有机合成 第十五章 合成实验操作及路线
有机合成路线设计总结
② 武慈反应
R-X + R-X Na R-R 其中：R/ 最好为伯烷基
X 为Cl、Br、I
③ 铜锂试剂反应
R-X Li R-Li CuI R2CuLi R/X R-R/
其中：R/ 最好为伯烷基； R 一般无限制 X 为Cl、Br、I
④ 傅-克反应
烷基化：
R
+ R-X AlCl3
（或烯、醇）
R ≥3 时重排产物为主
OH
α -氰 醇
α -羟 基 酸
应用范围：醛、甲基脂肪酮 、C8以下环酮
2. 增加二个碳原子的反应
R MgX + CH2 CH2 O
R CH2CH2 H3O+ RCH2CH2OH OMgX
3. 增加多个碳原子的反应
① R-C CH NaNH2 R-C CNa R/X R-C C-R/
其中：R/ 为伯卤代烃 X 为Cl、Br、I
R-X
OO
CH3-C-CH-C-OC2H5 R
① 浓OH-, △ ② H+
① 稀OH② H+, △
=
O R-CH2C-OH
酸式分解
=
O CH3-C-CH2-R 酮式分解
CH2(COOC2H5)2 C2H5ONa
-+
CH(COOC2H5)2 Na
R-X
R-CH(COOC2H5)2
①
-
OH /
H2O
② H+ ，△
R C OCH3 H OCH3
缩醛酮：对还原剂 氧化剂、碱、格氏试剂稳定; 但对酸不稳定;
4 羧基的保护
R-COOH
5 氨基的保护
CH3OH / H+ H2O / H+或OH-
有机化学合成路线
有机化学合成路线有机化学合成路线是指在有机化学领域中，通过一系列的化学反应步骤，将起始物质（通常是简单的有机化合物）转化为目标化合物的过程。
这些合成路线是有机化学合成的基础，使得有机化学家能够合成各种复杂的化合物，从而推动了药物合成、新材料开发和天然产物合成等领域的发展。
在有机化学合成路线中，合成方案的设计与优化是至关重要的。
一个好的合成路线应该具备高效性、经济性和环境友好性。
为了达到这些目标，有机化学家通常会考虑以下几个方面：1. 底物的选择：底物的选择是合成路线设计的关键。
有机化合物的选择应基于目标化合物的结构和性质，同时需要考虑底物的易得性和成本。
2. 反应选择：在合成路线中，选择适当的反应是必不可少的。
有机化合物常用的反应包括取代反应、加成反应、消除反应和环化反应等。
选择合适的反应条件和催化剂对于提高反应效率和产物收率至关重要。
3. 反应顺序：在设计合成路线时，反应的顺序需要经过仔细考虑。
有机化学家通常会根据反应条件和产物间的相容性来确定反应的顺序，以避免不可逆反应或副反应的发生。
4. 保护基策略：在合成过程中，有机化合物中的某些官能团可能会受到其他反应条件的干扰。
为了避免这种情况的发生，合成路线中常常会采用保护基策略，将容易受到干扰的官能团进行临时保护，待需要时再去除保护基。
5. 溶剂选择：溶剂在有机合成过程中起着重要的作用。
选择合适的溶剂可以提高反应效率和产品纯度，同时减少副反应的发生。
有机化学家通常会考虑溶剂的极性、酸碱性和用量等因素。
6. 反应条件：反应条件的选择对于合成路线的成功与否至关重要。
有机化学家通常会考虑温度、反应时间、反应物的浓度和催化剂的使用等因素，以确保反应的进行和产物的收率。
在有机化学合成路线的设计和优化中，有机化学家需要兼顾反应的效率和安全性。
合成路线的设计通常是一个复杂且耗时的过程，需要有机化学家具备扎实的化学知识和丰富的实验经验。
通过不断的尝试和改进，有机化学家可以设计出高效、可控和实用的合成路线，从而推动有机化学领域的发展。
有机合成操作规程
有机合成操作规程有机合成是一种广泛应用于化学领域的方法，它可以合成各种有机化合物，广泛应用于医药、农药、染料等领域。
在有机合成过程中，操作规程十分重要，它不仅可以保证合成反应的高效进行，还能保障实验操作的安全性和可重复性。
有机合成操作规程首先包括实验前的准备工作。
在实验之前，实验人员应当仔细阅读实验操作手册，了解反应的机理、条件和操作步骤。
同时，确保实验仪器设备的完好性和实验室环境的安全卫生。
此外，实验前还应准备合成所需的试剂、溶剂、材料和仪器设备，并按照实验要求进行称量、标注及准备。
其次，有机合成操作规程还包括反应条件的选择和调整。
在选择反应条件时，应考虑反应的选择性、收率以及实验操作的安全性。
例如，常采用的溶剂有乙醇、二甲基甲醇等，应根据反应物性质和反应条件进行合理选择。
此外，反应温度、时间以及pH值等参数也需要根据实验要求进行合理调整。
有机合成操作规程中的实验操作步骤是关键的一步。
在进行实验操作之前，应先将实验设备进行清洗、干燥和消毒处理，以确保实验的准确性和可重复性。
