第四節(jié)有機合成第四節(jié)有機合成一、有機合成的過程

利用簡單、易得的原料，通過有機反應，生成具有特定結構和功能的有機化合物。1、有機合成的概念2、有機合成的任務

有機合成的任務包括目標化合物分子骨架的構建和官能團的轉(zhuǎn)化。一、有機合成的過程利用簡單、易得的原料，通過3、正向合成分析法

此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接可間接的中間產(chǎn)物，逐步推向目標合成有機物。基礎原料中間體中間體目標化合物正向合成分析法示意圖化工生產(chǎn)中常用的基礎原料：石油化工：炔烴(乙炔)、烯烴(乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯)、芳烴(苯、甲苯、二甲苯)煤：苯、甲苯植物發(fā)酵：乙醇3、正向合成分析法此法采用正向思維方法，從已有機合成過程示意圖基礎原料輔助原料副產(chǎn)物副產(chǎn)物中間體中間體輔助原料輔助原料目標化合物4、有機合成的過程有機合成過程示意圖基礎原料輔助原料副產(chǎn)物副產(chǎn)物中間體中間體輔烯烴鹵代烴醇醛羧酸酯烷烴芳香烴炔烴烴、鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、酯

----相互轉(zhuǎn)化關系二、官能團之間的轉(zhuǎn)化高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)烯烴鹵代烴醇醛案例：原料：乙烯目標產(chǎn)物：乙酸乙酯高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)案例：原料：乙烯目標產(chǎn)物：乙酸乙酯高中化學3-4有機思考與交流1、引入碳碳雙鍵的三種方法：鹵代烴的消去；醇的消去；炔烴的不完全加成。2、引入鹵原子的三種方法：醇（或酚）的取代；烯烴（或炔烴）的加成；烷烴（或苯及苯的同系物）的取代。3、引入羥基的四種方法：烯烴與水的加成；鹵代烴的水解；酯的水解；醛的還原。高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)思考與交流1、引入碳碳雙鍵的三種方法：鹵代烴的消去；醇的消去二、有機合成的方法1、有機合成的常規(guī)方法（1）官能團的引入①引入：C=C1）某些醇的消去CH3CH2OH濃硫酸170℃

CH2=CH2↑+H2O醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2OCH3CH2Br+NaOH2）鹵代烴的消去3）炔烴加成CH≡CH+HBr

CH2=CHBr催化劑△高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)二、有機合成的方法1、有機合成的常規(guī)方法（1）官能團的引入①②引入鹵原子（—X）1）烴與X2取代CH4+Cl2

CH3Cl+HCl光照3）醇與HX取代CH2==CH2+Br2CH2BrCH2Br2）不飽和烴與HX或X2加成C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△4）苯與X2取代（包括苯環(huán)和取代基上的取代）5）苯酚與Br2取代+Br2Br+HBr↑FeBr3高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)②引入鹵原子（—X）1）烴與X2取代CH4+Cl2③引入羥基（—OH）1）烯烴與水的加成CH2=CH2+H2O

CH3CH2OH催化劑加熱加壓2）醛（酮）與氫氣加成CH3CHO

+H2CH3CH2OH催化劑Δ3）鹵代烴的水解（堿性）C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr水△4）酯的水解稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O△高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)③引入羥基（—OH）1）烯烴與水的加成CH2=CH2+H④引入：C=O1）醇的氧化選填2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2O催化劑△高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)④引入：C=O1）醇的氧化選填2CH3CH2OH+O（2）官能團的消除①通過加成消除:C=C、C≡C、C=O②通過消去或氧化或酯化或取代等消除:—OH③通過加成或氧化消除：—CHO④通過消去反應或水解反應可消除:—XCH2=CH2+H2CH3CH3催化劑加熱加壓CH3CH2OH濃硫酸170℃

