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,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。,3、正向合成分析法,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可间接的中间产物，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,正向合成分析法示意图,化工生产中常用的基础原料： 石油化工：炔烃 (乙炔)、烯烃 (乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯)、芳烃(苯、甲苯、二甲苯) 煤：苯、甲苯 植物发酵：乙醇,有机合成过程示意图,基础原料,辅助原料,副产物,副产物,中间
2、体,中间体,辅助原料,辅助原料,目标化合物,4、有机合成的过程,烯烃,卤代烃,醇 醛 羧酸 酯,烷烃,芳香烃,炔烃,烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯 -相互转化关系,二、官能团之间的转化,案例：,原料：乙烯 目标产物：乙酸乙酯,思考与交流,1、引入碳碳双键的三种方法：,卤代烃的消去；醇的消去；炔烃的不完全加成。,2、引入卤原子的三种方法：,醇（或酚）的取代；烯烃（或炔烃）的加成；烷烃（或苯及苯的同系物）的取代。,3、引入羟基的四种方法：,烯烃与水的加成；卤代烃的水解；酯的水解；醛的还原。,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：C=C,1）某些醇的消去,2）卤代烃
3、的消去,3）炔烃加成,引入卤原子（X）,1）烃与X2取代,3）醇与HX取代,2）不饱和烃与HX或X2加成,4）苯与X2取代（包括苯环和取代基上的取代）,5）苯酚与Br2取代,引入羟基（OH）,1）烯烃与水的加成,2）醛（酮）与氢气加成,3）卤代烃的水解（碱性）,4）酯的水解,引入：C=O,1）醇的氧化,（2）官能团的消除,通过加成消除:C=C、CC、C=O,通过消去或氧化或酯化或取代等消除:OH,通过加成或氧化消除：CHO,通过消去反应或水解反应可消除: X,一个官能 “变” 两个,思考如何实现下列转化： （1）CH3CH2ClCH2ClCH2Cl （2）CH3CH2OHCH2(OH)CH2O
4、H,“移动” 官能团,思考如何实现下列转化： （1）CH3CH2CH2ClCH3CH(Cl)CH3 （2）CH3 CH2CH2OHCH3CH2(OH)CH3,链状“变”环状,由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E，请在方框内填入合适的化合物的结构简式。,（07上海） 反应的目的是_。,基团的保护,（2004上海29）从石油裂解中得到的1，3丁二烯可进行以下多步反应，得到重要的合成橡胶和杀菌剂富马酸二甲酯。,问题：1、写出图中的A、B、C的结构式 2、图中哪些步骤是保护官能团的？为何要保护？,3、逆向合成分析法,是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
5、。,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,所确定的合成路线的各步反应，其反应条件必须比较温和，并具有较高的产率，所使用物基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的通常采用4个C以下的单官能团化合物和单取代苯。,2 C2H5OH,+,草酸二乙酯的合成,4、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。,产率计算多步反应一次计算 P.65：学与问,A,B,
6、C,93.0%,81.7%,85.6%,90.0%,总产率= 93.0%81.7%90.0%85.6% =58.54%,案例1：,苯甲酸甲酯（C6H5COOCH2C6H5）存在于多种植物香精中，可用做香料、食品添加剂，还可用作塑料、涂料的增塑剂。对于这样一种有机化合物，你准备通过怎样的合成路线来制备呢？(要求：原料来源丰富) 提示：石油化工的基础原料主要有4类：炔烃 (乙炔)、烯烃 (乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯)、芳烃(苯、甲苯、二甲苯),案例2：课本P：67：3,案例3：,（惠州09调研）已知： 请设计 乙烯 CH3CH2COOH的合成路线。 要求：合成路线流程图表示示例,案例4：,（09汕头
7、）请用合成反应流程图表示出由 和其他无机物合成 最合理的方案（不超过4步），请在答题纸的方框中表示。反应物反应条件反应物反应条件 例：,反应物,反应条件,反应物,反应条件,烃的含氧衍生物复习,烃的含氧衍生物定义 ?,烃分子里的氢原子被含有氧原子的原子团取代而衍生成的有机物。 包括：醇、酚、醛、酮、羧酸和酯等,物理性质总结： 分子中存在氢键的物质： 醇、酚、羧酸：熔沸点较高，小分子在水中的溶解度较大。 没有氢键的物质： 醛、酮、酯：熔沸点较低，小分子醛可溶于水；酮、酯一般不溶于水。,、,、, 、,醇,酚,：弱酸性,较强的还原性,：氧化性,醛,：还原性,：氧化性,酮,羧酸,：弱酸性,CH3COH,O,酯,CH3COC2H5,O,注意：C=O双键在醛、酮中可以与氢气加成，但在羧基、酯基中由于受到氧原子的影响一般不与氢气加成！,小结：,1、能与Na反应的官能团： OH（醇或酚）、COOH 2、能与NaOH反应的官能团： COOH、酚羟基、 COOR、X（卤素原子） 3、能使高锰酸钾（强氧化剂）褪色的官团： OH（醇或酚）、CHO、C=C、CC、苯的同系物（支链被氧化）,主要有机物之间转化关系图,