有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)有機(jī)合成

1、 太空環(huán)境非常惡劣，如高真空、極度的溫太空環(huán)境非常惡劣，如高真空、極度的溫度變化、宇宙輻射、隕星、微隕石等。如果沒有度變化、宇宙輻射、隕星、微隕石等。如果沒有航天服的保護(hù)，進(jìn)入太空的宇航員可能一分鐘也航天服的保護(hù)，進(jìn)入太空的宇航員可能一分鐘也活不成?；畈怀?。 航天服中已經(jīng)應(yīng)用了一百多種新型材料中大航天服中已經(jīng)應(yīng)用了一百多種新型材料中大多數(shù)是有機(jī)合成材料。如密閉頭盔由透明聚碳酸多數(shù)是有機(jī)合成材料。如密閉頭盔由透明聚碳酸酯組成，艙外航天服面料采用氨綸尼龍聚合物為酯組成，艙外航天服面料采用氨綸尼龍聚合物為主要材料制成。主要材料制成。3000萬(wàn)元人民幣萬(wàn)元人民幣第三章 烴的含氧衍生物第四節(jié)第四節(jié) 有機(jī)

2、合成有機(jī)合成學(xué)海導(dǎo)航學(xué)海導(dǎo)航 1、在熟悉各類有機(jī)物的性質(zhì)、反應(yīng)類型、在熟悉各類有機(jī)物的性質(zhì)、反應(yīng)類型和相互轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)合理的合和相互轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)合理的合成路線。成路線。 2、初步認(rèn)識(shí)逆向合成的思維方法，培養(yǎng)、初步認(rèn)識(shí)逆向合成的思維方法，培養(yǎng)邏輯思維能力和信息遷移能力。邏輯思維能力和信息遷移能力。 3、認(rèn)識(shí)合成的有機(jī)物與人們生活的密切、認(rèn)識(shí)合成的有機(jī)物與人們生活的密切關(guān)系，養(yǎng)成熱愛化學(xué)、熱愛科學(xué)的精神。關(guān)系，養(yǎng)成熱愛化學(xué)、熱愛科學(xué)的精神。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn) 逆合成分析法逆合成分析法1、典型有機(jī)化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，有機(jī)、典型有機(jī)化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，有機(jī)反應(yīng)基本類型：

3、反應(yīng)基本類型：知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接CHCHCHCHCH3CH2OHCH2= =CH2CH3CH2BrCH3CH3CHCH3 3|OCOHCH3|OC H CH3 CH3|2OCOCH 2008年年9月月27日日16時(shí)時(shí)35分，翟志剛穿著分，翟志剛穿著我國(guó)自主研制的我國(guó)自主研制的“飛天號(hào)飛天號(hào)”艙外航天服出艙艙外航天服出艙活動(dòng)，開始了中國(guó)人的第一次太空漫步?；顒?dòng)，開始了中國(guó)人的第一次太空漫步。合作探究合作探究 探討探討1：根據(jù)有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，如何由：根據(jù)有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，如何由CH3CH2Br合成合成CH3COOCH2CH3？寫出反應(yīng)？寫出反應(yīng)方程式（注明反應(yīng)條件），總結(jié)有機(jī)合成的方程式（

4、注明反應(yīng)條件），總結(jié)有機(jī)合成的過程。過程。 基礎(chǔ)原料基礎(chǔ)原料輔助原料輔助原料 中間體中間體副產(chǎn)物副產(chǎn)物輔助原料輔助原料 中間體中間體副產(chǎn)物副產(chǎn)物輔助原料輔助原料目標(biāo)化合物目標(biāo)化合物有機(jī)合成過程示意圖有機(jī)合成過程示意圖溫控滴加反應(yīng)裝置溫控滴加反應(yīng)裝置有機(jī)合成反應(yīng)裝置有機(jī)合成反應(yīng)裝置溫度計(jì)溫度計(jì)恒壓滴液漏斗恒壓滴液漏斗球型冷凝器球型冷凝器三口燒瓶三口燒瓶探討探討2：觀察探討觀察探討1中基礎(chǔ)原料和目標(biāo)中基礎(chǔ)原料和目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)發(fā)生了哪些變化？思考有產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)發(fā)生了哪些變化？思考有機(jī)合成的任務(wù)是什么？機(jī)合成的任務(wù)是什么？有機(jī)合成的任務(wù)有機(jī)合成的任務(wù)(1)構(gòu)建目標(biāo)化合物的構(gòu)建目標(biāo)化合物的分子骨架分子骨架