在反应过程中，操作人员应按照操作手册的指导，有序地进行加料、搅拌、加热等操作，注意控制反应进程，并记录实验操作的关键参数和观察结果。
此外，实验过程中的安全措施也是有机合成操作规程中需要着重考虑的内容。
在合成过程中，一些试剂或反应产物可能具有毒性、易燃或腐蚀性，所以在进行实验操作时，必须佩戴防护眼镜、手套等个人防护设备，并确保实验室通风良好，避免有害气体的积聚。
对于一些特殊的操作，如高温反应或高压反应，操作人员更应严格遵守操作规程，确保自身和他人的安全。
最后，在有机合成操作规程中，对实验结果的记录和分析也是非常重要的。
合成结果的记录应具体详细，包括反应物的摩尔数、用量、收率以及理化性质等。
同时，对于实验结果的分析也应结合实验目的和机理进行合理解释，并及时总结经验教训，为进一步的实验提供参考。
总之，有机合成操作规程的制定和遵守在有机化学研究和实验中起着举足轻重的作用。
有机化学 第十五章 含硫和含磷有机化合物
-SH为巯基
二甲基亚砜 也叫DMSO 二甲基砜
SO2
环丁砜
二苯砜
磺酸及其衍生物
CH3 CH3 NH2
对甲基苯磺酸 T sOH
SO3H SO2Cl
对甲基苯磺酰氯 T sCl
对氨基苯磺酰胺
SO2NH2
二、硫醇和硫酚 1、物理性质和制法 相对分子质量较低的硫醇有毒，具有极其难闻的臭味， 乙硫醇在空气中的浓度达到10时即能为人所感觉。黄鼠狼 散发出来的防护剂中就含有丁硫醇，常把它应用于煤气中。 制法 ⑴硫醇可由卤代烃与硫氢化钠在乙醇溶液中共热而得：
(CH3)3SI + n-C4H9Li
0℃
(CH3)2S+ O
-
CH 2-
O + (CH3)2S+
CH 2-
C S+(CH3)2 H2
O CH 2
(CH3)2S+ CH2O CH=CHCH CH2
同样
CH=CHCHO
第四节 磺酸及其衍生物P114
第五节 含磷有机化合物
一、分类和命名 1、三价磷化合物——膦，包括伯膦、仲膦和叔膦，可 被为磷化合物PH3的烃基衍生物。
Et P(OH)2 P(OEt)2 P i-Pr OH
OH R1 P OH R1P (OH) 2 烃基亚膦酸 R1HP OH R1 P
H 或 R1 OH R1R2P OH 二烃基次亚膦酸 P
OH R2
酯
酯
苯基亚膦酸
苯基亚膦酸二乙酯
乙基异丙基次亚膦酸
3、五价的磷酸衍生物——也有三种。
O P OH OH OH R1 P OH O OH R1 P R2 O OH
HCHO + HS(CH2)3SH
兰州大学化学化工学院有机化学课件 第15章 羧酸衍生物 酰基的亲核取代和酯缩合反应
15.1 酰基亲核取代反应活性及机理 15.2 羧酸衍生物的水解反应 15.3 羧酸衍生物的醇解反应 15.4 羧酸衍生物的酸解反应 15.5 羧酸衍生物的氨解反应 15.6 羧酸衍生物与有机金属化合物的反应 15.7 羧酸衍生物的还原反应 15.8 羧酸衍生物的制备 15.9 克莱森（Claisen）缩合反应 15.10 羧酸衍生物的光谱性质
H Nu R
OH C Nu W
RCW
-W -
H -H+
O RCNu
RCNu
这是一个可逆反应，要使反应向右方进行，其条件是： （1）羰基的活性 O O
RCW > RCNu
（2）离去基团的活性：W - > Nu （3）改变影响平衡移动的其它因素。
羧酸衍生物的活性比较
O O O O RCH2CH O RCH2CR' O RCH2COR' O RCH2CNH2
注意：3oROH的水解用新的机理来解释（AAl1）。
5. 3o醇酯的酸性水解历程（AAl1）
反应式
O CH3CO18-C(CH3)3 + H2O
O 反 H+ CH3C O18 C(CH3)3 应 OH 机 SN1 CH3C+ O18 C(CH3)3 理
H+
CH3CO18OH + (CH3)3C-OH
LiAlH4
加成
+ RCH=NR2
LiAlH4
RCH2NR2 (叔胺)
4. 酯的还原
(1) 酯的单分子还原：鲍维特-勃朗克(Bouveault-Blanc)还原。 定义：用金属钠和无水乙醇将酯还原成一级醇
的反应称为鲍维特-勃朗克还原。
有机合成的操作方法
有机合成的操作方法
有机合成是一种将有机化合物从较简单的化合物合成成较复杂的化合物的方法。
以下是一些常见的有机合成操作方法：
1. 反应溶剂的选择：合成反应通常需要在溶剂中进行。
选择合适的溶剂对反应的进行至关重要，可以影响反应速率和产率。
常用的有机合成溶剂包括乙醇、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）等。
2. 热操作：有机合成中，通常需要加热反应混合物以提高反应速率。
