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1、第四节 有机合成一、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、有机合成的任务目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。碳链增长和缩短 、成环和开环等【复习】有机物的相互转化关系：CH3-CH3CH3-CH2-ClCH2=CH2CH2Cl-CH2-ClCHCHCH2=CHCl CH2-CH nClCH3-CH2-OHCH3-CHOCH3-COOHCH3COOC2H5CH3COONa还原还原水水 解解酯酯羧酸羧酸醛醛醇醇卤代烃卤代烃氧化氧化氧化氧化烯烯 烷烷炔炔【小结】官能团的衍变酯酯化化取 代H H2 2加成加成H H2 2不完全
2、加成不完全加成水解取代取代3.官能团的引入和转化官能团的引入引入的C=C三法：卤原子消去、OH消去、 CC部分加氢还原还原羧酸羧酸醛醛醇醇卤代烃卤代烃氧化氧化氧化氧化烯烯 烷烷炔炔取 代H H2 2加成加成H H2 2不完全加成不完全加成水解取代取代官能团的引入引入卤原子卤原子三法：烷基卤代、C=C 或CC加卤、 OH卤代还原还原羧酸羧酸醛醛醇醇卤代烃卤代烃氧化氧化氧化氧化烯烯 烷烷炔炔取 代H H2 2加成加成H H2 2不完全加成不完全加成水解取代取代官能团的引入引入醇-OH四法：C=C加水、醛基加氢、 卤原子水解、酯基水解卤代烃卤代烃氧化氧化烯烯 烷烷炔炔还原还原水水 解解酯酯羧酸羧酸醛
3、醛醇醇氧化氧化酯酯化化取 代H H2 2加成加成H H2 2不完全加成不完全加成水解取代取代引入的- -H H的方法有：醇的氧化和C=C的氧化官能团的引入卤代烃卤代烃氧化氧化烯烯 烷烷炔炔还原还原水水 解解酯酯羧酸羧酸醛醛醇醇氧化氧化酯酯化化取 代H H2 2加成加成H H2 2不完全加成不完全加成水解取代取代引入-COOH 的方法有：醛的氧化和酯的水解官能团的引入卤代烃卤代烃氧化氧化烯烯 烷烷炔炔还原还原水水 解解酯酯羧酸羧酸醛醛醇醇氧化氧化酯酯化化取 代H H2 2加成加成H H2 2不完全加成不完全加成水解取代取代3.官能团的引入和转化官能团的引入引入的C=C三法：卤代烃消去、 OH消去
4、、 CC部分加氢引入卤原子三法：烷基卤代、C=C或CC加卤、 OH卤代引入的-OH四法：C=C加水、醛基加氢、 卤原子水解、酯基水解引入的-H的方法有： 醇的氧化和C=C的氧化引入-COOH 的方法有：醛的氧化和酯的水解官能团的引入醇的氧化、某酸 钠与强酸反应1)2-氯丁烷2)2-丁醇3)2,3-二氯丁烷4)2,3-丁二醇催化剂 CH3CH=CHCH3+HClCH3CHCH2CH3 Cl催化剂 CH3CH=CHCH3+H2OCH3CHCH2CH3OHCH3CH=CHCH3+Cl2CH3CHCHCH3Cl ClCH3CH=CHCH3+Cl2CH3CHCHCH3Cl ClCH3CHCHCH3+2N
5、aOH Cl Cl水CH3CHCHCH3+2NaClOH OH课本P67习题15) 1,3-丁二烯CH3CH=CHCH3+Cl2CH3CHCHCH3Cl ClCH3CHCHCH3+2NaOHCl Cl醇CH2=CHCH=CH2+2NaCla.官能团种类变化：CH3CH2-Br水解CH3CH2-OH氧化CH3-CHOb.官能团数目变化：CH3CH2-Br消去CH2=CH2加Br2CH2BrCH2Brc.官能团位置变化：CH3CH2CH2-Br消去CH3CH=CH2加HBr CH3CH-CH3 Br官能团的转化：CH3-COOH氧化 酯化CH3-COOCH3有机合成过程示意图基础原料辅助原料1副产
6、物副产物中间体中间体辅助原料3辅助原料2目标化合物二、有机合成的过程1、有机合成遵循的原则1）起始原料要廉价、易得、低毒、低污染通常 采用4个C以下的单官能团化合物和单取代苯。2）尽量选择步骤最少的合成路线以保证较高的 产率。3）尽量满足“绿色化学”的要求。4）操作简单、条件温和、能耗低、易实现5）尊重客观事实，按一定顺序反应。2、正向合成分析法基础原料中间体中间体目标化合物正向合成分析法示意图3、逆向合成分析法基础原料中间体中间体目标化合物逆向合成分析法示意图【学以致用解决问题 】问题一阅读课本，以乙二酸二乙酯为例，说明逆推法在有 机合成中的应用。 分析：C O C2H5C O C2H5OO
7、HOHOHHCH2OHCH2OHCH2BrCH2Br+H2O认目标巧切断再切断得原料得路线2 C2H5OHCOC2H5COC2H5OOCOHCOHOO+草酸二乙酯的合成H2COHH2COHH2CClH2CClCH2CH2CHCHOO【学以致用解决问题 】 问题二 写出由乙烯制备乙酸乙酯的设计思路，并写出有 关的化学方程式 ：乙烯乙醛乙醇乙酸乙酸乙酯26再见！练习：用2-丁烯、乙烯为原料设计 的合成路线 认目标巧切断再切断得原料 得路线NaOH C2H5OH1、逆合成分析：+NaOH 水2、合成路线： Br2O2CuO2浓H2SO4Br2Br2NaOH 水【预备知识回顾】1、烷烃、烯烃、炔烃的制
