1、第 五 节 有 机 合 成第 三 章 烃 的 衍 生 物一、有机合成的概念有机合成指利用相对简单、易得的原料，通过有机化学反应来有机合成指利用相对简单、易得的原料，通过有机化学反应来构建构建 和引入和引入 ，由此合成出具有由此合成出具有特定特定 和和 的的目标目标分子的过程方法。分子的过程方法。有机合成碳骨架碳骨架结构结构 性质性质官能团官能团如：磷酸氯喹是治疗疟疾的药，在治疗新冠肺炎COVID-19时也有疗效，看科学家如何用简单的原料合成它。ClNNHCH3NCH3CH3H3PO4磷酸氯喹丙氨酸磷酸H3PO4磷酸氯喹的合成合成纤维塑料合成橡胶二、有机合成的意义 有机物的合成和使用提高了人类的
2、生活质量1.弥补自然资源的不足2.改造和修饰自然物质，使其性能更完美二、有机合成的意义 约约40004000年前，古埃及人发现柳年前，古埃及人发现柳树皮可以消炎、镇痛树皮可以消炎、镇痛20002000年前，意大利化学家成功从柳树年前，意大利化学家成功从柳树皮分离、提纯出有效成分：水杨酸皮分离、提纯出有效成分：水杨酸-COOH-OH18521852年，蒙彼利埃化学家确定年，蒙彼利埃化学家确定了水杨酸分子的结构，但发现了水杨酸分子的结构，但发现其不能稳定存在其不能稳定存在18931893年，德国化学家年，德国化学家合成乙酰水杨酸合成乙酰水杨酸有机药物的合成帮助人们战胜疾病、延长寿命3.创造新物质，
3、满足人类特殊需求二、有机合成的意义 航天工业需要合成新材料病毒的防护需要合成新材料代表物化学性质1氧化反应：可燃性2取代反应：氯气、光照3分解反应：高温（烷烃有裂化裂解）1氧化反应：可燃性2氧化反应：酸性高锰酸钾、酸性重铬酸钾溶液3氧化反应：催化剂得甲基环氧乙烷4加成反应：使溴水褪色；与HBr、HCN加成有马氏规则、反马氏规则产物：共轭二烯烃有1，2-加成和1，4-加成。5加聚反应：催化剂，加热，形成合成高分子。三、有机合成的知识储备1、代表性有机物的性质代表物化学性质CHCH1氧化反应：可燃性2氧化反应：还原酸性高锰酸钾、酸性重铬酸钾溶液3加成反应：；与HCl加成后，合成聚氯乙烯4加聚反应：
4、催化，加热，产物含有n个碳碳双键。1氧化反应：可燃性2取代反应-溴代反应：溴、铁粉，得溴苯3取代反应-硝化反应：浓硝酸、浓硫酸、水浴加热604取代反应：磺化反应，浓硫酸，加热；拓展：付克尔烷基化5加成反应：氢气、Ni催化下生成环己烷【易取代、难加成】三、有机合成的知识储备1、代表性有机物的性质代表物化学性质1氧化反应：可燃性2氧化反应：使酸性高锰酸钾溶液褪色，被其氧化为苯甲酸3取代反应：硝化反应比苯容易，被甲基活化，邻对位取代。与纯卤素单质，条件不同，取代位置不同：光照，侧链，Fe粉，环上；4加成反应：氢气、Ni催化下生成甲基环己烷。【易取代、难加成】CH3三、有机合成的知识储备1、代表性有机
5、物的性质1取代反应：NaOH(aq)，加热，生成乙醇。2消去反应：NaOH的乙醇溶液，加热，和-H消去成碳碳双键代表物化学性质1氧化反应：可燃性，Cu/Ag，加热（2H成醛、1H成酮）被酸性高锰酸钾溶液氧化为乙酸2置换反应：与活泼金属置换出氢气3取代反应-溴代反应：浓氢溴酸，加热，得溴乙烷4取代反应-酯化反应：浓硫酸催化下，加热，和酸反应，酸脱羟基，醇脱氢，生成酯。5取代反应：浓硫酸催化下，加热至140，分子间脱水成醚。6消去反应：浓硫酸催化下，加热至170，羟基和邻碳H消去成碳碳双键。三、有机合成的知识储备1、代表性有机物的性质三、有机合成的知识储备1、代表性有机物的性质代表物化学性质1弱酸
6、性：与Na、NaOH(aq)、 反应，指示剂不变色2氧化反应：使酸性高锰酸钾溶液褪色在空气中被氧气氧化呈粉红色3取代反应：浓溴水，三溴苯酚白色沉淀，取代邻对位，验酚羟基。4加成反应：氢气、Ni催化下生成环己醇。【易取代、难加成】5显色反应：显紫色6缩合反应：苯酚和甲醛形成酚醛树脂OH三、有机合成的知识储备1、代表性有机物的性质代表物化学性质（甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、果糖、麦芽糖）1氧化反应：可燃性2氧化反应：使酸性高锰酸钾溶液褪色，被其氧化为乙酸；氧气、催化剂作用下，氧化为乙酸。3氧化反应：氧化。RCHO+24氧化反应：新制氢氧化铜悬浊液氧化。RCHO+5氧化反应：使溴水褪色，被次溴酸氧化为乙
