有机物的合成思路课件.ppt

1、一、有机合成的过程一、有机合成的过程 利用简单、易得的原料，通过有机反应，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。生成具有特定结构和功能的有机化合物。1 1、有机合成的概念、有机合成的概念2 2、有机合成的任务、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。的构建和官能团的转化。有机合成过程示意图有机合成过程示意图基础原料基础原料辅助原料辅助原料副产物副产物副产物副产物中间体中间体中间体中间体辅助原料辅助原料辅助原料辅助原料目标化合物目标化合物3 3、有机合成的过程、有机合成的过程4、有机合成的设计

2、思路有机合成的设计思路 5、关键：、关键：设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引入设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引入和转化和转化。二二.有机合成的必备知识有机合成的必备知识1 1、各类有机物的相互转化：、各类有机物的相互转化：2 2、官能团的引入、官能团的引入羟基的引入羟基的引入烯烃与水加成烯烃与水加成醛或酮与醛或酮与H2加成加成卤代烃碱性水解卤代烃碱性水解酯的水解酯的水解卤原子的引入卤原子的引入双键的引入双键的引入烃与烃与X2取代取代不饱和烃与不饱和烃与HX或或X2加成加成醇与醇与HX取代取代某些醇或卤代烃的消去引入某些醇或卤代烃的消去引入C=C醇的氧化引入醇的氧化引入C=O通过加

3、成消除不饱和键通过加成消除不饱和键通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基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通过消去反应或水解反应可消除卤原子3 3、官能团的消除、官能团的消除不同官能团间的转换不同官能团间的转换RX RC=CR ROH RCHO RCOOH RCOOR通过某种途径使一个官能团变为两个，如通过某种途径使一个官能团变为两个，如CH3CH2OH HOCH2CH2OH通过某种途径使官能团的位置改变通过某种途径使官能团的位置改变4 4、官能团的衍变、官能团的衍变1 1、正向合成分析法、正向合成分析法 此法采用正

4、向思维方法，从已知原料入手，找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。目标合成有机物。基础原料基础原料中间体中间体中间体中间体目标化合物目标化合物正向合成分析法示意图正向合成分析法示意图三三.有机合成题的解题方法有机合成题的解题方法2 2、逆向合成分析法、逆向合成分析法 是将目标化合物倒退一步寻找上一步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。可以得到目标化合物。基础原料基础原料中间体中间体中间体中间体目标化合

5、物目标化合物逆向合成分析法示意图逆向合成分析法示意图2 C2H5OHCOC2H5COC2H5OOCOHCOHOO+草酸二乙酯的合成草酸二乙酯的合成H2COHH2COHH2CClH2CClCH2CH2CHCHOO思考：思考：用用2-2-丁烯、乙烯为原料设计丁烯、乙烯为原料设计 的合成路线的合成路线OOOO反推法的思维途径：反推法的思维途径：（1）首先确定所要合成的有机物属于何种类别，以）首先确定所要合成的有机物属于何种类别，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。（2）以题中要求最终产物为起点，考虑这一有机物）以题中要求最终产物为起点，考

6、虑这一有机物由甲经过一步反应而制得，如果甲不是所给的已知原由甲经过一步反应而制得，如果甲不是所给的已知原料，再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步料，再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应而制得，一直推导到题目中给定的原料为终点。反应而制得，一直推导到题目中给定的原料为终点。四、有机合成遵循的原则四、有机合成遵循的原则1所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离，避免采用到的主产物的产率尽可能高且易于分离，避免采用副产物多的反应。副产物多的反应。2发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，发生反应的条件要适宜，

7、反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少而简单。反应步骤尽可能少而简单。3要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实，必要时应采取一定的措施臆造不存在的反应事实，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。保护已引入的官能团。4所选用的合成原料要易得，经济。所选用的合成原料要易得，经济。例例1：6 羰基庚酸是合成某些高分子材料和羰基庚酸是合成某些高分子材料和药物的重要中间体。某实验室以溴代甲基环药物的重要中间体。某实验室以溴代甲基环己烷为原料合成己烷为原料合成6 羰基庚酸。羰基庚酸。请用合成反应流程图表示出最合理的合成方请用合成反应流程图表示