8、法及其主要化学性质C=C和X2加成：往相邻碳上引入2个卤素原子； C=C和HX加成：引入1个卤素原子；C=C和水加成：引入一个羟基(OH)；C=C和HCN加成：增长碳链。 4【预备知识回顾】2、苯及其同系物的化学性质 写出苯与液溴、浓硝酸和浓硫酸混合液、浓硫酸、氢气反应的化学方程式。 思考：如何往苯环上引入 X原子、NO2 、 SO3H？如何将苯环转化为环己基？ 72、苯及其同系物的化学性质 写出甲苯与浓硝酸和浓硫酸混合液反应 的化学方程式。甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸 此为往苯环上引入COOH的方法 8【预备知识回顾】3、卤代烃的制取及其主要化学性质 引入一个卤 素(X)原子往相
9、邻碳上引 入2个卤素原子94、酚的主要化学性质(写出化学方程式)： 苯酚与NaOH溶液的反应：苯酚钠溶液中通入CO2气体：15C6H5OH+NaOH C6H5ONa+H2OC6H5ONa+CO2+H2O C6H5OH+NaHCO3【预备知识回顾】5、酚的主要化学性质(写出化学方程式)： 苯酚与FeCl3溶液反应，显特征的紫色 酚羟基可与羧酸反应生成酯，如：CH3COOC6H5 16苯酚与溴水的反应(取代反应)： 【预备知识回顾】【归纳总结及知识升华 】 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 23【归纳总结
10、及知识升华 】 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断开)等 24问题三化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代 谢的中间体，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在 某催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反 应。在浓硫酸存在下，A可发生如下图所示的反应： 试写出： (1) 化合物A、B、C的结构简式： 、 、 。 (2) 化学方程式：AD ，AE 。 (3) 反应类型：AD ，AE 。 27问题三 分析：题中说“A的钙盐”，可知A含COOH； 结合A的分子式，由AC知，A还含
11、有OH，由 A在催化剂作用下被氧化的产物不能发生银镜 反应可知：A的OH不在碳链的末端；3个碳的 碳链只有一种：CCC，OH只能在中间碳 上。综上：A的结构简式为：CH3CHCOOHOH28问题三 分析： A的结构简式为 ：CH3CHCOOHOH 则B的结构简式为 ：CH3CHCOOC2H5OH 则C的结构简式为 ：CH3CHOCCH3COOHO29问题三 分析： A的结构简式为 ：CH3CHCOOHOH 则AD的化学方程式为 ：CH3CHCOOHOH浓硫酸 H2O+CH2=CHCOOH反应类型 ：消去反应 30问题三 分析： A的结构简式为 ：CH3CHCOOHOH对比A和E的分子式，我们发
12、现E的C原 子个数是A的2倍，推断可能是2分子的A反应生 成E，再对比H和O原子发现： 2AE=2H2O，结 合A的结构简式，很明显是它们的羧基和醇羟 基相互反应生成酯基。所以： 31问题三 分析： 将A的结构简式改写为 ：则A生成E可表示为：OCH3CHCOHOHOCH3CHCOHOH HOCCHCH3OOHH2OH2O即：CHCCH3OO CCHCH3OOCCCCOO32问题三 分析：则AE的化学方程式为 ：2CH3CHCOOHOH浓硫酸 2H2O +CHCCH3OO CCHCH3OO反应类型：酯化反应 33二、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
13、=O）1）某些醇的消去引入C=CCH3CH2 OH浓硫酸170 CH2=CH2 +H2O醇 CH2=CH2+ NaBr+ H2O CH3CH2Br +NaOH2）卤代烃的消去引入C=C3）炔烃加成引入C=C4）醇的氧化引入C=O引入卤原子（X）1）烃与X2取代CH4 +Cl2 CH3Cl+ HCl光照2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O催化剂 CHCH + HBr CH2=CHBr 催化剂 3）醇与HX取代CH2=CH2+Br2 CH2BrCH2Br2）不饱和烃与HX或X2加成引入羟基（OH）1）烯烃与水的加成CH2=CH2 +H2O CH3CH2OH催化剂加热加压2）醛（酮）与氢气加成CH3CHO +H2 CH3CH2OH催化剂C2H5OH + HBr C2H5Br + H2O3）卤代烃的水解（碱性）C2H5Br +NaOH C2H5OH + NaBr水 4）酯的水解 稀H2SO4 CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O （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5、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
