第二章有机合成设计
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第二章 有机合成反应的选择性控制
利用不同的反应机理也能改变反应的位置 选择性。如：
R CH3 Ph S PhSH H
+
R CH2
PhSH (PhCO2)2
R S
Ph
为了控制反应向设计的方向进行，常常对分子 进行适当的修饰。
（1）设置导向基作为位置控制因素。 如：
O
CH3COCl
H3C H3C
Cl CH3 H3C H3C Cl
AlCl3
O
O O CF3
1、三氟乙酸酐：
F 3C
O
O O O C(CH3)3
2、叔丁氧基甲酸酐：
(H3C)3C
O
3、氯甲酸2,2,2－ 三氯乙基酯：
O Cl O CH2CCl3
O
4、氯甲酸苄酯：
Cl
O
3.醛、酮羰基的保护
OH
SH
常用试剂：
OH
SH
反应条件： 干HCl 脱保护：酸性水解
HO O + HO 干 HCl O O
（2）保护基和活化基作为位置控制因素 CH O 如： CH
3 3
保护：
HO H3C CH3 CH3 HO H3C CH3 CH3
CH3
MeO H3C CH3
引入一个控制因素就会增加合成步骤，所以该方法 “效率”较差。常常是不得已而为之的方法。
1 .C rO 3,A 2 .H cO Br H ,A cO H
CH3
S Me 2 aO /N O4 H
活化：
O N O
+
N H
MeI
H3O+
CH3
O (EtO)2CO, KH/THF
O COOEt NaOEt MeI
O COOEt CH3 HCl refluxing
第二章 5精细有机合成的基本反应(氨解、胺化和酰化、酯化反应)
R—N(CH3)2
直接合成二甲 叔胺的方法
10
R＝C8H17 ，C12H25 ，C16H33
羟基化合物的氨解 ⑵ 工业合成法： 工业合成法： ① 气固相接触催化氨解法
（1）应用： 应用：甲醇氨解制二甲胺； 甲醇氨解制二甲胺； （2）催化剂： 催化剂：SiO2/Al2O3（主催化剂）； 主催化剂）； （3）温度： 温度：350～500℃； （4）压力： 压力：0.5～5MPa。
25
2.8 酰化和酯化反应
2.8.1 概 述 2.8.2 N-酰化反应 2.8.3 酯化反应
26
概 述
2.8.1 概 述
问题： 问题：常用的酰基化试剂有哪 些？最活泼的酰化试剂是什么？ 最活泼的酰化试剂是什么？
一、酰基化反应的含义： 酰基化反应的含义：
酰化反应指的是有机分子中与碳原子 酰化反应指的是有机分子中与碳原子、 指的是有机分子中与碳原子、氮原子、 氮原子、磷原子 、氧原子或硫原子相连的氢 氧原子或硫原子相连的氢被酰基（ 酰基（＞C=O）所取代的 反应。 反应。 氨基氮原子上的氢被酰基所取代的反应称N-酰化， 酰化，生成 的产物是酰胺。 的产物是酰胺。 羟基氧原子上的氢被酰基取代的反应称O-酰化， 酰化，生成的 产物是酯， 产物是酯，故又称酯化。 故又称酯化。 碳原子上的氢被酰基取代的反应称C-酰化， 酰化，生成产物是 醛、酮或羧酸。 酮或羧酸。
第二章 精细有机合成的基本反应
2.1 概 述 2.2 磺化/硫酸化反应 2.3 硝化和亚硝化反应 2.4 卤化反应 2.5 氧化反应 2.6 氢化和还原反应 2.7 氨解和胺化反应 2.8 酰化和酯化反应 2.9 水解反应
1
2.7 氨解和胺化反应
2.7.1 概 述 2.7.2 羟基化合物的氨解 2.7.3 加成胺化 2.7.4 取代氨解 2.7.5 直接氨化
第二章 2精细有机合成的基本反应(硝化反应)
26
混酸硝化法还具有以下特点： Ⅰ 被硝化物或硝化产物在反应温度下是液态的， 而且不溶于废硫酸中，因此，硝化后可用分层法 回收废酸； Ⅱ 硝酸用量接近于理论量或过量不多,废硫酸经浓 缩后可再用于配制混酸,即硫酸的消耗量很小；
Ⅲ 混酸硝化是非均相过程，要求硝化反应器装有 良好的搅拌装置，使酸相与有机相充分接触。
问题： 1. 硝酸在硝化反应中 有哪些作用？ 2. 硝酸的氧化能力和 硝化能力与浓度的关 系？ 3. 不同的硝化方法各 有什么特征？
13
问题 1. 硝酸在硝化反应中有哪些作用？
硝酸在硝化反应中既有硝化剂又有氧化剂的作用。
问题 2. 硝酸的氧化能力和硝化能力与浓度的关系？
硝酸的氧化能力随着硝酸浓度的降低而增强（直至 某一极限）； 硝化能力则随其浓度的降低而减弱。
实例一 实例二 实例三
OH
OH
OH
+ HNO3（稀）
NO2 +
NO2
NO2
+ NO2BF4
FSO3H(氟代硫酸) O2N 150oC
NO2
NO2
Br
H2SO4
+ HNO3 （60oC)
Br
NO2 +
Br NO2
NO2
实例四
C2H5ONa C2H5ONO2
N H
NO2