8、出最合理的合成方案案(注明反应条件注明反应条件)2、由、由2-甲基丙烯、甲醇等合成聚甲基丙烯甲基丙烯、甲醇等合成聚甲基丙烯 酸甲酯（有机玻璃）酸甲酯（有机玻璃）CH3-C=CH2CH3Br2CH3-C-CH2BrBrNaOHH2OCH3-C-CH2OHOHOOHCH3-C-COOHH2SO4浓CH2=C-COOHCH3CH3CH3CH3CH3-CH2-C-COOCH3浓H2SO4CH3OHCH3CH2=C-COOCH3n解：解：CH3C=CH2CH2=C-COOH3、CH3C=CH2Br2CH3C-CH2BrBrOH-CH3C-CH2OHOHOCH3C-COOHOHH2SO4浓CH2=C-CO

9、OH解：解：例例4、已知：、已知：CH2=CH-CH=CH2+CH2=CH2ClCH2CH=CH2 500Cl2CH3CH=CH2 以丙烯、异戊二烯为原料合成以丙烯、异戊二烯为原料合成 COOHCH3COOHCH3CH3CH=CH2Cl2500 CH2CH=CH2ClCH2=C-CH=CH2CH3CH3CH2ClCH2OHCH3NaOHH2OH2CH3CH2OHO解：解：1、已知丙二酸（、已知丙二酸（HOOCCH2COOH）用）用P2O5脱脱水得到的主要产物分子式是水得到的主要产物分子式是C3O2；后者跟水加成，；后者跟水加成，仍得丙二酸。仍得丙二酸。C3O2是一种非常是一种非常“活泼活泼”的

10、化合物，的化合物，除能跟水加成生成丙二酸外，还能跟除能跟水加成生成丙二酸外，还能跟NH3、HCl、ROH（R为链烃基）等发生加成反应：为链烃基）等发生加成反应：（1）写出）写出C3O2的结构简式的结构简式 。（2）写出）写出C3O2分别跟分别跟HCl、CH3CH2OH发生加成反发生加成反应的化学方程式应的化学方程式 ；。C O+2NHH NCHNH323222COCO|练习：练习：2、RCN RCOOH，RCl+CN-RCN+Cl-（R为烃基）。为烃基）。是重要的化工原是重要的化工原料，它在一定条件下可发生以下变化：料，它在一定条件下可发生以下变化：H2O(H+)（1）写出）写出A、B、D的结

11、构简式：的结构简式：A ，B ，D 。（2）写出下列化学方程式：）写出下列化学方程式：；。（3）若）若E为环状化合物，则其结构简式为环状化合物，则其结构简式 。3、从丙烯合成、从丙烯合成硝化甘油硝化甘油(三硝酸甘油酯三硝酸甘油酯)可采用可采用下列四步反应下列四步反应,写出写出、各步反应的化学方程式各步反应的化学方程式,并分并分别注明其反应类型别注明其反应类型:;。4、以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到重要的化工产品增塑剂得到重要的化工产品增塑剂G。请完成下列各题：请完成下列各题：（1）写出反应类型：）写出反应类型：（2）写出反应条件：反应）写出

12、反应条件：反应 （3）反应）反应的目的是的目的是?（4）写出反应）写出反应的化学方程式。的化学方程式。（5）写出写出G的结构简式的结构简式 。5、工业上用甲苯生产对、工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯，羟基苯甲酸乙酯，HOC6H4COOC2H5(一种常用的化妆品防腐剂一种常用的化妆品防腐剂)，其生产过程如下（反应条件未注明）如图所示其生产过程如下（反应条件未注明）如图所示（1）反应）反应和和的反应类型分别是的反应类型分别是 ；（2）写出反应）写出反应的化学方程式的化学方程式 ；（3）在合成线路中，设计）在合成线路中，设计和和两步的目的是什么？两步的目的是什么？6、异氰酸酯、异氰酸酯RNCO是一大

13、类化合物的总称（其是一大类化合物的总称（其中中R是烃基）。聚氨脂单体是异氰酸酯和含氨基、亚是烃基）。聚氨脂单体是异氰酸酯和含氨基、亚氨基氨基NH、羟基、羟基OH的化合物。官能团的化合物。官能团NCO中的氮原子带有部分负电荷，碳原子上带有部分正电中的氮原子带有部分负电荷，碳原子上带有部分正电荷，跟含有的氨基、亚氨基荷，跟含有的氨基、亚氨基NH和羟基和羟基OH的化合的化合物加成时，氢原子总是加在物加成时，氢原子总是加在NCO的氮原子上，的氮原子上，而其他基团的氮原子或氧原子则加在碳原子上。试回而其他基团的氮原子或氧原子则加在碳原子上。试回答下列问题：答下列问题：（1）写出两个苯异氰酸酯分子）写出两

