chapter24-1 有机合成基础1
《有机合成》 讲义
《有机合成》讲义一、有机合成的定义与重要性有机合成，简单来说，就是从简单的、容易得到的原料出发，通过一系列化学反应，构建出具有复杂结构和特定功能的有机化合物。
它的重要性怎么强调都不为过。
首先，在医药领域，许多药物的核心成分都是通过有机合成制备出来的。
比如我们常见的抗生素、退烧药等，没有有机合成技术，就无法大规模生产这些救命的药物。
其次，在农业中，农药和化肥的有效成分也常常依赖有机合成。
这对于提高农作物的产量和质量至关重要。
再者，有机合成在材料科学中也发挥着关键作用。
从高性能的塑料到先进的电子材料，都离不开有机合成的功劳。
二、有机合成的基本原理要进行有机合成，我们需要了解一些基本的原理。
反应类型：有机化学反应种类繁多，常见的有加成反应、取代反应、消除反应、氧化还原反应等。
每种反应都有其特定的条件和规律。
官能团的转化：官能团是有机化合物中具有特定化学性质的原子或原子团。
在有机合成中，通过对官能团的巧妙转化，可以实现化合物的构建和修饰。
选择性：包括化学选择性、区域选择性和立体选择性。
化学选择性是指在多种可能的反应中，只发生其中一种或几种；区域选择性是指在分子内不同位置的相同官能团发生反应的选择性；立体选择性则是指反应生成特定立体构型产物的能力。
三、有机合成的策略在进行有机合成时，需要有清晰的策略。
逆合成分析：这是一种非常重要的思维方法。
从目标化合物出发，逐步逆向推导，将其拆解为较简单的前体，直到得到可以直接获取的原料。
通过这种方法，可以规划出合理的合成路线。
切断法：根据目标分子的结构特点，选择合适的化学键进行切断，从而找到合成的关键步骤。
合成子：将目标分子分解成具有反应活性的片段，即合成子，然后通过合适的反应将它们连接起来。
四、有机合成中的反应条件控制反应条件对有机合成的成败起着关键作用。
温度：不同的反应需要在特定的温度范围内进行，温度过高或过低都可能导致反应失败或产生副产物。
溶剂：合适的溶剂可以促进反应的进行，提高反应的选择性和产率。
课件《有机合成》PPT全文课件_人教版1
第1课时
[思考与交流]阅读第三自然段，回答： 1、什么是有机合成？ 2、有机合成的任务有那些？ 3、用示意图表示出有机合成过程。
一、有机合成的过程
1、有机合成定义: 有机合成是利用简单、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。
2、有机合成的任务: 包括目标化合物分子骨架构建和官能团的转 化。
5、有机合成的关键—碳骨架的构建
［Q2］如何缩短碳链？
(1)脱羧反应 如：RCOONa+NaOH RH+Na2CO3
(2)氧化反应：包括燃烧，烯、炔的部分氧化，丁烷 的直接氧化成乙酸，苯的同系物氧化成苯甲酸等。 如：
5、有机合成的关键—碳骨架的构建 ［Q2］如何缩短碳链？
(3)水解反应：主要包括酯的水解，蛋白质的水解 和多糖的水解。如：
二、逆合成分析法
1、合成设计思路:
二、逆合成分析法
2、有机合成路线的设计:
逆合成分析示意图：
[探究]用绿色化学的角度出发，有机合 成的设计有哪些注意事项？
①不使用有毒原料；
②不产生有毒副产物；
③产率尽可能高等
二、逆合成分析法
3、解题思路:
(1) 剖析要合成的物质(目标分子),选择 原料,路线(正向,逆向思维.结合题给信息)
3、有机合成过程:
有机合成过程示意图： (2)氧化反应：包括燃烧，烯、炔的部分氧化，丁烷的直接氧化成乙酸，苯的同系物氧化成苯甲酸等。
(5)F与G的关系为________(填序号)。
又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛，能被氧化为醛的醇一定为—CH2OH的结构，其他醇羟基不可能被氧化为醛基。
CH3CH2Br+NaCN 书写上述6步的化学反应方程式： (4) ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 用乙炔和适当的无机试剂为原料，合成
《有机合成初步》 讲义