N H
29
3 温度
影响硝化反应的因素
14
１．直接硝化法 (1)稀硝酸硝化法
适用与此法的有机物主要有：
① 易被硝化的芳香族化合物（有使苯环活化的取代基）
NHCOCH 3
OCH2CH3
② 低级烷基取代苯亦可用稀硝酸进行侧链硝化（浓度相当
稀时，亦将导致侧链氧化。）
混酸硝化法还具有以下特点： Ⅰ 被硝化物或硝化产物在反应温度下是液态的， 而且不溶于废硫酸中，因此，硝化后可用分层法 回收废酸； Ⅱ 硝酸用量接近于理论量或过量不多,废硫酸经浓 缩后可再用于配制混酸,即硫酸的消耗量很小；
Ⅲ 混酸硝化是非均相过程，要求硝化反应器装有 良好的搅拌装置，使酸相与有机相充分接触。
问题： 1. 硝酸在硝化反应中 有哪些作用？ 2. 硝酸的氧化能力和 硝化能力与浓度的关 系？ 3. 不同的硝化方法各 有什么特征？
13
问题 1. 硝酸在硝化反应中有哪些作用？
硝酸在硝化反应中既有硝化剂又有氧化剂的作用。
问题 2. 硝酸的氧化能力和硝化能力与浓度的关系？
硝酸的氧化能力随着硝酸浓度的降低而增强（直至 某一极限）； 硝化能力则随其浓度的降低而减弱。
实例一 实例二 实例三
OH
OH
OH
+ HNO3（稀）
NO2 +
NO2
NO2
+ NO2BF4
FSO3H(氟代硫酸) O2N 150oC
NO2
NO2
Br
H2SO4
+ HNO3 （60oC)
Br
NO2 +
Br NO2
NO2
实例四
C2H5ONa C2H5ONO2
N H
NO2
N H
29
3 温度
影响硝化反应的因素
14
１．直接硝化法 (1)稀硝酸硝化法
适用与此法的有机物主要有：
① 易被硝化的芳香族化合物（有使苯环活化的取代基）
NHCOCH 3
OCH2CH3
② 低级烷基取代苯亦可用稀硝酸进行侧链硝化（浓度相当
稀时，亦将导致侧链氧化。）
有机合成路线-第二章.5
4、Diels-Alder反应具有高度的六体专一性，双烯物对亲双烯物进行 Diels-Alder反应具有高度的六体专一性， 反应具有高度的六体专一性 顺式加成，顺、反构型的亲双烯物在进行反应时，能保持其原有的基本 顺式加成， 反构型的亲双烯物在进行反应时， 构型，而且带有取代基的二烯物其加成反应也是按顺式进行的。 构型，而且带有取代基的二烯物其加成反应也是按顺式进行的。如：
OH
① O3 ② Me2S OHC
O
O
O
H , H2O
环状化合物无论其数量，还是其实际应用价值， 环状化合物无论其数量，还是其实际应用价值，都一直是合成 工作者们十分感兴趣的领域之一。目前成环方法主要有三类： 工作者们十分感兴趣的领域之一。目前成环方法主要有三类：第一 类成环反应是分子内形成的变型，在这一过程中，具有n个原子的 类成环反应是分子内形成的变型，在这一过程中，具有 个原子的 碳链环化成n元环；第二类反应是分子间的，涉及两个不同分子之 碳链环化成 元环；第二类反应是分子间的， 元环 间同时形成两个键，这种过程通常称为环加成反应，其中Diels间同时形成两个键，这种过程通常称为环加成反应，其中 Alder反应是一个典型的例子。第三类反应包含电环化反应，它是 反应是一个典型的例子。 反应是一个典型的例子 第三类反应包含电环化反应， 分子内反应而在机理方面与环加成有关。 分子内反应而在机理方面与环加成有关。
OMe O 1,6-Con FGI OMe
Me C H
⑵路线： 路线：
OMe Na,NH3(l) t-BaOH Me Me OMe ① O3 ②H2O/[Zn] O Me C H
Me
Me
O
Me NaBH4 O OM C OH
五、Diels-Alder反应在有机合成中应用 反应在有机合成中应用
有机合成第二章-1
CH2COOC2H5 CH2COOC2H5
+
COOC2H5 COOC2H5
1. C2H5ONa 2. H2O
CH2COOC2H5 O CHCOOC2H5 C COOC2H5
HCl, H2O reflux
CH2COOH O CH2 C COOH
OC2H5 C6H5COCH2COOC2H5 + O OC2H5
用仲胺
O NHR2 N H N H N H
O
R2NH H+
NR2
NR2
Cl + CO2C2H5
NR2
O
CO2C2H5
CO2C2H5
RX / XCH2 - Ph / XCH2CH2Ph / XCH2CH = CH2 RCOX / XCH2COOCH3 / X CH2COCH3
O O O
C = C CH O C=C
NaNH2 CH3N(CH2CH2Cl)2 + C6H5CH2CN 1.H2O, H+ 2. C2H5OH, H+
C6H5 H3C N COOC2H5
4. 烯胺
醛酮的a-氢,酸性弱,易发生羟醛缩合反应. 其一含a-氢, 另一不含a-氢 否则产物混和.
