《有机合成》课件 (共48张PPT)

回味从前知识准备——各类烃及衍生物的主要化学性质：名称结构化学反应双键－C＝C－叁键－C＝C－苯环羟基－OH醛基O－C－H羧基O－C－OH酯基O－C－O－R、聚合加成加成聚合取代、加成取代、消去、氧化氧化、还原酯化、酸性水解一、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。有机合成遵循的原则•1、原料：•要廉价、易得、低毒、低污染。•2、步骤：•最少，产率最高•3、路线：•要符合“环保、绿色”—提高原子利用率•4、操作：•简单、条件温和、能耗低、易于实现•5、按一定顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应。二、必备的基本知识官能团的引入官能团的消除官能团的衍变有机成环反应规律-OH的引入H2SO4ΔCH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2OCH3CH2OHCH2=CH2+H2O催化剂加热(CH3)2C=O+H2(CH3)2CHOH催化剂Δ官能团引入2.醛.酮加氢气3.卤代烃水解4.酯的水解1.烯烃加水CH3CH=O+H2CH3CH2OH催化剂ΔNaOHCH3CH2OHCH3CH2Cl+H2O△-X的引入CH2=CH2+HBrCH3CH2Br△CH≡CH+2Br2CHBr2CHBr2C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△C6H6+Br2C6H5Br+HBrFe1.烃与X2的取代2.不饱和烃与HX、X2的加成3.醇与HX的取代、CH4+Cl2光CH3Cl+HCl官能团引入-C=C-或-C=O的引入2CH3CH2OH+O22H3CHC=O+2H2OCu△CH3CH2OHCH2=CH2+H2O浓硫酸170℃CH3CH2BrCH2=CH2+HBrNaOH醇△1.醇与卤代烃的消去反应2.醇的氧化官能团引入1）某些醇的消去引入C=C2）卤代烃的消去引入C=C3）炔烃加成引入C=CCH≡CH+HBrCH2=CHBr催化剂△引入-COOH的方法有：1.醛的氧化2.酯的酸性水解3.苯的同系物的氧化4.羧酸盐酸化CH3OH+HCOOHHCOOCH3+H2O浓硫酸△CH3CH2OHCH2=CH2+H2O浓硫酸△2CH3CH2OH+O22H3CHC=O+2H2OCu△官能团的消除1.加成消不饱和键2.消去、氧化、酯化除羟基CH2=CH2+H2CH3CH3Ni△CH3CH=O+H2CH3CH2OH催化剂ΔH3CHC=O+H2CH3CH2OH催化剂Δ2CH3CHO+O22CH3COOH催化剂Δ官能团的消除3.加成、氧化除醛基有机合成基础知识（1）以两个碳的有机物为例，请建构有机物官能团相互转化的关系网络图（2）以苯为例，建构芳香族化合物相互转化关系网络图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烯烷炔R—XR—OHRCHORCOOH1.官能团种类的转换•三、有机合成的技巧2.官能团数目的变化CH3CH2OHHOCH2CH2OH官能团的衍变CH2=CH2ClCH2CH2Cl3.官能团的位置改变CH2=CHCH2CH3CH3CH=CHCH3官能团的衍变CH3CHClCH2CH3CH3CH=CH2CH3CH2CH2OHCH3CH(OH)CH3有机成环反应规律1.形成环酯2.氨基酸形成环状肽有机成环反应规律3.形成环醚4.形成环酸酐5.形成环烃有机成环反应规律•麻黄碱CH3CHNHCH3CHOH用化学方法人工合成物质叶绿素分子的结构式维生素B12的化学结构用化学方法人工合成物质•修饰•自然•物质解热镇痛药物——阿司匹林卡托普利、青霉素NCOOHHSCH2CHCOCH3CHCOOHCH3CCH3SHNH2用化学方法人工合成物质•创造新物质，如尼龙、涤纶、炸药、医药等等四、有机合成的方法1、正向合成分析法（又称顺推法）此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出可直接合成的所需要的中间产物，并同样找出它的下一步产物，依次类推，逐步推向合成目标有机物。