《有机合成初步》讲义一、有机合成的概念有机合成是指利用简单、易得的原料，通过一系列有机化学反应，制备出具有特定结构和功能的复杂有机化合物的过程。
它是有机化学的核心领域之一，不仅在化学研究中具有重要地位，也在医药、材料、农业等众多领域发挥着关键作用。
二、有机合成的重要性1、满足人类对各种物质的需求通过有机合成，可以制备出药物、香料、染料、塑料、橡胶等各种有机化合物，满足人们在医疗、生活、工业等方面的需求。
2、推动科学研究的发展有机合成的新方法、新策略的不断涌现，为有机化学理论的发展提供了实验基础，促进了相关学科的进步。
3、创造经济价值许多有机合成产品具有巨大的商业价值，为企业和国家带来了可观的经济效益。
三、有机合成的基本原则1、起始原料要简单易得选择廉价、容易获取的起始原料，可以降低成本，提高合成的可行性。
2、反应步骤要尽可能少每增加一个反应步骤，都会带来产率的降低和杂质的增多，因此应尽量减少反应步骤。
3、反应的选择性要好包括化学选择性、区域选择性和立体选择性，以确保得到预期的产物。
4、反应条件要温和高温、高压、强酸强碱等苛刻条件不仅增加成本，还可能导致副反应的发生。
5、绿色环保尽量减少或避免使用有毒有害的试剂和溶剂，减少废弃物的排放。
四、有机合成的常用反应1、加成反应（1）烯烃的加成如与氢气、卤素、卤化氢等的加成。
（2）炔烃的加成类似烯烃，也能发生多种加成反应。
2、取代反应（1）卤代烃的取代与氢氧化钠水溶液反应生成醇，与醇钠反应生成醚等。
（2）芳香烃的取代如苯与卤素、硝酸等的取代反应。
3、消去反应醇在浓硫酸作用下脱水生成烯烃，卤代烃在氢氧化钠醇溶液中消去生成烯烃。
4、氧化反应（1）醇的氧化伯醇氧化为醛，仲醇氧化为酮。
（2）醛的氧化醛可以被氧化为羧酸。
5、还原反应（1）硝基化合物的还原可被还原为胺。
（2）羰基的还原如醛酮被还原为醇。
五、有机合成的路线设计1、正合成分析法从目标化合物出发，逐步推出所需的起始原料。
《有机合成》 讲义
《有机合成》讲义一、有机合成的定义与重要性有机合成，简单来说，就是从简单的、容易获取的起始原料，通过一系列的化学反应，构建出复杂的、具有特定结构和功能的有机化合物。
它的重要性怎么强调都不为过。
在现代社会中，有机合成几乎无处不在。
从我们日常使用的药物，到各种高性能的材料，再到农业中广泛应用的农药和化肥，无一不是通过有机合成的方法得到的。
以药物为例，许多疾病的治疗都依赖于特定的有机化合物。
通过有机合成，科学家们能够设计并合成出具有针对性疗效的药物分子，帮助人们战胜疾病，提高生活质量。
高性能材料方面，如用于电子设备的特种塑料、用于航空航天的轻质高强材料等，都是有机合成的杰作。
农业中的农药和化肥，也是经过精心设计和合成的有机化合物，它们对于提高农作物的产量和质量起着关键作用。
二、有机合成的基本原理要进行有机合成，需要掌握一些基本的原理。
首先是反应类型。
常见的有机反应类型包括加成反应、取代反应、消除反应、氧化还原反应等。
每种反应都有其特定的条件和规律。
加成反应，就像是两个部分拼接在一起，形成一个更大的整体。
比如乙烯和氢气的加成，生成乙烷。
取代反应则是一个基团取代另一个基团的位置。
比如甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应。
消除反应是从一个分子中脱去一个小分子，形成双键或三键。
氧化还原反应涉及到电子的转移，导致化合物的氧化态发生变化。
其次是反应的选择性。
这包括化学选择性、区域选择性和立体选择性。
化学选择性指的是在一个分子中，不同的官能团在相同的反应条件下，有的参与反应，有的不参与。
区域选择性是指在一个分子中存在多个可能的反应位点时，反应主要发生在特定的位置。
立体选择性则是指在反应中生成特定立体构型的产物。
再者，官能团的保护与去保护也是重要的原理。
在合成过程中，有些官能团可能会干扰预期的反应，这时候就需要对其进行保护，待其他反应完成后再去保护。
三、有机合成的策略在进行有机合成时，需要有清晰的策略。
一种常见的策略是逆向合成分析。
有机合成内容PPT课件
