《有機合成》 (課堂PPT)

1、123回味從前回味從前知識準備知識準備各類烴及衍生物的主要化學(xué)性質(zhì)：各類烴及衍生物的主要化學(xué)性質(zhì)： 名名 稱稱 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 雙雙 鍵鍵 C C 叁叁 鍵鍵 C C 苯苯 環(huán)環(huán) 羥羥 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、還原氧化、還原酯化、酸性酯化、酸性水解水解4一、有機合成的過程一、有機合成的過程 利用簡單、易得的原料，通利用簡單、易得的原料，通過有機反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)過有機反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機化合物。和功能的有

2、機化合物。1 1、有機合成的概念、有機合成的概念2 2、有機合成的任務(wù)、有機合成的任務(wù) 有機合成的任務(wù)包括目標化有機合成的任務(wù)包括目標化合物合物分子骨架的構(gòu)建分子骨架的構(gòu)建和和官能團的官能團的轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化。5有機合成遵循的原則 1、原料：、原料： 要廉價、易得、低毒、低污染。要廉價、易得、低毒、低污染。 2、步驟：、步驟： 最少，產(chǎn)率最高最少，產(chǎn)率最高 3、路線：、路線： 要符合要符合“環(huán)保、綠色環(huán)保、綠色”提高原子利用提高原子利用率率 4、操作：、操作： 簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn) 5、按、按一定順序一定順序和規(guī)律引入官能團，和規(guī)律引入官能團，不不能臆造能

3、臆造不存在的反應(yīng)。不存在的反應(yīng)。6 二、二、 官能團的引入官能團的引入 官能團的消除官能團的消除官能團的衍變官能團的衍變有機成環(huán)反應(yīng)規(guī)律有機成環(huán)反應(yīng)規(guī)律 7 -OH的引入的引入 H2SO4CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2OCH3CH2OHCH2=CH2+H2O 催化劑催化劑加熱加熱(CH3)2C=O+H2(CH3)2CHOH催化劑催化劑2.2.醛醛. .酮加氫氣酮加氫氣3.鹵代烴水解鹵代烴水解4.酯的水解酯的水解1.烯烴加水烯烴加水CH3CH=O+H2CH3CH2OH催化劑催化劑NaOHCH3CH2OHCH3CH2Cl +H2O8 -X的引入的引入CH2=CH2+

4、HBrCH3CH2BrCHCH+2Br2CHBr2CHBr2C2H5OH+HBr C2H5Br+H2OC6H6+Br2 C6H5Br+HBrFe1.烴與烴與X2的取代的取代2.不飽和烴與不飽和烴與HX、X2的加成的加成3.醇與醇與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 濃硫酸濃硫酸170CH3CH2BrCH2=CH2+HBr NaOH醇醇1.醇與鹵代烴的消去反應(yīng)醇與鹵代烴的消去反應(yīng)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）鹵代烴的消去引入）鹵代烴的消去引入C=C3 3）炔烴加成引入）炔烴加成引入C=CCHCH + HBr CH2=CHBr 催化劑催化劑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.羧酸鹽酸化羧酸鹽酸化11CH3OH+HCOOH HCOOCH3+H2O濃硫酸濃硫酸CH3CH2OHCH2=CH2+H2O 濃硫酸濃硫酸2CH3CH2OH+O2 2H3CHC=O+2H2OCu 1.加成消不飽和鍵加成消不飽和鍵2.消去、氧化、酯化除羥基消去、氧化、酯化除羥基CH2=CH2+H2 CH3CH3NiCH3CH=O

6、+H2CH3CH2OH催化劑催化劑12H3CHC=O+H2CH3CH2OH催化劑催化劑2CH3CHO+O22CH3COOH催化劑催化劑3.加成、氧化除醛基加成、氧化除醛基13 有機合成基礎(chǔ)知識有機合成基礎(chǔ)知識（1）以兩個碳的有機物為例，）以兩個碳的有機物為例，請建構(gòu)有機物官能團相互轉(zhuǎn)化請建構(gòu)有機物官能團相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖（2）以苯為例，建構(gòu)芳香族化）以苯為例，建構(gòu)芳香族化合物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖合物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖 1415RX ROH RCHO RCOOH1. 1. 官能團種類的轉(zhuǎn)換官能團種類的轉(zhuǎn)換三、有機合成的技巧三、有機合成的技巧16 2.官能團數(shù)目的變化官能團數(shù)目的變化

