有机化学合成专题省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、合成目标和要求,所谓,有机合成,就是从,简单易得,原料,，经过,一步,或,多步,化学反应,制备出比较复杂,目标分子,过程。它也,包含将,复杂物质,变为,简单物质,过程。,14-7,有机合成路线,1.,合成目标,2.,合成要求：,经过一定反应，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化学键，从而使分子发生转变或将几个小分子连接起来。,合成步骤越少越好；,每步产率越高越好；,原料越廉价越好。,第1页,化学反应,是,合成,基础,，,合成路线,原来就是由一些,详细反应,，按照一定,逻辑思维,组合起来。,合成目标化合物分子骨架,引入所需官能团,处理好目标化合物立体化学方面要求,合成一个有机化合物要考虑,关键问题,不外是,三个方面,：,碳胳形成和改变,增加碳链或增加支链,碳链减短,碳环合成,官能团引入,官能团相互转化,二、有机合成基本反应,第2页,或,ZnCl,2,增加碳链或增加支链：,1.,增加一个碳原子反应,无水乙醚,H,2,O/H,+,R-MgX +HCHO RCH,2,OH,无水乙醚,H,2,O/H,+,R-MgX +CO,2,RCOOH,R-X +NaCN R-CN RCOOH,H,2,O/H,+,其中：,R-X,为,脂肪族,伯卤代烃,HCHO,H,C,l,+,+,CH,2,Cl,A,l,C,l,3,或,ZnCl,2,Y,Y,其中：,Y,为,供电子基,C,O,H,C,l,+,+,C,H,O,A,l,C,l,3,第3页,C,R,H,O,H,C,N,C,R,H,O,H,C,N,-,氰,醇,8,应,用,范,围,：,醛,、,甲,基,脂,肪,酮,、,C,以,下,环,酮,C,C,O,O,H,O,H,R,H,-,羟,基,酸,2,H,O,H,+,2.,增加二个碳原子反应,R,C,H,2,C,H,2,O,H,H,3,O,+,R,M,g,X,C,H,2,C,H,2,O,R,C,H,2,O,M,g,X,C,H,2,+,3.,增加多个碳原子反应,R-C CH R-C CNa R-C C-R,/,其中：,R,/,为,伯卤代烃,X,为,Cl,、,Br,、,I,NaNH,2,R,/,X,第4页,铜锂试剂反应,傅,-,克反应,武慈反应,R-X +R-X R-R,其中：,R,/,最好为,伯烷基,X,为,Cl,、,Br,、,I,Na,R-X R-Li R,2,CuLi R-R,/,Li,CuI,R,/,X,其中：,R,/,最好为,伯烷基；,R,普通,无限制,X,为,Cl,、,Br,、,I,+R-X,R,（或烯、醇）,A,l,C,l,3,烷基化：,R,3,时,重排产物,为,主,第5页,羟醛缩合,C,H,O,+,O,H,-,Zn-Hg,2 CH,3,(CH,2,),4,CHO CH,3,(CH,2,),4,CH=C-CHO,(CH,2,),3,CH,3,-,O,H,本身缩合：,交叉缩合：,CH,3,-C-C(CH,3,),3,O,=,CH=CH-C-C(CH,3,),3,O,=,酰基化：,+,CH,3,CH,2,CH,2,-C-Cl,C-,CH,2,CH,2,CH,3,（或酸酐）,A,l,C,l,3,O,=,O,=,CH,2,CH,2,CH,2,CH,3,HCl,第6页,格氏试剂与羰基化合物反应,C,R,R,/,O,H,R,/,-C-H,（,R,/,）,O,=,RMgX/,无水乙醚,H,2,O/H,+,H,（,R,/,）,R,/,-C-X,O,=,RMgX/,无水乙醚,H,2,O/H,+,R,/,-C-R,O,=,RMgX/,无水乙醚,H,2,O/H,+,C,R,R,/,O,H,R,R,/,-C-,OR,/,O,=,RMgX/,无水乙醚,H,2,O/H,+,R,/,-C-R,O,=,RMgX/,无水乙醚,H,2,O/H,+,C,R,R,/,O,H,R,其中：,R,、,R,/,、,R,/,为,烷基,、,芳基,X,为,Cl,、,Br,第7页,维荻希试剂与醛酮反应,季,膦,盐,-,R,R,/,C,H,(,p,h,),3,P,R,/,R,/,C=O +,R,/,R,/,C=C,R,R,/,R,、,R,/,、,R,/,、,R,/,能够为,H,、,-R,、,-Ar,、,-COOR等,碳链减短,不饱和烃氧化,RCH=CHR,/,RCOOH +R,/,COOH,KMnO,4,H,+,R-C=CH,2,R-C=O +CO,2,KMnO,4,H,+,R,/,R,/,R-C CH RCOOH +CO,2,KMnO,4,H,+,CH,2,CH,2,CH,3,-CH(CH,3,),2,KMnO,4,H,+,COOH,-COOH,第8页,不饱和烃与臭氧作用,卤仿反应,R-C=CHR,/,R-C=O +R,/,CHO,O,3,Zn/H,2,O,R,/,R,/,X,为,Cl,、,Br,、,I,R-CHCH,3,CHX,3,+R-COONa,X,2,+NaOH,或,NaOX,OH,R-CCH,3,CHX,3,+R-COONa,X,2,+NaOH,或,NaOX,O,=,脱羧反应,R-COONa +NaOH,（,CaO,）,R-H,R-C-NH,2,R-NH,2,O,=,Br,2,+NaOH,或,NaOBr+NaOH,霍夫曼降解反应,第9页,碳环合成,双烯合成（,D-A,反应）,二元羧酸脱羧,+,X,-X,其中：,X,为,吸电子基，,反应轻易进行,CH,2,COOH,CH,2,COOH,CH,2 n,（）,（）,C=O,CH,2,CH,2,CH,2 n,其中：,n,=2,，,3,第10页,官能团引入与转换,官能团引入,1.,引入卤素,-CH,3,+Cl,2,-CH,2,Cl,-CH,3,Cl-,h,Fe,-CH,3,-CH,2,Br,NBS,Cl,2,CH,3,CH,2,CH=CH,2,NBS,500,CH,3,CHCH=CH,2,CH,3,CHCH=CH,2,Br,Cl,第11页,X,2,R-CH=CH,2,HX,R-CHCH,2,R-CH-CH,3,X,X,HBr,过氧化物,X,R-CH,2,-CH,2,Br,（符合马氏规则）,（违反马氏规则）,R-C CH,X,2,HX,R-C=CH,R-C=CH,2,X,X,X,R-CCH,R-CCH,3,X,X,X,X,2,HX,X,X,X,2.,双键或三键形成,R-CH-CH-R,/,R-CH=CH-R,/,+HX,R-CH-CH-R,/,R-CH=CH-R,/,+H,2,O,NaOH,H,2,SO,4,乙醇,X,H,OH,H,170,第12页,R-CH-CH-R,/,R-CH=C-R,/,R-C C-R,/,NaOH,乙醇,X,X,NaNH,2,X,R,2,C=O +R,/,CH=P(C,6,H,5,),3,R,2,C=CHR,/,3.,引入羟基,R-CH=CH,2,H,2,O,R-CH-CH,3,OH,(BH,3,),2,H,2,O,2,/OH,-,R-CH,2,CH,2,OH,（符合马氏规则）,（反马氏规则）,H,2,SO,4,R-C=O R-CH-OH,H,（,R,/,）,H,（,R,/,）,H,O,H =LiAiH,4,、,NaBH,4,、,H,2,/Ni,、,Pt,、,Pd,等,R-COOR,/,R-CH,2,OH +R,/,OH,H,H =LiAiH,4,、,C,2,H,5,OH+Na,、,H,2,/Ni,、,Pt,、,Pd,等,第13页,R-CH,2,X RCH,2,OH,H,2,O/OH,-,PX,3,、,PX,5,、,SOCl,2,格氏试剂合成法,HCHO R-CH,2,OH,RMgX/,无水乙醚,H,2,O/H,+,R,RMgX/,无水乙醚,H,2,O/H,+,R,/,-C-,R,/,O,=,RMgX/,无水乙醚,H,2,O/H,+,R,/,-C-OH,R,R,/,R,/,-CHO