△
CH2 （CH2）n C=O
CH2COOH
CH2
其中：n = 2，3
③ 卡宾反应 C = C + CHCC
CH2
C = C + CH2N2 - hν
C —C
17
④ 荻克曼缩合反应
O
CH2C-OC2H5 （CH2）n
CH2C-OC2H5 O
① OH-
C2H5ONa -C2H5OH
R-C=CHR// ① O3
R/
② Zn / H2O
R-C=O + R//CHO R/
③ 卤仿反应
O
R-C-CH3
X2 + NaOH 或 NaOX
CHX3↓ + R-COONa
R-CHCH3 OH
X2 + NaOH 或 NaOX
CHX3↓ + R-COONa
X 为Cl、Br、I
④ 脱羧反应
R-COONa + NaOH（CaO） △ R-H
R-CH2-R/
② 炔烃选择加氢合成烯烃
R-C C-R/
H2 / BaSO4 或Lindlar试剂
有机合成
-
1
一、合成的目的和要求
所谓有机合成就是从简单易得的原料，通过一步或 多步化学反应制备出比较复杂的目标分子的过程。它也 包括将复杂的物质变为简单物质的过程。
1. 合成的目的
通过一定的反应，使原来分子中某一个或几个化学 键断裂，同时形成一个或几个新的化学键，从而使分子 发生转变或将几个小分子连接起来。
R-C-CH3
② CH2=CH2 + O2 PdCl2-CuCl2 CH3CHO
R-CH=CH2 + O2 PdCl2-CuCl2
有机合成 课件
；
⑤ HOOC—COOH＋2CH3CH2OH 浓H△2SO4
C2H5OOC—COOC2H5＋2H2O
。
知识点 1 有机合成的过程 [新知探究]
1．有机合成的过程
2．官能团的引入或转化的方法
(1)在碳链上引入碳碳双键的三种方法： ①醇的消去 ，② 卤代烃的消去 ，③炔烃的加成 。
(2)在碳链上引入卤素原子的三种方法：
有机合成
一、有机合成的过程 1．有机合成的定义 有机合成是利用简单、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。 2．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，按照目标化合物的要求，合成具有一定 碳原子 数目、 一定 结构 的目标化合物。
二、逆合成分析法 1．概念：逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路 线时常用的方法。
知识点 2 逆合成分析法 [新知探究]
1．基本思路
例如：由乙烯合成草酸二乙酯，其思维过程可概括如下：
具体路线：
2．基本原则 (1)合成路线的各步反应的条件必须比较温和， 并具有较高的产率。 (2) 所 使 用 的 基 础 原 料 和 辅 助 原 料 应 该 是 低 毒 性、低污染、易得和廉价的。
；
(4)乙醇通过乙烯与水的加成得到。
根据以上分析，合成步骤如下(用化学方程式表示)：
① CH2===CH2＋H2O浓―硫 ―→酸_CH3CH2OH
；
② CH2===CH2＋Cl2―→CH2Cl—CH2Cl
；
③ CH2Cl—CH2Cl＋2NaOH―H―2O→HOCH2CH2OH＋2NaCl ；
④ HOCH2CH2OH―[―O]→HOOC—COOH
推向已知原料，其思维程序：产品→中间体→原料
第二四章有机合成基础
CH2CH3
CH2CH3
b、普尔金（Perkin)反应
1 定义：在碱性催化剂的作用下，芳香醛与酸酐反 应生成β-芳基-α,β-不饱和酸的反应叫做 普尔金(Perkin）反应.
Ar C=O +
H
Ar βα CC
H
H(R)
H2 C
CH3COONa
C O CCH2 H(R) 180℃
OO
H(R)
+
CH3COOH (RCH2COOH)
Ar
OO
CCHCOCCH3
H OH H
-H2O
Ar
OO
CCHCOCCH3
H
Ar
H
CC
+H2O
水解
H
COOH
例1.
OO
CH = O + H2CH-C-O-C-CH3 CH3COOK
H+
170~180℃
例2.
