9有机合成与重要反应总结课件.ppt

1、有机合成简介一、有机合成的出题方式和类型一、有机合成的出题方式和类型有机合成考试的目的：有机合成考试的目的：测试考生在测试考生在透视化合物中的拼凑痕迹透视化合物中的拼凑痕迹 追寻基因来历追寻基因来历 辨别化学反应的最佳条件与结果辨别化学反应的最佳条件与结果等方面的能力等方面的能力 因此一般合成题有以下特点：OCH3CH2X ，CH3CHO， CH3CH2OHCHCHc. C3 CH3CH CH2H3CCOCH3d. 多CCH3H2CCHCHCH2OO1 1、以基本化工原料为基本材料、以基本化工原料为基本材料 a. C1 CH2O CH3X CO2 HCNb. C2 CH2=CH22 2、衍生材

2、料用于特殊合成、衍生材料用于特殊合成 a，三乙，丙二酸酯，乙酸乙酯，不饱和醛酮 b，格氏试剂、P试剂（witting试剂）、S试剂3 3、题型分：指定原料、限定原料、不指定原料三种、题型分：指定原料、限定原料、不指定原料三种4 4、基团转换类题占、基团转换类题占30%30% 基本反应试剂拼凑类占基本反应试剂拼凑类占25%25% 各种缩合、包括成环，占各种缩合、包括成环，占45%45%二、做合成题应注意的问题二、做合成题应注意的问题1、答题规范 a、注明主要条件 b、以箭头将各步串联起来，飞主要成分可以不写，但主要的竞争性副产物要标明 c、只写一条路线，且这条路线应是最佳的 2、合成条件选取，一

3、般以实验室为主。属原料性质的可取工业方法。 3、步骤书写要清楚，一般每步代表一个合成过程，如果明确知道n个步骤在一个反应器中未经分离地连续进行，则可在箭头上方以甚至是标明反应步骤条件三、解题方法三、解题方法1、逆合成法，或称反推法，这是最有意义的方法，应掌握。 有目标分子，合成子，切断等概念。 适应广，主要对烃、环骨架合成时有用。 合成子在切断时所得出的概念性分子碎片2、基团转换法 有定位规则、反应选择性等概念。 适合芳环上的反应、简单烃上的反应 3、关键基团分析法 在上方法中，都时刻要注意反应部位反应部位. .基团保护基团保护.定位定位诱导诱导.基团活化。基团活化。好的试卷，至少一半的题目会

4、涉及到这类关键性步骤。分析准，解题就会正确。四、合成路线设计时应考虑的三大因素三大因素： 碳架的建立、官能团的建立及官能团的保护碳架的建立、官能团的建立及官能团的保护RCH2X+ CNRCH2CNRCH2COOH胺解RMgX + CH2ORCH2OHRCH2X+CO2醚H3ORCOOHRCOR(H)+ HCNRCHOR(H)CN1.碳架的建立：碳架的建立： 包括C链增长、缩短、重排、成环、开环、扩环、缩环a 、增长C链的反应（指主链上增）增C2RMgX+ORCH2CH2OH增C1RCR(H)O+CCRHRCOH(H)RC CRRMgX +CH3CHO(R)醚H3ORCH(OH)CH3(R)R2

5、CO醚H3ORCRRHO+R2CHCRO碱R2CCORRXR2CCROR三乙丙二酸酯RCH2CHO碱RCH2CHHOCHCHOR- H2O加热RH2CHCCRCHOR2CO+ RCHPPh3R2CCHRb. 缩短C链CC+O3COOOCZn/H2OCO+CO端烯C减C1RCOCH3+NaXONaOHRCOONa+CHX3RHCCOOHOH稀H2SO4加热RCOH+HCOOHRCH2CONH2Br2,NaOHH2ORCH2NH2降C1c. 成环CC+CCCC+X（CH2）nX+OO碱（CH2）nOOH2CH2CCH2CH2H2CCOOC2H5COOEtC2H5ONa迪克曼酯缩合OCOOC2H5另