7、CH3CH2OH HOCH2CH2OHCH2=CH2ClCH2CH2Cl17 3. 官能團的位置改變官能團的位置改變 CH2=CHCH2CH3 CH3CH=CHCH3CH3CHClCH2CH3CH3CH=CH2CH3CH2CH2OHCH3CH(OH)CH318 1.形成環(huán)酯形成環(huán)酯192.氨基酸形成環(huán)狀肽氨基酸形成環(huán)狀肽 203.形成環(huán)醚形成環(huán)醚4.形成環(huán)酸酐形成環(huán)酸酐5.形成環(huán)烴形成環(huán)烴 21 麻黃堿麻黃堿CH3CHNHCH3CHOH22用化學(xué)方法人工合成物質(zhì)用化學(xué)方法人工合成物質(zhì)OOOHOHOHOH23葉綠素分子的結(jié)構(gòu)式24維維生生素素B B1212的的化化學(xué)學(xué)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)25用化學(xué)方法人工合

8、成物質(zhì) 修飾 自然 物質(zhì)解熱鎮(zhèn)痛藥物解熱鎮(zhèn)痛藥物阿司匹林阿司匹林26卡托普利、青霉素NCOOHHSCH2CHCOCH3CHCOOHCH3CCH3SH NH227用化學(xué)方法人工合成物質(zhì) 創(chuàng)造新物質(zhì)，如尼龍、滌綸、炸藥、醫(yī)藥等等28四、有機合成的方法四、有機合成的方法1、正向合成分析法（又稱順推法）、正向合成分析法（又稱順推法）此法采用正向思維方法，從此法采用正向思維方法，從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間產(chǎn)物中間產(chǎn)物，并同樣找出它的下一，并同樣找出它的下一步產(chǎn)物，依次類推，逐步推向合成步產(chǎn)物，依次類推，逐步推向合成目標有機物目標有機物。29CH3C

9、CH2CH3CH2CCH3COOH例130CH3CCH2CH3CH2CCH3COOHCH3CCH3CH2Br BrCH3CCH3CH2OHOHCH3CCH3OHCHO31基礎(chǔ)原基礎(chǔ)原料料輔助原輔助原料料中間體中間體副產(chǎn)物副產(chǎn)物輔助原輔助原料料中間體中間體副產(chǎn)物副產(chǎn)物輔助原輔助原料料目標化目標化合物合物322、逆合成分析法、逆合成分析法 又稱逆推法，其特點是從產(chǎn)物出發(fā)，又稱逆推法，其特點是從產(chǎn)物出發(fā)，由后向前推，先找出產(chǎn)物的前一步原由后向前推，先找出產(chǎn)物的前一步原料（中間體），并同樣找出它的前一料（中間體），并同樣找出它的前一步原料，如此繼續(xù)直至到達簡單的初步原料，如此繼續(xù)直至到達簡單的初始原料

10、為止。始原料為止。33以乙醇為原料，合成乙二酸乙二酯以乙醇為原料，合成乙二酸乙二酯CH2=CH2CH2BrCH2BrCH2OH CH2OHCH3CH2OHCH2OH CH2OHCOOH COOH 123456以乙醇為主要原料如何制備乙二醇？以乙醇為主要原料如何制備乙二醇？2、逆合成分析法：、逆合成分析法：34原料原料中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物產(chǎn)品產(chǎn)品順順順順逆逆逆逆基礎(chǔ)基礎(chǔ)原料原料中間體中間體目標化目標化合物合物中間體中間體35設(shè)計合成路線的關(guān)鍵： 1、目標化合物分子的碳骨架的構(gòu)建 2、官能團的引入和轉(zhuǎn)化36例例3。用乙烯和乙苯為原料。用乙烯和乙苯為原料(其它無機物其它無機物自選自選),), 合成下列有