CH=CHCOOH + CH3COOH
肉桂酸
CH=O
+ (CH3CO)2O CH3COOK
OH
O C
CH2
O
NaOC2H5
C OC2H5
Na OC2H5 RX
RX
O CH3 C CHCOOC2H5
R
OR O CH3 C C C OC2H5
R'
醛酮与仲胺加成，首先生成 a-氨基醇，由于仲氨 基上不再有氢原子，故在脱水剂存在下，脱水作
用发生在β-碳上产生烯胺。
O
C C + HNR2
NR2
C C - H2O
一、有机合成的过程
1、有机合成的概念
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。
《有机合成》课件
O
CH3—C—CH3 + H2
催化剂 Δ
OH
CH3—CH—CH3
水
（3）卤代烃的水解 C2H5—Br + NaOH △ C2H5—OH + NaBr
（4）酯的水解
CH3COOC2H5
+
H2O
稀H2SO4 △
CH3COOH
+
C2H5OH
官能团种类、数目、位置变化
官能团种类变化:
水解
氧化
氧化
CH3CH2—Br
△
（4）
B NaOH乙醇 △
制
备
OOCCH3
Br2（5）
（8）浓硫酸△ （7）NaOH水
D
C
（6）H2
Br
Br
CH3COOH
△
催化剂
OOCCH3
HO
OH Br
Br
E
试判断A-D各物质的结构简式及(4)、(5)两步的反应条件：
有机合成应遵循的原则 （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，步骤少，则产率高。 （3）合成路线要符合满足“绿色、环保”的要求。 （4）操作简单、条件温和、能耗低、容易实现。 （5）尊重客观事实，按照一定顺序和规律引入官能团。
如：以乙烯为原料合成草酸二乙酯
草酸二乙酯分子中含有两个酯基，按照酯化反应的规律，我 们将酯基断开，可以得到草酸和两分子的乙醇。说明目标化 合物可由两分子的乙醇和一分子草酸通过酯化反应得到。
O
C——OC2H5 C——OC2H5
O
2 C2H5OH +
O C—— OH C—— OH
O
根据我们学过的知识，羧酸可以由醇氧化得到， 草酸的前一步的中间体应该是乙二醇。
02第一章有机合成基础1
H → Cl
δ﹢
δ﹣
H → Cl • 这种由于成键电子云的不完全对称而呈极性的共 价键被称为极性共价键，通常用箭头来表示这种 极性键，箭头所指的原子通常是吸引电子能力较 强的原子，也就是指向极性键中带部分负电荷的 原子。 • 一个元素吸引电子的能力叫元素的电负性。 • 电负性相差越大，共价键极性也越大。
缩简式
CH3CH2CH2OH
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
键线式
OH
环戊烷
脂肪族化合物常用缩简式,环状化合物常用键线式.
பைடு நூலகம்
•
量子化学的价键理论： 共价键是两个原子的未成对而又自旋相反 的电子偶合配对的结果。 共价键有饱和性、方向性。
共价键
两个原子各出一个电子，配对形成两个原子之间共用电 子对，这样形成的化学键称为共价键。
苯分子模型
1,3- 丁二烯在静态时的共轭效应，由于电子离域的 结果，单键不再是一般的 C—C 单键，而表现为键长的 平均化趋势，即在C2和C3间也有一定程度的p轨道交盖。 如果共轭键原子的电负性不同时，则共轭效应也表 现为极性效应，如在丙烯腈中，电子云定向移动呈现正 负偶极交替的现象。
共轭效应也分为静态（以Cs表示）和动态 （以Cd表示）两种类型，其中又可细分为给电子 效应的正共轭效应（+Cs，+Cd）和吸电子效应 的负共轭效应（－Cs，－Cd）；静态共轭效应 是共轭体系内在的、永久性的性质，而动态共轭 效应则是由外电场作用所引起，仅在分子进行化 学反应时才表现出来的一种暂时的现象。
（3）超共轭效应 单键与重键以及单键与单键之间也存在着电子离 域的现象，即出现 σ-π 共轭和 σ-σ 共轭，一般被称 为超共轭效应。 例如丙烯分子中，甲基上的C—H键可与不饱和体 系发生共轭，使σ键和π键间的电子云发生离域，形 成 σ-π 键共轭体系，致使丙烯中甲基上的氢原子比 丙烷中的甲基氢原子活泼得多，丙烯分子中的C2—C3 键（ 0.150nm ）也比一般的 C—C 键（ 0.154nm ）略 短一些。
有机合成：第一章 导言
利用化学方法将单质、简单的无机物或简单的有机物制备 成较复杂的有机物的过程。
• 早期——仿造自然界已存在的化学物质、分子结构的验证
• 现在——依据物质分子结构与性质的关系规律，根据实际 所需合成自然界不存在的新物质
• 发展趋势——设计和合成预期有优异性能的或有重大意义 的化合物
