化学有机合成人教选修

化学有机合成人教选修第1页/共21页一、有机合成的过程1、定义：有机合成是利用简单、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。2、意义：可以制备天然有机物,以弥补自然资源的不足；可以对天然有机物进行局部的结构改造和修饰,使其性能更加完美；可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物,以满足人类的特殊需要。第2页/共21页3、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基础原料辅助原料中间体副产物辅助原料中间体副产物辅助原料目标化合物4、有机合成的过程第3页/共21页二、有机合成的知识准备1、有机反应的基本类型

1）取代反应:甲烷、苯、醇的卤代,苯的硝化、磺化，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。

2）加成反应:烯烃、苯、醛、油脂等分子中含有CC或CO可与H2、HX、X2、H2O等加成。

3）氧化反应：有机物加氧或去氢的反应，如：醛基的氧化、醇的催化氧化。第4页/共21页

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。

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。

7）水解反应：如：①酯的水解反应②糖类物质的水解反应③蛋白质的水解反应。

8）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。

4）还原反应：有机物加氢或去氧的反应，如：烯烃、苯、醛、油脂等与氢气的加成反应。第5页/共21页2、各类烃与烃的衍生物的特征反应有机物类别特征反应烷烃取代反应、热裂解烯烃、炔烃加成反应、氧化反应、加聚反应苯和苯的同系物取代反应、加成反应、苯的同系物的氧化反应醇脱水反应、消去反应、取代反应、酯化反应、氧化反应、置换反应酚取代反应、氧化反应、缩聚反应、显色反应、弱酸的酸通性醛氧化反应、还原反应、加成反应、缩聚反应羧酸酯化反应、弱酸的酸通性酯水解反应第6页/共21页主要有机物之间转化关系图还原水解

酯化酯羧酸醛醇卤代烃氧化氧化

水解

取代

加成

加成

取代

加成

消去

消去

加成

烯烷炔第7页/共21页CH3-CH3CH3-CH2-ClCH2=CH2CH2Cl-CH2-ClCHCHCH2=CHCl[CH2-CH

]nClCH3-CH2-OHCH3-CHOCH3-COOHCH3COOC2H5CH3COONa实例第8页/共21页怎样实现分子骨架的构建和官能团的转化？讨论：P65思考与交流第9页/共21页1、分子骨架的构建（碳链的增减）1）增加碳链：①酯化反应②醇分子间脱水（取代反应）生成醚③聚合反应④C=C或C≡C和HCN加成等2）减少碳链：①水解反应：酯水解，糖类、蛋白质水解②裂化和裂解反应；3）成环与开环：①酯化与酯的水解②根据信息分析第10页/共21页2、官能团的转化1）引入碳碳双键的方法：2）引入卤原子的方法：3）引入羟基的方法：三键加成、卤代烃消去、醇类消去烷烃取代、烯烃或炔烃加成、醇类羟基卤代苯的溴代、酚与浓溴水（取代）卤代烃的水解（取代）、烯烃水化（加成）、醛酮加氢还原（加成）、酯的水解第11页/共21页4）引入的-CHO的方法有：醇的氧化和C=C的氧化5）引入-COOH的方法有：醛的氧化和酯的水解6）引入-COO-

的方法有：扩展补充醇与酸的酯化反应第12页/共21页三、有机合成的方法1、正合成分析法（顺推法）

此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物。基础原料中间体中间体目标化合物第13页/共21页2、逆向合成分析法（逆推法）将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物,中间体又是从更上一步的中间体得来的,依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。基础原料中间体中间体目标化合物第14页/共21页例如：乙二酸二乙酯的合成C—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC—OHOOH2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2石油裂解气+CH3CH2OH1+H2O2+Cl23+H2ONaOH4[O]5浓H2SO4第15页/共21页3、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）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。原料中间产物产品顺顺逆逆第16页/共21页产率计算——多步反应一次计算H2C=C—COOHCH3ABC93.0%81.7%85.6%90.0%COOHHSCH2CHCO—NCH3总产率=93.0%×81.7%×90.0%×85.6%=58.54%第17页/共21页补充练习：试写出下图中A→F各物质的结构简式解：,R-C=OR'+HCNR'R-C-CNOHRCNH+RCOOH已知第18页/共21页