内容正文:
第三章 烃的衍生物
第五节 有机化合物的合成
课时1 有机合成的主要任务
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课堂导入
有机合成帮助人们发现和制备了一系列药物、香料、染料、催化剂、添加剂等,有力地推动了材料科学和生命科学的发展
课堂学习
有机合成的主要任务
利用相对简单
易得的原料
具有特定结构和性质的目标分子
构建碳骨架
引入官能团
有机化学反应
合成
有机合成
构建碳骨架
碳链的增长与缩短
成环与开环
引入官能团
官能团引入或转化
官能团消除与保护
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有机合成的主要任务
处理方法
对比原料分子和目标分子的碳骨架变化,筛选改变碳骨架的方法,确定最合理的方法;
联想各类官能团的性质和转化关系,注意多个官能团的连续转化,综合考虑各类官能团之间的转化步骤和顺序。
有机合成的原则:
起始原料要廉价、易得、低毒、低污染;
尽量选择步骤最少的合成路线,使得反应过程中副反应少、产率高;
符合“绿色化学”的要求,操作简单、条件温和、能耗低、易实现、原料利用率高、污染少,尽量实现零排放;
按照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事实。
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构建碳骨架
当原料分子中的碳原子数少于目标分子中的碳原子数时,需要引入含碳原子的官能团,以增长碳链。
类型一:增加1个碳原子,可采用腈化反应,如不饱和键与HCN的加成、RX与NaCN作用。
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醛中的不饱和键发生加成时,带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上,带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上。
构建碳骨架
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构建碳骨架
类型二:增加2个碳原子,可采用羟醛缩合反应,即具有α-H的醛,在碱催化下与另一分子的醛或酮进行亲核加成,生成β-羟基醛,β-羟基醛可以受热脱水生成α,β-不饱和醛。
增加2个碳原子,还可采用卤代烃与炔钠的反应。
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增加2个碳原子,还可采用分子间脱水的反应,如羟基间脱水缩合成醚,羧酸与醇的酯化。
构建碳骨架
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类型三:增加n个碳原子,可采用加聚反应,或与格氏试剂的加成反应。
构建碳骨架
R′=R″=H(甲醛),产物为伯醇RCH2OH;
其他醛,产物为仲醇R′-CH(R″) - OH;
酮,产物为叔醇RR′R″COH。
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构建碳骨架
碳链的缩短 类型一:脱羧反应。
类型二:水解反应,主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。
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类型三:氧化反应,双键被酸性高锰酸钾氧化时,无氢成酮,一氢成酸,二氢成气(CO2)。
构建碳骨架
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构建碳骨架
类型四:烃的裂化或裂解反应。
类型五:Hofmann降级反应
酰胺与次氯酸钠或次溴酸钠的碱溶液作用时,脱去羧基生成胺,这是霍夫曼所发现制胺的一种方法。因为在反应中碳链减少了一个碳原子,所以称为霍夫曼降级反应。利用这个反应,也以羧酸为原料可以制备少一个碳原子的胺。
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碳链成环
类型一:分子间酯化反应。
构建碳骨架
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类型二:分子内酯化反应。
构建碳骨架
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构建碳骨架
类型三:Diels-Alder反应,含活泼双键的化合物(亲双烯体)与含共轭双键的化合物(双烯体)之间发生1,4-加成生成六元环状化合物的反应,称为Diels-Alder反应,也称双烯合成。
类型四:形成环醚
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构建碳骨架
碳环开环
类型一:环酯的水解开环。
类型二:环烯烃氧化开环。
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构建碳骨架
一种酯与一种醇作用生成另一种酯和另一种醇的反应,称为酯交换或酯交换反应,亦称酯的醇解,酯交换是可逆反应,通常需在酸或碱的催化下进行。
中国科学院上海有机化学研究所人工合成了青蒿素,其部分合成路线如图所示,下列说法中正确的是 ( )
A.“乙→丙”发生了消去反应 B.香茅醛不存在顺反异构现象
C.甲遇浓溴水产生白色沉淀 D.香茅醛可形成分子内氢键
课堂巩固
B
课堂小结
谢谢观看
THANKS
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Traveling Light
Joel Hanson
Traveling Light, track 1
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