加热可以通过使用加热板、热油浴或微波加热等方法完成。
3. 加入试剂：在反应中，通常需要按照一定的顺序添加试剂。
有机合成中常见的试剂包括反应物、催化剂、溶剂和去离子水等。
正确的加入试剂顺序可以确保反应的进行和产率的提高。
4. 反应时间控制：合成反应的时间是影响产物选择和产率的重要参数。
反应时间可以通过加热时间、反应温度、反应物浓度等因素来控制。
5. 精确控制反应条件：有机合成中，一些反应需要在低温下进行或在氧气或惰性气体下进行。
在这些特殊的条件下，反应可以更加选择性和高产率地进行。
6. 操作技巧：有机合成实验中，熟练的操作技巧对反应的顺利进行至关重要。
例如，注意切换反应器和装置时的密封性，使用干燥剂去除水分，正确使用草酸等。
以上是一些常见的有机合成操作方法，但具体的实验操作方法还取决于反应类型和所合成化合物的特性。
在进行任何实验前，请确保有足够的实验室经验和安全意识，并遵守相关的实验操作规范。
有机合成实验
有机合成实验化学⼯程学院《有机合成实验》李有桂编⼆0⼀⼆年⼋⽉合肥⼯业⼤学有机合成实验规则为了保证化学实验的顺利进⾏，学⽣做实验时必须遵守下列规则：⼀、认真预习。
实验前要认真预习实验内容，复习教材中的有关章节，明确实验⽬的和要求，弄清原理和操作步骤，了解实验的关键及注意事项，订出实验计划并初步预测实验结果，做到⼼中有数。
动⼿做实验前还应检查实验⽤品是否齐全，装置是否正确稳妥。
⼆、规范操作。
实验时要听从⽼师指导，尊重实验室⼯作⼈员的⼯作，规范操作，仔细观察。
要积极独⽴思考，及时、如实地记录观察到的现象并做出科学的解释。
如遇实验结果和理论不符，应分析原因或重做实验，得出正确结论，努⼒提⾼分析、推理和联想的思维能⼒。
三、注意安全。
学⽣进实验室要穿实验服，严格遵守安全守则，弄清⽔、电、煤⽓开关、通风设备、灭⽕器材、救护⽤品的配备情况和安放地点，并能正确使⽤。
使⽤易燃易爆剧毒药品，要特别提⾼警惕，千万不能⿇痹⼤意。
更改实验步骤或试剂⽤量，须征得指导⽼师同意。
如遇意外事故，应⽴即报告⽼师采取适当措施，妥善处理。
四、保持整洁。
要保持实验室的安静、整洁，不得在实验室谈笑或⾼声喧哗；不得在实验室内、外闲游；不得在实验过程中玩⼿机（⼀次警告，⼆次实验成绩为60，第三次成绩为0）。
仪器、药品应摆得井然有序，使⽤仪器器材或取⽤药品后，要⽴即恢复原状，送还原处。
装置要求规范、美观；废酸、废碱应倒⼈废液缸，严禁倒⼊⽔槽；废纸、⽕柴便、碎玻璃等固体废物应丢⼈废物箱，不得扔在地上或丢⼊⽔槽。
实验完毕，要将仪器洗净，放⼊柜内，擦净实验台和试剂架并关闭⽔、电、煤⽓开关。
值⽇⽣应切实负责整理公⽤器材，打扫实验室，倒净废液缸。
离开实验室前，应检查⽔、电、煤⽓的开关，关好窗户。
五、厉⾏节约，爱护实验室各种仪器和设备，节约药品和其它易耗品，节约⽔、电。
煤⽓。
不得将仪器和药品携出室外它⽤。
损坏仪器要填写仪器破损单，经指导⽼师签署意见后，凭原物向管理室换取新仪器。
第十五章 β-二羰基化合物
BrCH2COOC2H5
OO
CH3CCHCOC2H5 CH2COOC2H5
1) NaOH/H2O 2) H3O+
OO CH3CCHC-OH
CH2COOH
O
O
CH3CCH2CH2C-OH γβ α
三乙烷基化总结规律
① 找出分子中丙酮单元 ② 找出分子中的R、R'
O CH3CCH R
R'
★ RX：采用伯或仲卤代烷。叔卤代烷碱性条件易发
O
O
=
CH3-C-ONa + CH3-C-ONa
2. 乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用
三乙 碱 碳负离子 与R-X、R-COX、X-CH2CO2R、X(CH2)n-X等反应 经酮式分解 甲基酮、二酮、环状甲 基酮和β-酮酸等化合物。
(1) 烃基化 ① 制备甲基酮
= ==
==
= =
==
OO CH3-C-CH2-C-OC2H5 C2H5ONa
O
O
C CH2 C
酮酯缩合反应由酮提供α-氢
15.2.3 丙二酸酯的制备
工业上制备丙二酸二乙酯通常用乙酸为原料，通过α卤代酸与NaCN反应后水解酯化反应制取：
CH3COOH
Cl2 P
NaOH
ClCH2COOH
ClCH2COONa
KCN
NCCH2COONa
C2H5OH H2SO4
C2H5OOCCH2COOC2H5
O
O
H-C-OC2H5 + CH2-C-OC2H5
甲酸乙酯
H 乙酸乙酯
C2H5ONa
交叉缩合 自身缩合
OO H-C-CH2-C-OC2H5 （主） 79%
有机合成实验
实验一环己酮的合成（铬酸法）（6学时）氧化反应是一类最普遍、最熟悉和非常重要的有机合成单元反应。
