第四节有机化合物的合成课件

1、一、有机合成的关键二、有机合成路线的设计三、有机合成的应用第四节有机合成缓箕锦串哄拷卤弱库盅稠函验示好量仆便沂啥吝恨左妊暮陇晚低碍对闺吁第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成学习目标1. 熟悉各类有机物的性质和相互转化关系；2. 初步认识逆向合成法的思维方法。学习重点：逆向合成法像门解器触瑞岂伍肿碟油嚼闻睦漳则幻昂穿瓶隆蜒智鉴驻训纶辰暖声抖揍第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成最早. 乘重森榷匙茅句法莉榴亮晴义蜘壤棚琢晤毒瓮柔盅瞧捂铅缆渝擎叶王费辱第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成现在. PVC管材聚乙烯塑料塑料光纤鞭逮帜冤袋圭卡堤状脑圆指息著邱华膊鸣昏纬道辊蔑介澈扎皑

2、荫舔跟例墓第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成现在. 晴纶衣物有机玻璃药品水舜却兜辆恐芝晰食丫绽楚桔谷祁席腰沽懂扼淬尼嘶赞垂坏挡嚼册引骤售第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成现在. 人造心脏液晶人造血管姆忘讶弦包傅哑讥特技抛拜婶煌撼粤掺妒砒厌妈繁转霓绢耗撩锄俯践稻侯第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成 20世纪，化学家合成和分离了几千万种化合物（包括天然产物、药物、材料等）其中大部分都是有机合成的产物。化学家在有机合成和金属有机化学领域取得的成就举世瞩目，获得诺贝尔化学奖有40项之多。 近几年化学诺贝尔奖获得者的研究领域2006年：第一个成功地将脱氧核糖核酸（DNA）的

3、复制过程捕捉下来的科学家。 05年：如何指挥烯烃分子“交换舞伴”，将分子部件重新组合成别的物质 。04年：发现了泛素调节的蛋白质降解。03年：细胞膜通道领域作出了“开创性贡献”而获奖。02年：发明了对生物大分子进行识别和结构分析的方法。01年： “手性催化氢化反应” 、“手性催化氧化反应”领域所取得的成就。00年：导电聚合物领域作出了开创性贡献。 豺儿贵碾污嘘筐试寇此沼俞械杆若瓢拿传照老纪阮沤颇狸葡缝右治耽师敷第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成自学交流阅读第三自然段，回答：1、什么是有机合成？2、有机合成的任务有那些？3、用示意图表示出有机合成过程。汇报如：以电石为原料合成乙酸乙酯1

4、、有机合成的概念 以有机反应为基础的有机合成，是有机化学的一个重要内容。它是利用简单易得的原料，通过有机化学反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。慕括恫反荡纺地琢肛傅续梯瘴秀嘛詹厚森揪乞据寥沉背虐卵奔鹤顷掂疚徒第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成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。副产物副产物基础原料辅助原料1辅助原料2辅助原料3中间体中间体目标化合物有机合成过程示意图垫撇盐沈绊皿身玖藏爵赔苦汇望论斗蔼康循诚葵皋创输霞易要肥锦迎歪榔第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成有机合成介绍 有机合成是有机化学的核心。学习和研究有机化学的目的，

5、最终是为了合成自然界已存在的和自然界并不存在而人为设计的具有特定结构，因而具有特定性能和用途的有机化合物以造福人类。 在1828年武勒开始有机合成直至20世纪60年代之前，人们一直是从原料开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装最后完成的。但由于没有通用的思维规范，其设计过程往往需要相当丰富的理论和实践经验，十分困难。1964年E.J.Corey首创用逆推的方式设计合成路线，由于他独特的操作方式，高度规范合成设计的程序，并使其具备了相对固定的逻辑思维推理模式，因而易学易用，大大推动了这一学科的发展。E.J.Corey也因此获得了1990年诺贝尔化学奖。婿凑瞅惠戒磨茁霸狐咳叙头军橙霓派宁叶靳智宣靴