CH3CCH2CH3CH2CCH3COOH例1CH3CCH2CH3CH2CCH3COOHCH3CCH3CH2BrBrCH3CCH3CH2OHOHCH3CCH3OHCHO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2、逆合成分析法•又称逆推法，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（中间体），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。以乙醇为原料，合成乙二酸乙二酯CH2==CH2CH2BrCH2BrCH2OHCH2OHCH3CH2OHCH2OHCH2OHCOOHCOOH123456以乙醇为主要原料如何制备乙二醇？2、逆合成分析法：原料中间产物产品顺顺逆逆基础原料中间体目标化合物中间体设计合成路线的关键：•1、目标化合物分子的碳骨架的构建•2、官能团的引入和转化例3。用乙烯和乙苯为原料(其它无机物自选),合成下列有机物合成1分析?光照取代NaOH醇加热消去加聚催化剂整个过程的反应合成2分析??光照取代NaOH醇加热消去加成水解NaOH水加热氧化氧化水解加成酯化光照取代NaOH醇加热消去加成酯化水解NaOH水加热整个过程的反应有机合成遵循的原则•1、原料：•要廉价、易得、低毒、低污染。•2、步骤：•最少，产率最高•3、路线：•要符合“环保、绿色”—提高原子利用率•4、操作：•简单、条件温和、能耗低、易于实现•5、按一定顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应。有机合成的思路：•分析碳链的变化•分析官能团的变化•分析题中的信息•分析方法：正向合成、逆向合成、综合比较1、能使溴水褪色的物质：（1）含有碳碳双键和碳碳叁键的化合物（加成）[烃及其衍生物]（2）苯酚等酚类物质（取代）（3）含醛基物质（氧化）[不可使Br2(CCl4)褪色]（4）有机溶剂（如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已烷等，属于萃取，使水层褪色而有机层呈橙红色。）（5）碱性物质（如NaOH、Na2CO3）（氧化还原――歧化反应）（6）较强的无机还原剂（如SO2、KI、FeSO4等）（氧化）使溴水、酸性高锰酸钾褪色的有机物2、能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质：（1）含有碳碳双键、碳碳叁键的化合物、苯的同系物[烃及其衍生物]（2）含有羟基的化合物，如醇（含α-H）和酚类物质（3）含有醛基的化合物（4）具有还原性的无机物（如SO2、FeSO4、KI、HCl、H2O2等）使溴水、酸性高锰酸钾褪色的有机物四、有机合成的常规方法（一）、碳骨架的构建1、增长碳链（1）引入—CN催化剂H2O,H+H2O,H+①取代反应②加成反应四、有机合成的常规方法（一）、碳骨架的构建1、增长碳链（2）羟醛缩合有-H的醛或酮在酸或碱的作用下，缩合生成-羟基醛或-羟基酮的反应称为羟醛缩合CH3COHHCH2CHOCH3CHCH2CHOOHOH,H2O或H+注意：β-羟基醛加热时，容易失水生成α,β-不饱和醛：+四、有机合成的常规方法（一）、碳骨架的构建1、增长碳链（2）羟醛缩合有-H的醛或酮在酸或碱的作用下，缩合生成-羟基醛或-羟基酮的反应称为羟醛缩合CH3COHHCH2CHOCH3CHCH2CHOOHOH,H2O或H+注意：β-羟基醛加热时，容易失水生成α,β-不饱和醛：+四、有机合成的常规方法（一）、碳骨架的构建1、增长碳链（3）引入四、有机合成的常规方法（一）、碳骨架的构建2、减短碳链（1）烷烃裂化一定条件一定条件或（2）烯烃被KMnO4(H+)氧化KMnO4(H+)（3）炔烃被KMnO4(H+)氧化KMnO4(H+)（一）、碳骨架的构建2、减短碳链（4）苯的同系物被强氧化剂氧化KMnO4(H+)（5）脱羧反应四、有机合成的常规方法