资源简介 (共54张PPT)第三章 烃的衍生物第五节 有机合成利用简单、易得的原料,通过有机反应,生成具有有机合成反应的常见装置一、有机合成的过程特定结构和功能的有机化合物。恒压分液漏斗三颈烧瓶冷凝管1.有机合成遵循的原则1)原料选择廉价、易得、低毒、低污染通常采用4个碳以下的单官能团化合物或单取代苯。尽量选择步骤最少__ 的合成路线尽量选择与目标化合物 结构相似 的原料 步骤越少,最后 产率 越高。2)合成路线1.有机合成遵循的原则最大限度的利用原料分子的每个原子,达到 零排放。尊重客观事实,按一定反应顺序和规律引入 官 能 团。操作简单、条件温和、能耗低、易实现4)合成优势5)尊重事实3)绿色化学有机合成的意义①制备天然有机物,弥补自然资源的不足;②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;③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制 各 的 维 生 责C 阿司匹林缓释片 隐形眼镜材料三氯蔗糖者食用,被认为是近乎完美的甜味剂。分子结构修饰在药物设计与合成中有广 泛的应用。为提高药物的治疗效果,降低毒 副作用等,可将药物分子的结构进行修饰。 例如,布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用, 但口服该药对胃、肠道有刺激性,可以对该 分子进行如图2-23所示的成酯修饰。图12-21 蔗糖和三氯蔗糖结构式三氯蔗糖(如图2-22),又名蔗糖素, 其甜度是蔗糖的600倍,没有异味,具有热 量值极低、安全性好等优点,可供糖尿病患构被修饰后,分子的性质发生了改变。例如, 用三个氯原子取代蔗糖分子(如图2-21)中 的三个羟基,就得到三 氯蔗糖(如图2-21)。分子结构修饰是指不改变分子的主体骨 架,保持分子的基本结构不变,仅改变分子 结构中的某些基团而得到的新分子。分子结分子结构修饰与分子的性质科学 · 技术 · 社会图2-23 布洛芬的成酯修饰图2-22 三氯蔗糖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。①官能团的引入:C=C 、 卤素原子、-OH 等②官能团的消除和衍变碳链的增长或缩短、 成环或开环等二、有机合成的方法正合成法(正向思维)逆合成法(逆向思维)3.有机合成的过程正向合成分析:副产物 副产物中间体 中间体辅助原料 辅助原料 辅助原料原料基础目标 化合物1、正合成法由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E, 请写出方框内合适的化合物的结构简式CH =CH Br 中间产物目标产品CH —OHB CH —OHCH —Br A CH,—Br原料COOHD COOHC00CH CO0CH 酯化ECHOCHO水解氧化氧化CADCBE依次倒推:目 标产品 中间产物 原料关键 切断键位置写出以乙烯为基础原料,合成乙二酸二乙酯的逆合成 分析思路2、逆合成法2、逆合成法利用逆向合成分析法分析如何合成乙二酸二乙酯。CH+H O石油裂解气COOH CH OHCOoH CH OH0C上OC H C- OC H CHc C+Cl 2 CH CH OHc00cH0H na一酯化反应+H O CH 2 CH CH OH 催化剂,△CH 石油裂解气2、逆合成法利用逆向合成分析法分析如何合成乙二酸二乙酯。OC,H_c-OC H 0【练习】写出以乙烯为基础原料,合成乙二酸乙二酯的逆合成 分析思路COOH CHO CH OHIC0OH CHO CH OHCH OH CH ClCH OH CH CICH ClCH ClCHCOOCH COOCH 四、有机合成解题方法判断合成的有机物的类别带有哪些官能团逆推原料分子官能团的:引入、转换、衍变、保护方法不同路线中,优选最佳路线最佳合成路线,需考虑:1、合成路线是否符合化学原理2、合成操作是否安全可靠等3、是否符合绿色化学的思想1.