醇、酚、醛、酮、羧酸、酸酐等含氧化合物常用氧化反应来制备，如乙醛，乙酸的合成，苯酚、丙酮的合成，环己酮和己二酸的合成等。
近几十年来，化工生产有十五项重大突破，其中六项是氧化反应．如乙烯直接氧化制乙醛，丙烯氨氧化反应制丙烯腈等。
因此，氧化反应在化工生产上占有极重要的地位。
有机化学中常用的氧化反应主要有化学氧化法，电解氧化法和生物氧化法。
化学氧化法是用化学氧化剂（大多数是无机氧化剂）使有机物进行氧化反应。
最常用的氧化剂有空气（氧气）、高锰酸钾、重铬酸钾、硝酸、次卤酸盐、三氧化铬、过渡金属氧化剂等。
电解氧化法是利用电解过程使物质氧化的方法，如工业上葡萄糖酸钙的制造就是采用电解氧化法。
生物氧化法则是利用微生物或借助酶的生物催化作用等在发酵过程中使有机物发生氧化反应。
粮食发酵制酒是我们祖先发明的生物氧化法，现在工业上仍用这一方法制造酒精。
工业上生产维生素C，也是采用了生物氧化法。
由于发酵过程中包含了复杂的多种反应，如断链、水解、氧化、还原等反应，故一般称它为生物合成法。
氧化反应一般都是放热反应，所以必须严格控制反应条件和反应温度，如果反应失控，不仅破坏产物，降低收率，有时还有发生爆炸的危险。
醇氧化可以制备醛酮，环醇氧化可制得环酮，常用氧化剂是铬酸，一般可由重铬酸钠（钾）或用三氧化铬与过量的酸（硫酸或乙酸）反应制得。
铬从＋6价还原到不稳定的+4价状态，+4价铬在酸性介质中迅速进行歧化作用形成+6价和+3价铬的混合物，同时继续氧化醇，最终生成稳定的深绿色的三价铬。
一、实验目的➢掌握铬酸氧化法制备环己酮的原理和方法。
➢巩固萃取和简易水汽蒸馏以及蒸馏的基本操作。
二、实验原理本实验以环己醇为原料，用重铬酸钠和硫酸作氧化剂制备环己酮。
OH O3+ Na2Cr2O7 + 4 H2SO43+ Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + 7 H2O三、仪器和试剂1、仪器：150 mL三口烧瓶烧瓶；直形冷凝管；空心塞；空气冷凝管蒸馏头（1个）。
有机合成流程图
有机合成流程图1．已知，卤代烃之间能发生反应：C4H9Cl (C4H9)2CuLi C4H9－C2H5聚苯乙烯是一种生活中常见的塑料，试以碳化钙、苯为基本有机原料，无机原料自选，在下列方框中用合成反应流程图合成聚苯乙烯2 请用合成反应流程图表示出由CH2Cl和其他无机物合成最合理的方案。
3聚乙酸乙烯酯简称PV A，结构简式为，它是由乙酸乙烯酯聚合生成的。
已知乙炔跟另一种有机物N发生一步加成反应可制得乙酸乙烯酯。
请设计合成N的合理路线4根据题示信息，用苯酚为主要原料合成，模仿以上流程图设计合成路线，标明每一步的反应物及反应条件。
（有机物写结构简式，其它原料自选）5.请设计合理方案从CH CH3COOHCl合成CH2CCH2OO6 已知：（1）二分子乙酸分子间脱水可形成乙酸酐：CH 3CO OC CH 3（2）HO —CH 2—CH ＝CH —CH 2—OH 氧化时分子中的碳碳双键会被同时氧化。
（3）HO —CH 2—CH 2—CHCl —CH 2—OH 氧化时仅氧化二个醇羟基。
目前工业锅炉中使用的阻垢剂常常采用水解聚马来酸酐(HPMA)的方法获得。
马来酸分子结构为HOOC －CH ＝CH —COOH ，脱水形成的马来酸酐的分子组成为：C 4H 2O 3以CH 2＝CH —CH ＝CH 2为原料可合成聚马来酸酐。
请用合成反应流程示意图．．．．．表示出其 合理的合成方案(学过的重要反应条件要写，有机物均用结构简式表示)。
7. 狄尔斯－阿德耳(Diels －Alder)反应也称双烯合成反应。
如：某实验室以CH 3C(CH 3)=CHCH 3和CH 3CH=CH 2合成 请用合成反应的流程图表示出最合理的合成方案(注明反应条件)。
提示：①RCH 2CH ＝CH 2＋Cl 2RCHClCH ＝CH 2＋HCl②合成过程中无机试剂任选8.已知：在400摄氏度金属氧化物条件下能发生脱羰基反应。
依据题中信息及所学知识，设计合理方案由合成(用反应流程图表示，并注明反应条件)9. 已知．R 1R 2R 3HZn/H 2OO 3R 1R2OR 3H由C H 3OCOOH合成制取乙二酸10．已知：下列有机化合物A ～H 有如图的转化关系：化合物D 的分子式为C 10H 10O ，其苯环上的一氯代物只有两种；F 的分子式为C 10H 9OBr 。
2024年新高考版化学专题十五生物大分子有机合成 讲解部分
1.加聚反应:由不饱和单体加成聚合生成高分子化合物的反应。
;
nH2C
CH—CH
CH2—CH
nCH2
CH2
CH—CH2 ;
CHCH3+nCH2
CH—CH