CH2==CH2↑+H2O+H2CH3CHOCH3CH2OH△催化劑醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2OCH3CH2Br+NaOH高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)（2）官能團的消除①通過加成消除:C=C、C≡C、C=O②通一個官能“變”兩個思考如何實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化：（1）CH3CH2Cl→CH2ClCH2Cl

（2）CH3CH2OH→CH2(OH)CH2OH高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)一個官能“變”兩個思考如何實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化：高中化學3-4有“移動”官能團思考如何實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化：（1）CH3CH2CH2Cl→CH3CH(Cl)CH3

（2）CH3CH2CH2OH→CH3CH2(OH)CH3高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)“移動”官能團思考如何實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化：高中化學3-4有機合鏈狀“變”環(huán)狀由乙烯和其他無機原料合成環(huán)狀化合物E，請在方框內(nèi)填入合適的化合物的結構簡式。CH2=CH2Br2水解氧化+B氧化OH2CH2COCCOOABCDE高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)鏈狀“變”環(huán)狀由乙烯和其他無機原料合成環(huán)狀化合物E，請在方框反應②③的目的是__________________。基團的保護基團的保護從石油裂解中得到的1，3—丁二烯可進行以下多步反應，得到重要的合成橡膠和殺菌劑富馬酸二甲酯。問題：1、寫出圖中的A、B、C的結構式2、圖中哪些步驟是保護官能團的？為何要保護？從石油裂解中得到的1，3—丁二烯可進行以下多步反應，得到重要3、逆向合成分析法

是將目標化合物倒退一步尋找上一步反應的中間體，該中間體同輔助原料反應可以得到目標化合物。基礎原料中間體中間體目標化合物逆向合成分析法示意圖

所確定的合成路線的各步反應，其反應條件必須比較溫和，并具有較高的產(chǎn)率，所使用物基礎原料和輔助原料應該是低毒性、低污染、易得和廉價的——通常采用4個C以下的單官能團化合物和單取代苯。3、逆向合成分析法是將目標化合物倒退一步尋找2C2H5OHC—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC—OHOO+草酸二乙酯的合成H2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2C—HC—HOO2C2H5OHC—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC4、有機合成遵循的原則1）起始原料要廉價、易得、低毒、低污染——通常采用4個C以下的單官能團化合物和單取代苯。2）盡量選擇步驟最少的合成路線——以保證較高的產(chǎn)率。3）滿足“綠色化學”的要求。4）操作簡單、條件溫和、能耗低、易實現(xiàn)5）尊重客觀事實，按一定順序反應。4、有機合成遵循的原則1）起始原料要廉價、易得、低毒、低污染產(chǎn)率計算——多步反應一次計算P.65：學與問

H2C=C—COOHCH3ABC93.0%81.7%85.6%90.0%COOHHSCH2CHCO—NCH3總產(chǎn)率=93.0%×81.7%×90.0%×85.6%=58.54%產(chǎn)率計算——多步反應一次計算P.65：學與問

H2C=案例1：苯甲酸甲酯（C6H5COOCH2C6H5）存在于多種植物香精中，可用做香料、食品添加劑，還可用作塑料、涂料的增塑劑。對于這樣一種有機化合物，你準備通過怎樣的合成路線來制備呢？(要求：原料來源豐富)提示：石油化工的基礎原料主要有4類：炔烴(乙炔)、烯烴(乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯)、芳烴(苯、甲苯、二甲苯)