写出合成 的逆合成分析思路并写出各步反应方程式:有机物原料库苯、甲苯、乙烯、丙烯、乙炔、2一丁烯官能团的转化1)引入碳碳双键 —C=C—NaOH/ 乙 醇H X浓硫酸H OH③炔烃不完全加成 -C=C- H /催化剂 H-C=C-H①卤代烃消去②醇消去③ 烷烃/苯/苯的同系物 卤代① 不饱和烃与HX 或X 加成(特定情况下)甲苯产、 , 上引入卤原子基用甲常子的不丙烯等分物有多种②醇与HX取代官能团的转化2 ) 引 入卤素原子:X 光照-HFeX 官能团的转化3)引入羟基-OH :① 烯烃与H O加成 CH =CH +H O 压CH CH OH加热加催化剂稀H SO ④酯水解 CH COOC H +H O△CH COOH+C H OH水C H BI +NaOH- △→ C H OH+NaBr催化剂△ →CH CH OH③ 醛/酮 与 H 加 成 CH CHO+H ②卤代烃水解4.引入碳氧双键(醛基,酮羰基)2CH CH OH+O CuA2CH CHO+2H OOH2CH CHCH +o UAs 2CH CH +2H O②某些烯烃被氧化2CH =CH +O 一定条件 2CH CHO官能团的转化①醇的催化氧化①O ②Zn/H OOHCCH CH CH CH CHO④某些卤代烃的水解反应CH CHBrz+H O 催化剂CH CHO同一碳原子上联有 两个羟基会脱去一 分子水转化为醛基③炔烃水化(加成反应)催化剂△CH=CH+H OCH CHO①醛的氧化CH CHO+2Ag(NH ) OH△H O+2AgJ+3NH +CH COONH 官能团的转化5.引入羧基+3H O②某些烯烃、炔烃、芳香烃、醇等被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应KMnO H+R—CH OHR— COOH稀 硫 酸CH CO0 C H +H O CH COOH +C H OH△(3)酯、酰胺、R—CN的水解(取代反应)CH CH CNH O,H CH CH COOH6、酯基的引入方法①酯化反应 浓硫酸CH COOH+C H OH= △ CH CO0C H +H O②酰氯醇解1.增长碳链(常考)炔(烯)烃和醛(酮)中的不饱和键与HCN发生加成反应生成含有氰基(—CN)①炔(烯)烃与HCN的加成反应CH=CH催化剂 CH ==CHCNHO,H CH = OOH酸C烯H丙C二、有机合成中碳骨架的构建丙腈将羧基、氨基等引入碳链的,产物较原料分子增加了 一个碳原子。②醛 ( 或 酮 ) 与HCN的加成反应羟基腈 氨基醇1、碳 链 的增 长二、有机合成中碳骨架的构建② 羟醛缩合反应(极度常考)+H O(3)由卤代烃增长碳链①2R—X+2Na →R—R+2NaX②CH CH Cl+NaCN→CH CH CN+NaCl③2CH C=CH+Na 液氮2CH C=CNa+H ^CH C=CNa+CH CH Cl→CH C=CCH CH +NaCl常见信息题会出现的⑤由格氏试剂与卤代烃、醛、酮反应增长碳链R'—Cl+RMgCl —R'—R +MgCl 练习卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应,可得格林试剂R—MgX, 它可与醛、酮等羰基化合物加成:所得产物经水解可以得到醇,这是某些复杂醇的合成方法之 一。现欲 合成(CH ) C—OH, 下列所选用的卤代烃和羰基化合物的组合正确的是( D )A.乙 醛 和 氯 乙 烷 B. 甲醛和1 - 溴丙烷C. 甲醛和2 - 溴丙烷 D. 