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第四节 有机合成,1.能记住有机化学反应的主要类型:取代反应、加成反应、消去反应的原理及应用,初步学会引入各官能团的方法。 2.在掌握各类有机物的性质、反应类型、相互转化的基础上,初步学会设计合理的有机合成路线。 3.会运用逆合成分析法分析有机合成中的相关问题。,一,二,一、有机合成的过程 1.有机合成的定义 有机合成是指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.有机合成的思路 通过有机反应构建目标化合物的分子骨架,并引入或转化所需的官能团。,一,二,3.官能团的引入或转化方法 (1)引入碳碳双键的方法。 卤代烃的消去,醇的消去,炔的不完全加成。 (2)引入卤素原子的方法。 醇(或酚)的取代,烯烃(或炔烃)的加成,烷烃(或苯及苯的同系物)的取代。 (3)引入羟基的方法。 烯烃与水的加成,卤代烃的水解,酯的水解,醛的还原。 4.有机合成过程示意图,一,二,二、有机合成的分析方法 1.有机合成分析方法 正合成分析法、逆合成分析法、综合分析法。 2.逆合成分析法 (1)逆合成分析法示意图。 目标化合物中间体中间体 基础原料 (2)用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成。 每个草酸二乙酯分子中含有两个酯基,按酯化反应规律将酯基断开,得到草酸和两分子乙醇,说明目标化合物可由乙醇和草酸通 过酯化反应得到:,一,二,羧酸可由醇氧化得到,草酸前一步的中间体应该是乙二醇: 乙二醇的前一步中间体是1,2-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷可通过乙烯的加成反应而得到:,一,二,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):,一,二,一、有机合成过程中官能团的引入、转化和消除 1.官能团的引入 (1)卤素原子的引入方法。 烃与卤素单质的取代反应。例如:,一,二,不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应。例如:,醇与氢卤酸的取代反应。例如: ROH+HX RX+H2O,一,二,(2)羟基的引入方法。 醇羟基的引入方法。 .烯烃水化生成醇。例如: .卤代烃在强碱性水溶液中水解生成醇。例如: .醛或酮与氢气加成生成醇。例如:,一,二,.酯水解生成醇。例如: 酚羟基的引入方法。 .酚钠盐溶液中通入CO2生成酚。例如: .苯的卤代物水解生成苯酚,例如:,一,二,(3)碳碳双键和碳氧双键的引入方法。 碳碳双键的引入。 .醇的消去反应引入碳碳双键。例如: .卤代烃的消去反应引入碳碳双键。例如: .炔烃与氢气、卤化氢、卤素单质加成(限制物质的量)可得到碳碳双键。例如:,一,二,一,二,一,二,一,二,3.从分子中消除官能团的方法 (1)经加成反应消除不饱和键。 (2)经取代、消去、酯化、氧化等反应消除OH。 (3)经加成或氧化反应消除CHO。 (4)经水解反应消除酯基。 (5)通过消去或水解反应可消除卤原子。,一,二,二、有机合成遵循的原则及合成路线的选择 1.有机合成遵循的原则 (1)起始原料要价廉、易得、低毒性、低污染。通常选用分子中四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。 (2)应尽量选择步骤最少的合成路线。为减少合成步骤,应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少,产率越高。 (3)合成路线要符合“绿色、环保”的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之结合到目标化合物中,力求达到零排放。 (4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。,一,二,(5)要按一定的反应顺序和规律引入官能团,不能臆造不存在的反应。综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息,掌握正确的思维方法。有时则要综合运用正推或逆推的方法导出最佳的合成路线。,一,二,一,二,知识点1,知识点2,知识点1 官能团的引入和消去 【例题1】 由环己烷可制备1,4-环己醇的二醋酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略去):,知识点1,知识点2,其中有3步属于取代反应、2步属于消去反应、3步属于加成反应。反应、 和 属于取代反应。反应 是羟基的引入,反应 和 是消去反应。化合物的结构简式是:B 、C 。反应所用试剂和条件是 。 解析:合成目标产物是1,4-环己醇的二醋酸酯,通过正向合成,可以逐步推出各步未知的中间产物及反应类型。,知识点1,知识点2,答案: NaOH醇溶液,加热,点拨解该类题,需准确掌握取代、加成、消去反应的含义,认真审题,注意从结构、组成上对比上、下步物质的差别,从而确定反应物、反应条件、反应类型及产物。尤其要熟练掌握反应的特征条件,如碱的醇溶液、加热为卤代烃消去反应的特征条件,碱的水溶液、加热为卤代烃水解反应的特征条件,X2、光照为烷烃取代反应的特征条件等。这些特征条件可作为有机物合成题的突破口。,知识点2 有机合成路线的选择,知识点1,知识点2,【例题2】 (2016全国丙)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应。 该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:,知识点1,知识点2,回答下列问题: (1)B的结构简式为 ,D的化学名称为 。 (2)和的反应类型分别为 、 。 (3)E的结构简式为 。 用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气 mol。 (4)化合物( ),也可发生Glaser偶联反应生成聚合物,该聚合反应的化学方程式为 。 (5)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为31,写出其中3种的结构简式 。 (6)写出用2-苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线。,知识点1,知识点2,知识点1,知识点2,知识点1,知识点2,(5)C的侧链中的C均饱和,若分子中只有两种不同化学环境的氢,则分子对称性较强,满足条件的有机物的结构简式为,知识点1,知识点2,点拨有机合成和推断是选修部分有机化学基础的常规题型,此类试题主要考查的是有机物的转化关系、有机合成路线的分析与推断。,
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