnO4/H＋H＋OCH3CH3OHCH32.酚羟基的保护

碳碳双键易加成，易被O3、H2O2、酸性高锰酸钾等氧化，在氧化其他基团前，可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应将其转变为碳碳双键。3.碳碳双键的保护C＝C＋HX—C—C—XHNaOH/醇△C＝CC＝C＋H2O—C—C—OHH浓硫酸△C＝C4.醛基的保护醛基可被弱氧化剂氧化，为避免在反应过程中受到影响，保护一般是把醛基制成缩醛，最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)。缩醛也可以先生成醇，然后再氧化恢复。5.氨基(-NH2)的保护胺基易被O2、O3、H2O2等氧化，一般采用下列方法保护。CH3浓硝酸浓硫酸，加热CH3NO2KMnO4/H＋COOHNO2Fe/HClCOOHNH2用甲苯制备对氨基苯甲酸，先氧化甲基后还原为氨基。(四)官能团的转化(种类、数目和位置的变化)1.官能团种类变化（1）有机合成题是中学化学常见题型,“乙烯辐射一大片,醇、醛、酸、酯一条线”是有机合成的基本思路。(2)先消去后加成。使官能团转换位置或数目增多一般都采取先消去后加成的方法。可以由醇或卤代烃先发生消去反应,再与HX、X2或H2O发生加成反应。【实战】某有机物的结构简式如下，则此有机物可发生的反应类型有_______________________(填序号)。①取代反应②加成反应③消去反应④酯化反应⑤水解反应⑥氧化反应⑦中和反应⑧显色反应⑨银镜反应⑩还原反应⑪加聚反应⑫硝化反应①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫解析：该有机物含有碳碳双键，可以发生加成、加聚、氧化等，含有羧基可以发生中和、酯化（取代）等；含有酯基可以发生水解反应（取代）；含有酚—OH，可以发生取代，显色；含有醇—OH可发生消去、酯化（取代）。含有—CHO可发生银镜反应（氧化）、氧化反应和还原反应。含有苯环氢原子可发生硝化（取代）、加成等。碳碳双键C=C-C≡C-碳碳三键碳卤键—C—X———OH醇羟基O=—C—H醛基O=—C—O—H羧基O=—C—O—R酯基12①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩111314如②三种方法：HOCl、HX、X22.官能团数目变化消去加成CH3CH2-BrCH2=CH2CH2Br-CH2Br3.官能团位置变化CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2CH3CH-CH3Br消去HBrCH3CH-CH3OH水解CH3CH2OH消去CH2=CH2加Br2CH2BrCH2BrHOCH2CH2OH水解4.官能团的消除加成反应（1）消除不饱和键（2）消除羟基取代、消去、酯化、氧化（3）消除醛基、酮羰基加成、氧化（4）消除碳卤键消去、水解（5）消除酯基、酰胺基水解【实战】由苯酚制取A．①⑤④① B．②④②①

C．⑤③②①④ D．①⑤④②时，最简便的流程需要下列哪些反应其正确的顺序是()①取代；②加成；③氧化；④消去；⑤还原B-OH-OH-Br-Br加成消去加成取代一、有机合成路线的设计与实施（一）有机合成的设计基础原料辅助原料中间体副产物辅助原料中间体副产物辅助原料目标化合物1.正向合成分析法此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标化合物。碳骨架和官能团等方面的异同的比较设计合理方案用

合成(无机试剂任选，用反应流程图表示，并注明反应条件)。

提示：RCH=CH2RCH2-CH2-BrHBr2.逆向合成分析法

采用逆向思维方法，从产物出发，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步原料，如此继续直至到达简单的初始原料为止。COCOOC2H5OC2H5COCOOHOHCH3CH2OHCH2CH2ClClCH2CH2OHOHCH2=CH2CH2=CH2【逆合成分析】以乙烯合成乙二酸二乙酯。【合成路线】苯甲酸苯甲酯

是一种有水果香气的食品香料。请以甲苯为基础原料，使用逆合成分析法设计它的合成路线。【逆合成分析】【合成路线】3.综合比较法

采用综合思维的方法,将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较,从而得到最佳合成路线。（二）有机合成路线设计的原