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第一部分 第三章 第四节 有机合成本讲稿第一页，共七十九页本讲稿第二页，共七十九页第四节第四节 有有 机机 合合 成成本讲稿第三页，共七十九页本讲稿第四页，共七十九页 (1)有机合成的任有机合成的任务务包括目包括目标标化合物分子骨架的构建和官能化合物分子骨架的构建和官能团团的的转转化。化。(2)逆合成分析法是逆合成分析法是设计设计复复杂杂化合物的合成路化合物的合成路线时线时常用常用的方法。的方法。(3)有机合成路有机合成路线线要求各步反要求各步反应应条件温和、条件温和、产产率高，基率高，基础础原料和原料和辅辅助原料低毒性、低助原料低毒性、低污污染、易得而廉价。染、易得而廉价。本讲稿第五页，共七十九页本讲稿第六页，共七十九页本讲稿第七页，共七十九页自学教材自学教材填要点填要点 1有机合成的概念有机合成的概念 有机合成指利用有机合成指利用简单简单、易得的原料，通、易得的原料，通过过有机反有机反应应，生成具，生成具有特定有特定 和和 的有机化合物。的有机化合物。2有机合成的任有机合成的任务务 通通过过有机反有机反应应构建目构建目标标化合物的化合物的 ，并引入，并引入或或转转化所需的化所需的 。结结构构功能功能分子骨架分子骨架官能官能团团本讲稿第八页，共七十九页3有机合成的有机合成的过过程程本讲稿第九页，共七十九页4官能官能团团的引入的引入(1)引入碳碳双引入碳碳双键键的方法：的方法：卤卤代代烃烃的的 ，醇的醇的 ，炔炔烃烃的不完全的不完全 。(2)引入引入卤卤素原子的方法：素原子的方法：醇醇(酚酚)的的 ，烯烃烯烃(炔炔烃烃)的的 ，烷烃烷烃(苯及苯的同系物苯及苯的同系物)的的 。(3)引入引入羟羟基的方法：基的方法：烯烃烯烃与水的与水的 ，卤卤代代烃烃的的 ，酯酯的的 ，醛醛的的 。消去消去消去消去加成加成取代取代加成加成取代取代加成加成水解水解水解水解还还原原本讲稿第十页，共七十九页本讲稿第十一页，共七十九页(2)通通过过不同的反不同的反应应途径增加官能途径增加官能团团的个数，如的个数，如本讲稿第十二页，共七十九页(3)通通过过不同的反不同的反应应，改，改变变官能官能团团的位置，如的位置，如本讲稿第十三页，共七十九页6消除官能消除官能团团的方法的方法(1)经经加成反加成反应应消除不消除不饱饱和和键键。(2)经经取代、消去、取代、消去、酯酯化、氧化等反化、氧化等反应应消去消去OH。(3)经经加成或氧化反加成或氧化反应应消除消除CHO。(4)经经水解反水解反应应消除消除酯酯基。基。本讲稿第十四页，共七十九页师生互动师生互动解疑难解疑难本讲稿第十五页，共七十九页本讲稿第十六页，共七十九页本讲稿第十七页，共七十九页本讲稿第十八页，共七十九页本讲稿第十九页，共七十九页(2)通通过过不同的反不同的反应应途径增加官能途径增加官能团团的个数，如：的个数，如：本讲稿第二十页，共七十九页(3)通通过过不同的反不同的反应应，改，改变变官能官能团团的位置，如：的位置，如：本讲稿第二十一页，共七十九页3消除官能消除官能团团的方法的方法(1)经经加成反加成反应应消除不消除不饱饱和和键键。(2)经经取代、消去、取代、消去、酯酯化、氧化等反化、氧化等反应应消去消去OH。(3)经经加成或氧化反加成或氧化反应应消除消除CHO。(4)经经水解反水解反应应消除消除酯酯基。基。