7、酸。6还原反应：与氢气、催化剂加成为醇1、代表性有机物的性质三、有机合成的知识储备代表物化学性质1酸性：酸碱指示剂变色；与NaNa、ZnOZnO、NaOHNaOH、反应2氧化反应：可燃性3取代反应：羧基中的羟基的取代反应，如酯化反应。4还原反应：很难被氢气还原，可以被还原为一级醇。1、代表性有机物的性质三、有机合成的知识储备代表物化学性质1氧化反应：可燃性。2水解反应：酸性条件下（稀硫酸）、可逆，形成羧酸和醇。3水解反应：碱性条件下（NaOH溶液）完全水解，生成羧酸盐、乙醇。4还原反应：难以用氢气还原，用其他试剂可以还原。具有碱性，与盐酸反应生成可溶于水的苯胺盐酸盐在酸或碱存在并加热条件下可以
8、发生水解反应酸性条件水解：生成羧酸和铵盐碱性条件水解：生成羧酸盐和氨气2、有机反应类型三、有机合成的知识储备有机物分子中加有机物分子中加O O或去或去H H的反应的反应包括所有的燃烧（大多数有机物可以燃烧）、使酸性高锰酸钾溶液褪色、催化氧化、醛基与新制氢氧化铜、银氨溶液等反应（1 1）氧化氧化反应反应 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O催化剂 CH CH3 3CHOCHO2Ag(NH2Ag(NH3 3) )2 2OH CHOH CH3 3COONHCOONH4 4 2Ag2Ag3NH3NH3 3H H2 2O O烯、炔、苯的同系物、醇、酚、醛、甲酸、甲酸酯醛、甲酸、甲酸酯、还原
9、性糖2、有机反应类型三、有机合成的知识储备有机物分子中加有机物分子中加H H或去或去O O的反应的反应（2 2）还原还原反应反应包括所有与H2的加成反应烯、炔、苯环、醛、酮等可以与H2加成O=CH3CH + H2 CH3CH2OHNi2、有机反应类型三、有机合成的知识储备有机分子里的不饱和碳原子跟其它原子或原子团直有机分子里的不饱和碳原子跟其它原子或原子团直接结合成一种新有机物的反应（接结合成一种新有机物的反应（只进不出只进不出）（3 3）加成加成反应反应烯、炔、苯环、醛、酮等加H2烯、炔等加X2、HX、H2O、HCN醛、酮等加HCN+注意：羧基、酯基的碳氧双键不可与H2加成2、有机反应类型三
10、、有机合成的知识储备有机分子在适当条件下，从一分子中脱去一个小分子（如有机分子在适当条件下，从一分子中脱去一个小分子（如H H2 2O O、HXHX），而生成不饱和（含双键或三键）化合物的反应），而生成不饱和（含双键或三键）化合物的反应 （4 4）消去消去反应反应卤代烃脱HX生成烯烃、醇分子内脱水生成烯烃注意：两者消去反应条件的不同C2H5OH CH2CH2+H2O浓17042SOH 乙醇CH3CH2CH2Br+KOH CH3CHCH2+KBr+H2O结构上：与或X原子相连碳原子的邻碳有氢2、有机反应类型三、有机合成的知识储备有机物分子中的原子或原子团被其他原子或原子团代有机物分子中的原子或原
11、子团被其他原子或原子团代替的反应（替的反应（有进有出有进有出）（5 5）取代取代反应反应烷烃的卤代苯的溴代、硝化、磺化反应苯酚和溴水的反应醇和氢卤酸及醇分子间脱水反应水解反应：水解反应：卤代烃的水解、酯的水解、酰胺的水解酯化反应：酯化反应：酸、醇的酯化反应2、有机反应类型三、有机合成的知识储备小分子化合物一定条件下通过小分子化合物一定条件下通过加成聚合加成聚合生成高分子化合物生成高分子化合物的反应的反应（6 6）加聚加聚反应反应碳碳双键、碳碳三键小分子化合物一定条件下小分子化合物一定条件下脱去小分子脱去小分子而得到高分子化合而得到高分子化合物的反应物的反应（7 7）缩）缩聚聚反应反应二酸和二醇