CH2
。
2.缩聚反应:单体分子间通过缩合反应生成高分子化合物,同时还生成小
分子化合物的反应。
nHOCH2CH2OH+nHOOCCOOH
+(2n-1)H2O;
4)特殊情况
①含
基团的高聚物是HCHO和苯酚发生缩聚反应的产
物。
②高聚物
为
是环氧乙烷型物质开环的产物,其单体应
。
考点三 有机合成方法
1.构建碳骨架
1)碳链增长
加聚反应、缩聚反应、酯化反应,醛或酮与HCN的加成。
如:CH3CHO+HCN
。
2)碳链减短
烷烃的裂化,酯类、糖类、蛋白质等的水解反应,烯烃、炔烃的氧化反应
4)发生银镜反应时,1 mol —CHO对应2 mol Ag,与新制Cu(OH)2反应时,1
mol —CHO对应1 mol Cu2O(注意:1个HCHO分子相当于有2个—CHO)。
5)2—COOH
CO2,—COOH
CO2。
4.根ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ某些产物推知官能团的位置
1)由醇氧化成醛(或羧酸),—OH 一定在链端;由醇氧化成酮,—OH 一定在
—CHO或是醇类、酚类、苯的同系物等。
、
、
3)能发生银镜反应或能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀的物质一定
含有—CHO。
4)能与Na反应放出H2的物质可能为醇、酚、羧酸等。
5)能与NaHCO3溶液反应放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中含有
有机合成路线设计总结
R C OCH3 H OCH3
缩醛（酮）：对还原剂、氧化剂、碱、格氏试剂稳定， 但对酸不稳定。
4. 羧基旳保护
R-COOH
5. 氨基旳保护
CH3OH / H+ H2O / H+或OH-
R-COOCH3
NH2 NH2
CH3COCl 或 (CH3CO)2O
NHCOCH3
邻对位基
H2O / H+或OH- +
醚：对格氏试剂、还原剂、氧化剂、碱稳定。
2. 酚羟基旳保护
OH
CH3I 或 (CH3)2SO4 HI，△
OCH3
苯甲醚：对碱、氧化剂、还原剂等稳定，但对酸不稳定。
3. 醛、酮、羰基旳保护
==
O R-C-R/
O R-C-H
HOCH2CH2OH / 干HCl H2O / H+
R CO R/ O
CH3OH H2O / H+
④ R-CH2X
H2O / OHPX3、PX5、SOCl2
RCH2OH
⑤ 格氏试剂合成法
HCHO ① RMgX / 无水乙醚
② H2O / H+
R/-CHO ① RMgX / 无水乙醚
R-CH2OH
R R/-CH-OH
② H2O / H+
=
O R/-C-R//
① RMgX / 无水乙醚 ② H2O / H+
X2
-X
FeX3 或Fe
H2SO4 + HNO3
-NO2 Fe + HCl
-NH2
H2SO4 ·SO3 或浓H2SO4
R-X AlCl3
O R-C-X AlCl3
-SO3H
《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。
有机合成路线设计总结
R-C
③ RCH2CH2-OH
=
二缩乙二醇
C-R/
或Lindlar试剂
Na + NH3液 或Pd / C H2SO4
~170℃
R R/ 顺式加成 C=C H H H R/ 反式加成 C=C R H
H2 Ni
R-CH=CH2
RCH2CH3
O 7. 芳环上引入-X、-NO2、-NH2、-SO3H、-R、-C-R
② H2O2 / OH
②
R-C=O R-CH-OH /） [ O ] H（R H（R/） [ H ] = LiAiH4 、NaBH4 、 H2 / Ni、Pt、Pd等
R-COOR/
[H]
③
R-CH2OH + R/OH
[ H ] = LiAiH4 、C2H5OH + Na 、 H2 / Ni、Pt、Pd等
稀、冷KMgO4 或OsO4 H2O / H+
② H2 O / H ② H2 O / H
R R/-C-OH R// OH OH C—C
顺式产物
R-CH-CH2 O
=
OH R-CH-CH2 反式产物 OH
4. 引入羰基
① HC
R-C
CH + H2O
CH + H2O
HgSO4
H2SO4 HgSO4 H2SO4
X2 FeX3 或Fe H2SO4 + HNO3
-X
-NO2
Fe + HCl
-NH2
H2SO4 · 3 SO
-SO3H
或浓H2SO4
R-X AlCl3 O R-C-X AlCl3
-R O -C-R
● 官能团的相互转化
有机合成的实验操作-3课时.