R,/,-CH-OH,第14页,4.,引入羰基,HC CH +H,2,O CH,3,CHO,HgSO,4,H,2,SO,4,R-C CH +H,2,O R-C-CH,3,HgSO,4,H,2,SO,4,=,O,CH,2,=CH,2,+O,2,CH,3,CHO,PdCl,2,-CuCl,2,R-CH=CH,2,+O,2,R-C-CH,3,=,O,PdCl,2,-CuCl,2,R-CH=C,R-CHO +O=C,O,3,Zn/H,2,O,R,/,R,/,R,/,R,/,R-CH-R,/,R-C-R,/,KMnO,4,=,O,OH,第15页,5.,醚键形成,2 ROH R-O-R +H,2,O,H,2,SO,4,合成对称醚,威廉姆逊合成法,R-ONa +R,/,-X R-O-R,/,+NaX,其中：,R,=,伯、仲、叔烷基,R,/,=,伯、仲（不能为叔）烷基,140,第16页,6.,其它一些反应,C=O -CH,2,-,克莱门森还原法,:,吉日聂尔,-,沃尔夫,-,黄鸣龙还原法,:,炔烃选择加氢合成烯烃,R-C-R,/,R-CH,2,-R,/,Zn-Hg,HCl,R-C-R,/,R-CH,2,-R,/,H,2,N-NH,2,，,NaOH,二缩乙二醇,=,O,=,O,R-C C-R,/,Na+NH,3,（液）,H,2,/BaSO,4,或,Pd/C,或,Lindlar,试剂,C=C,C=C,R,R,R,/,R,/,H,H,H,H,顺式加成,反式加成,H,2,SO,4,RCH,2,CH,2,-OH R-CH=CH,2,RCH,2,CH,3,H,2,Ni,170,第17页,O,=,7.,芳环上引入,-X,、,-NO,2,、,-NH,2,、,-SO,3,H,、,-R,、,-C-R,O,=,-X,-NO,2,-R,-C-R,-NH,2,-SO,3,H,X,2,FeX,3,或,Fe,H,2,SO,4,+HNO,3,Fe+HCl,H,2,SO,4,SO,3,或浓,H,2,SO,4,R-X,AlCl,3,R-C-X,AlCl,3,O,=,第18页,8.,重氮化反应,NaNO,2,+HCl,0 5,NH,2,Fe+HCl,NO,2,HNO,3,H,2,SO,4,H,3,PO,2,CuX,+HX,KI,，,HBF,4,，,CuCN+KCN,-X,-OH,H,2,O,，,-CN,-I,-F,N,2,Cl,+,-,N,2,Cl,+,-,第19页,在,有机合成,中，往往要考虑到,一些官能团,也会受到,反应试剂,或,条件,影响而,产生副反应,，甚至影响整个合成过程。所以在合成时必须采取对一些,受影响基团,暂时,转换,为另外,稳定结构,，而进行,保护办法,，待反应完成再使,基团复原,。,在选择保护基时要符合以下要求,:,在温和条件下易与被保护基团反应。,保护基必须在保护阶段各种条件下是稳定。,保护基易于在温和条件下除去。,三、官能团保护,第20页,转变成醚,醚,：对,格氏试剂,、,还原剂,、,氧化剂,、,碱,稳定,。,1.,醇羟基保护,ROH R-O-CPh,3,Ph,3,CCl,CH,3,COOH/H,2,O,第21页,2.,酚羟基保护,苯甲醚,：对,碱,、,氧化剂,、,还原剂,等,稳定,，但对,酸,不稳定,。,OH,OCH,3,CH,3,I,或,(CH,3,),2,SO,4,HI,，,3.,醛、酮、羰基保护,缩醛（酮）,：对,还原剂,、,氧化剂,、,碱,、,格氏试剂,稳定,，,但对,酸,不稳定,。