12、之间的缩聚、羟基酸自身的缩聚（如乳酸）苯酚和甲醛的缩聚3、特殊反应条件推断三、有机合成的知识储备1 1、下列、下列5 5个有机化合物中，能够发生酯化、加成和氧化三种反应个有机化合物中，能够发生酯化、加成和氧化三种反应的是的是: : CH2CHCOOH CH2CHCOOCH3 CH2CHCH2OH CH3CH2CH2OH CH3CH2CHOOHA. B. C. D. C 课堂针对练2、拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂，其中对光稳定的溴氰菊醋的结构简式如右图：下列对该化合物叙述正确的是 A.属于芳香烃 B.1mol除是菊酯最多能与8mol氢气加成 C.在酸性条件下不水解
13、D.在一定条件下可以发生加成反应 D 课堂针对练3 3、已知有机物、已知有机物 的结构简式为：的结构简式为： 下列性质中该有机物不具有的是下列性质中该有机物不具有的是 ( ) ( ) (1)(1)加聚反应加聚反应 (2)(2)加成反应加成反应 (3)(3)使酸性高锰酸钾溶液褪色使酸性高锰酸钾溶液褪色 (4)(4)显色反应显色反应(5)(5)与与NaHCONaHCO3 3溶液反应放出溶液反应放出COCO2 2气体气体 (6)(6)与与KOHKOH溶液反应溶液反应 (7)(7)消去反应消去反应A.(1)(3)(6) B.(2)(4) (7) A.(1)(3)(6) B.(2)(4) (7) C.(
14、5) (7) C.(5) (7) D.(4)(5) (6) D.(4)(5) (6) CCH2=CH-CH2OHCHO课堂针对练4依曲替酯用于治疗严重的牛皮癣、红斑性角化症等。它可以由原料依曲替酯用于治疗严重的牛皮癣、红斑性角化症等。它可以由原料X经经过多步反应合成：过多步反应合成： 下列说法正确的是下列说法正确的是()AX与与Y所含的官能团种所含的官能团种类不同但个数相等类不同但个数相等B可用酸性可用酸性KMnO4溶液鉴别溶液鉴别X和和YC1 mol Y能与能与6 mol H2或或3 mol NaOH发生反发生反应应D依曲替酯能发生加成、取代、氧化反应依曲替酯能发生加成、取代、氧化反应课堂针
15、对练D有机合成合成的任务合成路线的设计构建碳骨架官能团的引入、转化、消除及保护原则成本低、产率高环境友好、路线短方法逆向设计合成路线增长和缩短、成环等过程四、有机合成的主要任务和合成路线的设计1、构建碳骨架（一）合成的主要任务 碳骨架碳骨架是有机化合物分子的是有机化合物分子的结构基础结构基础，进行有机合成时需要考虑，进行有机合成时需要考虑碳骨碳骨架的形成架的形成，包括碳链的，包括碳链的增长增长和和缩短缩短、成环成环等过程。等过程。（1）增长碳链与与HCN发生发生加成反应：加成反应：CH3CHOHCN 醛、酮、炔、醛、酮、炔、（1）增长碳链卤代烃与卤代烃与NaCN的取代反应的取代反应CH3CH2
16、ClNaCN ；CH3CH2CN 1、构建碳骨架CH3CH2CN(丙腈)NaCl羟醛缩合羟醛缩合反应反应催化剂CH3CCH2CHOOHH催化剂CH3CHCHCHOH2OCH3CHCH3CHOO课堂针对练教材90页（2）缩短碳链1、构建碳骨架烷烃的分解反应烷烃的分解反应与酸性高锰酸钾发生与酸性高锰酸钾发生氧化反应氧化反应C4H10 CH4+C3H6 C8H18 C4H10C4H8a、烯烃、烯烃CCHRRRKMnO4HCORCOOHRR二氢成气二氢成气一氢成酸一氢成酸无氢成酮无氢成酮（2）缩短碳链1、构建碳骨架氧化反应氧化反应CHCRKMnO4HCO2RCOOHb、炔炔烃烃c、芳香化合物芳香化合物
17、的侧链的侧链水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解CH3COOC2H5H2O CH3COOHC2H5OH稀硫酸（2）缩短碳链1、构建碳骨架稀硫酸稀硫酸CH2OCOC17H35CHOCOC17H35CH2OCOC17H35C17H35COOH CH2OH CHOH CH2OH 33H2O共轭共轭二烯烃成环反应二烯烃成环反应(第尔斯阿尔德反应第尔斯阿尔德反应)形成环形成环酯酯 2H2O（3）碳链成环1、构建碳骨架（1）增长增长碳链碳链（2）缩短缩短碳链碳链（3）碳链成环）碳链成环与与HCN发生加成反应发生加成反应与与NaCN反应反应羟醛缩合羟醛缩合烷烃的分解反应烷烃的分解反应与高锰酸钾发生氧化反应与高锰酸钾发生氧化反应酯的水解反应酯的水解反应共轭二烯烃加成共轭二烯烃加成形形成环酯成环酯课堂小结1、构建碳骨架有机合成的主要任务