③ 碱性干燥剂 KOH，NaOH：适用于干燥胺等碱性物质和四氢呋喃一类环醚。 酸，酚，醛，酮，醇，酯，酰胺等不适用。 K2CO3：适用于碱性物质，卤代烃，醇，酮，酯，腈，溶纤剂等 溶剂的干燥。不适用于酸性物质。 BaO，CaO：适用于干燥醇，碱性物质，腈，酰胺。不适用于酮， 酸性物质和酯类。
④ 酸性干燥剂 H2SO4：适用于干燥饱和烃，卤代烃，硝酸，溴等。醇， 酚，酮，不饱和烃等不适用。 P2O5：适用于烃，卤代烃，酯，乙酸，腈，二硫化碳，液 态二氧化硫的干燥。醚，酮，醇，胺等不适用。
②中性干燥剂 CaSO4，NaSO4，MgSO4：适用于烃，卤代烃，醚，酯，硝基 甲烷，酰胺，腈等溶剂的干燥。 CuSO4：无水硫酸铜为白色，含有5个分子的结晶水时变成蓝色， 常用检测溶剂中微量水分。CuSO4适用于醇，醚，酯，低级脂肪 酸的脱水，甲醇与CuSO4能形成加成物，故不宜使用。 CaC2：适用于醇干燥。注意使用纯度差的碳化钙时，会发生硫
（6）无毒或毒性小。 （7）能给出较小的晶型 （8）价廉易得 3）重结晶溶剂用量 （ 1）加入较需要量较少的适宜溶剂。微微沸腾一段时间后如果
还有不溶物，再补加少量，每次补加过溶剂后都要加热到溶液沸腾， 直至完全溶解。（注意：如果补加过溶剂后发现不溶物没有减少，
应考虑是不溶性杂质，此时就不要再补加溶剂，以免溶剂过量。）
（2）如果需要有热滤操作，溶剂要适当过量，否则会造成较大 产物损失；但过量太多，对产物的溶解也多，也会影响收率。一般 过量需要量的20%。但根据溶剂易挥发的程度可在20%-100%。
4）热过滤时注意防止滤纸抽破或因溶液温度下降导致的析出 5）最好自然冷却结晶。通常晶型漂亮，杂质含量较低。急速析出 易于粘附较多杂质。
冰盐浴的降温原理与溶液的凝固点下降有关。当食盐和冰均匀地混合在一起时，
有机合成步骤与现象
第一步：步骤与现象：（用量均减半）1.将干净的磁子放于干净的千玻烧瓶内。
2.加入烘干的无水硫酸镁10g（除水）。
3.加入甘氨酸乙酯盐酸盐1.3974。
4.用干净的移液管取23.00ml干燥后的二氯甲烷放入千玻烧瓶内，打开搅拌器，无水硫酸镁均匀分布于烧瓶内。
5.再用干净的移液管取15.00ml三乙胺放入烧瓶内，此时溶液与无水硫酸镁均匀混合为乳白色液体，此时开始计时。
6.等搅拌20min左右时，用干净的注射器移取0.85ml苯甲醛，现象不变。
7.补加5g烘干的无水硫酸镁。
经过10h以上的反应，点板后未反应的苯甲醛，如图所示；S为原料点，即苯甲醛点；P为产物点M为混合点，即S与P混合点D，e为产物，c为未反应的苯甲醛；上午补加2.00ml三乙胺和2g烘干的无水硫酸镁；下午点板结果是上图c点痕迹明显变淡，苯甲醛快反应完。
之后又补加2.00 ml三乙胺和2g烘干的无水硫酸镁；第三天上午点板，c点消失，苯甲醛反应完毕。
步骤；1.将所得物抽滤，滤液抽滤时含有硫酸镁，先进行萃取（加一定量的二氯甲烷和30.00ml饱和食盐水）；2.萃取所得到油状液体即为产物，称取相应的无水硫酸钠干燥，抽滤得到的滤液；3.用旋针旋干，点板后加30.00ml干燥的THF过夜。
第二步：实验步骤与现象（用量减半）1、将上一步所得样品点板未变质，分一半储存于冰箱中。
2、准备干净的磁子和盐冰水浴。
3、产物瓶于冰水浴中冷却10min后，加入1.3458g叔丁醇钾（用干净勺子），溶液变黄，搅拌30min；4、搅拌30min后，加碘代正丁烷1,36mol（用干净注射器），搅拌20min，溶液为黄色。
5、20min后，取出冰块，加自来水于水缸中，搅拌一夜。
6、第二天上午改为油浴28℃加热搅拌，溶液为黄色。
7、下午改为油浴20℃，向瓶内加12.00ml（8/20mmol*30ml）6M HCl，搅拌2h，开始瓶内有盐酸气体，黄色液体油固体颗粒形成，一段时间后，溶液分层，上层为深红色液体，下层为浅红色固体。
有机合成实验
季戊四醇 1.化学反应式主反应3HCHOCH3CHO→CCH2OH3CHO 碱性、缩合五碳赤丝藻糖CCH2OH3CHOHCHO→CCH2OH4HCOOH 卡尼查罗反应副反应5CCH2OH4→CCH2OH3CH2OCH2CCH2OH3CCH2OH3CH2OCH2CH2OH2CCH2-O-CH2CCH2OH33H2O 2.化学药品与仪器1甲醛35.511.1g0.135mol 乙醛15-208.38mL0.03mol 石灰乳255.2g 硫酸溶液70 草酸溶液201mL 2三口烧瓶100mL 蒸馏烧瓶100mL Y形管烧杯100mL 直形冷凝管接收甁尾接管滴液漏斗温度计电动搅拌器减压蒸馏设备3.实验步骤1向三口烧瓶中加入11.1g甲醛溶液与25mL水搅拌均匀。
在搅拌下由Y形管的一个侧口加入5.2g石灰乳然后由滴液漏斗滴加8.4mL乙醛在20min内加完。
用水浴加热保持温度在60℃左右保持160min。
反应混合物颜色由乳白色变成淡黄色即可视为反应已达到终点。
2当反应混合物的温度开始下降并降至45℃左右可逐滴加入75硫酸使溶液颜色由黄色经灰白色转变为白色并用PH试纸检验当PH在22.5可停止酸化。
继续搅拌若PH保持不变时酸化已经完全。
3将上述溶液进行减压过滤滤去沉淀不溶物。
在滤液中加入1mL20草酸溶液进行充分搅拌并经较长时间静置再次进行减压过滤。
滤去沉淀物将滤液进行减压蒸发浓缩直至蒸馏瓶中出现大量结晶时为止。