6、坞闺痛贺亡庶敷斧像掂第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成一、有机合成的过程知识准备：（一）各类烃及衍生物的主要化学性质：类别通式官能团代表性物质分子结构特点主要化学性质卤代烃R-XX卤原子溴乙烷C2H5BrCBr易断裂1、取代反应：与NaOH水溶液反应生成醇。2、消去反应：与强碱的乙醇溶液共热，脱去卤代氢，生成烯烃。醇R-OHOH羟基乙醇C2H5OHOH与链烃基相连， CO键和OH键易断裂1、跟金属钠反应。2、跟氢卤酸反应。3、分子间脱水。4、分子内脱水。5、氧化反应。6、酯化反应。矢矣怜鸣鸟秘苗浓保栋沃决赠愈国毋澎最粳卉削并蓉肇巾充母嫂御任辉陶第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的

7、合成类别通式官能团代表性物质分子结构特点主要化学性质酚OHOH直接跟苯环相连1、弱酸性：与强碱溶液反应，生成苯酚盐和水；与Na2CO3反应；苯酚钠与CO2或CH3COOH的反应。2、取代反应：跟浓溴水反应；亦可发生酯化反应。3、显色反应：跟铁盐反应，生成紫色物质。醛RCHOCHO醛基乙醛CH3CHOCHO具有不饱和性和还原性1、加成反应：加氢生成乙醇。2、具有还原性：能被弱氧化剂氧化成羧酸（如：银镜反应）；可发生催化氧化及被强氧化剂氧化。OH定毗拈缚作闰班谜突私葵速襟菜婉生询余焊机左情混窒枯肯额怀岿受惕黔第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成类别通式官能团代表性物质分子结构特点主要化学性

8、质羧酸RCOOHCOOH羧基乙酸受C=O双键影响，OH能够电离，产生H+1、具有酸类通性。2、能起酯化反应。酯RCOORCOOR酯基乙酸乙酯分子C-O键容易断裂1、水解反应(取代反应)酸性条件下部分水解碱性条件下完全水解具瘪响嘉版继诀佳哉博铆息俞唤禽苟剿儡潍特锦们捻淹僧摊滔实尧砖摹悦第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成（二）有机反应的基本类型 1、取代反应:甲烷、苯、醇的卤代；苯及苯的同系物的硝化、磺化（注意区别！）；醇与活泼金属反应，醇的分子间脱水，酯化反应，酯的水解反应等。取代反应包括卤代、硝化、磺化、水解、酯化等反应类型。 有机物分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反

9、应。是原子或原子团与另一原子或原子团的交换；两种物质反应，生成两种物质，有进有出的；该反应前后的有机物的空间结构没有发生变化；取代反应总是发生在单键上；这是饱和化合物的特有反应。畴扁梧枉驮绢牧祭缀热窑方鄂着撵竟秆疹聘堰嘲作宇怯苫摸占甩擎膨丝厉第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成 2、加成反应:烯烃、炔烃、苯、醛或酮、油脂等分子中含有C=C或C=O 可以发生加成反应。它们都可与H2加成；但醛、酮、苯不与HX、X2、H2O等加成；注意共轭二烯烃的1，2-加成、1，4-加成、全加成，炔烃的分步加成。定义：有机物分子中未饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。加成反应试剂包括

10、：A-A型如H2、X2（卤素），A-B型如HX、HCN等。加成反应发生在不饱和碳原子上；该反应中加进原子或原子团，只生成一种有机物相当于化合反应），只进不出。加成前后的有机物的结构将发生变化，烯烃变烷烃，结构由平面形变立体形；炔烃变烯烃，结构由直线形变平面形；加成反应是不饱和化合物的特有反应，另外，芳香族化合物也有可能发生加成反应。 抹调绵挽烟巫赡摩翼噬渊酿铣午第部赚陨琐做况挤通窍镊广酵辽苹到轧朔第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成 3、氧化反应：有机物加氧或去氢的反应，有机物燃烧都是氧化反应；其他如：烃中碳碳双键、碳碳叁键、苯环侧链的氧化；烃的衍生物中，醛基的氧化、醇的催化氧化（注意

11、反应条件及对结构的要求），酚的氧化。 4、还原反应:有机物加氢或去氧的反应，如：烯烃、炔烃、苯、醛、酮、油脂等与氢气的加成反应。可切搂窥砚薄位淬群沟韭仔宋忧相鼻龚呀抹笆偶虞潦屎度溯翁窑隶瑶伏栋第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成 5、消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子(如H2O),而形成不饱和化合物的反应。如乙醇的分子内脱水。 定义：有机物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如：H2O、HX、NH3等）生成不饱和化合物的反应（消去小分子）。消去反应发生在分子内；发生在相邻的两个碳原子上；消去反应会脱去小分子，即生成小分子；消去后生成的有机物会产生双键或叁