烯胺的制备 1963年, G. Stork使用醛和叔丁基胺形成烯胺 sichiff碱 p-TsOH, 甲苯带水(Dean and Stark apparatus), 或用分 子筛除水
1.OH-, H2O, 2. H+, H3C
O
O C6H5
用酰氯进行酰化时,常用醇镁作缩合剂,并在惰性溶剂中进行,以防酰 氯与醇发生反应。
5.小结： 1）乙酰乙酸乙酯的制备（Claisen反应） 2）乙酰乙酸乙酯的应用：
有机合成路线-第二章.3
FGA HOOC CH2 CH2 CO COOH COOEt EtOOC CH2 CH CO COOEt dis HOOC CH2 CH CO COOEt COOEt COOH COOH FGA
EtOOC CH2 CH2 COOEt
2、合成： 、合成：
EtOOC CH2 CH2 COOEt H3O, COOEt [KOEt] COOEt EtOOC CH2 CH CO HOOC CH2 CH2 CO COOH CO2 3EtOH COOEt COOEt
③、多种环酮亚甲基，也可以草酰化。如： 多种环酮亚甲基，也可以草酰化。
O COOEt COOEt Na O O C COOEt
(CH3)2CHCOOCH 3 CH3COOCH 3 NaOCH 3 苯 O (CH3)2CHC CH2COOCH 3
上面讨论了不同的酯的缩合反应，都是常用的重要反应， 上面讨论了不同的酯的缩合反应，都是常用的重要反应，其中利用 草 酸二乙酯，引入分子内乙草酰基( 酸二乙酯，引入分子内乙草酰基 乙草酰基
(3)、 (3)、碳酸二乙酯酰化及应用 用碳酸二乙酯可直接在含α氢酯的α位引入一酯基，般不常用， 用碳酸二乙酯可直接在含α氢酯的α位引入一酯基，般不常用， 但有时用，如： 但有时用， COOEt [NaOEt] EtOOCOEt C6H5 CH2 COOEt C6H5 CH COOEt
异丁酸酯和异戊酸酯，虽有α ⑷、异丁酸酯酰化反应 异丁酸酯和异戊酸酯，虽有α-H，但不能在 醇钠存在下发生自身缩合反应，却可用作酰化剂。 醇钠存在下发生自身缩合反应，却可用作酰化剂。
(2)、甲酸酯酰化反应及应用 (2)、甲酸酯酰化反应及应用 反应 甲酸乙酯与含α氢的酯的强碱作用下反应，常用于含α 氢的酯的α 甲酸乙酯与含α氢的酯的强碱作用下反应，常用于含α-氢的酯的α 位引入一个醛基
EtOOC CH2 CH2 COOEt
2、合成： 、合成：
EtOOC CH2 CH2 COOEt H3O, COOEt [KOEt] COOEt EtOOC CH2 CH CO HOOC CH2 CH2 CO COOH CO2 3EtOH COOEt COOEt
③、多种环酮亚甲基，也可以草酰化。如： 多种环酮亚甲基，也可以草酰化。
O COOEt COOEt Na O O C COOEt
(CH3)2CHCOOCH 3 CH3COOCH 3 NaOCH 3 苯 O (CH3)2CHC CH2COOCH 3
上面讨论了不同的酯的缩合反应，都是常用的重要反应， 上面讨论了不同的酯的缩合反应，都是常用的重要反应，其中利用 草 酸二乙酯，引入分子内乙草酰基( 酸二乙酯，引入分子内乙草酰基 乙草酰基
(3)、 (3)、碳酸二乙酯酰化及应用 用碳酸二乙酯可直接在含α氢酯的α位引入一酯基，般不常用， 用碳酸二乙酯可直接在含α氢酯的α位引入一酯基，般不常用， 但有时用，如： 但有时用， COOEt [NaOEt] EtOOCOEt C6H5 CH2 COOEt C6H5 CH COOEt
异丁酸酯和异戊酸酯，虽有α ⑷、异丁酸酯酰化反应 异丁酸酯和异戊酸酯，虽有α-H，但不能在 醇钠存在下发生自身缩合反应，却可用作酰化剂。 醇钠存在下发生自身缩合反应，却可用作酰化剂。
(2)、甲酸酯酰化反应及应用 (2)、甲酸酯酰化反应及应用 反应 甲酸乙酯与含α氢的酯的强碱作用下反应，常用于含α 氢的酯的α 甲酸乙酯与含α氢的酯的强碱作用下反应，常用于含α-氢的酯的α 位引入一个醛基
有机合成第二章有机合成设计逻辑推理
Sir Robert Robinson 1947 年Noble化学奖得主。
托品酮的合成奠定了Robinson仿 生合成化学创始人的地位。
Mannich Reaction
甲醛（或其他醛）、氨或胺（通常是伯、仲
胺盐酸盐）和至少含一个活性氢的化合物（甲 基酮、-酮酸酯、氰基酸酯、硝基烷或含一个 CH的炔等）缩合成酮胺（Mannich Base)盐酸 盐。
2.1.3 有机合成设计的意义
一个合成工作要达到最为理想的水平，不是随随便 便就可以做到的，虽然影响的因素很多，但主要的还是 取决于所采用的路线。因为采用的路线合适，很多其他 的附属问题跟着也就迎刃而解了，整个合成工作就会显 得精彩无比。采用的路线不好，有可能会遇上难以克服 的困难，工作可能事倍功半，整个合成工作显得拙劣、 别扭，甚至合成路线就走不通，是死胡同。实际工作中， 经常碰到临时改变路线的事例，概莫如次。可见路线对 于合成的成功与否所起的作用。采用什么路线，也即路 线设计，对于整个合成工作来说是第一步，是计划，是 方向，是灵魂，它决定着整个合成工作走向何处，成功 与否，同时也决定着合成工作达到的水平。