案例2：課本P：67：3案例1：苯甲酸甲酯（C6H5COOCH2C6H5）存在于多種案例3：已知：請設計乙烯→…→CH3CH2COOH的合成路線。要求：合成路線流程圖表示示例案例3：已知：案例4：請用合成反應流程圖表示出由和其他無機物合成最合理的方案（不超過4步），請在答題紙的方框中表示。反應物反應條件反應物反應條件……例：反應物反應條件反應物反應條件……案例4：請用合成反應流程圖表示出由和其他無烴的含氧衍生物復習烴的含氧衍生物定義?烴分子里的氫原子被含有氧原子的原子團取代而衍生成的有機物。包括：醇、酚、醛、酮、羧酸和酯等烴的含氧衍生物復習烴的含氧衍生物定義?烴分子里的氫原子被含物理性質(zhì)總結：分子中存在氫鍵的物質(zhì)：醇、酚、羧酸：熔沸點較高，小分子在水中的溶解度較大。沒有氫鍵的物質(zhì)：醛、酮、酯：熔沸點較低，小分子醛可溶于水；酮、酯一般不溶于水。高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)物理性質(zhì)總結：高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT②①⑤③④Ｈ―Ｃ―Ｃ―Ｏ―ＨＨＨＨＨ反應斷鍵位置與金屬鈉反應Cu或Ag催化氧化濃硫酸加熱到170℃濃硫酸加熱到140℃濃硫酸條件下與乙酸加熱與HX加熱反應②、④②①、③①、②①①醇高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)②①⑤③④Ｈ―Ｃ―Ｃ―Ｏ―ＨＨＨＨＨ反應斷鍵位置與金屬鈉反應反應斷鍵位置與金屬鈉反應與氫氧化鈉反應與碳酸鈉反應與溴水反應被氧氣氧化成粉紅色②酚O—H②①②②①：弱酸性較強的還原性高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)反應斷鍵位置與金屬鈉反應與氫氧化鈉反應與碳酸鈉反應與溴水反應反應斷鍵位置與銀氨溶液反應與新制氫氧化銅反應與氧氣在催化劑作用下反應與氫氣反應②：氧化性醛②①①：還原性CH3—C—HO高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)反應斷鍵位置與銀氨溶液反應與新制氫氧化銅反應與氧氣在催化劑作反應斷鍵位置與氫氣反應

①：氧化性酮①CH3—C—CH3O高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)反應斷鍵位置與氫氣反應①：氧化性酮①CH3—C—CH3O高反應斷鍵位置與活潑金屬反應與堿中和與弱酸鹽反應：Na2CO3與堿性氧化物反應與指示劑顯色與醇在濃硫酸加熱條件下②羧酸②①①：弱酸性CH3—C—O—HO反應斷鍵位置與活潑金屬反應與堿中和與弱酸鹽反應：Na2CO3反應斷鍵位置在酸性、堿性、中性溶液中水解酯①①CH3—C—O—C2H5O注意：C=O雙鍵在醛、酮中可以與氫氣加成，但在羧基、酯基中由于受到氧原子的影響一般不與氫氣加成！反應斷鍵位置在酸性、堿性、中性溶液中水解酯①①CH3—C—O小結：1、能與Na反應的官能團：—OH（醇或酚）、—COOH2、能與NaOH反應的官能團：—COOH、酚羥基、COOR、—X（鹵素原子）3、能使高錳酸鉀（強氧化劑）褪色的官團：