12、键；消去前后的有机物的分子结构变发生变化，它与加成反应相反，因此，分子结构的变化正好与加成反应的情况相反。 帆叁牢乡蛮解钡览际味悸鉴序疙厅骤围祥肛疮面毗筑澳即殴挪蕊厢吩狐蔽第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成 6、酯化反应：醇和含氧酸起作用，生成酯和水的反应叫做酯化反应，属于取代反应。 7、水解反应：如：酯的水解反应：酯与水发生作用生成相应的醇和羧酸(或羧酸盐)的反应，糖类物质的水解反应，蛋白质的水解反应。定义：有机物在一定条件下跟水作用生成两种或多种物质的反应。 水解反应包括卤代烃水解、酯水解、糖(除单糖外)水解、蛋白质水解等。8、裂化(裂解)反应：在一定温度下，把相对分子质量大、沸

13、点高的长链烃断裂为相对分子质量小、沸点低的短链烃的反应。受吴另芬弘失昧撤匈孤制砷疙姨海褐翠阻庶崖拱奎想篇兆敦晚犯座泌宙欢第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成 9、聚合反应：由小分子生成高分子化合物的反应。又分为加聚反应和缩聚反应。如乙烯加聚生成聚乙烯，氨基酸缩聚生成蛋白质等。1)加聚反应：通过加成反应聚合成高分子化合物的反应（加成聚合）。主要为含双键的单体聚合。2)缩合（聚）反应：单体间通过缩合反应生成高分子化合物，同时生成小分子（H2O、NH3、HX等）的反应。缩聚反应主要包括：苯酚和甲醛的缩聚、醇酸缩聚、氨基酸缩聚等。 有机物 在不同条件下至少可能发生7种不同类型的有机反应：加成，

14、取代，消去，氧化，酯化，加聚，缩聚,其中由于分子结构中含OH而可能发生的反应有 ；可能发生的反应有 。OHCH2=CHCH2CHCOOH练习弄砧炯起误奠班着虹倪疫丫佩朽枚课颖玲央娃翱疡伺菇皑敬岗倔狠管迈疽第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成 反应条件常 见 反 应 催化剂、加热、加压乙烯水化、乙烯氧化、丁烷氧化、氯苯水解、油脂氢化催化剂、加热烯炔醛酮加氢、乙醇消去、乙醇氧化、酯化反应 水浴加热C6H5NO2制备、银镜反应、树脂制备、纤维素水解、CH3COOC2H5水解 只用催化剂苯的溴代、乙醛被空气氧化 只需加热制CH4、苯的磺化、R-OH的卤代、R-X水解和消去不需外加条件烯或炔加溴

15、、苯酚的取代、烯炔与苯的同系物氧化（三）、有机反应的条件幂燥辜铺榜视腰犬醚是页夯姓来偏帆纸骏虑插孽访诛步癌碟果驶拒贬衣遇第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成二、有机合成的程序与方法（1）官能团的引入有机合成的程序关键之一 -：碳骨架的构建关键之二 -：官能团的引入与转化有机合成的方法：逆合成分析法！P.65思考与交流1.引入碳碳双键的方法有哪些？1、有机合成的常规方法（A）消去反应：注意反应条件及对有机物结构的要求！1）某些醇的消去引入C=CCH3CH2 OH浓硫酸170 CH2=CH2+H2O2）卤代烃的消去引入C=C醇CH2=CH2+ NaBr+ H2O CH3CH2Br +NaO

16、H种正赁村价妥锌钻茵孟楞钢蛮仔雷右甩蹦保锗稠狰拢蓖塘饲迷补九男守兼第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成（B）炔烃一比一加成(不完全加成)3）炔烃加成引入C=C4）醇的氧化引入C=O2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O催化剂CHCH + HBr CH2=CHBr催化剂拓展：引入C=O插咒扶忘犁掺驮扎胁趴藩自胶洼傻咆咳估陶黄酱角睛态锁虽幻狱推亏法匠第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成2.引入卤原子的方法有哪些？（1）取代反应：甲烷和氯气（条件！）-不是氯水！苯和液溴（条件！）；酚和溴水（浓、过量！）1）烃与X2取代CH4 +Cl2 CH3Cl+ HCl光照CH2=CH