11、機物合成下列有機物37合成合成1? ?38光照光照取代取代NaOH醇醇 加熱加熱消去消去加聚加聚催化劑催化劑39合成合成2? ? ?40光照光照取代取代NaOH醇醇 加熱加熱消去消去加成加成水解水解NaOH水水 加熱加熱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 加熱加熱消去消去加成加成酯化酯化水解水解NaOH水水 加熱加熱44有機合成遵循的原則 1、原料：、原料： 要廉價、易得、低毒、低污染。要廉價、易得、低毒、低污染。 2、步驟：、步驟： 最少，產(chǎn)率最高最少，產(chǎn)率最高 3、路線：、路線： 要符合要符合“環(huán)保、綠色環(huán)保、綠色”提高原子利用提高原子利用率率

12、 4、操作：、操作： 簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn) 5、按、按一定順序一定順序和規(guī)律引入官能團，和規(guī)律引入官能團，不不能臆造能臆造不存在的反應(yīng)。不存在的反應(yīng)。45有機合成的思路： 分析碳鏈的變化分析碳鏈的變化 分析官能團的變化分析官能團的變化 分析題中的信息分析題中的信息 分析方法：正向合成、逆向合成、綜分析方法：正向合成、逆向合成、綜合比較合比較461 1、能使溴水褪色的物質(zhì)：、能使溴水褪色的物質(zhì)：（1 1）含有碳碳雙鍵和碳碳叁鍵的化合物（加成）含有碳碳雙鍵和碳碳叁鍵的化合物（加成） 烴及其烴及其衍生物衍生物 （2 2）苯酚等酚類物質(zhì)（取代）苯酚等酚類物質(zhì)

13、（取代） （3 3）含醛基物質(zhì)（氧化）含醛基物質(zhì)（氧化） 不可使不可使BrBr2 2(CCl(CCl4 4) )褪色褪色 （4 4）有機溶劑（如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已）有機溶劑（如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已烷等，屬于萃取，使水層褪色而有機層呈橙紅色。）烷等，屬于萃取，使水層褪色而有機層呈橙紅色。） （5 5）堿性物質(zhì)（如）堿性物質(zhì)（如NaOHNaOH、NaNa2 2COCO3 3）（氧化還原）（氧化還原歧化反歧化反應(yīng)）應(yīng)） （6 6）較強的無機還原劑（如）較強的無機還原劑（如SOSO2 2、KIKI、FeSOFeSO4 4等）（氧化）等）（氧化）472 2、能使高錳酸鉀酸性

14、溶液褪色的物質(zhì)：、能使高錳酸鉀酸性溶液褪色的物質(zhì)： （1 1）含有碳碳雙鍵、碳碳叁鍵的化合物、苯的同系物）含有碳碳雙鍵、碳碳叁鍵的化合物、苯的同系物 烴烴及其衍生物及其衍生物 （2 2）含有羥基的化合物，如醇（含）含有羥基的化合物，如醇（含-H-H）和酚類物質(zhì)）和酚類物質(zhì) （3 3）含有醛基的化合物）含有醛基的化合物 （4 4）具有還原性的無機物（如）具有還原性的無機物（如SOSO2 2、FeSOFeSO4 4、KIKI、HClHCl、H H2 2O O2 2等）等）48（一）、碳骨架的構(gòu)建（一）、碳骨架的構(gòu)建1、增長碳鏈（1）引入CN催化劑H2O,H+H2O,H+取代反應(yīng)加成反應(yīng)49（一）、

15、碳骨架的構(gòu)建（一）、碳骨架的構(gòu)建1、增長碳鏈（2）羥醛縮合有有 -H的醛或酮在酸或堿的作用下，縮合生成的醛或酮在酸或堿的作用下，縮合生成 -羥基羥基醛或醛或 -羥基酮的反應(yīng)稱為羥基酮的反應(yīng)稱為羥醛縮合羥醛縮合CH3COHH CH2CHOCH3CHCH2CHOOHOH , H2O或 H+注意：注意：-羥基醛加熱時，容易失水生成羥基醛加熱時，容易失水生成,-,-不飽和醛：不飽和醛：50（一）、碳骨架的構(gòu)建（一）、碳骨架的構(gòu)建1、增長碳鏈（2）羥醛縮合有有 -H的醛或酮在酸或堿的作用下，縮合生成的醛或酮在酸或堿的作用下，縮合生成 -羥基羥基醛或醛或 -羥基酮的反應(yīng)稱為羥基酮的反應(yīng)稱為羥醛縮合羥醛縮合CH3COHH CH2CHOCH3CHCH2CHOOHOH , H2O或