Reppe Reaction
HC CH
Ni(CN)2, 15atm
（1948年）
80-120oC, THF
70%
2.1.4 合成事例举例中的启示
路线对合成工作的重要性 巧妙路线的艺术特质 路线设计中策略
选择骨架相同或者相近的原料 官能团转化 逐步合成法（Stepwise Elongation） 片断组合法（Fragment Condensation） 生源合成 学习应用新反应的作用
TGT
单从C-C拆键来看，成键电子对归属不同，可产生四种合成子。 •正电性的称为受体合成子（acceptor synthon）或a合成子； •负电性的称为供体合成子（donor synthon）或d合成子； •自由基的称为自由基合成子（radical synthon）或r合成子； •中性的称为电子合成子（electron synthon）或e合成子。（周环反应中）。
电子教案与课件：《精细有机合成》(第三版) 第二章 精细有机合成基础 2.7
链状聚乙二醇：H(OCH2CH2)nOH
聚醚 链状聚乙二醇二烷基醚：R(OCH2CH2)nOR
环状冠醚
O
O
O
K
O
O
O
MnO4-
4.用季铵盐作相转移催化剂的影响因素
季铵正离子的结构
1 为同时具有良好的亲油性和亲水性，四个烷基 总 碳数一般为15～25；
2 Q+和Nu-之间的中心距离应尽可能大，以使Nu有较高的反应活性。
CH3
2.相转移催化剂满足需求及工业化条件
相转移催化剂(PTC) 满足两个基本要求：
1 能将所需离子从水相或固相转移到有机相 2 有利于该离子的迅速反应
实现工业化的条件
1 用量少，效率高，自身不消耗或失去转移 特定离子的能力
2 制备简单，价格季铵盐和叔胺：R4N＋X-、吡啶、三丁胺
＞ H- SO4 ＞ C- H3COO ＞ F-，OH- ＞ SO42- ＞ CO32- ＞ PO43-
0.005～0.100mol季铵盐/mol有机反应物
小结
相转移催化可使两相不互溶的反应 物难以发生的反应转化为一相而容 易完成的反应。
目前最常用的季铵盐主要有： (C4H9)4N+HSO4- (TBAB） C6H5CH2N+(C2H5)3Cl- (BTEAC,TEBAC) (C6H17)3N+CH3Cl- (TOMAC)
季铵盐中阴离子的影响
O2N
ONO2
CH3
COO-
＞ ClO4- ＞ I- ＞
＞ N- O2 ＞
＞Cl-
NO2
SO3-
精细有机合成
第2章：精细有机合成理论基础
2.7 相转移催化
相转移催化概述
有机合成化学2-官能团的引入与转化
benzene
+
O
O
O
O
(1) 共轭二烯烃是以顺式构象参与反应。被固定为反式的二烯体不 能发生此反应，如
而被固定的顺式反应速率大大加快，如
(2) 亲双烯体上有吸电子取代基，有利于反应。 (3) 此反应属协同反应，没有中间体，一步完成。
(4) 顺式加成，保持了二烯体、 亲二烯体的原有构型。
3. 还原反应
RCH CHCH2OH
Br2
RCH CHCH2OH Br Br
RCH CHCOOH
Zn
HNO3 RCHBrCHBrCOOH
3）醇脱水
RCH2CHR' OH
RCH CHR' + H2O
常用的酸性脱水剂有硫酸；磷酸；草酸；五氧化二磷等
CH3 H3C C CH
H3C OH
CH3
85% H3PO4
CH3
H3C C CH CH2
81%
19%
区域选择性——查依采夫（Saytzeff）规则
CH3 CH2CHCHCH3 KOH
Br
ห้องสมุดไป่ตู้
X CH3
CH2CH=C CH3
CH3 CH=CH CH
CH3
当消除能够得到共轭烯烃时，优先得到共轭烯烃。
2） 二卤代物脱卤
RCHCHR' XX
RCH CHR' + X2
常用的脱卤试剂有锌粉(或镍)的乙醇或乙酸溶液；钠的液氨溶液 等
CH3
CH3 + H3C C C CH3
CH3
醇脱水反应特点： ① 脱水速度—— 叔醇 > 仲醇 > 伯醇 ② 酸催化碳正离子中间体—— 易重排 ③ 区域选择性—— Saytzeff规则——形成多取代的烯烃 ④ 立体选择性—— 反式产物为主
九年级科学上册 2_3 有机物和有机合成材料教学设计 (新版)浙教版ok
有机物和有机合成材料（任务分析）1、说明各项目标的学习类型：1）、阅读、整理归纳、合作、汇报；2）、调查、讨论、辩论、总结3）、观察实验、讨论、归纳。
2、学习的准备3、课题：有机合成材料4、课时安排：九上第二章第三节第二课时5、教学准备：1）、提供学习素材：2）、实验准备：棉花、羊毛线头、腈纶碎布条、镊子、酒精灯和火柴、石棉网等。