5、；(2)引入或轉(zhuǎn)化目標(biāo)化合物的引入或轉(zhuǎn)化目標(biāo)化合物的官能團(tuán)官能團(tuán)。1、引入、引入碳碳雙鍵碳碳雙鍵的方法有哪些？的方法有哪些？【思考與交流】請(qǐng)利用所學(xué)的有機(jī)反應(yīng)，列【思考與交流】請(qǐng)利用所學(xué)的有機(jī)反應(yīng)，列出下列官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化方法。出下列官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化方法。2、引入、引入鹵原子鹵原子的方法有哪些？的方法有哪些？3、引入、引入羥基羥基的方法有哪些？的方法有哪些？鹵原子：鹵原子：（1）取代反應(yīng)：）取代反應(yīng)： 烷烴的取代，苯及其同系物烷烴的取代，苯及其同系物的取代，醇和鹵化氫的取代，酚和溴水的取代的取代，醇和鹵化氫的取代，酚和溴水的取代（2）加成反應(yīng)：）加成反應(yīng)： 烯烴、炔烴與鹵素單質(zhì)或鹵烯烴、炔

6、烴與鹵素單質(zhì)或鹵化氫的加成化氫的加成碳碳雙鍵：碳碳雙鍵：（1）消去反應(yīng)：）消去反應(yīng)： 鹵代烴的消去，鹵代烴的消去， 醇的消去醇的消去（2）加成反應(yīng)：炔烴的不完全加成）加成反應(yīng)：炔烴的不完全加成羥基：羥基：（1）取代反應(yīng)：）取代反應(yīng)： 鹵代烴的水解，鹵代烴的水解， 酯的水解酯的水解 （2）加成反應(yīng)：）加成反應(yīng)： 烯烴與水加成，烯烴與水加成， 醛或酮與氫氣加醛或酮與氫氣加成（還原）成（還原）消去消去CH2=CH2加加BrBr2 22 2、 CH3CH2-Br CH2BrCH2Br1 1、 CH3CH2-BrCH3-COOH水解水解CH3CH2OH氧化氧化氧化氧化CH3CHO3 3、n CHCHn

7、CHCH CHCH2 2 CHClCHCln 催化劑催化劑nCHnCH2 2=CHCl=CHCl【跟蹤練習(xí)【跟蹤練習(xí)1 】基礎(chǔ)原料基礎(chǔ)原料中間體中間體中間體中間體目標(biāo)化合物目標(biāo)化合物正向合成分析法示意圖正向合成分析法示意圖采用正向思維方法，從采用正向思維方法，從已知原料已知原料入手，找出入手，找出合成所需要的合成所需要的中間體中間體，逐步推向，逐步推向目標(biāo)產(chǎn)物目標(biāo)產(chǎn)物。正向合成分析法正向合成分析法探討探討3：結(jié)合探討：結(jié)合探討1合成過程，探討我們可采合成過程，探討我們可采用哪些分析方法設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線？用哪些分析方法設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線？ 逆向合成分析法逆向合成分析法是將是將目標(biāo)化合物目標(biāo)化合物倒

8、退一步尋找上一步反應(yīng)倒退一步尋找上一步反應(yīng)的中間體，該的中間體，該中間體中間體同輔助原料反應(yīng)可以同輔助原料反應(yīng)可以得到目標(biāo)化合物。依次類推，最后確定得到目標(biāo)化合物。依次類推，最后確定基基礎(chǔ)原料礎(chǔ)原料。目標(biāo)化合物目標(biāo)化合物中間體中間體中間體中間體基礎(chǔ)原料基礎(chǔ)原料逆向合成分析法示意圖逆向合成分析法示意圖C OC2H5C OC2H5OOC OHC OHOOH2C OHH2C OHH2C ClH2C ClCH2CH2基礎(chǔ)原料基礎(chǔ)原料石油裂解氣石油裂解氣+ CH3CH2OH1+H2O2+Cl23+H2ONaOH4O5濃濃H2SO4【例【例1】逆合成分析法設(shè)計(jì)由乙烯合成乙二酸】逆合成分析法設(shè)計(jì)由乙烯合成乙