丙酮和 一 氯甲烷你知道哪些缩短碳链的方法 (1)烷烃的分解反应(烃的裂化、裂解)(2)酯的水解反应(油脂的水解、蛋白质水解、多糖水解)2、碳链的缩短2.缩短碳链(3)烯烃的氧化反应(常考)KMnO4 氧化反应RCH=CH KMnO /H+ RCOOH+CO,二、有机合成中碳骨架的构建烯烃2、碳链的缩短(4)炔烃及芳香烃的侧链被KMnO (H+)溶液氧化。与苯环相连的碳原子上至少连有一个氢原子才能被酸性KMnO 氧化。一 氢成气、无氢成酸芳香烃:3.成环反应①烯烃炔烃成环二、有机合成中碳骨架的构建3CH=CH十所用的原料可以是( A )①1,3-丁二烯和2-丁炔②1,3-戊二烯和2-丁炔③2,3-二甲基-1,3-丁二烯和乙炔④2,4 - 己二烯和乙炔A.①③ B.②③ C.②④ D.①④练习已知:如果通过一步反应合成十二、有机合成中碳骨架的构建3. 成环反应②形成环酯CH = CH 浓H SO CH CH +H OOH OH03CH =00 03、碳链的成 环③形成环醚o3、碳链的成环④形成环酸酐练习已知卤代烃可以和钠发生反应。例如溴乙烷与钠发生反应为2CH CH B r +2Na—→CH CH CH CH +2NaBr 应用这 一 反应,下列所给出的化合物中可以与钠反应合成环丁烷 CH —CH 的是( QCH —CH B.CH CH CH CH BrD.CH CHBrCH CH BrA.CH BrC.CH BrCH Br4.开环反应①环酯的水解反应二、有机合成中碳骨架的构建②环烯烃的氧化开环(2)环烯烃氧化开环 KMnOa HO0C4H+ HO0C000 OHCCH CH CH CH CHOcoocH,+2H o 酸 coon+CH oOH4、碳链的开环(1)环酯水解开环化合物丙是合成一种医药的中间体,可以通过如图反应制得。下列说法正确的是 ( C )A. 乙的分子式为C H 0O B. 甲的一氯代物有4种(不考虑立体异构)C. 乙可以发生取代反应、加成反应D. 丙不能使酸性高锰酸钾溶液褪色练习已知:由乙醇合成CH CH==CHCH (2-丁烯)的流程如下:下列说法错误的是( D )A.③发生氧化反应,⑥发生消去反应B.M的结构简式为CH CH XC.P的分子式为C H 00D.2-丁烯与Br 以1:1加成可得三种不同产物1.下列有机合成中①②步骤的目的是什么 提示①保护酚羟基不被氧化② 引入羧基。2.有机合成的设计流程中有如下环节,其目的是什么 提示保护羰基不被反应。HH+COOH三 、有机合成中官能团的保护1. 酚羟基的保护1、酚 羟 基的 保 护因酚羟基易被氧化,故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH ), 待其他基氧化后,再酸化使其转化为-OH, 其过程表示为胺基易被O 、O 、H O 等氧化, 一般采用下列方法保护用甲苯制备对氨基苯甲酸,先氧化甲基后还原为氨基2、氨基(-NH ) 的保护三 、 官 能 团 的 保 护2. 氨基的保护胺基易被O 、O 、H O 等氧化, 一般采用下列方法保护用甲苯制备对氨基苯甲酸,先氧化甲基后还原为氨基三、有机合成中官能团的保护碳碳双键也容易被氧化,在氧化其他基团前,可以利用其与HCl等的加 成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应将其转变为碳碳双键。NaOH,△CH =CHCOOH三 、有机合成中官能团的保护3. 碳碳双键的保护醛基可被弱氧化剂氧化,为避免在反应过程中受到影响,保护一般是把 醛基制成缩醛,最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)缩醛也可以先生成醇,然后再氧化恢复四、官能团的保护04--醛基的保护4、醛基的保护H O -CHOH 展开更多...... 收起↑ 资源预览