本讲稿第二十二页，共七十九页1用乙炔用乙炔为为原料制取原料制取CH2BrCHBrCl，可行的反，可行的反应应 途径途径 ()A先与先与Cl2加成反加成反应应后，再与后，再与Br2加成反加成反应应 B先与先与Cl2加成反加成反应应后，再与后，再与HBr加成反加成反应应 C先与先与HCl加成反加成反应应后，再与后，再与HBr加成反加成反应应 D先与先与HCl加成反加成反应应后，再与后，再与Br2加成反加成反应应本讲稿第二十三页，共七十九页解析：解析：A途径反途径反应应后后产产物物为为CHBrClCHBrCl，不符合，不符合题题意；意；B途径反途径反应应后后产产物物为为CH2ClCHBrCl，不符合，不符合题题意；意；C途途径反径反应应后后产产物物为为CH3CHBrCl或或CH2BrCH2Cl，不符合，不符合题题意；意；D途径反途径反应应后后产产物物为为CH2BrCHBrCl，符合，符合题题意。意。答案：答案：D本讲稿第二十四页，共七十九页本讲稿第二十五页，共七十九页自学教材自学教材填要点填要点2逆合成分析法逆合成分析法(1)逆合成分析法示意逆合成分析法示意图图：目目标标化合物化合物中中间间体体中中间间体体基基础础原料原料本讲稿第二十六页，共七十九页 (2)用逆合成分析法分析草酸二乙用逆合成分析法分析草酸二乙酯酯的合成：的合成：草酸二乙草酸二乙酯酯分子中含有两个分子中含有两个酯酯基，按基，按酯酯化反化反应规应规律将律将酯酯基断开，得到基断开，得到 和和 ，说说明目明目标标化合物化合物可由可由 通通过酯过酯化反化反应应得到：得到：草酸草酸两分子乙醇两分子乙醇两分子的乙醇和草酸两分子的乙醇和草酸本讲稿第二十七页，共七十九页 羧羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间间体体应该应该是是乙二醇：乙二醇：本讲稿第二十八页，共七十九页 乙二醇的前一步中乙二醇的前一步中间间体是体是1,2二二氯氯乙乙烷烷，1,2二二氯氯乙乙烷烷可通可通过过乙乙烯烯的加成反的加成反应应而得到：而得到：本讲稿第二十九页，共七十九页乙醇通乙醇通过过乙乙烯烯与水的加成得到：与水的加成得到：根据以上分析，合成步根据以上分析，合成步骤骤如下如下(用化学方程式表示用化学方程式表示)：CH3CH2OHCH2ClCH2Cl本讲稿第三十页，共七十九页CH2OHCH2OH2NaClHOOCCOOHC2H5OOCCOOC2H52H2O本讲稿第三十一页，共七十九页师生互动师生互动解疑难解疑难 1有机合成分析法有机合成分析法 (1)正合成法：正合成法：此法是采用正向思此法是采用正向思维维方法，从已知原料入手，找方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或出合成所需要的直接或间间接的中接的中间产间产物，逐步推向待物，逐步推向待合成有机物，其思合成有机物，其思维维程序是：原料程序是：原料中中间产间产物物产产品。品。本讲稿第三十二页，共七十九页 (2)逆合成法：逆合成法：此法是采用逆向思此法是采用逆向思维维方法，从方法，从产产品的品的组组成、成、结结构、性构、性质质入手，入手，找出合成所需要的直接或找出合成所需要的直接或间间接的中接的中间产间产物，逐步推向已知原料，物，逐步推向已知原料，其思其思维维程序是：程序是：产产品品中中间产间产物物原料。原料。(3)综综合比合比较较法：法：此法是采用此法是采用综综合思合思维维的方法，将正向和逆向推的方法，将正向和逆向推导导出的几种合成出的几种合成途径途径进进行比行比较较，从而得到最佳的合成路，从而得到最佳的合成路线线。其思。其思维维程序是：原料程序是：原料中中间产间产物目物目标产标产物。物。本讲稿第三十三页，共七十九页 2有机物合成的基本要求有机物合成的基本要求 (1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低起始原料要廉价、易得、低毒性、低污污染。染。(2)应应尽量尽量选择选择步步骤骤最少的合成路最少的合成路线线。步。步骤骤越少，越少，产产率率越高。越高。(3)合成路合成路线线要符合要符合“绿绿色色环环保保”的要求。的要求。(4)有机合成反有机合成反应应要操作要操作简单简单、条件温和、能耗低、易于、条件温和、能耗低、易于实实现现。