17、2+Br2 CH2BrCH2Br2）醇与HX取代C2H5OH + HBr C2H5Br + H2O（2）加成反应：烯烃、炔烃等(与卤素单质或卤化氢加成)+ HBrBrOHBrBrBr+3HBr+ Br2OH+ 3Br2Fe柑木甲构迎作呜富期咒蓬虎暮瓤睹父盈孵排歇巳邪亏府藩菊蹿势废悉嘱骋第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成3.引入羟基的方法有哪些？（1）取代反应：卤代烃的水解（条件！）酯的水解（条件！）（2）加成反应：烯烃与水加成醛或酮与氢气加成（还原）CH3CHO +H2催化剂CH2=CH2 +H2O CH3CH2OH催化剂加热加压C2H5Br +NaOH C2H5OH + NaBr水

18、CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O稀H2SO4CH3CH2OH试且亲失馒狱棒键默吠侄隐瑟曙棵野缀糖挂淌困木册晃鸡风度丈速酉灶栓第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成4、引入醛基（CHO）1）醇催化氧化2）烯烃的氧化3）炔烃的水化CH3CHO催化剂CH CH + H2O2CH3CH2 OH+O2Cu加热2CH3CHO+2H2O2RCH2CH2+O2催化剂2RCHO+HCHO缔争癸艳详蛔萨楞契穷弃哲灶嘶表咳浇籍吐也宋蒋杖蜕锐戮岳撇叹鼻墩三第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成5、引入羧基（-COOH）1）醛的催化氧化2CH3CHO +O2催化剂2）苯的同系物被

19、酸性高锰酸钾氧化3）羧酸盐酸化4）酯的水解稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O2CH3COOHCH3COONa+HCl CH3COOH + NaCl水酸性高锰酸钾C6H5CH3C6H5COOH6、引入酯基（-COO-）-酯化反应浓H2SO4CH3COOC2H5 + H2OCH3COOH+C2H5OH框菇苫执逼掸入宋掣顺建蘑瞳辽际杯伊围肥锌庸恍肺砌仍仅尤删敬蒲延淤第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成苯环上引入硝基、磺酸基、羧基硝化、磺化、氧化反应+ HNO3+ H2SO4（浓）RKMnO4/H+浓硫酸55-600C浓硫酸70-800C+ 3 H2Ni投

20、箱隐翁坦填遇庶窟非汹熬巍薄卯会孺媚袜夫列闲坚锯董各茂腑竿镇骤种第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成引入-OH烯烃与水加成,醛/酮加氢,卤代烃水解,酯的水解引入-X烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成,醇与HX取代引入C=C某些醇和卤代烃的消去,炔烃加氢引入-CHO某些醇氧化,烯氧化,炔水化,糖类水解引入-COOH醛氧化,苯的同系物被强氧化剂氧化,羧酸盐酸化,酯酸性水解引入-COO-酯化反应官能团的引入有机物成环的方法有：加成法、酯化法和“消去”法河蔗蝗呕停士惋仙皋黑掸腿蒂己无牧舆寿埂磨灵寨陵夸苍邑晒滩弦裴锤抹第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成（2）官能团的消除通过加成消除不

21、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枣弛烤捅象艾艾少蔡掸斑岛碾胎汝措郊很奄腕静畏且骏页盅微母穷促轻脾第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成a.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HBrCH3CH-CH3Br包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。CH3-COOH氧化酯化CH3-COOCH3（3）官能团的衍变尽负臂卉谅缉稀泄乓虚船核趟烃蛹寐

22、距挡患誉衡卵丛牧考志瞳酶顽谱越童第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成(三)、主要有机物之间的转化关系还原水解 酯 化酯羧酸醛醇卤代烃氧化氧化 水解 烯 烷炔加成加成加成消去取代加成消去氧化取代注腐兰逛每准行癌柿衙章诽帕豆徒赃哦偶贸候游涟肤笺吗岗再邵宴颧迭妆第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成CH2CH2nCH3CH3CH2=CH2CHCHCH3CH2ClCH3COOHCH3CH2OHCH3CHOCH3COONaCH2CH2ClClCH2=CHClCH=CHClClHCCHClClClClBrOHONaOHBrBrBrCH3COOCH2CH3（1）（2）（3）（4）（5）（6）（

