chapt讲义 21 有机合成

C + C C C
太活泼，难于定向控制—— 合成少应用 离子反应：
C + C C C
电子受体 电子给体 （亲电） （亲核） 协 同 反 应 ： 环加成的重要方法。
取代 加成
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
用于形成新的C－C键的反应： （1）、亲核取代： 电子给体（亲核试剂）：碳负离子或潜在的碳负离子都是 金属化合物（由卤代烃，端？） C4H9MgBr R2CuLi RCH=CHMgBr phMgX
（2）、Beckmann重排：
NOH H H N O
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
二、在分子骨架特定位置上引入所需的官能团 最理想的情况是在骨架改变的同时在直盯盯位置引入 官能团，但仍然时常需要官能团的引入、消去合相互转变。 （Comprehensive Organic Transformations）
NH O O
17步，总产率为0.75% . Willstatter (1896) COO CHO NH O COO Cu CHO + NH2CH3 + H2C COO 总收率90%，（献下17%） （1917，R . Robinson） H2C O Cu COO
Chapter 21
§一、重要性和基本要求
2、加成反应 ： 烯烃 ＋ 卤素：
+ Br2
②H2O2/OH
Chapter 21
§二、合成设计中几个彼此相关的因素
R C C R'
H2 / Lindlar催化剂 R H H2 / Lindlar催化剂 H R COOR
2、碳链的缩短，有时为满足目标化合物的结构要求
CH2（COOHC2H5）2 NaOEt RX RCH（COOHC2H5）2 H3O －CO2 RCH2COOH

催化剂
2CH3CHO+O2 Δ 2CH3COOH
精选ppt课件2021
12
有机合成基础知识
（1）以两个碳的有机物为例， 请建构有机物官能团相互转化 的关系网络图
（2）以苯为例，建构芳香族化 合物相互转化关系网络图
精选ppt课件2021
13
主要有机物之间转化关系图
烷
烯
炔
卤代烃
水解 醇 氧化
还原
醛 氧化
3.形成环醚
4.形成环酸酐
5.形成环烃
精选ppt课件2021
20
• 麻黄碱 CH3 CHNHCH3
CHOH
精选ppt课件2021
21
用化学方法人工合成物质
HO
O O
HO
HO
OH
精选ppt课件2021
22
叶绿 素分 子的 结构
式
精选ppt课件2021
23
维 生 素
B12 的 化 学 结 构
精选ppt课件2021
取代、消去、氧化
氧化、还原
酯化、酸性 水解 3
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。
精选ppt课件2021
4
有机合成遵循的原则
• 1、原料： • 要廉价、易得、低毒、低污染。 • 2、步骤： • 最少，产率最高 • 3、路线： • 要符合“环保、绿色”—提高原子利用
率 • 4、操作： • 简单、条件温和、能耗低、易于实现 • 5、按一定顺序和精选规ppt课律件20引21 入官能团，不 5

第四节 有机合成
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

谢 谢大家 ！
85.每一年，我都更加相信生命的浪费是在于：我们没有献出爱，我们没有使用力量，我们表现出自私的谨慎，不去冒险，避开痛苦，也失去了快乐。――[约翰·B·塔布] 86.微笑，昂首阔步，作深呼吸，嘴里哼着歌儿。倘使你不会唱歌，吹吹口哨或用鼻子哼一哼也可。如此一来，你想让自己烦恼都不可能。――[戴尔·卡内基]
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。

△
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

一． 帕尔－克诺尔（C.Pall-L.Knorr）合成 法
• 1.4－二羰基化合物在酸性条件下失水，可得到呋喃及其 衍生物。1.4－二羰基化合物与氨或伯胺反应，则可生成 吡咯衍生物。而1.4－二羰基化合物与五硫化二磷反应可 生成噻吩衍生物。此方法是制备单原子五元环化合物的一 种重要方法。该方法的关键是合成合适的1，4－二羰基化
合物。
R O R'
R'
O O
R
R N R'
R"
R S R'
Example1:
帕尔-诺尔(Paal — Knorr合成法)
CH2
CH3___C O
CH2
C___ CH3 O
P2O5
H3C
O
CH3
(NH4)2CO3 100℃
P2S5
H3C
CH3
N
H
H3C
CH3
S
Example2:
•1
C6H5
O O C6H5
一、 唑类化合物的合成：
• 1，3---唑类的合成
• ⑴ ［4＋1］合成法：由α－酰基氨基酮与胺， 五硫化二磷或脱水剂作用，环化成咪唑，噻唑
或噁唑类化合物。
R3
HC NH
R2
R4
OO
叶绿素是绿色植物进行光合作用所必须的催化剂。光 合作用的实质是绿色植物将太阳的光能转化成化学能 的过程。叶绿素由“现代有机合成之父”Woodward历 时四年经三十多步反应，于1960年合成。
血红素
血红素与蛋白质结合生成血红蛋白，其功能是在血液中 运送氧气和二氧化碳。0℃、 0.1MPa 时，1克血红蛋白 可结合1.35升O2，血红蛋白与CO的结合能力是与O2结合 能力的210倍。血红素1929年由Hans～Fischer合成。

