第四节有机合成(优秀)

1、.,第四节 有机合成,.,有机材料的惊艳绽放,新型的ETFE（乙烯一四氟乙烯共聚物）,.,1、抗压性很好，每个泡泡都可承受汽车的重量 2、保温隔热 3、会“呼吸” 4、有很强的自洁性 5、节能 每天自然光照9个小时以上,3000个美丽的 蓝色泡泡,水立方,.,海葵毒素,.,海葵毒素的同分异构体数目为271个，是目前最复杂的化合物,但已被科学家全合成。 1989年经8年之久由哈佛大学的Kishi领导24名博士和博士后完成。,分子式 C129H223N3O54,.,1965年诺贝尔化学奖,Robert B. Woodward(United States ),有机合成使人类在旧的自然界旁又建立起一个

2、新的自然界，大大地改变了社会上物质及商品的面貌，使人类的生活发生了巨大的革命。 美 伍德沃德,.,用化学方法人工合成物质,复写自然物质,.,用化学方法人工合成物质,修饰 自然物质,解热镇痛药物阿司匹林,.,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,.,一、有机合成的过程,利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。,1、有机合成的概念,2、有机合成的任务,有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。,.,有机合成过程示意图,基础原料,辅助原料,副产物,副产物,中间体,中间体,辅助原料,辅助原料,目标化合物,3、有机合成的过程,.,

3、4、有机合成的设计思路,5、关键：,设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引入和转化 。,.,.,6、有机物的相互转化关系：,两碳有机物为例：,CH3-CH3,CH3-CH2-Cl,CH2=CH2,CH2Cl-CH2-Cl,CHCH,CH2=CHCl,CH3-CH2-OH,CH3-CHO,CH3-COOH,CH3COOC2H5,CH3COONa,.,顺推法,即正向思维法，从已知原料入手，找出合成所需的中间产物，逐步推向待合成的有机物。 思维程序是： 原料 中间产物 产品,.,由,合成,俗称:水杨酸,学生活动1,.,酸性KMnO4,CH3I,酸性KMnO4,HI,水杨酸,注意：基团的保护 优选合

4、成路线,.,基础原料,中间体,目标化合物,中间体,逆合成分析法,1990年诺贝尔化学奖,最适宜的基础原料 最终的合成路线,科里,.,在日常生活中，饮料、糖果中常常添加一些有 水果香味的酯类香料，例如具有苹果香味的戊酸戊酯， 你能利用1-戊烯为原料合成戊酸戊酯这种香料吗？,戊酸戊酯,1-戊烯,CH2=CH-CH2CH2CH3,学生活动2,.,逆合成分析法,CH3CH2CH2CH2COOH,HO-CH2CH2CH2CH2CH3,+,CH3CH2CH2CH2CH2OH,CH3CH2CH2CH=CH2,目标化合物,中间体,中间体,基础原料,思路：,CH3CH2CH2CH2CHO,HO-H,.,想一想：

5、结合生产实际，同学们，你认为在选择原料和合成途径时，你应该注意一些什么问题？,反应条件必须比较温和 产率较高 原料低毒性、低污染、廉价 ,.,试用逆合成分析法研究用乙烯合成草酸二乙酯的路线,+,2 HO-CH2CH3,原材料,.,学生活动3,由,和,合成,聚甲基丙烯酸羟乙酯,.,甲基丙烯酸,乙二醇,.,1、由异丁烯合成甲基丙烯酸方法,2、合成乙二醇,CH2BrCH2Br,CH2OHCH2OH,.,CH2OHCH2OH,酯化,加聚,.,练习：用2-丁烯、乙烯为原料设计 的合成路线,.,NaOH C2H5OH,1、逆向合成分析：,+,NaOH水,2、合成路线：,Br2,O2,Cu,O2,浓H2SO

6、4,Br2,Br2,NaOH水,.,练习：用2-丁烯、乙烯为原料设计 的合成路线,NaOH C2H5OH,1、逆合成分析：,+,NaOH水,2、合成路线：,Br2,O2,Cu,O2,浓H2SO4,Br2,Br2,NaOH水,.,思路,关键：,明确目标化合物的性质和结构,设计合成路线,检测样品的性能，不断改进,官能团的引入方法,有机合成的过程,有机合成的方法？,小结,.,官能团的引入和转化:,(1)官能团的引入：,思考与交流,1、引入碳碳双键的三种方法：,卤代烃的消去；醇的消去；炔烃的不完全加成。,2、引入卤原子的三种方法：,醇（或酚）的取代；烯烃（或炔烃）的加成；烷烃（或苯及苯的同系物）的取代

7、。,.,(2)官能团的转化：,包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。,3、引入羟基的四种方法：,烯烃与水的加成；卤代烃的水解； 酯的水解；醛的还原。,.,a.官能团种类变化：,CH3CH2-Br,水解,CH3CH2-OH,氧化,CH3-CHO,b.官能团数目变化：,CH3CH2-Br,消去,CH2=CH2,加Br2,CH2BrCH2Br,c.官能团位置变化：,CH3CH2CH2-Br,消去,CH3CH=CH2,加HBr,.,二、有机合成的方法,1、有机合成的常规方法,（1）官能团的引入,引入双键（C=C或C=O）,1）某些醇的消去引入C=C,2）卤代烃的消去引入C=C,.,3）炔烃加成引入

8、C=C,4）醇的氧化引入C=O,引入卤原子（X）,1）烃与X2取代,2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O,.,3）醇与HX取代,2）不饱和烃与HX或X2加成,引入羟基（OH）,1）烯烃与水的加成,2）醛（酮）与氢气加成,.,3）卤代烃的水解（碱性）,4）酯的水解,（2）官能团的消除,通过加成消除不饱和键,通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基,通过加成或氧化消除醛基,通过消去反应或水解反应可消除卤原子,（3）官能团的衍变,.,4、醇、醛、羧酸、酯的相互转化及其化学性质,请以乙醇为例写出上述转化的化学方程式：,思考:如何引入醇羟基、醛基、羧基、酯基,.,【归纳总结及知识升华 】,思考

9、： 1、至少列出三种引入C=C的方法：,(1) 卤代烃消去 (2) 醇消去 (3) CC不完全加成等,.,思考： 2、至少列出三种引入卤素原子的方法：,(1) 醇(或酚)和HX取代 (2) 烯烃(或炔烃)和HX、X2加成 (3) 烷烃(苯及其同系物)和X2的取代等,.,思考： 3、至少列出四种引入羟基(OH)的方法：,(1) 烯烃和水加成 (2) 卤代烃和NaOH水溶液共热(水解) (3) 醛(或酮)还原(和H2加成) (4) 酯水解 (5) 醛氧化(引入COOH中的OH)等,.,思考： 4、在碳链上引入醛基和羧基的方法有：,醛基： (1) RCH2OH氧化 (2) 乙炔和水加成 (3) RCH=CHR 适度氧化 (4) RCHX2水解等,.,思考： 4、在碳链上引入醛基和羧基的方法有：,羧基： (1) RCHO氧化 (2) 酯水解 (3) RCH=CHR 适度氧化 (4) RCX3水解等,.,思考： 5、如何增加或减少碳链？,增加： 酯化反应 醇分子间脱水(取代反应)生成醚 加聚反应 缩聚反应 C=C或CC和HCN加成等,.,思考： 5、如何增加或减少碳链？,减少： 水解反应：酯水解，糖类、 蛋白质(多肽)水解 裂化和裂解反应； 脱羧反应； 烯烃或炔烃催化氧化(C=C或CC