撤去热源将浓缩液自然冷却析出季戊四醇晶体。
经减压过滤后将得到的季戊四醇产物移入已称量的表面器皿上晾干经烘干后称量计算得率。
4.思考题 1 氢氧化钙起什么作用2 酸化后的滤液为什么还要加草酸溶液乙酰乙酸乙酯1. 化学反应式2CH3CO2C2H5→NaCH3COCH2CO2C2H5- →CH3COCH2CO2C2H5NaOAc NaOC2H5 HOAc 2. 化学药品与仪器1乙酸乙酯27.5mL25g0.38mol 钠2.5g0.11mol 甲苯12.5mL 醋酸饱和氯化钠溶液无水硫酸钠2圆底烧瓶100mL 冷凝管分液漏斗干燥管减压蒸馏装置磁力搅拌器3.实验步骤1在干燥的100mL圆底烧瓶中放进磁力搅拌子加入2.5g钠和12.5mL二甲苯在石棉网上小心加热使钠熔融后立即在磁力搅拌器上快速搅拌即得细粒状钠珠。
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蒸馏、升华、萃取、色谱等手段进行
重结晶：溶解度的不同（温度及不同溶剂） 蒸馏/分馏/水蒸汽蒸馏/升华：不同的沸点/升华点 萃取：不同溶剂中溶解度的差异 色谱：保留时间的差异
其中色谱法是最重要、最有效的手段
王鹏
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色谱法在有机化学中的主要应用如下:
分离混合物及提纯有机物：一些结构和理化性
性）或者微量注射器（定量）在板上点样 ，控制斑点尽量小而圆
双向展开
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近水平展开
上行单向展开
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一些天然产物的分离图
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检验斑点纯度的方法
不纯 纯
纯
展开方向
初始点样点
旋转90度 换溶剂展开
重复旋转，再次换溶剂展开，可以快速检验产生的各个点是否为单一物质，然后再 进行分离、检测
展开线
Rf=a/b
点样点
常见纸层析的操作及比移值（Rf值）的确定
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薄层层析
薄层色谱TLC是在纸层析的基础上发展而来
的一种新的层析方法，通过选择展开剂、 固定相等可以为柱层析提供重要参考
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点样及展开
按照不同要求，分别使用玻璃毛细管（定
3、溶剂的使用原则：
稳定性，溶解性，合适极性，利于分离纯化
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旋转蒸发器：去除溶剂的良好装置
减压泵
王鹏
主机
加热器
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五、混合物的分离：
反应获得的是混合物，分离成纯品才是产品
三分合成，七分分离 分离需综合考虑化合物的特性，采取重结晶、
流动相（洗脱剂）的要求
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试样的Rf值
相同洗脱剂条件下试样官能团对化合物Rf值的 影响：极性越大，Rf值越小 一般官能团的极性顺序为：烷烃<烯烃<醚<硝基 化合物<二甲胺<酯类<酮类<醛类<硫醇<胺<酰 胺<醇<酚<羧酸，因此同样洗脱剂条件下先洗脱 下来的是烷烃等极性小的化合物 通过选择不同洗脱剂分别洗脱同一份样品，称 作梯度淋洗，可以极好的分离混合物，顺序是 先极性小后极性大
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14.2 实验室小试的注意事项
硝碘酚腈是牛羊的抗肝片吸虫药，如何合
成？
硝化－碘化－氰基化
硝化－氰基化－碘化
根据文献确定高收率的合成路线如下：
实验需要注意什么？
王鹏 山东科技大学 化学与环境工程学院
分析各步中的影响因素：
硝基化反应：
硝酸的浓度，温度是两个主要的影响因素，需要实 验确定最佳点 如何进行氰基化反应才能成本和操作最适宜：
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文献的格式：
杂志上的文献：
文章名称，作者，杂志，年，卷（期），页码范围， 其中“作者”的格式分为两种：
姓，名的第一个字母. 如Wang, P. （美国格式），如： Wang, P.; Ma, J.-P.; Huang, R.-Q.; Dong, Y.-B. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10620. 名的第一个字母. 姓，如P. Wang（欧洲格式），如： Z. J. Zhong, H. Seino, Y. Mizobe, M. Hidai, A. Fujishima, S.-i. Ohkoshi, K. Hashimoto, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2952.