—OH（醇或酚）、—CHO、C=C、C≡C、苯的同系物（支鏈被氧化）小結：1、能與Na反應的官能團：主要有機物之間轉(zhuǎn)化關系圖還原水解

酯化酯羧酸醛醇鹵代烴氧化氧化水解

烯

烷炔

取代主要有機物之間轉(zhuǎn)化關系圖還原水酯酯羧酸醛醇鹵代烴氧化氧化水第四節(jié)有機合成第四節(jié)有機合成一、有機合成的過程

利用簡單、易得的原料，通過有機反應，生成具有特定結構和功能的有機化合物。1、有機合成的概念2、有機合成的任務

有機合成的任務包括目標化合物分子骨架的構建和官能團的轉(zhuǎn)化。一、有機合成的過程利用簡單、易得的原料，通過3、正向合成分析法

此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接可間接的中間產(chǎn)物，逐步推向目標合成有機物。基礎原料中間體中間體目標化合物正向合成分析法示意圖化工生產(chǎn)中常用的基礎原料：石油化工：炔烴(乙炔)、烯烴(乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯)、芳烴(苯、甲苯、二甲苯)煤：苯、甲苯植物發(fā)酵：乙醇3、正向合成分析法此法采用正向思維方法，從已有機合成過程示意圖基礎原料輔助原料副產(chǎn)物副產(chǎn)物中間體中間體輔助原料輔助原料目標化合物4、有機合成的過程有機合成過程示意圖基礎原料輔助原料副產(chǎn)物副產(chǎn)物中間體中間體輔烯烴鹵代烴醇醛羧酸酯烷烴芳香烴炔烴烴、鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、酯

----相互轉(zhuǎn)化關系二、官能團之間的轉(zhuǎn)化高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)烯烴鹵代烴醇醛案例：原料：乙烯目標產(chǎn)物：乙酸乙酯高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)案例：原料：乙烯目標產(chǎn)物：乙酸乙酯高中化學3-4有機思考與交流1、引入碳碳雙鍵的三種方法：鹵代烴的消去；醇的消去；炔烴的不完全加成。2、引入鹵原子的三種方法：醇（或酚）的取代；烯烴（或炔烴）的加成；烷烴（或苯及苯的同系物）的取代。3、引入羥基的四種方法：烯烴與水的加成；鹵代烴的水解；酯的水解；醛的還原。高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)思考與交流1、引入碳碳雙鍵的三種方法：鹵代烴的消去；醇的消去二、有機合成的方法1、有機合成的常規(guī)方法（1）官能團的引入①引入：C=C1）某些醇的消去CH3CH2OH濃硫酸170℃

CH2=CH2↑+H2O醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2OCH3CH2Br+NaOH2）鹵代烴的消去3）炔烴加成CH≡CH+HBr

CH2=CHBr催化劑△高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)二、有機合成的方法1、有機合成的常規(guī)方法（1）官能團的引入①②引入鹵原子（—X）1）烴與X2取代CH4+Cl2

CH3Cl+HCl光照3）醇與HX取代CH2==CH2+Br2CH2BrCH2Br2）不飽和烴與HX或X2加成C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△4）苯與X2取代（包括苯環(huán)和取代基上的取代）5）苯酚與Br2取代+Br2Br+HBr↑FeBr3高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)②引入鹵原子（—X）1）烴與X2取代CH4+Cl2③引入羥基（—OH）1）烯烴與水的加成CH2=CH2+H2O

CH3CH2OH催化劑加熱加壓2）醛（酮）與氫氣加成CH3CHO

+H2CH3CH2OH催化劑Δ3）鹵代烴的水解（堿性）C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr水△4）酯的水解稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O△高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)③引入羥基（—OH）1）烯烴與水的加成CH2=CH2+H④引入：C=O1）醇的氧化選填2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2O催化劑△高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)④引入：C=O1）醇的氧化選填2CH3CH2OH+O（2）官能團的消除①通過加成消除:C=C、C≡C、C=O②通過消去或氧化或酯化或取代等消除:—OH③通過加成或氧化消除：—CHO④通過消去反應或水解反應可消除:—XCH2=CH2+H2CH3CH3催化劑加熱加壓CH3CH2OH濃硫酸170℃

CH2==CH2↑+H2O+H2CH3CHOCH3CH2OH△催化劑醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2OCH3CH2Br+NaOH高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)（2）官能團的消除①通過加成消除:C=C、C≡C、C=O②通一個官能“變”兩個思考如何實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化：（1）CH3CH2Cl→CH2ClCH2Cl

（2）CH3CH2OH→CH2(OH)CH2OH高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)一個官能“變”兩個思考如何實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化：高中化學3-4有“移動”官能團思考如何實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化：（1）CH3CH2CH2Cl→CH3CH(Cl)CH3

