化學有機合成人教選修第1頁/共21頁一、有機合成的過程1、定義：有機合成是利用簡單、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。2、意義：可以制備天然有機物,以彌補自然資源的不足；可以對天然有機物進行局部的結構改造和修飾,使其性能更加完美；可以合成具有特定性質的、自然界并不存在的有機物,以滿足人類的特殊需要。第2頁/共21頁3、有機合成的任務：

目標化合物分子骨架的構建和官能團的轉化基礎原料輔助原料中間體副產物輔助原料中間體副產物輔助原料目標化合物4、有機合成的過程第3頁/共21頁二、有機合成的知識準備1、有機反應的基本類型

1）取代反應:甲烷、苯、醇的鹵代,苯的硝化、磺化，醇與活潑金屬反應，醇的分子間脫水，酯化反應，酯的水解反應等。

2）加成反應:烯烴、苯、醛、油脂等分子中含有CC或CO可與H2、HX、X2、H2O等加成。

3）氧化反應：有機物加氧或去氫的反應，如：醛基的氧化、醇的催化氧化。第4頁/共21頁

5）消去反應：有機化合物在一定條件下，從一個分子中脫去一個小分子(如H2O),而形成不飽和化合物的反應。如乙醇的分子內脫水。

6）酯化反應：醇和含氧酸起作用，生成酯和水的反應叫做酯化反應。

7）水解反應：如：①酯的水解反應②糖類物質的水解反應③蛋白質的水解反應。

8）聚合反應：由小分子生成高分子化合物的反應。又分為加聚反應和縮聚反應。如乙烯加聚生成聚乙烯，氨基酸縮聚生成蛋白質等。

4）還原反應：有機物加氫或去氧的反應，如：烯烴、苯、醛、油脂等與氫氣的加成反應。第5頁/共21頁2、各類烴與烴的衍生物的特征反應有機物類別特征反應烷烴取代反應、熱裂解烯烴、炔烴加成反應、氧化反應、加聚反應苯和苯的同系物取代反應、加成反應、苯的同系物的氧化反應醇脫水反應、消去反應、取代反應、酯化反應、氧化反應、置換反應酚取代反應、氧化反應、縮聚反應、顯色反應、弱酸的酸通性醛氧化反應、還原反應、加成反應、縮聚反應羧酸酯化反應、弱酸的酸通性酯水解反應第6頁/共21頁主要有機物之間轉化關系圖還原水解

酯化酯羧酸醛醇鹵代烴氧化氧化

水解

取代

加成

加成

取代

加成

消去

消去

加成

烯烷炔第7頁/共21頁CH3-CH3CH3-CH2-ClCH2=CH2CH2Cl-CH2-ClCHCHCH2=CHCl[CH2-CH

]nClCH3-CH2-OHCH3-CHOCH3-COOHCH3COOC2H5CH3COONa實例第8頁/共21頁怎樣實現分子骨架的構建和官能團的轉化？討論：P65思考與交流第9頁/共21頁1、分子骨架的構建（碳鏈的增減）1）增加碳鏈：①酯化反應②醇分子間脫水（取代反應）生成醚③聚合反應④C=C或C≡C和HCN加成等2）減少碳鏈：①水解反應：酯水解，糖類、蛋白質水解②裂化和裂解反應；3）成環與開環：①酯化與酯的水解②根據信息分析第10頁/共21頁2、官能團的轉化1）引入碳碳雙鍵的方法：2）引入鹵原子的方法：3）引入羥基的方法：三鍵加成、鹵代烴消去、醇類消去烷烴取代、烯烴或炔烴加成、醇類羥基鹵代苯的溴代、酚與濃溴水（取代）鹵代烴的水解（取代）、烯烴水化（加成）、醛酮加氫還原（加成）、酯的水解第11頁/共21頁4）引入的-CHO的方法有：醇的氧化和C=C的氧化5）引入-COOH的方法有：醛的氧化和酯的水解6）引入-COO-

的方法有：擴展補充醇與酸的酯化反應第12頁/共21頁三、有機合成的方法1、正合成分析法（順推法）

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或間接的中間產物，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第13頁/共21頁2、逆向合成分析法（逆推法）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,中間體又是從更上一步的中間體得來的,依次倒推,最后確定最適宜的基礎原料和最終的合成路線。基礎原料中間體中間體目標化合物第14頁/共21頁例如：乙二酸二乙酯的合成C—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC—OHOOH2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2石油裂解氣+CH3CH2OH1+H2O2+Cl23+H2ONaOH4[O]5濃H2SO4第15頁/共21頁3、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5）尊重客觀事實，按一定順序反應。原料中間產物產品順順逆逆第16頁/共21頁產率計算——多步反應一次計算H2C=C—COOHCH3ABC93.0%81.7%85.6%90.0%COOHHSCH2CHCO—NCH3總產率=93.0%×81.7%×90.0%×85.6%=58.54%第17頁/共21頁補充練習：試寫出下圖中A→F各物質的結構簡式解：,R-C=OR'+HCNR'R-C-CNOHRCNH+RCOOH已知第18頁/共21頁