3、多媒体课件学教师：评价并板书材料名称，你还能说出其它的有机物材料吗？过渡：各种不同形状塑料制品，是因为塑料具有可塑性。
设疑：装食品的塑料袋用聚乙烯制成，电线外包层用聚氯乙烯制成，设计意图：PPT展用途。
设计实验，教师：由于塑料废弃物多为白色，我们称之为“白色污染”。
学生辩论：请课前布置辩论任务的同学上台，根据对本节知识的学习，结合日常生活经验和课前资料的收集，以塑料的利与弊为论题材料领域的新成就层出不穷。
展示图片，这些材料的诞生极大地促认识。
设计意图：鲸鱼吞塑料的利与弊作本教学设计特点的概括苏霍姆林斯基认为：“让学生体会到一种自己亲身参与掌握知识的情感，乃是唤起青少年特有的对知识的兴趣的重要条件。
”本教学设计较好地践行了以学生为主体的新课程理念，立足学生的已有知识、生活经验和认知能力，较充分挖掘教材内容中蕴含的情感因素，突出情感在教学中的作用。
能从三维角度考虑本课题的学习目标，课堂环节较顺畅，教学流程符合学生认知和身心发展规律。
具体有以下几个方面的特点：1、突出学科特色：从化学学科特点出发，设计化学实验，充分培养学生科学地学习化学的重要途径，培养学生实验观察、现象分析、比较、归纳及得出合理结论的能力。
2、创设活动载体：通过扎扎实实设计每一个教学环节，通过对化学学科的价值观的把握，在教学中，以变化丰富的内容较好地吸引学生的注意力，使用多种刺激方式引导学生学习，保持和增强学生对生活材料的好奇心和求知欲。
通过引入故事，并在问题和悬念的激发下主动完成塑料垃圾队大自然的污染的学习。
第二章 逆合成法
三．一些常用的术语 1.合成子(Synthon) 在切断时得到的碎片，通常为一个正离子或负离子。
2.合成等效剂（Synthetic equivalent）
合成等效剂是指那些与自身（常因其太不稳定）无法使 用的合成子有着等同效力（功能）的试剂。 例如，试剂C2H5MgX，就是+C2H5或- C2H5合成子的合成等效 剂。现在很多人主张用Synthon代替“Synthetic equivalent”。
第二章 逆合成法
第一节 逆合成法基础知识
一．逆合成法定义： 1990年, E. J. Corey, 创建了一种独特的有机合成理 论—逆合成分析理论。 “逆合成法”（retrosynthetic approach）,也叫反向合
成（antithetic synthesis）, 与合成路线方向相反的的方法。
6.官能团消除（Functional group removal）[FGR] 在反合成操作中，若去掉目标分子中的某个官能团， 更便于拆开，其结果就称之为“官能团消除” 7.切断（disconnection）[缩写为dis] 切断，是合成反应的逆过程，用符号 和穿过切断 价键的“S线”来表示。 8.（电子）接受体（Electron acceptor）[用a或A表示] 9.（电子）给予体（Electron donor）[缩写为d或D] Ex.
O CH O C H O C H OH
+ +
H
OR Br OR OR
O C H
合成子 R OH CH2COOH HOOC
+ +
等价试剂 R O
+
合成子 CHO
等价试剂 CHO CN COOR
CH2
COOEt COOEt
第二章有机合成02
1、亲核叏代反应 1）机理：单分子亲核叏代SN1和双分子亲核叏代
SN2机理。
2）卤代烃几乎可以同所有的亲核试剂収生反应 3）可以得到醇类、胺类、醚类、酯类、腈类等多种 有机化合物，因此在合成中有广泛应用。 丌同卤代烃在迚行亲核叏代反应时，其反应速度
不底物的结构、离去集团、亲核试剂的性质、反应条
件等有关。
CH3 OH 84% 16% CH3 + CH3
(CH3)3CCH CH3 OH
(CH3)3CCH CH2 + (CH3)2C C(CH3)2 3% 64%
3. 在碱性条件下，不卤代烃反应成醚 注意卤代烃的消除。 例：合成
CH3CH2 O C(CH3)3
4. 羟基的保护 1）醇在酸性条件下可不2,3-二氢吡喃作用生成混合 型缩醛，来保护羟基。因此对碱、Grignard试剂、 烷基锂、氢化铝锂、烃化剂和酰化剂均稳定。
二、烯烃的官能团化
1. 烯烃不卡宾的加成反应是合成环丙烷衍生物的 重要方法。
CH2N2 CH3
光照
CH2 + N2 CH2 CH3 CH CH2 C H2
CH CH2 +
2. 碳—碳双键相邻的碳—氢键（烯丙位氢）对 氧化和卤化是敏感的。
CH2CH3
SeO2
CH2CH3
OH
CH3 SeO2 CH3CH2C CHCH3
—NR3，—NO2，—CN，—SO3H，—CHO，—COR，—COOH，—CF3 强钝化 m-定位基
COOH
NH2 Cl
习题： 1、由苯戒甲苯合成
COOH
Br
COOH
CH3 Br
NH2 Cl
CH(CH3)2
五、羟基的官能团转换反应
第二章合成聚合物的原料路线
1，2-丁二烯、2-丁烯、 乙基乙炔、C5馏分等
