第四節(jié) 有機(jī)合成

1、第四節(jié)第四節(jié) 有有 機(jī)機(jī) 合合 成成 一、有機(jī)合成的過(guò)程一、有機(jī)合成的過(guò)程 1有機(jī)合成的目的有機(jī)合成的目的 -利用利用簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單、，通過(guò)有機(jī)反應(yīng)，通過(guò)有機(jī)反應(yīng)，合成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物合成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物 2有機(jī)合成的任務(wù)有機(jī)合成的任務(wù) (1)任務(wù)包括兩個(gè)方面：任務(wù)包括兩個(gè)方面： a目標(biāo)化合物分子目標(biāo)化合物分子的構(gòu)建的構(gòu)建 即：即：-怎樣從原料分子的骨架，通過(guò)反應(yīng)接怎樣從原料分子的骨架，通過(guò)反應(yīng)接駁延伸駁延伸(或縮短或縮短)成目標(biāo)分子的骨架，另外，成目標(biāo)分子的骨架，另外，怎樣通過(guò)反應(yīng)改變?cè)戏肿又械墓倌軋F(tuán)或怎樣通過(guò)反應(yīng)改變?cè)戏肿又械墓倌軋F(tuán)或引入新的官能團(tuán)，形成目標(biāo)分子的

2、官能團(tuán)引入新的官能團(tuán)，形成目標(biāo)分子的官能團(tuán) (2) 有機(jī)合成的流程有機(jī)合成的流程(2) 有機(jī)合成的流程有機(jī)合成的流程輔助輔助原料原料 基礎(chǔ)基礎(chǔ)原料原料副產(chǎn)物副產(chǎn)物 中間體中間體 中間體中間體 目標(biāo)目標(biāo)化合物化合物 輔助輔助原料原料 輔助輔助原料原料 副產(chǎn)物副產(chǎn)物 CH3OCH2合成CO例例 由由 合成過(guò)程：合成過(guò)程： CH3OCH2COCH2OHCH2ClCl2H2OO2CHOO2COOHCH2OH討論討論 -怎樣通過(guò)反應(yīng)改變?cè)戏肿又械脑鯓油ㄟ^(guò)反應(yīng)改變?cè)戏肿又械模?思考與交流思考與交流P65 3 3常用官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化方法常用官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化方法( () ) (1) 引入引入(C=C鍵

3、鍵)方法方法- -引入引入C=C鍵鍵 CH3CH2CHOH=濃H2SO4CH2CH3CH2+H2O b-引入引入C=C鍵鍵 CH3CH2CHCl=CH2CH3CH2+H2ONaOH乙醇+NaCl+ -引入引入C=C鍵鍵 CH3CH=CH3CH2+H2CCH催化劑(2)引入引入(一一X)方法方法- -引入一引入一X ClCH3+Cl2CH3CH2HClCH3光照+Cl2CH3HCl光照CH2Cl-引入一引入一X CH=CH3CH2+CHCH3CH2Br2BrBrCHCl=CH3+催化劑CHCH3CH2CH CH3HClCH3+H2O+催化劑CH2OHHClCH2Cl-引入一引入一X (3)引入羥

4、基引入羥基(一一OH)方法方法- -引入一引入一OH CH3CH2CHOH=+H2O催化劑CH CH3CH3CHCH3-引入一引入一OH +H2ONaOH+NaClCH2OHCH2Cl-引入一引入一OH +H2催化劑CH3CH2CHO CH3CH2CH2OH-引入一引入一OH CH3CH2OH+H2O+CCH3CH2CH3OOCH2H2SO4CH3COCH2OH注意注意 1改變分子中的官能團(tuán)或引入新官改變分子中的官能團(tuán)或引入新官能團(tuán)時(shí)，能團(tuán)時(shí)， 2引入新官能團(tuán)的引入新官能團(tuán)的與與 二、有機(jī)合成方法的設(shè)計(jì)二、有機(jī)合成方法的設(shè)計(jì) - 1逆合成分析法主要任務(wù)逆合成分析法主要任務(wù) (1) 確定合成目標(biāo)

5、化合物開(kāi)初時(shí)最適宜的基確定合成目標(biāo)化合物開(kāi)初時(shí)最適宜的基礎(chǔ)原料礎(chǔ)原料 (2) 確定合成目標(biāo)化合物的最佳合成路線確定合成目標(biāo)化合物的最佳合成路線 2逆合成分析法的分析步驟逆合成分析法的分析步驟 -是從目標(biāo)化合物一步一步地往后倒退尋找上是從目標(biāo)化合物一步一步地往后倒退尋找上一步反應(yīng)的中間體和輔助原料一步反應(yīng)的中間體和輔助原料(即：上一步反應(yīng)即：上一步反應(yīng)的反應(yīng)物的反應(yīng)物)，最后確定開(kāi)初時(shí)最適宜的基礎(chǔ)原料，最后確定開(kāi)初時(shí)最適宜的基礎(chǔ)原料和最終的合成路線和最終的合成路線 即：即： 目標(biāo)目標(biāo)化合物化合物中間體中間體 基 礎(chǔ)基 礎(chǔ)原料原料 中間體中間體 例：合成例：合成 OCCH2CH3COOOCH2CH