6、外，麦氏加成等，在位置适合时也用于环合成另外，麦氏加成等，在位置适合时也用于环合成d. 重排CXCOHCCCCH2CHCCH2ROHHH2CCCH3RNH2NaNO2/ HH2OCH2OHCH2NH2OHCCROHRRHORH2SO4CCRRROR C+ 重排重排wagner-meerweiq重排H3+O均有重排由不稳定稳片呐醇重排例缩扩 C C- - 重排重排PhCH2COCH2ClOH-PhCH2CH2COOHClORO-ClOSN2OOR-OORH+OORRCH2ORPhLiRCHORCHRROHRCONH2NaOBrRNH2Witting 重排 游离基类重排游离基类重排氮烯氮烯Hofm

7、amnCurtiusLossenRCON3RNH2RCONHOHRNH2OH- 炔酮炔酮ClaisenOXROXROOHH2CCH CH2CH2CHCH2O，N，S原子均可Cope重排HO3，3O220, 3hOHHO2. 官能团的建立官能团的建立引入、转换、除去等a.引入引入 芳烃的卤化反应注.烷基化、酰基化时强吸电子基的阻碍作用Cl+CH3XAlX3XCH3CH3要慎用，当Cl- NO2,CO等时，不反应！除非同时还有强给电子基，强者为主，才可考虑（定位规则）H的取代CH CH3Cl2hvNBS进一步转化b.b.官能团的除去：多余的除去官能团的除去：多余的除去RCOOH (R)RCHOHR

8、CH2OHHXRCH2X醚MgRCH2MgXH2ORCH3RRCOZn-Hg/H+RCH2R也可用NH2NH2/NaOHc.官能团的相互转化官能团的相互转化CHOHNaClO或CrO3LiAlH4或NaBH4COCH2BrOH-PBr3CH2OHCCH2Ni等CH CHC CSO3HH2O+H2SO4NH2NaNO2.HCl0-5N2ClH3PO2或CH3CH2OH+N23.官能团的保护官能团的保护对多官能团物质，选择性反应，涉及保护某些不反应的官能团的问题选择性试剂的利用选择性试剂的利用（或利用反应的选择性）a. NaBH4 LiAlH4 的还原不反应的C CC C反应的C OC OROOR

9、COOHCONH2CNNO2OCOOCH3NaBH4OHCOOCH3b. Ag+, Cu2+/OH-可氧化 CHO不氧化例1.Ag+(NH3)22.H+CH=CHCHOC6H5CH=CHCOOHC6H5c. H2/linder 催化剂可加H2C C到肟d. 一般催化加氢，可氢化C CCN但不影响OCHCH COCH2CH2COH2/ PtO20.3MPa,25CH2OHOHOHH2/PdCuSO4/喹啉0.1MPa，30-37CH2OHe. 醇的酯化： 伯醇仲醇叔醇 直接酯化法 伯 （仲） 酸酐法 伯 仲叔醇难酯化Of.+ 亲核试剂， HCN Na2SO3等RCOCl RCHO RROC CH

10、COC6H5CO RCOOR R-CN，R-CONR2 R-COO- CH3C CH2CH2CH2CHO+HCNCH3COCH2CH2CH2CHOHCNO不反应CC不被亲核试剂加成，但如果与O共轭，则可，例CHCH CO+HCNC2H5OHCH3COOHCHCH2COCN. . 官能团的保护官能团的保护 选用合适试剂，先将不需转变的基团保护起来，待其它反应完后，再恢复OH 醇， 用CH3COClC6H5COCl保护， OH-/H2O除去CH3SO2Cl H2O除去H3CH3CO H3+O除去OH 酚， CH3I 或 (CH3)2SO4保护 HI 除去 CHO 醛 乙醇或甲醇 成缩醛 HCl(干

11、）催， H3+O除去OHOCH2CH2OH干 HCl催 H3+O除去NH2 CH3COCl 保护 H2O/H+ or OH- 除去 C6H5COCl C6H5CHO 成希夫碱 水解除去 利用导向基利用导向基a.活化导向NH2Br2/H2OOH-NH2BrBrBrH2SO4/NaNO20-5CH3CH2OH BrBrBrb. 钝化导向NH2CH3COClOH-NHCOCH3H2SO4/HNO3NHCOCH3NH2H3+O/H2ONH2NH2C. 阻止进入某些位置NHCOCH3H2SO4NHCOCH3SO3HHNO3H3+ONH2NO2叔丁基化反应，等保护、占位，略叔丁基化反应，等保护、占位，略五