9、二酸二乙酯的合成路線：二乙酯的合成路線：目標(biāo)化目標(biāo)化合物合物 伊萊亞斯伊萊亞斯詹姆斯詹姆斯科里科里1928年生于美國(guó)，年生于美國(guó)，23歲從美國(guó)麻省理工學(xué)院獲得歲從美國(guó)麻省理工學(xué)院獲得博士學(xué)位。現(xiàn)任哈佛大學(xué)教授。博士學(xué)位?，F(xiàn)任哈佛大學(xué)教授。 科里從科里從20世紀(jì)世紀(jì)50年代后期開始從事有機(jī)合成的研年代后期開始從事有機(jī)合成的研究工作，他和他的同事們共同合成了幾百個(gè)結(jié)構(gòu)都比較究工作，他和他的同事們共同合成了幾百個(gè)結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜重要天然化合物。復(fù)雜重要天然化合物。 科里科里1967年提出了年提出了 “逆合成分析原理逆合成分析原理”，將有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)技巧，將有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)技巧藝術(shù)的變成了具有嚴(yán)格思維

10、邏輯的科學(xué)，按照他的原理，使很多合成難度藝術(shù)的變成了具有嚴(yán)格思維邏輯的科學(xué)，按照他的原理，使很多合成難度較大的有機(jī)化合物，得到較高的產(chǎn)率而獲得成功。較大的有機(jī)化合物，得到較高的產(chǎn)率而獲得成功。 科里還開創(chuàng)了運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)合成設(shè)計(jì)，他和他學(xué)生衛(wèi)普克科里還開創(chuàng)了運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)合成設(shè)計(jì)，他和他學(xué)生衛(wèi)普克編制的第一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)程序編制的第一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)程序(OCSS) ，開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)，開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)輔助有機(jī)合成的新紀(jì)元。輔助有機(jī)合成的新紀(jì)元?？评锾岢龅挠袡C(jī)合成理論及方法，促進(jìn)了有機(jī)合科里提出的有機(jī)合成理論及方法，促進(jìn)了有機(jī)合成化學(xué)的飛速發(fā)展，因而獲得了成化

11、學(xué)的飛速發(fā)展，因而獲得了1990年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 【跟蹤練習(xí)【跟蹤練習(xí)2】 3、茴香酸甲酯已知、茴香酸甲酯已知 是一種醫(yī)藥中間體。是一種醫(yī)藥中間體。 （1）該醫(yī)藥中間體的分子式為）該醫(yī)藥中間體的分子式為 ， 分子中官能團(tuán)的名稱分子中官能團(tuán)的名稱 . （2）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理方案用茴香醛）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理方案用茴香醛 合成合成 該醫(yī)藥中間體該醫(yī)藥中間體(其他原料自選，用反應(yīng)流程圖表示，并注其他原料自選，用反應(yīng)流程圖表示，并注 明必要的反應(yīng)條件明必要的反應(yīng)條件)。 例如：例如： COOCH3CH3OCHOCH3OBrH2催化劑Br2光照 (1) C9H10O3 ，酯基、醚鍵。 (2)CHOCH3

12、OCOOHCH3OKMnO4 / H+COOCH3CH3OCH3OH濃硫酸 原料原料中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物產(chǎn)品產(chǎn)品正正正正逆逆逆逆掌握正確的思維方法，綜合運(yùn)用掌握正確的思維方法，綜合運(yùn)用正推或逆推導(dǎo)出最佳合成路線。正推或逆推導(dǎo)出最佳合成路線?！咎接懱接?】如果我們?cè)诤铣赡繕?biāo)化合物有多條路】如果我們?cè)诤铣赡繕?biāo)化合物有多條路線，應(yīng)考慮哪些因素來確定最佳的合成路線呢？線，應(yīng)考慮哪些因素來確定最佳的合成路線呢？結(jié)合例結(jié)合例2、例、例3說明有機(jī)合成的原則。說明有機(jī)合成的原則。目標(biāo)化合物目標(biāo)化合物基礎(chǔ)原料基礎(chǔ)原料中間體中間體ABC93.0%81.7%85.6%90.0%總產(chǎn)率總產(chǎn)率= 93.0%81.7%90.

13、0%85.6% =58.5%10 10條合條合成路線成路線H2C= CCOOHCH32甲基丙烯酸甲基丙烯酸COOHHSCH2CHCONCH3卡托普利卡托普利例例2、【學(xué)與問】計(jì)算該合成路線的總產(chǎn)率。、【學(xué)與問】計(jì)算該合成路線的總產(chǎn)率。例例3、甲基丙烯酸甲酯是世界上年產(chǎn)量超過、甲基丙烯酸甲酯是世界上年產(chǎn)量超過100萬(wàn)噸萬(wàn)噸的高分子單體，舊法合成的反應(yīng)是：的高分子單體，舊法合成的反應(yīng)是： （CH3）2C = O + HCN （CH3）2C（OH）CN （CH3）2C（OH）CN + CH3OH+H2SO4 CH2 = C （CH3）COOCH3 + NH4HSO490年代新法合成的反應(yīng)是：年代新法