有机合成的最高境界就是利用基本而且易得的原料与
• 逻辑思维能力：对各步有机反应的选择与先后排列进行 合理的统筹，以形成一个高效的合成能力。
• 技术条件：仪器、设备、科技发展水平等。
11
二、有机合成的发展状况
有机合成的发展状况
• 回顾
最早的有机化学是对天然物质，如树皮、血液、蜗牛等进 行研究而建立起来的，早期基本上是从天然混合物中提取比 较纯的化合物。还受到“生命力”学说的制约。
Willstatter在1896年推出了一条颠茄酮的合成路线， 此路线前后经历21步，尽管路线中的每一步的收率均较 高，但总收率只有0.75%。
• Robinsen于1917年设计出另外一条颠茄酮的合成路线，
仅用了3步！总收率达90%。
CHO H
CO2
H2C
pH=5
+
N CH3 +
CO
CO2 NCH3 O H
试剂，加上人类的智慧与技术来创造更复杂、更奇特的化
合物，就是“无中生有”。
4
青霉素
5
有机合成的要求和驱动力
（1）有机合成的要求 有机合成的要求是：合成反应的步骤越少越好，每步反
应的产率越高越好，原料越便宜越好，以及环境友好。有 机合成的目的是尽可能选择最便宜易得的原料，通过各种 有机反应将原料化合物经“拼接”和“剪裁”最终转化为 目标分子结构。
有机合成ppt课件
COOH 【O】CH2OH CH2Cl
CH2
酯化反应
2 CH3CH2OH
+ H2O CH2 催化剂,▲ CH2
石油裂解气
练习
1.写出合成
有机物原料库 苯、甲苯、乙烯、丙烯、乙炔、2—丁烯
的逆合成分析思路并写出各步反应方程式：
CH3—CH＝CH—CH3 + Br2
CH3—CH—CH—CH3
Br Br
KMnO4氧化反应
RCH＝CH2 KMnO4/H+ RCOOH + CO2
二氢成气 CO2 一氢成酸 无氢成酮
R1 C＝CHR3
R2
KMnO4/H+
R1
C＝O + R3COOH
R2
烯烃 KMnO4/H+
CH3
CH3CH2C＝O +
OH O＝CCH2CH2CH3
02 碳链减短
(5)炔烃及芳香烃的侧链被KMnO4(H+)溶液氧化。
O C— OC2H5 C— OC2H5 O
COOH COOH
CH2OH CH2OH
CH2Cl CH2Cl
CH2 CH2
+
Cl2
2 CH3CH2OH
CH2 CH2
+ H2O
石油裂解气
01 有机合成
2、逆合成法
利用逆向合成分析法分析如何合成乙二酸二乙酯。
O C— OC2H5 C— OC2H5 O
COOH 氧化 CH2OH 水解 CH2Cl + Cl2 CH2
种类
通式
官能团
分子结构特点
主要化学性质
烷烃
CnH2n＋2
无
饱和键 取代反应：在光照时与气态卤素单质
有机合成 (最新)最终版.ppt
27
卡托普利、青霉素
CH3
HSCH2CHCO N COOH
CH3 CH3C CHCOOH
SH NH2
..。..
28
用化学方法人工合成物质
• 创造新物质，如尼龙、涤纶、炸药、医 药等等
..。..
29
四、有机合成的方法
1、正向合成分析法（又称顺推法）
此法采用正向思维方法，从已知原 料入手，找出可直接合成的所需要 的中间产物，并同样找出它的下一 步产物，依次类推，逐步推向合成 目标有机物。
+H2O
NaOH
△
CH3CH2OH
H2SO4
4.酯的水解 CH3COOCH2CH3+H2O Δ ..。C.. H3COOH+CH3CH27OH
-X的引入
官能团
光
引入
1.烃与X2的取代 CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
Fe
C6H6+Br2
C6H5Br+HBr
2.不饱和烃与HX、X2的加成
CH2=CH2+HBr △ CH3CH2Br
有机合成
2015、5
..。..
1
一、有机合成的过程
1、有机合成的概念 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。
2、有机合成的任务
有机合成的任务包括目标化
合物分子骨架的构建和官能团的
转化。
..。..
2
3、有机合成的过程
基础原料 辅助原料
副产物 中间体 辅助原料
副产物 中间体 辅助原料
CH3
A B 93.0%
H2C= C—COOH
81.7%
有机合成基础PPT课件
CF3 + HN+O2F- + BF3
CF3
.+
NO2
BF4
苯三氟甲烷 硝基氟 三氟化硼
CF3
-100ºC
. +
H BF-4 -50ºC
NO2
σ配合物
第32页/共68页
π配合物
CF3
+ HF + BF3 NO2
三氟化硼
2．芳香族的亲电取代反应
（2）亲电取代反应历程