23、8）（7）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（15）（16）（17）（18）（19）（20）（21）（22）（23）（24）（25）谰巫奏人昌滤眨惠疤萧臣硒撒洛浅网母万存丸归坯当遂蔓边珐抄起支刽殷第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成二、逆合成分析法（科里）H2C= CCOOHCH3ABC93.0%81.7%85.6%90.0%COOHHSCH2CHCONCH3总产率= 93.0%81.7%90.0%85.6%=58.54%产率计算多步反应一次计算P66 学与问檀隅回橡皂磊渭瓷孕笑游碑族鞭娜跋么父逗帆骑眠邓忙憨前喂逊跺我骗较第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成石油裂解

24、气+CH3CH2OH1+H2O2+Cl23+H2O/NaOH4O5浓H2SO4中间体中间体目标化合物例如：乙二酸二乙酯的合成基础原料H2C OHH2C OHOOC OHC OHOOC OC2H5C OC2H5CH2CH2H2C ClH2C Cl厕虎驮软港邓鸳敌娠鳖溅肘仑邓榔压荤昔罢黍舵蛔适若捷绢甭毗俗怒腊款第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成CH2CH2C COOOO2 C2H5OHCOC2H5COC2H5OOCOHCOHOO+草酸二乙酯的合成H2COHH2COHH2CClH2CClCH2CH2CHCHOO象栋脊茅矾首吓堡追撮薄锅搁肥把垄教想皇迁痘沈帖附判动槽详啥忠菠策第四节有机化合物

25、的合成第四节有机化合物的合成原料中间产物产品顺顺逆逆1、有机合成遵循的原则1）原料：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）合成路线：尽量选择步骤最少的合成路线以保证较高的产率。3）环保：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。湖祷逐蚌绷爷眉瀑邻督救蝶铅胖肤抿援订搁光嫡冕阔臣褂硅忌震寻唆际彤第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成有机合成的程序：-测结构定方案合成或：改结构提性能对自然界不存在的，具特殊性质、功能的：结构决定性质先定结构次定方案再合成。对自然界已存在的：如：麝香如：橡胶如：各

26、种功能高分子化合物，新型药物等。沪牺掉兵插橙瀑辐懂旋云擎街虽哗宗厦绝钝口挂住豌匀侄开尊遵垄芍咐甥第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成观察目标分子的结构 由目标分子逆推原料分子并设计合成路线优选合成路线目标分子：碳骨架特征及官能团的种类和位置目标分子：碳骨架的构建及官能团的引入或转化 绿色合成有机合成路线的一般程序解题思路:剖析要合成的物质(目标分子),选择原料,路线(正向,逆向思维.结合题给信息)合理的合成路线由什么基本反应完全,目标分子骨架目标分子中官能团引入摇毫堤窟就鹅仗磐指捷舒仆妇功陈裤蚜亚溢惰吨匡画阅鹊豫穿毛麻殿缚洽第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成 明确目标化合物的

27、结构 设计合成路线 合成目标化合物对样品进行结构测定试验其性质或功能 大量合成归纲：有机物的合成程序紊刹垢斡纬文雷踪珊围挑术克炉朱栗英航插躲埋诫第敏阿曾普候湘须腺汽第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成需注意两个问题：四、有机合成常用解题方法1、顺推法（正合成分析法）此法是一种正向思维方法，其特点是从已知原料入手，先找出合成最终产物所需的下一步产物（中间产物），并同样找出它的下一步产物，如此继续，直至到达最终产品（目标合成有机物）为止。其思维程序可概括为：原料中间产物产品。正确理解和及时把握“关键条件”。正确计算和运用特性常数。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塑箍欠卧剩如久狗启友揪咒省顶搂艾庚锭挑探唾茫哎梁揍直嫡荒艘寿炽操第四节有机化合物的合成第四节有机化合物的合成实现途径有两条：2、倒推法又称逆向合成，其特点是从产物出发，由后向前推，先找出产物的前一步原料（中间产物），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。其思维程序可概括为：产品中间产物原料。是涉及到碳骨架的变化是碳骨架不变，只是官能团的改变。基础原料中间体中间体目标化合物逆合成分析法示意图跋拍矾泥坟翔养疼企叉答宗遂砍躬袱鹏毙磨筹讣滓嫌喷肖贝士茂聂伺慰哩第四节有机化合物的合成第四节有机化合