2.1.5 石油化工路线合成单体及聚合物的路线
由乙烯获得的化工产品
由丙烯获得的化工产品
由丁二烯获得的化工产品
P 34
由甲苯、二甲苯烯获得的化工产品
2.2 煤炭路线及所获得的化工产品 2.2.1 煤的干馏 将煤隔绝空气加热，随着温度升高，煤中有机物逐渐开 始分解，其中挥发性物质呈气态逸出，残留下不挥发产物就 是焦炭。 按加热的温度不同可分为三种： 900℃ - 1100℃ 700℃ - 900℃ 500℃ - 600 ℃ 高温干馏 中温干馏 低温干馏
脱氧 高温下与氧 气、水反应 羰基化 合成气 甲醇 脱水 氧化 煤 汽、柴、煤油 炭 直接液化 加氢 液态烃 汽、柴、煤油 二甲醚 甲醛 烯烃 醋酸
气化炉
间接液化
现将煤气 化制备合 成气
通过催化将合成 气转化为烃类和 含氧化合物
低碳混合醇、 二甲醚等
2.3 从动、植物获得的原料路线 从自然界动植物获得的原料，能与从石油、煤炭获得的原 料互为补充。 例1 ，天然橡胶，天然纤维，天然蛋白，多糖等直接可 以利用和进一步加工利用的高分子原料； 例 2 ，从动植物得到小分子单体原料，由稻草、米糠等 制得的糠醛。 从天然产物得到的原料是可再生的，绿色环保，还可制备 仿生结构的高分子材料。
由碳、氢两种元素所组成的各种烃类混合物，并含有少量的含氮、
2.1.2 石油裂解生产烯烃 裂解： 将沸点 350℃ 以下的液态烃（< C18），在稀释剂水蒸汽存 在下，于 750 - 800℃ 高温热裂解为低级烯烃、二烯烃的过程。 裂解原料： 沸点 350℃ 以下的液态油品（轻柴油）、裂解副产物乙 烷，C4 馏分、天然气。 裂解产物： 裂解气（包括氢、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、 C4 馏分)；裂解轻油（裂解汽油、燃料油和柴油）。 高温裂解生成的产品成分非常复杂！
《有机合成》教案
《有机合成》教案第一章：有机合成的基本概念1.1 有机合成的定义1.2 有机合成的目的和意义1.3 有机合成的方法和分类1.4 有机合成的基本步骤第二章：有机合成的策略与设计2.1 有机合成的策略2.2 有机合成的设计原则2.3 有机合成的路线设计2.4 有机合成的优化与评价第三章：有机合成的反应类型3.1 加成反应3.2 消除反应3.3 取代反应3.4 缩合反应第四章：有机合成的常用试剂与催化剂4.1 有机合成的常用试剂4.2 有机合成的常用催化剂4.3 试剂和催化剂的选择原则4.4 试剂和催化剂的安全使用第五章：有机合成的实验操作技术5.1 有机合成的实验操作步骤5.2 有机合成的实验操作技巧5.3 有机合成的实验操作注意事项5.4 有机合成的实验操作案例分析第六章：有机合成的实例分析6.1 常见有机化合物的合成实例6.2 有机合成实例的解析与评价6.3 有机合成实例的改进与优化6.4 有机合成实例的综合应用第七章：有机合成的绿色化学7.1 绿色化学的基本概念7.2 绿色化学在有机合成中的应用7.3 绿色化学在有机合成设计的原则和方法7.4 绿色化学在有机合成中的挑战与发展第八章：有机合成的现代技术8.1 有机合成的现代技术概述8.2 有机合成的现代技术方法和原理8.3 有机合成的现代技术应用实例8.4 有机合成的现代技术发展趋势第九章：有机合成的安全与环保9.1 有机合成中的安全问题9.2 有机合成中的环保问题9.3 有机合成安全与环保的法规和标准9.4 有机合成安全与环保的实践措施10.1 实验报告的基本要求10.2 实验报告的内容与结构10.4 实验报告的案例分析与评价第十一章：有机合成的案例研究11.1 重要有机化合物的合成案例11.2 有机合成案例的策略分析11.3 有机合成案例的实验操作步骤11.4 有机合成案例的研究意义与影响第十二章：有机合成的工业应用12.1 有机合成在制药工业中的应用12.2 有机合成在材料科学中的应用12.3 有机合成在食品工业中的应用12.4 有机合成在其他领域中的应用第十三章：有机合成的科研前沿13.1 有机合成领域的最新研究动态13.2 有机合成新技术和新方法的发展13.3 有机合成在解决实际问题中的应用13.4 有机合成研究的未来趋势第十四章：有机合成的教学与实践14.1 有机合成教学的内容与方法14.2 有机合成实验的教学设计14.3 有机合成教学的案例分析14.4 有机合成教学的实践与反思第十五章：有机合成的未来发展15.1 有机合成在科学研究中的作用15.2 有机合成在国民经济中的地位15.3 有机合成面临的问题与挑战15.4 有机合成的可持续发展与展望重点和难点解析重点解析：1. 有机合成的基本概念、目的和意义，以及方法和分类。
2_碳-氮键的合成
芬太尼：属强效麻醉性镇痛药， 镇痛作用产生快，但持续时间较短， 用于麻醉前、中、后的镇静与镇痛， 也用于各种原因引起的疼痛。
四、羧酸和氨或胺的反应
游离羧酸与酸酐、酯相比，羧基碳原子的亲电性低， 直接与胺反应变成酰胺需要长时间的高温加热。