亲电试剂进攻芳环时，先形成π-络合物，然后进一步作用，形成σ-络 合物。该络合物脱去质子，恢复原芳环结构，从而完成亲电取代反应的全 过程。
可分为亲电取代、亲核取代及游离基取代反应三类。其中，比较重要的 是脂肪族的亲核取代、芳香族的亲电取代和亲核取代反应。
第19页/共68页
1．脂肪族的亲核取代反应
• 脂肪族的亲核取代反应可以用以下通式表达：
中心碳原子
亲核试剂或称进入基团
反应中离开 的基团，称 为离去基团
受攻击对象， 称为底物
• • 此反应是亲核试剂对带有部分正电荷的碳原子进行攻
被无水AlCl3强烈极化的HCl中氢原子带有较多的正电荷，在反应 瞬间能以H＋的形式插入苯环的π-电子层里面，夺取一对电子，并与苯 环上的某一特定碳原子连接起来，形成σ键。 σ-络合物为橙色，有时甚至为黑色，σ-络合物溶液能导电。
第31页/共68页
2．芳香族的亲电取代反应 σ-络合物与π-络合物之间存在着平衡：
CH3
H3C C+ CH2 CH3 CH3
第10页/共68页
3，3—二甲基2-丁醇脱水产物是2，3—二甲基—2—丁烯
第11页/共68页
基团带着原来键中的一个电子迁移
《有机合成初步》 讲义
《有机合成初步》讲义一、有机合成的定义与重要性有机合成是指从简单的、容易得到的起始原料出发，通过一系列有机化学反应，制备出具有特定结构和功能的复杂有机化合物的过程。
有机合成在现代化学中具有极其重要的地位。
首先，它为医药、农药、材料科学等领域提供了大量的新物质和新材料，推动了相关产业的发展。
许多药物，如抗生素、抗癌药物等，都是通过有机合成方法制备得到的。
其次，有机合成有助于我们深入理解有机化学的基本原理和反应机制，促进化学学科的发展。
再者，它在解决能源、环境等全球性问题方面也发挥着重要作用，例如开发新型的清洁能源材料和环保型化学品。
二、有机合成的基本思路1、逆向合成分析逆向合成分析是有机合成中一种非常重要的思维方法。
它的基本思路是从目标化合物出发，逐步拆解成较简单的前体，直至达到容易得到的起始原料。
通过这种方法，可以规划出合理的合成路线。
例如，要合成一个复杂的酯类化合物，我们可以先将其拆解为羧酸和醇，然后再分别考虑羧酸和醇的合成方法。
2、官能团的转化在有机合成中，常常需要对官能团进行转化。
常见的官能团转化包括羟基的氧化、羰基的还原、双键的加成等。
例如，将醇羟基氧化为醛基或羧基，可以使用氧化剂如高锰酸钾、重铬酸钾等。
3、碳骨架的构建构建合适的碳骨架是有机合成的关键之一。
常见的碳骨架构建方法包括羟醛缩合、格氏试剂反应、傅克反应等。
羟醛缩合可以在分子中形成新的碳碳键，增长碳链；格氏试剂与羰基化合物反应可以引入新的碳链；傅克反应则可以在芳环上引入烷基或酰基。
三、有机合成中常用的反应1、加成反应（1）加氢反应：在催化剂的作用下，不饱和化合物与氢气发生加成，使不饱和键变为饱和键。
（2）加卤素反应：烯烃、炔烃与卤素发生加成，生成卤代烃。
2、取代反应（1）卤代反应：烷烃在光照条件下与卤素发生取代反应。
（2）酯化反应：羧酸与醇在一定条件下发生反应生成酯和水。
3、消去反应醇在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成烯烃；卤代烃在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成烯烃。
有机合成基础知识
有机合成化学
２.1
R OR' CN
有机合成的要点
Ä- Ä+ ¦ ¦
对等性（等价性）（Equivalent）
C
+
I CH3
OR' CN
R CH3
C
OR' CN
H3+O
R C O CH3
R
C
R C O
合成子是指可用于有机反应中的合成单位。
有机合成化学
２.1
•
有机合成的要点
氧化态
在有机化学反应中，一个分子中某原子的绝 对氧化态并不特别重要，但作用过程中氧化态的 变化，即相对的氧化态是很重要的。 碳原子在各种不同的状态下，氧化态是不同 的，这是有机反应本质的问题。甲烷、乙烷、乙 烯、乙炔中碳的氧化态是不同的。
有机合成化学
２.1
•
有机合成的要点
以羰基化合物为中心:
在众多有机基团中，羰基是一种很活泼的 基团。很多有机反应都涉及这种基团。 如：醛、酮分子之间的羟醛缩合反应，醛 被氧化成羧酸衍生物的反应，醛、酮还原成醇 的反应，醛、酮转化为含氮化合物的反应等。 此类反应在有机合成中居于枢纽地位。
有机合成化学
（二）羰基的选择性反应
1、醛酮之间的选择
O COOMe 1、NaBH4，CeCl3 EtOH，H2O，150C CHO CHO OH COOM e
Mehta, G.; Chem. Commun. 1989,1299
O R C R1 CHO