14、合成的反應(yīng)是： CH3C CH+CO+CH3OH CH2 = C（CH3）COOCH3與舊法比較，新法的優(yōu)點(diǎn)是與舊法比較，新法的優(yōu)點(diǎn)是 （ ） A原料無(wú)爆炸危險(xiǎn)原料無(wú)爆炸危險(xiǎn) B原料都是無(wú)毒物質(zhì)原料都是無(wú)毒物質(zhì) C沒有副產(chǎn)物，原料利用率高沒有副產(chǎn)物，原料利用率高 D對(duì)設(shè)備腐蝕性較小對(duì)設(shè)備腐蝕性較小PdC D（1）起始原料要廉價(jià)、易得、低毒、低污染）起始原料要廉價(jià)、易得、低毒、低污染通常通常采用采用4個(gè)個(gè)C以下的單官能團(tuán)化合物和單取代苯。以下的單官能團(tuán)化合物和單取代苯。（2）盡量選擇步驟最少的合成路線。步驟越少，總）盡量選擇步驟最少的合成路線。步驟越少，總產(chǎn)率越高。產(chǎn)率越高。（3）滿足）滿足“綠

15、色、環(huán)保綠色、環(huán)保”的要求，最大限度地使原的要求，最大限度地使原料的每一個(gè)原子結(jié)合到目標(biāo)化合物中，達(dá)到零排放。料的每一個(gè)原子結(jié)合到目標(biāo)化合物中，達(dá)到零排放。（4）操作簡(jiǎn)單、條件溫和、能耗低、易于實(shí)現(xiàn)。）操作簡(jiǎn)單、條件溫和、能耗低、易于實(shí)現(xiàn)。（5）尊重客觀事實(shí)，按一定反應(yīng)順序和規(guī)律引入官）尊重客觀事實(shí)，按一定反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團(tuán)。能團(tuán)。有機(jī)合成的原則有機(jī)合成的原則 觀察目標(biāo)分觀察目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)子的結(jié)構(gòu)逆推基礎(chǔ)原料并逆推基礎(chǔ)原料并設(shè)計(jì)合成路線設(shè)計(jì)合成路線 對(duì)不同合成路對(duì)不同合成路線進(jìn)行優(yōu)選線進(jìn)行優(yōu)選核心問題核心問題核心問題核心問題核心問題核心問題 目標(biāo)分子的骨目標(biāo)分子的骨 架和官能團(tuán)架和官能團(tuán)

16、 綠色合成思想綠色合成思想骨架的構(gòu)建和官能骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的一般程序有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的一般程序 1、 由由2氯丙烷為主要原料制取氯丙烷為主要原料制取 1，2丙二醇丙二醇時(shí)，需要經(jīng)過的反應(yīng)類型為時(shí)，需要經(jīng)過的反應(yīng)類型為 （ ） A.加成加成消去消去取代取代 B. 消去消去加成加成取代取代 C.取代取代加成加成消去消去 D. 消去消去取代取代加成加成B達(dá)標(biāo)練習(xí)：達(dá)標(biāo)練習(xí)：2、綠色化學(xué)提倡化工生產(chǎn)應(yīng)提高原子利用率（目標(biāo)、綠色化學(xué)提倡化工生產(chǎn)應(yīng)提高原子利用率（目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比）。在下列制備環(huán)產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比）。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中，原子利用率最高的是氧乙烷的反應(yīng)中，原子利用率最高的是 （ ）C3、食品香精菠蘿酯的生產(chǎn)路線（反應(yīng)條件略去）如下：下列敘述錯(cuò)誤的是 （ ） A.步驟（1）產(chǎn)物中殘留的苯酚可用FeCl3溶液檢驗(yàn)B. 步驟（2）發(fā)生的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)C.苯氧乙酸和菠蘿酯均可與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)D.步驟（2）產(chǎn)物中殘留的烯丙醇可用溴水檢驗(yàn)D32C H C O O H , C l A B C 濃 硫 酸 ， ， 光 照稀 堿 溶 液（C7H7Cl）D（乙酸苯甲酯）（乙酸苯甲酯）4、（鞏固提高7）乙酸苯甲酯對(duì)花香和果香的香韻具有提升作用，故常用于化妝品工業(yè)和食品工業(yè)。乙酸苯甲酯可以用下面的設(shè)計(jì)方案合成：