1、主讲人 孙景芳北京市第十中学北京市中小学空中课堂有机化合物的合成（2）高二年级 化学有机合成过程基础原料中间体中间体目标化合物辅助原料辅助原料辅助原料副产物副产物实现分子碳骨架的构建和官能团的转化一、有机合成路线的设计 从确定的某种原料分子开始,逐步经过碳骨架的构建和官能团的引入和转化来完成。在这样的有机合成路线设计中,首先要比较原料分子和目标分子在结构上的异同,包括官能团和碳骨架两个方面的异同；然后,设计由原料分子转向目标化合物分子的合成路线。基础原料中间体目标化合物 交流研讨某种医用胶的结构简式为 某同学以乙烯为起始物，设计了这种化合物的合成路线。请欣赏.思考：在合成路线中，碳骨架是如何构
2、建的？官能团是如何转化的？CH2 CCOOCH2(CH2)2CH3CN某医用胶的合成路线COOCH2(CH2)2CH3CH2CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHClCH2COOHCH3(CH2)2CH2OHClCH2COOCH2(CH2)2CH3NaCNNCCH2COOCH2(CH2)2CH3HCHOHOCH2CHCOOCH2(CH2)2CH3CN对比原料分子目标分子结构简式碳链变化官能团变化2个C8个C-CN原料分子跟目标分子的差异：-C-O-=OCH2CH2COOCH2(CH2)2CH3-C C-C C-某医用胶的合成路线CCH2COOCH2(CH2)2CH3CNCH2CH2C
3、H3CH2OHCH3CHOCH3COOHClCH2COOHCH3(CH2)2CH2OHClCH2COOCH2(CH2)2CH3NaCNNCCH2COOCH2(CH2)2CH3HCHOHOCH2CHCOOCH2(CH2)2CH3CN对于复杂的有机化合物如何更高效的设计合成路线呢？中国科学工作者世界首次合成结晶牛胰岛素 逆合成分析法基本思路 在目标化合物的适当位置断开相应的化学键，得到中间体；继续断开中间体适当位置的化学键；依次倒推，确定最适宜的基础原料和合成路线。苯甲酸苯甲酯用途广泛，尝试用逆合成分析法设计其合成路线。苯甲酸苯甲酯的结构简式目标化合物逆合成分析过程请你观察目标化合物的分子结构的特
4、点。往前倒推一步，合成它的中间体可能是什么？逆合成分析过程目标化合物酯基逆合成分析过程中间体1中间体2目标化合物骨架拆分逆合成分析过程骨架拆分目标化合物官能团转化原料分子Cl2光NaOHH2OKMnO4/H+浓硫酸浓硫酸氧化剂Cl2光NaOHH2OH+KMnO4LiAlH4浓硫酸H2Ni 浓硫酸Cl2光NaOHH2O氧化剂工业合成路线Cl2光照NaHCO3O2催化剂催化剂 以乙烯为唯一的有机原料（无机试剂及催化剂可以任选），根据以下信息设计合成二丙酸乙二酯的路线。资料：R-Cl+NaCNR-CN+NaCl R-CN+2H2O+HClRCOOH+NH4Cl CH3CH2 C O CH2CH2 O
5、 C CH2CH3OO二丙酸乙二酯（-CN 氰基）应用实践:对比原料分子目标分子结构简式碳链变化官能团变化2个C8个C原料分子跟目标分子的差异：CH3CH2 C O CH2CH2 O C CH2CH3OO C OOCH2 CH2C C逆合成分析观察目标分子 CH3CH2 C O CH2CH2 O C CH2CH3OO逆向分析逆合成分析观察目标分子 CH3CH2 C O CH2CH2 O C CH2CH3OOCH3CH2COOH HOCH2CH2OH对比分子骨架官能团CH3CH2COOHBrCH2 CH2Br HOCH2CH2OH逆向分析逆合成分析观察目标分子 CH3CH2 C O CH2CH2
6、 O C CH2CH3OOCH3CH2COOHBrCH2 CH2Br HOCH2CH2OHCH2 CH2对比分子骨架官能团逆向分析逆合成分析观察目标分子 CH3CH2 C O CH2CH2 O C CH2CH3OOCH3CH2COOHBrCH2 CH2Br需增长碳链转化官能团 HOCH2CH2OHCH2 CH2对比分子骨架官能团逆向分析逆合成分析观察目标分子 CH3CH2 C O CH2CH2 O C CH2CH3OOCH3CH2COOH需增长碳链转化官能团增长碳链引入羧基对比分子骨架官能团资料：R-Cl+NaCNR-CN+NaClR-CN+2H2O+HClRCOOH+NH4Cl（-CN 氰基
7、）CH2 CH2CH3CH2COOH增长碳链引入羧基CH3CH2CN丙腈对比分子骨架官能团资料：R-Cl+NaCNR-CN+NaClR-CN+2H2O+HClRCOOH+NH4Cl（-CN 氰基）CH2 CH2CH3CH2COOH资料：R-Cl+NaCNR-CN+NaClR-CN+2H2O+HClRCOOH+NH4Cl增长碳链引入羧基CH3CH2CNCH3CH2Cl丙腈对比分子骨架官能团（-CN 氰基）CH2 CH2正向梳理，写出合成路线CH2OHCH2OHCH2BrCH2BrBr2NaOH水溶液转化官能团CH2CH2正向梳理，写出合成路线CH2OHCH2OHCH2BrCH2BrCH2CH2B
8、r2增长碳链转化官能团转化官能团NaOH水溶液CH3CH2CNCH3CH2ClCH2CH2HCl催化剂NaCNCH3CH2COOH H2O HCl正向梳理，写出合成路线CH2OHCH2OHCH2BrCH2BrCH3CH2COOHCH3CH2CNCH3CH2ClCH2CH2HCl催化剂NaCN H2O HCl浓硫酸OCH3-CH2-C-O-CH2-CH2-O-C-CH2-CH3OCH2CH2Br2NaOH水溶液 请同学们思考用逆合成分析法设计合成路线的基本步骤以及要素。逆合成分析法思路小结观察目标化合物的分子结构 碳骨架特征，官能团种类、位置逆合成分析法思路小结寻断键处逆推原料分子碳骨架的构建官
9、能团引入、转化应用有机化合物的转化及新信息 碳骨架特征，官能团种类、位置观察目标化合物的分子结构寻断键处逆合成分析法思路小结优化合成路线逆推原料分子碳骨架的构建官能团引入、转化应用有机化合物的转化及新信息 碳骨架特征，官能团种类、位置观察目标化合物的分子结构寻断键处逆合成分析法思路小结“绿色化学”“绿色化学”合成原则原料：易得廉价，低毒性，低污染反应：条件温和，操作安全，产率高路线：科学高效，步骤少逆推至原料分子骨架的构建和官能团的转化应用有机化合物的转化及新信息 逆合成分析法思路小结分子骨架特征，官能团种类、位置观察目标化合物的分子结构寻断键处优化合成路线“绿色化学”有机合成的应用超级炸药八硝基立方烷工程塑料聚碳酸酯