高纯气体的使用前处理：
鼓泡器
安全瓶 活性铜
钾钠合金
银分子筛
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无水无氧条件下的液体转移：
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惰性气体保护下的蒸馏操作：
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惰性气体保护下的反应装置：
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工业生产与实验室生产存在较大不同，有
机合成的研究也要按照规模进行工艺和路 线的优选
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工业生产十二烷基苯磺酸钠流程：
汽化器
薄膜 反应 器
空气
三氧 化硫
十二烷 基苯
分离 器
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14.4 有机合成方法研究进展
有机合成是有机化学与其他学科结合的重
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常见液体原料的处理：
丙酮：
KMnO4共热后蒸出，K2CO3或CaSO4干燥后再蒸出
乙醚：
检验过氧化物（浓硫酸－KI－淀粉）后加钠蒸出 硫酸亚铁除去过氧化物
二氯甲烷（DMC）
5％碳酸钠溶液洗涤，水洗后氯化钙干燥蒸出 1/10苯共沸除水，硫酸镁干燥后减压蒸馏
DMF
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苯：
浓硫酸洗涤后10％碳酸钠溶液洗，氯化钙干燥蒸出
与乙醚类似，干燥可用KOH固体 与KOH共热后蒸馏，加KOH保存 THF： 吡啶、三乙胺：
DMSO：
与NaH混合会爆炸，用氢化钙、氧化钙等干燥后减 压蒸馏
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有机合成方法发展的动力
具有重要功能的复杂有机分子，特别是生
物大分子和药物等的研究需要等是有机合 成方法研究的基本动力。如：
手性纯氨基酸的合成——不对称合成法 多肽合成——固相合成法 大规模药效筛选——组合化学法
要工具，推动有机化学的发展：
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有机合成的应用领域
生命科学:
生物大分子，生化分析试剂等 医药学: 药物，药理、病理分析试剂等 农业: 农药、农用化学品等 石油: 石油化工产品等 材料科学: 高分子化合物，功能材料等 食品: 食品添加剂等 日用化工: 染料，涂料，化装品等
干燥剂分为两类：可逆与不可逆干燥剂： P2O5、氧化钙、各类盐等均为可逆干燥剂 金属钠、碳化钙、氢化钙等均为不可逆干燥剂
干燥的一般步骤：
含水较多的液体样品应先加饱和氯化钙或浓氯化钠 水溶液使其分层 先加吸水能力强的干燥剂（如CaCl2）干燥，后加 吸水效率高的干燥剂（如MgSO4） 需要彻底干燥时常用Na或CaH2处理
正交试验是平行实验，各实验只依次改变一个
条件，依据实验产率绘图即可确定最佳条件， 如：
产率
配比
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正交试验的注意事项：
正交试验应该是平行实验，即其他条件都不变，
只改变其中一个条件，且最好是渐变式，如研 究温度的影响：
正交试验最好由同一实验者进行，避免随机影
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14.3 中试的注意事项
在小试的基础上，中试主要检验各装置在
放大量时是否影响产率，是否存在其他危 险
小试的控温和滴加等传热、传质过程易控制，
放大量则会出现温度不均、堵塞、混合不均等 小试副产物不影响产物，放大量则可能有危险 小试不存在设备成本问题，放大量则需要测算 成本，考虑副产物的后处理
王鹏 山东科技大学 化学与环境工程学院
吸附剂的选择
吸附剂的目数越大，颗粒越小，洗脱速率
越小，常用吸附剂有：
硅胶：能用于大多数化合物的分离，其活度与
含水量有关，部分化合物在其表面分解 氧化铝：常用于非极性化合物的分离，根据制 备时的pH不同，又分为碱性、中性和酸性 聚酰胺：用于分离易生成氢键的极性物质，应 用较少 纤维素：用于极性有机物及金属阳离子、阴离 子分离
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反应中的监控：
间隔时间下的TLC展开图，说明什么？
要根据极性判断物质对应的点，以及分析各个
点大小变化的含义
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柱层析
将固定相均匀填在管中，使用洗脱剂淋洗
的方法叫柱层析，可看作TLC在分离方面的 应用
淋洗时间延长
体系的防水：
氯化钙干燥管隔绝空气中的水分，如F-C反应等 使用惰性气体保护进行反应：
王鹏
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二、无氧技术
无氧技术通常也需要无水，因此需要使用真空
线或Schlenk技术 真空线： N2或Ar
双排管
王鹏
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实验室小试的目的：
确认实验路线，探索温度、溶剂、催化剂等条
件对收率的影响，以成本和收率确定反应条件 根据小试产品分析副产物和杂质含量，根据反 应现象编订操作注意事项，为中试奠定基础
中试是小试的放大量实验
验证放大量后的条件控制以及收率，以效益为
原则修改反应条件
试生产是在中试基础上的更大量实验
质类似的混合物采用一般方法很难分离, 但可 以通过色谱法得到良好分离 用对照法进行化合物鉴定：初步确认反应结果 监测反应进行的程度：在合成中可通过色谱法 快速监测原料与产物的比例
色谱法具有的特点：
分离效果好，条件温和、快速，样品用量少等
王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院