,R-C-R,/,O,=,C,R,R,/,O,O,HOCH,2,CH,2,OH/,干,HCl,H,2,O/H,+,R-C-H,O,=,C,R,H,O,CH,3,O,CH,3,CH,3,OH,H,2,O/H,+,第22页,4.,羧基保护,R-COOH R-COOCH,3,CH,3,OH/H,+,H,2,O/H,+,或,OH,-,5.,氨基保护,NH,2,NH,3,SO,4,H,+,-,H,2,SO,4,NaOH,间位基,CH,3,COCl,或,(CH,3,CO),2,O,NHCOCH,3,NH,2,邻对位基,H,2,O/H,+,或,OH,-,6.,双键保护,卤代烃,：对,碱,、,氧化剂,、,还原剂,稳定,R-CH=CH-R,/,R-CHCH-R,/,X,X,X,2,Zn第23页,7.,芳环位置保护,H,2,O/H,+,H,2,SO,4,SO,3,H,第24页,（六）判定,（,1,）烷烃,（,2,）环烷烃 环丙烷,Br,2,/CCl,4,（,3,）烯烃,Br,2,/CCl,4,、,KMnO,4,/H,+,（,4,）炔烃,Br,2,/CCl,4,、,KMnO,4,/H,+,、,Ag(NH,3,),2,NO,3,、,Cu(NH,3,),2,Cl,（,5,）共轭二烯 顺丁烯二酸酐,（,6,）苯 作业,（,7,）烷基苯,KMnO,4,/H,+,（,8,）卤代烷,卤离子交换反应,S,N,2,反应,AgNO,3,/,醇,S,N,1,第25页,1,、醇判定 金属,Na,，K,2,Cr,2,O,7,，（红色兰绿色）,Lucas,试剂,2,、酚判定,Br,2,水，,FeCl,3,溶液,.,3,、醛酮判定 饱和,NaHSO,4,溶液，,2,4-,二硝基苯肼。,4,、醛判定 ,Tollens,试剂，,Fehling,试剂，其它，如,KMnO,4,溶液,5,、含有,CH,3,CO-,醛酮以及 结构醇 碘仿反应,6,、有机胺判定 ,TsCl,（,“,对甲苯磺酰氯”）,NaOH,H,2,O:,判定脂肪族伯胺、仲胺和叔胺。,HNO,2,：判定芳香族胺,第26页,第九章 醇和酚,醇：甲醇（木醇、木精）、乙醇（酒精）、甘醇（乙二醇）、甘油（丙三醇）,酚：石炭酸（苯酚）、苦味酸,正丁醇、异丁醇、,(CH,3,),3,C-OH,叔丁醇,第27页,第十章 醚和环氧化合物,第十一章 醛、酮和醌,醛：蚁醛（甲醛）、水杨醛（邻羟基苯甲醛）,第28页,第十二章 羧酸,蚁酸（甲酸）、醋酸（乙酸）、草酸（乙二酸）、,水杨酸（邻羟基苯甲酸）安息香酸（苯甲酸）、,肉桂酸（,3-,苯基丙烯酸）。,第29页,第十三章 羧酸衍生物,P447,第30页,第十五章 有机含氮化合物,复杂胺：以烃为母体，氨基及取代氨基作为取代基。比如：,第31页,（二）酸碱性、稳定性、活性、反应速度比较,酸碱性 两酸（酚、羧酸）一碱（氨基化合物,P497,）,其它：醇酸性（略，,P335,）,酸性：,DBCA,酸性：DBCA,碱性：,ACBD,第32页,从强到弱排列苯酚、邻甲基苯酚、邻硝基苯酚、间硝基苯酚、对硝基苯酚、,2,4-,二硝基苯酚、,2,4,6-,三硝基苯酚酸性次序。,第33页,比较以下化合物在水溶液中碱性强弱，按碱性从大到小次序排列,:,氨、,CH,3,NH,2,、,(C,6,H,5,),3,N,、,(CH,3,),3,N,、,(CH,3,),2,NH,、苯胺、,对硝基苯胺、对甲氧基苯胺、,R-,供电子基,Ph-,吸电子基,胺与氨相同，因为氮原子上有一对未共用电子对，轻易接收质子形成铵离子，因而呈碱性。胺碱性强弱可用,pKb,值表示。,PKb,值愈小，其碱性愈强。,不一样胺碱性强弱普通规律为脂肪胺,（仲伯叔）,氨,芳香胺,（苯胺二苯胺三苯胺）,当芳胺苯环上连有给电基时，可使其碱性增强，而连有吸电基时，则使其碱性减弱。比如，以下芳胺碱性强弱次序为：,对甲苯胺苯胺对氯苯胺对硝基苯胺,第34页,活性、反应速度比较：,1,、醇活性次序：,P344,烯丙型、苄基型,叔醇,仲醇,伯醇,烯丙型、苄基型、叔醇、仲醇为,S,N,1,反应。,2,、羰基反应活性,按以下羰基化合物其加成反应活性由强至弱次序排列。,A,、,ClCH,2,CHO B,、,CH,3,CHO C,、,CH,2,=CHCHO D,、,CH,3,CH,2,CHO,答：,ABDC,3,、羧酸衍生物相对反应活性,P453,亲核取代反应,酰氯,酸酐,酯,酰胺,第35页,