1)Ti(NEt2)4 2) R''Li 3) H2O R
OH C R'' R1 CHO
Á ¦
O O aldol Condensation
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在符号上标明转换的类 型和可能的反应种类
• 重排
目标分子是由前体分子经碳架重组后形成的，其逆向过程需 目标分子是由前体分子经碳架重组后形成的， 将目标分子的碳架结构转变为前体分子的碳架结构，这种逆 将目标分子的碳架结构转变为前体分子的碳架结构， 向过程称为重排(rearrangement, rearr). 向过程称为重排
Ph OH
Ph
实例 合成路线分析比较
Ph O Ph Ph
O OEt2
+
MgX
PhMgBr
OH
+
PhMgBr
Ph Ph O
+
Target
+
O OEt
选择合适的路线
O
O
Ph Ph
OEt2 1) 2PhMgBr
+
OEt
OH
2) H2O
比较原料来源， 反应难易， 比较原料来源， 反应难易，步骤长短
实例 比较
+ PhCH2CH=PPh3
四， 芳香酮 Fredial-Crafts reaction是制备芳香酮类最重要的方法 是制备芳香酮类最重要的方法 之一， 之一，在酰基化中不发生烃基的重排 芳烃与酰基化试剂如酰卤、酸酐、羧酸、烯酮等在 芳烃与酰基化试剂如酰卤、酸酐、羧酸、烯酮等在Lewis 通常用无水三氯化铝)催化下发生酰基化反应 酸(通常用无水三氯化铝 催化下发生酰基化反应，得到芳香酮 通常用无水三氯化铝 催化下发生酰基化反应，
在上述分析的基础上加上试剂和反应条件，写出完整的合成计划。
一个目标分子的合成路线不是唯一
马钱子碱(strychnine)合成
20世纪50年代Woodward第一次经过28步反应以总产率0. 00006% 1992年Magnus及其合作者经过27步反应以总产率0.03% 1993年，0verman及其合作者经过25步反应以总产率3% 1994年，Rawal及其合作者经过15步反应以总产率10%
O R OH RMgX
+
CO2
羧酸衍生物
R
O Cl SOCl2 O R O R OR' O R NR2' O O R' R or PCl5 O OH RMgX
+
CO2
实例 羧酸及衍生物 分析
N O N
CO2
+
HO O
H3C O H3C CH 3
O OEt2
+
MgX
MeMgBr
OH
+
MeMgI
H3C CH 3 O
+
Target
合成
1) Mg Br 2) MeCOMe 3) H2O H3C CH 3 OH
实例
OH
目标化合物
O OEt2 OH
MgX
X
O
O
O H
+
OEt
+
H
二， 醇衍生的化合物
RX ROR H
+
PX3 or HX
(3)保护基的引人对化合物的结构表征不能产生更多的复杂性 保护基的引人对化合物的结构表征不能产生更多的复杂性 (4)保护基在随后的反应和后处理中具有较高的容忍性 保护基在随后的反应和后处理中具有较高的容忍性
(5)去保护过程中的副产物能很容易地和产物分离 去保护过程中的副产物能很容易地和产物分离. 去保护过程中的副产物能很容易地和产物分离
一个分子切断的位置不是唯一
波纹线
切断必须以 可靠的反应 为基础
切断的重要基础 是基于合理的反 应机理和可行的 合成路线
3. 连接和重排
目标分子骨架上的转换通常可通过连接和重排来实施 目标分子骨架上的转换通常可通过连接和重排来实施 骨架上的转换
• 连接 在逆向分析中， 在逆向分析中，需要将目标分子中的两部分连接起来 的逆向过程称为连接(connection.简写为 简写为con)。 的逆向过程称为连接 简写为 例如
这项工作需要反复进行，一直到推出的化合物是指定原料或易得的化工 原料或天然原料为止
容易得到的化工原料有:含五个碳原子以下的单官能团化合物， 容易得到的化工原料有 含五个碳原子以下的单官能团化合物，含双数碳原 含五个碳原子以下的单官能团化合物 子的直链羧酸或含六个碳原子的直链二酸以及它们的单酯或双酯衍生物， 子的直链羧酸或含六个碳原子的直链二酸以及它们的单酯或双酯衍生物， 环己酮、环己烯、 萘或简单的一取代苯等。 环己酮、环己烯、苯，萘或简单的一取代苯等
切断(或称分拆 切断 或称分拆)(disconnection): 指通过合适的方 或称分拆 法将分子的一个键切开
切断的方法: 异裂切断、 切断的方法 异裂切断、均裂切断和电环化切断 • 异裂切断 给电子和接受电子的两种合成子 异裂切断:
• 均裂切断 两个电中性的自由基合成元 均裂切断:
•电环化切断 两个电中性的合成元 电环化切断: 电环化切断
醇羟基的保护 • 二氢吡喃（DHP) 二氢吡喃（