4-氯苯甲醛、甲胺及β-巯基丙酸在苯溶剂中边加热边除水，生 成分子内闭环产物 ，经氧化得到氯美扎酮(chlormezanone)。
度减小，容易接受亲核进攻外，还能
使负离子带来的电荷更加分散，使反 应能以合理的速度进行。
• 丙烯腈容易与含活性氢的氨、伯胺、仲氨 、酰氨、酰亚胺、醇、酚以及含活性α 氢的 醛、酮、丙二酸酯等起加成反应，生成的 产物中含有氰乙基基团，一般称为氰乙基 化反应（cyanoethylation）。
•
Michael反应在天然产物和药物合成中的应用
氯美扎酮 :具有弱安定及肌肉松弛作用。可用于：①精神紧张、恐 惧、精神性神经病、慢性疲劳以及由焦虑、激动和某些疾病引起的烦 躁失眠等。②配合镇痛药治疗背酸、颈硬、骨痛、四肢酸痛、风湿性 关节痛等。③其他：震颤性麻痹、震颤、瘫痪、血管硬化及脑震荡出 血等。
由羧酸合成酰胺首先是羧酸和氨反应生成铵盐，然 后经加热脱水形成酰胺。
二甲基脲和氰基乙酸乙酯在二甲苯中，和乙醇钠或氨 基钠一起加热得到l,3-二甲基-4-氨基尿嘧啶，这是合成 咖啡因(caffeine)的重要中间体。
l,3-二甲基-4-氨基尿嘧啶
三、酰卤和氨或胺的反应
酰氯和氨或胺混合搅拌很容易生成酰胺。但是为了 中和产生的HCl，需要2mol以上的氨(胺)。如果胺的价 格较贵，或在体系中不易去除时，经常采用与吡啶、三 乙胺等叔胺以及与碳酸钠、氢氧化钠等碱性水溶液共存 下搅拌反应的方法。这个反应叫做Schotten-Baumann(肖 登-包曼)反应。
第二章有机硅单体的制备方法
第二章有机硅单体的制备方法有机硅单体是一种广泛使用的有机化合物，广泛应用于高分子材料、电子材料、医药和农药等领域。
有机硅单体的制备方法主要包括以下几种。
1.氯硅烷和水的反应：氯硅烷与水反应生成有机硅单体，常用的氯硅烷包括三甲基氯硅烷、三乙基氯硅烷等。
反应条件可以是室温下进行，也可以加热进行，反应时间较短。
该方法制备的有机硅单体易于获取，成本低廉。
2.硅醇的加水分解：硅醇与水反应可以生成有机硅单体和硅醇酸。
硅醇可以通过三甲基氯硅烷与醇反应合成，反应后经脱水即可得到硅醇。
硅醇的加水分解可以在中性或弱酸性条件下进行，反应时间较长。
该方法需要熟练控制反应条件，但可以制备纯度高的有机硅单体。
3.磷酸酯的加水分解：磷酸酯与水反应可以生成有机硅单体和磷酸，常用的磷酸酯有二甲氨基二甲氧基硅烷。
反应条件可以是中性或弱酸性条件，反应时间较短。
该方法可以得到高纯度的有机硅单体，但制备过程中需注意反应温度和控制水的用量。
4.硅烷和非水醇的反应：硅烷与非水醇反应可以生成有机硅单体和醇，硅烷可以是硅烷、硅烷等。
该方法可以在溶剂中进行，反应条件较温和。
制备过程中需要选择适当的非水醇，反应后获取的有机硅单体纯度较高。
5.硅醇和卤代烃的醚化反应：硅醇与卤代烃反应可以生成有机硅单体和卤化氢。
该方法多在溶剂中进行，反应温度较高，反应时间较长。
制备过程中需选择适当的卤代烃，反应后获取的有机硅单体纯度较高。
以上是有机硅单体的几种常见制备方法，每种方法都有其适用范围和优缺点。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的制备方法，以获得所需的有机硅单体。
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81%
H3C N H2 Ni
HO
CHO P h C H C O O Et RONa PhCH3
H3C N
CHO O
COCHPh
KBH4 CHCl3 - CH3OH
H3C N
CH2OH 90% O
COCHPh
*
70%
颠茄碱（阿托品）的化学合成
第二章有机合成设计
2.1.2 计算机在有机合成设计中的应用
中间体
起始原料
合成路线： 起始原料
中间体 目标分子
基础：化学键的合理切断
第二章有机合成设计
2.3.1.2 逆合成分析中的不同“转变”过程
转变 目标分子
二级目标分子
（更易与原料关联或实施切断）
The transformation of a molecule to a synthetic precursor is accomplished by the
第二章有机合成设计
2.2.3 由目标分子决定合成设计的策略 逆合成分析法
（1）天然产物的结构验证 全合成 目标分子 （2）天然产物的批量生产 化学合成
（3）为理论需要而设计的新奇分子
思维方式：目标分子 中间体 起始原料
合成路线：起始原料 中间体 目标分子
逆合成分析法： 这种分析目标分子的结构，找出起始
CHO
+ CH3NH2 +
CHO
COOHNMeBiblioteka O-2CO2COOH
COOH O COOH
pH=5 90%
NMe O
假石榴皮碱 颠茄酮
（麻醉剂）
第二章有机合成设计
+ + C H2C H O
CH2CHO