12、五 合成举例合成举例例1 以苯和C3以下合成分析 H3CCH3CCHCH2C6H5例2 以C3以下有机物为原料合成CH3CHOHCCH3CH2CH3CH2OHCH3CHOHCCH3CH2CH3CH2OHCHCCCH3CH2CH3CH2OHOCH3COCCH3CH2CH3C OEtOCH3CH2CC OEtOO+CH3Br, CH3CH2BrCH3MgX+ CH3COCH2CH2C6H5TMCH3CH3O+XMgCH2CH2C6H5TMCH3CH2OH+ CH3COOHHCH3COOCH2CH3C2H5ONa三乙 EtONa CH3CH2Br EtONa CH3BrCH3CH2CCOOC2H5O

13、 LiAlH4 H2OTM-二羟二羟-二羰二羰例3 以丙烯和环戊烯为原料合成OHOHH3CCHMgXH3C+CHO+CHOCH2CH CH3 HXMg/醚例4 以C4合成OOOO对称COOEtO+Br CH2CH2BrCH3COOCH2CH3C2H5ONa三乙ETONaCOOEtOBrBrOOCOOEtCOOEt5% NaOH成酮水解OOOH-/H2O 稀,-H2OO可还原为OH例5. 以C4以下原料合成CH C CH(CH3)2HC CNa+Br CHCH3CH3CH3CSSCH(CH3)2CCH2SS+Br CHCH3CH3* CH3CHO+HS(CH2)3SHHH3CHCSSn-C4H9

14、LiTHFCSSH3C(CH3)2CHBrCH3CSSCH(CH3)2HgCl2H2O2,TM该例中，C O的两种合成方法看不出优劣，但下例则很明显CH3C CH(CH3)2O例6 由C4以下合成CH3CH2C CHCH2CH3O OHCH3CH2CHO+HS(CH2)3SHHH3CH2CHCSSn-C4H9LiTHFH3CH2CCSS CH3CH2CHOH2OCSSH3CH2CH3CH2CHCOHHgCl2H2O2,TM而如用CH3C CNa则CH3C CNa+CH3CH2CHOCH3C C CHCH2CH3OH但Hg2+/H2O? 可能为CH3CH2C CHCH2CH3OHO -OH 是吸

15、电子基例7 由C4以下有机物合成OOH或OO也是用到极性反转试剂极性反转试剂CHOHHCSSn-BuLiTHFCH2CHCH3OHgO/HgCl2H2OTMPPh3+ R CH2XRCH2PPh3XOHRCHPPh3RRORRCH R与格氏试剂类似，也为极性反转试剂极性反转试剂碱，立体控制例8 由苯和C1化合物为原料合成CH3ClClCH3NH2ClCH3NH2HO3SCH3NH2注+ CH3ClFeCl3CH3H2SO4CH3SO3HHNO3/H2SO4CH3SO3HNO2H3OCH3NO2Fe/HClCH3NH2CH3COClCH3NHCOCH3H2SO4CH3NHCOCH3HO3SCl2

16、/FeCH3NHCOCH3HO3SClH3OCH3NH2ClNa2NO2/HClCuCl2TM例9 由丙酮、丙二酸二乙酯为原料合成OO-二酮2CH3COCH3Ba(OH)2CH3COCHCCH3CH3EtONaCH2(COOEt)2CH3COCH2CCH3CH3CH(COOEt)2EtONa分子內OOCOOEt NaOHHCl -CO2TM 典型化学性质化学性质的考试除合成题外，还有：主要 完成反应式 约30-40% 鉴别 约10% 结构推理亦含有约10%一般而言，化学反应分特征反应与非特征反应官能团 现象明显 副反应少选择性 条件特别副反应多，现象不明显下面将期末考试的涉及的典型性质作一归纳

17、，不一定全面一、 醛酮O HCN H /H2OHOCOOHCH3CCH3O CH3MgBr, Et2O H3OH3CH3CH3COHCHONaHSO3CHOHSO3NaCHO+HCHO浓 NaOHCH2OH+HCOOHPhPh LiAlH4 H3OOHCH3HOHPhCH3COCH2CH2COOHNaOICHI3+OOCCH2CH2COOHBrCH2(CH2)3COCH3 Mg,THF H2OOHCH3PPh3+O+PPh3OCHOOH(CH3CO)2CH3COONa CHOHCHCOOOOOCHO (CH3CO)2O,CH3COOK H3OOCHCHCOOHO+CH2CHCOCH3碱OHOC