14、个苯异氰酸酯分子 发生聚合发生聚合反应生成物的结构简式反应生成物的结构简式 ；（2）苯异氰酸酯跟）苯异氰酸酯跟“氨基甲酸酯氨基甲酸酯”的反应为：的反应为：生成物分子中的生成物分子中的R1、R2、R3的结构简式依次的结构简式依次为为 、。（3）若单体）若单体2，6-甲基二异氰酸酯（下图）和甲基二异氰酸酯（下图）和1，3丙二醇聚合，写出两者生成高聚物的化学方程丙二醇聚合，写出两者生成高聚物的化学方程式：式：。7、感光高分子实施制作大规模集成电路不可缺少的、感光高分子实施制作大规模集成电路不可缺少的材料，感光高分子在曝光是会发生二聚反应，生成不材料，感光高分子在曝光是会发生二聚反应，生成不溶性的交联

15、高分子硬化模。将未感光部分用溶剂或其溶性的交联高分子硬化模。将未感光部分用溶剂或其他药品洗去，便可以制造集成电路等。常用的感光高他药品洗去，便可以制造集成电路等。常用的感光高分子有聚乙烯醇肉桂酸酯，它感光后的二聚交联高分分子有聚乙烯醇肉桂酸酯，它感光后的二聚交联高分子结构简式为（见下图）：子结构简式为（见下图）：（1）在感光前这种感光高分子（单分子）的结构）在感光前这种感光高分子（单分子）的结构简式为简式为 。（2）单分子的这种感光高分子材料可用肉桂酸）单分子的这种感光高分子材料可用肉桂酸（C6H5CH=CHCOOH）与一种烃反应而得其）与一种烃反应而得其单体。试推断这种烃与肉桂酸生成肉桂酸乙

16、烯酯单单体。试推断这种烃与肉桂酸生成肉桂酸乙烯酯单体的化学方程式体的化学方程式 。8、烷基苯在高锰酸钾的作用下，侧链被氧化成羧基。、烷基苯在高锰酸钾的作用下，侧链被氧化成羧基。化合物化合物AE的转化关系如图所示，已知：的转化关系如图所示，已知：A是芳香化是芳香化合物，只能生成合物，只能生成3种一溴化合物，种一溴化合物，B有酸性，有酸性，C是常用是常用增塑剂，增塑剂，D是有机合成的重要中间体和和常用化学试是有机合成的重要中间体和和常用化学试剂（剂（D也可由其他原料催化氧化得到），也可由其他原料催化氧化得到），E是一种常是一种常用的指示剂酚酞，结构如图用的指示剂酚酞，结构如图写出写出A、B、C、D

17、的结构简式。的结构简式。9、新近发现了烯烃的一个新反应，当烯烃（、新近发现了烯烃的一个新反应，当烯烃（I）在苯中，）在苯中，用一特殊的催化剂处理时，歧化成用一特殊的催化剂处理时，歧化成()和和()：对上述反应，提出两种机理（对上述反应，提出两种机理（a和和b）。）。机理机理a，转烷基化反应。，转烷基化反应。机理机理b，转亚烷基化反应：，转亚烷基化反应：试问，通过什么方法能确定这个反应机理？试问，通过什么方法能确定这个反应机理？10、类似于卤素、类似于卤素X2与苯的同系物的反应，卤代烃亦与苯的同系物的反应，卤代烃亦可进行类似反应，如均三甲苯与氟乙烷的反应。它可进行类似反应，如均三甲苯与氟乙烷的反

18、应。它们的反应经历了中间体（们的反应经历了中间体（）这一步，中间体（）这一步，中间体（）为橙色固体，熔点为橙色固体，熔点15，它是由负离子，它是由负离子BF4与一与一个六元环的正离子组成的，正离子中正电荷平均分个六元环的正离子组成的，正离子中正电荷平均分配在除划配在除划*号碳原子以外的另五个成环的碳原子上，号碳原子以外的另五个成环的碳原子上，见下图（见下图（）虚线。）虚线。（1）从反应类型看，反应从反应类型看，反应A属于属于 ，反应，反应B属属于于 ，全过程属于，全过程属于 。（2）中间体（）中间体（）中画）中画*号的碳原子的立体构型与下号的碳原子的立体构型与下列化合物中画列化合物中画*号碳原子接近的是（号碳原子接近的是（）A、*CHCH B、CH3*CH2CH3 C、D、（3）模仿上题，完成下列反应（不必写中间体，不）模仿上题，完成下列反应（不必写中间体，不考虑反应条件，但要求配平）。考虑反应条件，但要求配平）。+（过量）（过量）+CHCl3 +HBr