所有的起始原料确定后，再设计全合成路
线。在实施合成时，可以采用逐步合成法或
片段组合法进行合成。
（3）计算机辅助有机合成路线设计
a. 化学信息学和化学信息数据库
与有机合成有关常用数据库： * 现有化学品数据库 * 有机化学反应数据库 * 合成方法和转化数据库 * 合成方法参考文献库 * 保护基团数据库 * 杂环合成数据库
相合成所应用的活化单体。
DMT
OCH 2 O B
H H
O
CH3O P
H H
H
+
C H(C H3)2
NH
C H(C H3)2
Protonated phosphoramidite
氯甲基酮衍生物：
R-COCH2Cl 是良好的烷基化活性中间体，
容易与氨基和巯基等发生烷基化反应。
O
R 1
+
RC C H 2 C l R 2
HH
H
H
OH OH
* 在温和条件下, 仅有极少量的第二醇羟基或碱 基上的氨基与单甲氧基三苯甲基氯作用。 * 用 80% 的乙酸或吡啶-乙酸处理, 即可以除去 这类保护基。
取代的γ-酮酰基 (γ-keto acyl) 保护醇羟基: * 在中性条件下, 用水合肼处理可以方便地除去。
O RC
O
(CH2)2 C OCH2 O Base
a. 氨基保护
O H2 Ph C O C Cl
benzylchloroformate base
+
H2N
H C
CO-O
R
amino acid
O H2 Ph C O C
H HN C
CO-O
R
CBz-amino acid

中202约1/3/1070%以上是有机化合物。
5

第四节 有机合成
2021/3/10
6
用化学方法人工合成物质
复写自然物质
HO
O O
HO
HO
OH
2021/3/10
7
用化学方法人工合成物质
修饰自然物质
解热镇痛药物——阿司匹林 难溶于水。
修饰
COONa
阿司匹林的钠盐，易溶于水，
CH3CH2Br合成CH3COOCH2CH3
4.有机合成的任务 （1）目标化合物分子碳链骨架的构建 （2）官能团的转化和引入
2021/3/10
13
5、有机合成的设计思路:
6、关键：
设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引
入和转化 。 2021/3/10
14
【知识复习】
1、有机反应的类型
1）取代反应:甲烷、苯、醇的卤代,苯的硝化、 磺化，醇与活泼金属反应，醇的分子间脱水，酯 化反应，酯的水解反应等。
11
3.有机合成的过程
基础原料
副产物 中间体1
副产物
中间体2
目标化合物
辅助原料
辅助原料
辅助原料
有机合成过程示意图
这种按一定顺序进行的一系列反应就构成了合成路线
2021/3/10
12
【合作探究2】

观察探讨1中基础原料和目标产物的结构发生了 哪些变化？思考有机合成的任务是什么？
②卤代烃水解 水
C2H5Br +NaOH △ C2H5OH + NaBr
③醛/酮加氢
催化剂
CH3CHO +H2 Δ CH3CH2OH
④酯的水解
稀H2SO4

+
HCHO
COOH OH
CN OH
O HCN +
a优于b
Organic Chem
逆合成导出的合成路线不止一种， 应认真分析比较，选出最合理的路线。
同一化合物可在不同的地方断开，有合理
与不合理之分，同样合理也有优劣之差：
如：
①
O2N
O
CH3
CH3
Cl +
b
ba
OCH3
OCH3 O
NO2 a
CH3
+ Cl
O
S
X = O C CH3 O C SR
NH2： ArNH2 HNO2
COOH：
CH2OH
【H】 CH2X
H2NNH2 / NaOH / 三缩乙醇
CO 或Zn/HCl (Clemmenson)
CH2
Organic Chem
三、立体化学控制：
我们已学过的立体选择性反应：
1、重排
①
R1R2
O C
Br2 + NaOH NH2
Br
NBS RCH CH CH3 + Br2
RCH CH CH2
Br
CH3
NBS
+ Br2
CH2Br
Organic Chem
消除：
H2/Pt
HX CC
－HX
CC
H2/Pd
HH CC
X = Cl , Br , I 强碱,
X = OH,
强酸
X = N(CH3)3 ,N（CH3）2 强碱, O
Organic Chem
O N
+N H
为了保证烯醇盐有足够的浓度，必须根据 α－H活性大小，选择合适的碱。

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