（2）CH3CH2CH2OH→CH3CH2(OH)CH3高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)“移動”官能團思考如何實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化：高中化學3-4有機合鏈狀“變”環(huán)狀由乙烯和其他無機原料合成環(huán)狀化合物E，請在方框內(nèi)填入合適的化合物的結構簡式。CH2=CH2Br2水解氧化+B氧化OH2CH2COCCOOABCDE高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)鏈狀“變”環(huán)狀由乙烯和其他無機原料合成環(huán)狀化合物E，請在方框反應②③的目的是__________________。基團的保護基團的保護從石油裂解中得到的1，3—丁二烯可進行以下多步反應，得到重要的合成橡膠和殺菌劑富馬酸二甲酯。問題：1、寫出圖中的A、B、C的結構式2、圖中哪些步驟是保護官能團的？為何要保護？從石油裂解中得到的1，3—丁二烯可進行以下多步反應，得到重要3、逆向合成分析法

是將目標化合物倒退一步尋找上一步反應的中間體，該中間體同輔助原料反應可以得到目標化合物。基礎原料中間體中間體目標化合物逆向合成分析法示意圖

所確定的合成路線的各步反應，其反應條件必須比較溫和，并具有較高的產(chǎn)率，所使用物基礎原料和輔助原料應該是低毒性、低污染、易得和廉價的——通常采用4個C以下的單官能團化合物和單取代苯。3、逆向合成分析法是將目標化合物倒退一步尋找2C2H5OHC—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC—OHOO+草酸二乙酯的合成H2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2C—HC—HOO2C2H5OHC—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC4、有機合成遵循的原則1）起始原料要廉價、易得、低毒、低污染——通常采用4個C以下的單官能團化合物和單取代苯。2）盡量選擇步驟最少的合成路線——以保證較高的產(chǎn)率。3）滿足“綠色化學”的要求。4）操作簡單、條件溫和、能耗低、易實現(xiàn)5）尊重客觀事實，按一定順序反應。4、有機合成遵循的原則1）起始原料要廉價、易得、低毒、低污染產(chǎn)率計算——多步反應一次計算P.65：學與問

H2C=C—COOHCH3ABC93.0%81.7%85.6%90.0%COOHHSCH2CHCO—NCH3總產(chǎn)率=93.0%×81.7%×90.0%×85.6%=58.54%產(chǎn)率計算——多步反應一次計算P.65：學與問

H2C=案例1：苯甲酸甲酯（C6H5COOCH2C6H5）存在于多種植物香精中，可用做香料、食品添加劑，還可用作塑料、涂料的增塑劑。對于這樣一種有機化合物，你準備通過怎樣的合成路線來制備呢？(要求：原料來源豐富)提示：石油化工的基礎原料主要有4類：炔烴(乙炔)、烯烴(乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯)、芳烴(苯、甲苯、二甲苯)

案例2：課本P：67：3案例1：苯甲酸甲酯（C6H5COOCH2C6H5）存在于多種案例3：已知：請設計乙烯→…→CH3CH2COOH的合成路線。要求：合成路線流程圖表示示例案例3：已知：案例4：請用合成反應流程圖表示出由和其他無機物合成最合理的方案（不超過4步），請在答題紙的方框中表示。反應物反應條件反應物反應條件……例：反應物反應條件反應物反應條件……案例4：請用合成反應流程圖表示出由和其他無烴的含氧衍生物復習烴的含氧衍生物定義?烴分子里的氫原子被含有氧原子的原子團取代而衍生成的有機物。包括：醇、酚、醛、酮、羧酸和酯等烴的含氧衍生物復習烴的含氧衍生物定義?烴分子里的氫原子被含物理性質(zhì)總結：分子中存在氫鍵的物質(zhì)：醇、酚、羧酸：熔沸點較高，小分子在水中的溶解度較大。沒有氫鍵的物質(zhì)：醛、酮、酯：熔沸點較低，小分子醛可溶于水；酮、酯一般不溶于水。高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)高中化學3-4有機合成-人教版(共34張PPT)物理性質(zhì)總結：高中化學3-4有