6、3倒推分析倒推分析 第一步：第一步： OCOHCH2CH3COOOCH2CH3OCCOOH+2CH3CH2OHOHOCCOOHOCCOHH第二步：第二步： 第三步：第三步： H2CH2COHOHOCCOHHH2CH2COHOHH2CH2CClCl第四步：第四步： 第五步：第五步： CH2H2CH2CClClCH2倒推分析流程圖倒推分析流程圖 OCCH2CH3COOOCH2CH3OHOCCOHOOCCOHHH2CH2COHOHH2CH2CClClCH2CH2=CH2CH2=CH3CH2OH分析結(jié)果分析結(jié)果 (1)合成草酸二乙酯的最基礎(chǔ)原料是：合成草酸二乙酯的最基礎(chǔ)原料是： (2)合成路線為：合成

7、路線為： CH2=H2OCH3CH2OH+催化劑CH2CH2=+CH2Cl2CH2CH2ClClH2O+CH2CH2ClCl2NaOH+CH2CH22NaClOHOHH2O催化劑+CH2CH2OHOHO2OCCOHH+2催化劑OHO2OCCOHH+OCCOHOH2OCH3CH2OH催化劑OH+2OCCOHOOCCH2CH3COOOCH2CH3+2注意注意 (1)選擇基礎(chǔ)原料和輔助原料的原則選擇基礎(chǔ)原料和輔助原料的原則 -所選原料必須所選原料必須低毒性低毒性、低污染低污染、的的 (2)選擇合成路線的原則選擇合成路線的原則 -合成路線中各步反反的反應(yīng)條合成路線中各步反反的反應(yīng)條件必須比較溫和，并具

8、有件必須比較溫和，并具有學(xué)與問(wèn)學(xué)與問(wèn)P65“卡托普利卡托普利”為血管緊張素抑制劑，臨床上用于為血管緊張素抑制劑，臨床上用于治療高血壓和充血性心力衰竭。文獻(xiàn)共報(bào)道了治療高血壓和充血性心力衰竭。文獻(xiàn)共報(bào)道了10條合成該物質(zhì)的路線，其中最有價(jià)值的是以條合成該物質(zhì)的路線，其中最有價(jià)值的是以2一一甲基丙烯酸為原料，通過(guò)甲基丙烯酸為原料，通過(guò)4步反應(yīng)得到目標(biāo)化合步反應(yīng)得到目標(biāo)化合物。各步反應(yīng)的產(chǎn)率如下：物。各步反應(yīng)的產(chǎn)率如下： H2C CCH3COOHHSCH2CHON=93.0%81.7%85.6%90.0%ABCCCH3COOH請(qǐng)計(jì)算一下該合成路線的總產(chǎn)率是多少？請(qǐng)計(jì)算一下該合成路線的總產(chǎn)率是多少？

9、總產(chǎn)率總產(chǎn)率a = a1 a2a3a4 =93.0%81.7%90.0%85.6% =58.54% a1 a2 a3 a4 堂上練習(xí)堂上練習(xí)例例1 某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為試分析合物該有機(jī)物的最基礎(chǔ)原料，并寫出試分析合物該有機(jī)物的最基礎(chǔ)原料，并寫出合成路線中各步反應(yīng)的化學(xué)方程式合成路線中各步反應(yīng)的化學(xué)方程式 =OCCH2COO CH2=O解：解： 最基礎(chǔ)原料是：最基礎(chǔ)原料是：- 反應(yīng)式：反應(yīng)式： CH2=+CH2Cl2CH2CH2ClClH2O+CH2CH2ClCl2NaOH+CH2CH22NaClOHOHH2O催化劑+CH2CH2OHOHO2OCCOHH+2催化劑OHO2OC

10、COHH+OCCOHO=OCCH2COO CH2=O催化劑OHOCCOHOH2O+CH2CH2OHOH2例例2 P67二乙酸一二乙酸一1，4一環(huán)己二醇酯可通過(guò)下列路線合成一環(huán)己二醇酯可通過(guò)下列路線合成 (1)光照Cl(2) NaOH 乙醇AB(3) Cl2(4)BrBrCD(6) H2(5)(7) NaOH 水催化劑(8) H2SO4CH3COOHO C CH3OO C CH3O請(qǐng)你寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出其反應(yīng)請(qǐng)你寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出其反應(yīng)類型類型(提示：路線中提示：路線中(5)的反應(yīng)可利用的反應(yīng)可利用1，3一環(huán)己一環(huán)己二烯與二烯與Br2的的1，4一加成反應(yīng)一加成反應(yīng)) 反應(yīng)式：反應(yīng)式： 光照Cl+ Cl2HCl+Cl 乙醇+NaClH2ONaOH+ClCl2+Cl取代取代 消去消去 加成加成