CH3NH2
CH2COOH C=O CH2COOH
H O Ac
H3C N
PH=5, 20~22℃
O
第二章有机合成设计
2.2 解决合成设计时的几种策略
2.2.1 由原料决定合成设计的策略
1 2
3 起始原料
N
反应
1 2
目标分子 3
N
开发新产品及寻找最佳性能分子！
第二章有机合成设计
例 二战前后，抗炎药物磺胺类的设计合成。
H2N
N=N NH2
抗炎药 百浪多息
SO2NH2
有效结构磺胺 H2N
SO2NH2
第二章 有机合成设计
2.1 有机合成设计 2.2 解决合成设计时的几种策略 2.3 逆合成分析法
第二章有机合成设计
2.1 有机合成设计
2.1.1 定义：
在多步骤有机合成中，由于合成对象或所谓目 标分子的复杂性，需要事先拟定合成路线，这一工 作称为合成设计。
合理的合成设计 完成合成工作
训练有素的合成手艺
dis
C O M 2e O
O M e
M e O 2 C
+
O
(2) Non – simplifying Transform
第二章有机合成设计
Types of Non – simplifying Transforms
con
两碳连接
rear 骨架重排
C H O con CHO
O
N H rear
NHOH
第二章有机合成设计
第二章有机合成设计
例1.
1903年，德国化学家Willstätter完成了莨菪碱 的合成。从环庚酮出发，经过20余步反应完成， 产率极低。 1915年获得诺贝尔奖。
H
O
NMe OH
H3C N
莨菪碱（颠茄醇）
C H 2O H
O
颠茄碱（阿托品）
COCHPh
*
第二章有机合成设计
(1H )2
NMe2
(2 Br)2 Br
NHMe
萨波脱摩（治喘药物）
肾上腺素
Cl H2N
Cl
NHC4H9-t OH
盐酸克伦特第二罗章有（机合瘦成设肉计 精）
2.3 逆合成分析法
Retrosynthtic ( or antithetic ) analysis 2.3.1 逆合成法的原理和基本概念 2.3.1.1 逆合成分析法的原理
分析过程： 目标分子
O
OH
FGI 官能团转变
FGI
FGA 官能团增加
FGA
O
dis
H3C
+
O
O
FGR 官能团去除
FGR
OH OH
第二章有机合成设计
例1.
O
HO OH
第二章有机合成设计
H2N
N SO2NH
磺胺吡啶
H2N
N
SO2NH
S
磺胺噻唑（ST）
H2N
N SO2NH
N
磺胺嘧啶（SD）
H2N
O SO2NH NH-C-NH2
磺胺胍（SG）
CH3
H2N
SO2NH
O
磺胺异噁唑（SMZ）
N
第二章有机合成设计
磺胺类药物的合成通法：
NH2 (CH3CO)2O
NHCOCH3 HOSO2Cl 80℃
NHCOCH3 SO2Cl
RNH2
NHCOCH3 (1) HCl / (2) HCO3-
SO2NHR
NH2 SO2NHR
第二章有机合成设计
2.2.2 由化学反应决定合成目标的策略
反应 计划外目标分子 起始原料
（结构新、性能独特） 许多新型化合物的发现及新反应的发现，都有这样的规律！
冠醚的发现及研究！ 关注实验中的偶然及可疑事件！
原料，制定合成计划的思维方法就是逆合 成分析法。逆合成法是以化学键的合理 “切断”为基第础二章的有机。合成设计
例1.
例2.
OHC
CN
CN
+
CHO
CHO
CHO
CHO
+
第二章有机合成设计
逆合成分析应用于复杂分子时，由于有多种“切 断”方式，故有多条合成路线，需进行筛选。
HO
HO
OH
OH
HO
HO
NHBu-t
application of a transform, the exact reverse of a synthetic reaction, to a target
structure.
第二章有机合成设计
不同转变类型：
(1) Disconnecting Transform
( Structurally simplifying transform )
1967年，E. J. Corey（美）在前人逻辑推理地 构建复杂分子的基础上，吸收了计算机程序设计的 思维方法，把许多合成反应系统地进行了整理归纳， 提出了一套推理思维的方法，即“反合成分析法”或 “逆合成分析法”
单纯依赖计算机进行有机合成设计，还未 取得完全成功，必须对计算机设计出的合成路 线进行综合可行性评价。 （反应能否进行，反 应速度，收率，原料来源及污染等问题）
Br
Br-K O H
+ NMe2 Br
N Me
(1 H )Br (H 2 2 S O )4 N M e O H
N M eO
假石榴皮碱
颠茄酮
H N M eO H
莨菪碱
多次使用霍夫曼彻底甲基化法在分子内构建双键！
第二章有机合成设计
例2.
十四年后（1917年），英国著名有机化学家S. R. Robinson进一步研究了莨菪碱的结构，进行了合成。 1947年获得诺贝尔奖。