弱酸性的环境 中生成一个缩醛
中等酸性的环境 中很容易被去除
硅保护基：随着硅上取代基的增加，其稳定性随之增加，因此三
甲基硅基保护基是最不稳定的保护基，此外，不同的硅保护基有不同 的去保护反应条件。在对醇羟基的保护中，不同的硅保护基对一级醇、 二级醇和三级醇有一定的选择性。目前常用的硅保护基有:三甲基硅基 (TMS)，三乙基硅基(TES)，三异丙基硅基(TIPS).叔丁基二甲基硅基 (TBS或TBDMS) r叔丁基二苯基硅基(TBDPS)，三异丁基硅基(TIBS)
• 有机合成的要求
合成的反应步骤越少越好， 合成的反应步骤越少越好，每步反应的产率越 高越好，以及原料越便宜越易得越好。 高越好，以及原料越便宜越易得越好。
• 有机合成的驱动力
• 合成一些特定需求的特殊有机分子 合成一些特定需求的特殊有机分子. • 将各种新的有机反应应用于有理论或实用意义分子 的合成中 • 利用天然的或未被充分利用的原料合成各种其有应用 价值的物质
机理
四， 芳香酮
Fredial-Crafts reaction 实例
Me
Cl OMe O a
Me
NO2 NO2 b b a
H3C
Cl O
+
NO2 OMe O
+
OMe
Target compound
五， 羧酸及衍生物
1. 醇的衍生物，即伯醇的氧化， 回推到醇再进行拆开 醇的衍生物，即伯醇的氧化， 2. Grinard 试剂与 试剂与CO2 反应
合成子或叫合成元〔 合成子或叫合成元〔synthon)：在分子中的化 ： 学键进行切断时所产生的分子碎片。 学键进行切断时所产生的分子碎片。
合成子可以是正、负离子， 合成子可以是正、负离子，也可以是电中性的 正离子称为受体合成子 简称a， 正离子称为受体合成子(acepter synthon),简称 ， 受体合成子 简称 负离子称为供体合成子〔 简称d， 负离子称为供体合成子〔donor synthon).简称 ， 简称 电中性的合成子简写为e 电中性的合成子简写为 中性原子(radical)简写为 简写为r 中性原子 简写为
新的有机反应应用
新的有机反应应用
新的有机反应应用
新的有机反应应用
新的有机反应应用
利用天然的或未被充分利用的原料合成各种其有应用价值的物质
24.2 有机合成设计的基本概念
1. 起始原料、目标分子和逆合成分析 起始原料、
逆合成分析得到的最简单的化合物， 逆合成分析得到的最简单的化合物，即整个合成 利用的第一个化合物称为起始原料 起始原料(starting 利用的第一个化合物称为起始原料 material, SM). 商业化的产品或在自然界中大量 存在的化合物 通过试剂(reagent)和起始原料或中间体反应可 和起始原料或中间体反应可 通过试剂 以生成各种新的中间体或目标分子。 以生成各种新的中间体或目标分子。试剂也是 合成子的合成等价物
•
•将一个官能团从分了中除去称为官能闭消除 将一个官能团从分了中除去称为官能闭消除(functional 将一个官能团从分了中除去称为官能闭消除 group removal,缩写为 缩写为FGR). 缩写为
5.保护基 保护基
选择保护基时须考虑以下几个因素 (1)保护基的来源以及经济性 保护基的来源以及经济性 (2)保护基必须能很容易高产率地进行保护反应，也能被 保护基必须能很容易高产率地进行保护反应， 保护基必须能很容易高产率地进行保护反应 选择性和高效率地除去
24.3 逆合成分析的基本思路和方法
逆合成分析的基本思路: 逆合成分析的基本思路 从分析目标分子的结构出发合理地利用各种 反应来进行逆向推理,即利用实际化学反应的逆过程来实现各种官能团 反应来进行逆向推理 即利用实际化学反应的逆过程来实现各种官能团 的转换、产生或消去，或是实现键的断裂或形成， 的转换、产生或消去，或是实现键的断裂或形成，从而得出目标化合 物的前体---一个或几个新的化合物结构 物的前体 一个或几个新的化合物结构。
等价物
反合成子(retron): 反合成子是指进行某一种转化所必需 反合成子 的结构单元或化合物.如下列结构单元 如下列结构单元1,2,3和4分别为 的结构单元或化合物 如下列结构单元 和 分别为 Diels-Alder反应、Claisen重排、Robinson增环和 反应、 重排、 反应 重排 增环和 Mannich反应的基本反合成元 反应的基本反合成元
例如 切断 受体合成子 供体合成子
合成子是分子在切断时产生的片 断，它们往往是实际上并不存在 的结构片断或活性中间体. 的结构片断或活性中间体
合成等价物((synthetic equivalents): 合成 合成等价物 子相对应的试剂
正离子(受体 正离子 受体 合成子) 合成子