18、H2CH2CH2CHOCH3OH干 HClOOCH3OCHO+NCCH2COOC2H5CH3COONH4- H2OOCHCCNC OEtOC6H5CHCH CHCH3OH(CH3)2CHO3AlC6H5CHCHCOCH3CCHOO浓NaOHCHOCHO稀OHCH3COCHCH2H2/Ni二二 羧酸及衍生物羧酸及衍生物(CH3)2CHCCH2COOH(CH3)2CHCCH3OOCOOC2H5+CH2(COOC2H5)2CCHCOOC2H5OCOOC2H5C2H5ONaCH3CHCH2COOHOHK2CrO7CH3CCH3OCH3CCH3CH3COOK+HCCHCH2BrBrH3CCCH3CH3C

19、OCH2CHCHBrOCH2CH COCH2COOHLiAlH4H3OCH2CHCHOHCH2CH2OHCH3COCH2CCOOHCH3COOHCH3COCH2HCCH3COOHClCHCHHCCH3COOHCl CH CHHCCH3CNH2OSOCl2NH3COOHClCOOHClBrBr2PClCH2COOC2H5Zn/Et2OCH3CHOH3OCH3CHCHCOOC2H5OOO+OCH2OHOOOHOCH2OD-ACH2CHOHCH2COOHCH2CHCH COOHH3CCOOCOOCH3CH3OCH3OHHOCOOCH3+CH3COOCH3COClNH2NH3NaOBrOO+NH3CH

20、2OHNH2NaOBrCOOC2H5COOC2H5+CH3CH2COOC2H5NaOEtCCOOC2H5OCHCH3COOC2H5C6H5CHCH COOC2H5C6H5CHH2CCOOHCNHCNH3OCOClCl+C3H7OHCClOOC3H7OOO+NH31LiAlH4H3OCH2NH3CH2OHCOOC2H5+2CH3LiH3OCCH3CH3OHCNH2CNH3LiAlH4H3ONHC6H5SO2ClNO2SClNH2+NaNO2H2SO4H3OClOHNH3CCH3OHNH3CCH3H3COHH3CNH2HNO2CHOH3CCH3OCH3BrNaNH2NH3OCH3NH2CH3NMe

21、2+NaNO2HClCH3NMe2NONMe2H2O2NMe2OONH2OHH2SO4NHO注意区别NCH3OHH2SO4NHCOCH3C2H5CHCH3HCNMe2OH2O2C2H5CCH3CHNH3OH2CCHCOOEtOCH2CH2COOC2H5CH3O+NHCH3NCH3NCH3NBrO2N+Me2NH.HClNaHCO3NO2NNMe2NPhCO3HNO四 其他反应OCH2H3CCHCH2OHH3CCH2*CHCH2OCH2H3CCHCH2CH3OHH3CCH3CH2CHCH2NHNHCH3H3CCH3H3CH2NNH2CH3COClH3CCH2COO CH3CH3CHCO+CH3O

22、HTMOHCH3HCH3hvCH3CH3HHHCH2N2Ag2OCH3OHOH3COCH3HOH3CHO+COOCH3COOCH3OCH3CH3NHNHNO2N+CH3INCH3.IH3CCOONO2H3CCOO2ClClClHClHHHhvCH3HCH3HCH3CH3问题大大过量的苯与Cl CH2CH2Cl在AlCl3催化下反应，得什么产物答案1CH2CH2这是莫里森上的标准答案，当然正确 但果真如此吗？答案2CH2CH2CHCH3+因为CH2CH2ClH+AlCl3CH2CH2AlCl4重排CHAlCl4CH3TMCl CH2CH2Cl+AlCl3Cl CHCH2AlCl4重排ClCHAlCl4CH3TMTM还因为答案3CHCH3CHCH3 苯大大过量是为了防止多取代产物。但：多取代速度远大于单取代速度，仅大大过量不够反应时间、温度？最初反应产物与终极产物根据实际生产工艺，在不能及时移出产物时，多取代、重排、甚至间位化将是主要产物答案4在低温短时间反应时CH2CH2在较高温度短时间反应CHCH3在高温长时间反应时CHCH3CHCH3上叙各答案均可用理论计算佐证，例考理论化学时结论： 不同层次有不同考虑