(5)要按一定的反要按一定的反应顺应顺序和序和规规律引入官能律引入官能团团，不能臆造不，不能臆造不存在的反存在的反应应事事实实。本讲稿第三十四页，共七十九页3常常见见的有机合成路的有机合成路线线(1)一元合成路一元合成路线线：本讲稿第三十五页，共七十九页(2)二元合成路二元合成路线线：本讲稿第三十六页，共七十九页(3)芳香化合物合成路芳香化合物合成路线线：本讲稿第三十七页，共七十九页2以乙醇以乙醇为为原料，用下述原料，用下述6种种类类型的反型的反应应来合成乙二来合成乙二 酸乙二酸乙二酯酯(结结构构简简式式为为 )：氧化反氧化反应应；消去反消去反应应；加成反加成反应应；酯酯化反化反应应；水解水解 反反应应；加聚反加聚反应应。其中正确的。其中正确的顺顺序是序是 ()A B C D本讲稿第三十八页，共七十九页答案：答案：C本讲稿第三十九页，共七十九页本讲稿第四十页，共七十九页本讲稿第四十一页，共七十九页 例例1以苯以苯为为主要原料，可以通主要原料，可以通过过如下所示途径制取如下所示途径制取阿司匹林和冬青油：阿司匹林和冬青油：本讲稿第四十二页，共七十九页 请请按要求回答：按要求回答：(1)请请写出有机物的写出有机物的结结构构简简式：式：A_；B_；C_。(2)写出写出变变化化过过程中程中、的化学方程式的化学方程式(注明反注明反应应条件条件)：反反应应_；反反应应_。本讲稿第四十三页，共七十九页 (3)变变化化过过程中的程中的属于属于_反反应应，属于属于_反反应应。(4)物物质质的量相等的冬青油和阿司匹林完全燃的量相等的冬青油和阿司匹林完全燃烧时烧时消耗氧消耗氧气的量，冬青油比阿司匹林气的量，冬青油比阿司匹林_。本讲稿第四十四页，共七十九页 解析解析本本题题可采用逆合成分析法可采用逆合成分析法进进行推理，由行推理，由B与与CH3COOH发发生生酯酯化反化反应应生成生成 ，可知，可知B为为 ，则则C为为 ，从而推出，从而推出A为为 ，把冬，把冬青油和阿司匹林的分子式均看作青油和阿司匹林的分子式均看作CxHyOz，比，比较较二者等物二者等物质质的量完全燃的量完全燃烧时烧时耗氧量的大小，耗氧量的大小，实际实际上比上比较较x的大的大小即可。小即可。本讲稿第四十五页，共七十九页(3)水解反水解反应应(取代反取代反应应)酯酯化反化反应应(取代反取代反应应)(4)少少本讲稿第四十六页，共七十九页解答有机合成解答有机合成题题的方法的方法 (1)一般按照合成流程一般按照合成流程进进行正向合成分析和逆向合成分行正向合成分析和逆向合成分析。析。(2)判断各种物判断各种物质质的属的属类类和和结结构构简简式。式。(3)判断物判断物质质之之间间的的转转化反化反应类应类型，迁移型，迁移应应用相关用相关知知识识，结结合合题题中信息，写出相中信息，写出相应应的化学方程式。的化学方程式。本讲稿第四十七页，共七十九页1已知：已知：本讲稿第四十八页，共七十九页请请运用已学运用已学过过的知的知识识和上面和上面给给出的信息写出由乙出的信息写出由乙烯烯制正丁醇各步反制正丁醇各步反应应的化学方程式的化学方程式(不必写出反不必写出反应应条件条件)。本讲稿第四十九页，共七十九页解析：解析：根据根据题给题给信息，由乙信息，由乙烯烯制正丁醇的逆分析制正丁醇的逆分析过过程程为为：本讲稿第五十页，共七十九页本讲稿第五十一页，共七十九页答案：答案：(1)2CH2=CH2O22CH3CHO本讲稿第五十二页，共七十九页本讲稿第五十三页，共七十九页 例例2BPO是使面粉增白的一种添加是使面粉增白的一种添加剂剂。分子。分子结结构中构中有两个苯有两个苯环环的的BPO只含有只含有C、H、O三种元素，其相三种元素，其相对对分子分子质质量不超量不超过过250，氧元素的，氧元素的质质量分数量分数约为约为26.45%。BPO可通可通过过下列下列方法得到方法得到(反反应应条件略条件略)：本讲稿第五十四页，共七十九页 (1)写出写出A的的结结构构简简式式_，反，反应应的反的反应类应类型型为为_。