第4节 有机合成

3. 发展现状:
1.从96年开始每年以超过100万的速度增长 2.20世纪合成化学领域共获得10项诺贝尔化学奖。 3.人工合成生物分子一直是有机合成化学的研究重点。 从最早的甾体到多肽逐渐深入。到1965年有机合成大 师Woodward先后合成了奎宁、胆固醇、叶绿素和利 血平等 4.今天可以合成像海葵毒素这样复杂的分子（分子式 为C129H223N3O54, 有64个不对称碳和7个骨架内双键, 异构体数目多达271个） 5钮经义 ,中国.1958~1965
<1>官能团的引入
引入的C=C三法：
－OH消去、 卤原子消去 CC部分加氢
引入卤原子三法： 烃基卤代、 －OH卤代 C=C ,CC加卤
醛基加氢、 C=C加水、 引入的-OH四法： 卤原子水解、 酯基水解 引入的-ＣHＯ的方法有： 醇的氧化和C=C
的氧化 醛的氧化和酯的 引入-ＣＯＯＨ的方法有： 水解
第四节 有机合成
授课者:马 杰
一 .有机合成
1. 定义: 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的过程。
2.
Fra Baidu bibliotek
可以制备天然有机物,以弥补自然资源的不足;
意
可以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 有机物,以满足人类的特殊需要
义 可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的
思考与交流
1.以乙烯为主要原料（无机试剂任选）合成乙酸 乙酯，分析有几种合成路线？
2.若上述每步反应的中反应物的转化率均为
80％，各合成路线的总产率分别是多少？ 3.在选择合成路线时除了要考虑产率的高低外， 还要考虑什么问题?
` 解答: 1. +H2O
CH2 CH2
CH3CH2OH
浓H2SO4 [O]
解答:
Cl2
目标化合物 O O
NaOH
CH3CH2COCH2CH2OCCH2CH3 ClCH2CH2Cl CH3CH2Cl
HCl
NaCN
CH2 CH2
H2O
CH2CH2 HO OH
浓硫酸
CH3CH2CN
HCl 2H2O
CH3CH2COOH
2.已知
OH R-C=O +HCN H+ RCOOH R-C-CN RCN H O R' R' 试写出下图中A→E各物质的结构简式
CH2 CH CH2
NO2 NO2 NO2 +3H2O
小结: 有机合成的思维结构
审题
合成目标 挖掘明暗条件
设计合成路线
找突破口
确定方法
推断过程和方向
结构简式
准确表达
反应类型 化学方程式
有机物推断题解题思路和方法 顺读题，逆推导，利用信息综合找； 突破口，特征好，理清思路细推敲。
作业:
课本P67: 第2,3题
二.有机合成的过程
副产物 副产物 中间体 目标化合物
基础原料
中间体
辅助原料
辅助原料
辅助原料
有机合成的关键是通过有机反应构 建目标化合物的分子骨架，并引入或 转化所需要的官能团。你能利用所学 的有机反应，列出引入的C=C;卤原 子;-OH; -ＣHＯ;-ＣＯＯＨ的方法各 有哪些？
一.官能团的引入和转化
① CH2 CHCH3+Cl2
500OC CH CCl4
② CH2 CHCH2Cl +Cl2
③ ClCH2CHClCH2Cl + 3NaOH H2O CH2CH CH2 +3NaCl
OH OH OH
H2SO4
CHCH2Cl + HCl 取代 ClCH2CHClCH2Cl 加成
2
水解 酯化
④CH2CH CH2+3HNO3 OH OH OH
二、逆合成分析法（ E.J.Corey ）
目标化 合 物
中间体
基础 原料
例如：乙二酸(草酸)二乙酯的合成
O O C— OC2H5 C— OC2H5 O
C— OH C— OH
O
[O]
4
H2C— OH H2C— OH
+CH3CH2OH
3
水 解
1 +H2O
石油裂解气
CH2 CH2
+Cl2
2
H2C— Cl H2C— Cl
2
HBr
NaOH B A H 2O O C O
[O]
C
HCN
D
H 2O H+
E
O
C
O
F
解：
HBr
A
Br NaOH H2O
O C O O
C
B
C OH [O]
O
HCN
OH COOH E
D
OH CN
浓H2SO4
O
F
3、从丙烯合成"硝化甘油"(三硝酸甘油酯)可
采用下列四步反应,
写出①、②、③、④各步反应的化学方程式,并分 别注明其反应类型:
CH3CHCHCH3+2NaOH Cl Cl
水
CH3CHCHCH3 Cl Cl CH3CHCHCH3+2NaCl OH OH
CH3CHCHCH3 Cl Cl CH2=CHCH=CH2+2NaCl
5) 1,3-丁二烯
CH3CH=CHCH3+Cl2 CH3CHCHCH3+2NaOH Cl Cl
醇
<2>官能团的转化：包括官能团种类变化、数目变化、位置变
a.官能团种类变化：
化等。
CH3CH2-Br
水解
CH3CH2OH CH3CHO
氧化
酯化
CH3COOCH3
CH3COOH
b.官能团数目变化： CH3CH2 -Br消去 CH2=CH2
加Br2
CH2Br－CH2Br
练习:乙醇制备乙二醇 c.官能团位置变化：
加HBr CH3CH=CH2 CH3CH2CH2-Br CH3CH-CH3 Br 练习:1-丙醇制备2-丙醇 消去
乙酸乙酯
CH3COOH
2.总产率:80%*80% *80%=51.2%
3.原料的来源、反应步骤、反应条件和环保等问题。
3、有机合成遵循的原则
1）起始原料要廉价、易得、低毒、低污染 2）步骤最少的合成路线 3）操作简单、条件温和、能耗低、易实现
1.已知下列两个有机反应 RCl +NaCN →RCN +NaCl RCN +2H2O +HCl →RCOOH +NH4Cl 现以乙烯为惟一有机原料（无机试剂及催化剂可 任选），经过6步化学反应，合成二丙酸乙二醇酯 （CH3CH2COOCH2CH2OOCCH2CH3），设计正 确的合成路线，写出相应的化学方程式。
课本P67习题1
1)2-氯丁烷
CH3CH=CHCH3+HCl
催化剂
2)2-丁醇
CH3CH=CHCH3+H2O
CH3CHCH2CH3 Cl
催化剂
3)2,3-二氯丁烷
CH3CH=CHCH3+Cl2
CH3CHCH2CH3 OH CH3CHCHCH3 Cl Cl
4)2,3-丁二醇
CH3CH=CHCH3+Cl2