(2)写出反写出反应应的化学方程式的化学方程式_。(3)BPO具有具有对对称的分子称的分子结结构且分子中含有构且分子中含有过过氧氧键键(OO)，但不能，但不能发发生生银镜银镜反反应应，试试写出写出BPO的的结结构构简简式式_。本讲稿第五十五页，共七十九页 解析解析由由A发发生的反生的反应应可知，在可知，在A的苯的苯环环上已上已经经引入引入了一个碳原子，所以可推断苯与一了一个碳原子，所以可推断苯与一氯氯甲甲烷烷反反应时应时生成的是甲生成的是甲苯；反苯；反应应中甲基上的三个中甲基上的三个氢氢原子被原子被氯氯原子所取代，得到的原子所取代，得到的卤卤代代烃发烃发生水解，从所得生水解，从所得产产物可知其水解物可知其水解时时有两个有两个氯氯原子被原子被羟羟基取代，而同一个碳原子上基取代，而同一个碳原子上连连有两个有两个羟羟基不基不稳稳定，自定，自动动脱脱去一分子水，得到相去一分子水，得到相应应的的酰酰本讲稿第五十六页，共七十九页氯氯。又由。又由题题中数据中数据“氧元素的氧元素的质质量分数量分数约为约为26.45%”和和“其相其相对对分子分子质质量不超量不超过过250”，可得氧原子数最多有，可得氧原子数最多有4个，再反算个，再反算出其相出其相对对分子分子质质量：如果是量：如果是4个氧原子，个氧原子，则则相相对对分子分子质质量量为为242；如果是；如果是3个氧原子，个氧原子，则则相相对对分子分子质质量量为为181，不合理，不合理，应应舍去舍去(因因为为分子中含有两个苯分子中含有两个苯环环，同，同时时有有3个氧原子，加起来一个氧原子，加起来一定大于定大于181)。所以可得到。所以可得到BPO的的结结构构简简式。式。本讲稿第五十七页，共七十九页本讲稿第五十八页，共七十九页 (1)本本题题如何推算如何推算BPO的分子式是关的分子式是关键键，可以通，可以通过过相相对对分子分子质质量与氧元素的量与氧元素的质质量分数量分数讨论讨论得到。得到。(2)解有机物的合成解有机物的合成题题，一般采用逆向思，一般采用逆向思维维和正向思和正向思维维相相结结合的方法。先从合的方法。先从产产物物结结构入手，分析其含有的官能构入手，分析其含有的官能团团，考，考虑虑是由什么反是由什么反应应制得，制得，结结合上一步反合上一步反应应条件条件进进行判断。即行判断。即“瞻前瞻前顾顾后后”，全，全盘盘考考虑虑。本讲稿第五十九页，共七十九页2下下图图中中X是一种具有水果香味的合成香料，是一种具有水果香味的合成香料，A是直是直链链 有机物，有机物，E与与FeCl3溶液作用溶液作用显显紫色。紫色。本讲稿第六十页，共七十九页请请根据上述信息回答：根据上述信息回答：(1)H中含氧官能中含氧官能团团的名称是的名称是_，BI的反的反应类应类型型为为_。(2)只用一种只用一种试剂鉴别试剂鉴别D、E、H，该试剂该试剂是是_。(3)H与与J互互为为同分异构体，同分异构体，J在酸性条件下水解有乙酸生成，在酸性条件下水解有乙酸生成，J的的结结构构简简式式为为_。(4)D和和F反反应应生成生成X的化学方程式的化学方程式为为_。本讲稿第六十一页，共七十九页解析：解析：E的分子式的分子式为为C6H6O且与且与FeCl3溶液作用溶液作用显显紫色，由此推紫色，由此推出出E为为 ，F为为 ，由，由X和和F的分子式得到的分子式得到D的的分子式是分子式是C4H8O2且且为为酸，由酸，由题题意知意知A是直是直链链有机物，故有机物，故B为为CH3CH2CH2CH2OH，C为为CH3CH2CH2CHO，D为为CH3CH2CH2COOH；A既能与既能与银银氨溶液反氨溶液反应应又能与又能与H2在催化在催化剂剂Ni和加和加热热条件下条件下发发生生本讲稿第六十二页，共七十九页加成反加成反应应，说说明除了明除了醛醛基外基外还还有双有双键键，由此推出，由此推出H为为不不饱饱和和酸，酸，J是是H的同分异构体且能的同分异构体且能发发生水解生成乙酸，故生水解生成乙酸，故J的的结结构构简简式式为为CH3COOCH=CH2；由；由B(醇醇)在在浓浓H2SO4和加和加热热的条件下的条件下生成不生成不饱饱和和烃烃(I)，此反，此反应类应类型是消去反型是消去反应应；溴水与；溴水与E反反应应生成白色沉淀，与生成白色沉淀，与H因因发发生加成反生加成反应应而褪色，与而褪色，与D没有明没有明显现显现象，故可用溴水象，故可用溴水鉴别鉴别D、E、H。本讲稿第六十三页，共七十九页答案：答案：(1)羧羧基消去反基消去反应应(2)溴水溴水(3)CH3COOCH=CH2本讲稿第六十四页，共七十九页本讲稿第六十五页，共七十九页随堂基础巩固随堂基础巩固本讲稿第六十六页，共七十九页1卤卤代代烃烃能能发发生下列反生下列反应应：2CH3CH2Br2NaCH3CH2CH2CH32NaBr 下列有机物可以合成下列有机物可以合成环环丙丙烷烷的是的是 ()ACH3CH2CH2Br BCH3CHBrCH2Br CCH2BrCH2CH2Br DCH3CHBrCH2CH2Br本讲稿第六十七页，共七十九页解析：解析：根据信息可知：根据信息可知：与与钠钠反反应应可可生成生成 答案：答案：C本讲稿第六十八页，共七十九页2双双选题选题某有机物能使溴水褪色，也能在一定条件下某有机物能使溴水褪色，也能在一定条件下发发 生水解反生水解反应应生成两种有机物，生成两种有机物，还还能能发发生加聚反生加聚反应应生成高生成高 分子化合物，分子化合物，则则此有机物中一定有下列基此有机物中一定有下列基团团中的中的()AOH BCHO CCH=CH DCOOCH3本讲稿第六十九页，共七十九页解析：解析：该该有机物能使溴水褪色，能有机物能使溴水褪色，能发发生加聚反生加聚反应应，则则分分子中子中应应含有碳碳双含有碳碳双键键或或CC；又知；又知该该物物质发质发生水解反生水解反应应生成两种有机物，生成两种有机物，说说明明该该物物质质是是酯酯而不是而不是卤卤代代烃烃。所以。所以该该有机有机物中一定含有物中一定含有C、D基基团团。答案：答案：CD本讲稿第七十页，共七十九页3由由环环己醇制取己二酸己二己醇制取己二酸己二酯酯，最，最简单简单的流程途径的流程途径顺顺序序 正确的是正确的是 ()取代反取代反应应加成反加成反应应氧化反氧化反应应还还原反原反应应 消去反消去反应应酯酯化反化反应应中和反中和反应应缩缩聚反聚反应应 A B C D本讲稿第七十一页，共七十九页答案：答案：B本讲稿第七十二页，共七十九页4从原料和从原料和环环境方面的要求看，境方面的要求看，绿绿色化学色化学对对生生产产中的中的 化学反化学反应应提出一个提高原子利用率的要求，即尽可提出一个提高原子利用率的要求，即尽可 能不采用那些能不采用那些对产对产品的化学品的化学组组成来成来说说没有必要的原没有必要的原 料。料。现现有下列有下列3种合成苯酚的反种合成苯酚的反应应路路线线：本讲稿第七十三页，共七十九页本讲稿第七十四页，共七十九页其中符合原子其中符合原子节约节约要求的生要求的生产过产过程是程是 ()A只有只有B只有只有C只有只有 D本讲稿第七十五页，共七十九页解析：解析：直接氧化，一步反直接氧化，一步反应应使目使目标产标产物的物的产产率高，而率高，而且生成的丙且生成的丙酮酮也是重要的化工也是重要的化工试剂试剂。答案：答案：C本讲稿第七十六页，共七十九页本讲稿第七十七页，共七十九页解析：解析：C4H8Br2是是烯烃烯烃和溴的和溴的CCl4溶液溶液发发生加成反生加成反应应的的产产物，物，生成的二溴丁生成的二溴丁烷烷中的两个溴原子中的两个溴原子应应在相在相邻邻的碳原子上，而的碳原子上，而A项项是是在相在相间间的碳原子上，故不可能。的碳原子上，故不可能。答案：答案：A本讲稿第七十八页，共七十九页课时跟踪训练课时跟踪训练点此进入本讲稿第七十九页，共七十九页