结束语　有机化学与可持续发展名师课堂实录

第四节

有机合成

1．掌握烃及烃的衍生物性质及官能团相互转化的一些方法；

教学目标

2．了解有机合成的基本过程和基本原则；

3．掌握逆向合成法在有机合成中的应用。

教学内容

一、课前回顾

有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入或转化所需的官能团。你能利用所学的有机反应，列出下列官能团的引入或转化方法吗？

1．引入碳碳双键的三种方法是_____________________；_____________________；______________________。

2．引入卤原子的三种方法是__________________________；__________________；_______________________。

3．引入羟基的四种方法是______________；________________；______________；________________。

课前回顾

1．卤代烃的消去反应

醇的消去反应

炔烃的不完全加成反应

2．烷烃或苯及其同系物的卤代(取代)反应

不饱和烃与HX、X2的加成反应

醇与氢卤酸的取代反应

3．烯烃与水的加成反应

卤代烃的水解反应(或取代反应)

醛(酮)的加成反应

酯的水解(或取代)反应

二、知识点讲解

（一）有机合成遵循的原则

1．起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。

2．应尽量选择步骤最少的合成路线。为减少合成步骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少，最后

产率越高。

3．合成路线要符合“绿色、环保”的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到

目标化合物中，达到零排放。

4．有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。

5．要按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。综合运用有机反应中官能团的衍变规律及

有关的提示信息，掌握正确的思维方法。有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。

原料

顺推逆推

中间产物

顺推逆推

产品

【例1】卡托普利（Captopril）是一种血管紧张素转化酶抑制剂，被应用于治疗高血压和某些类型的充血性心力衰竭。文献共报道了10条合成路线，其中最有价值的是以2-甲基丙烯酸为原料，通过4步反应得到目标化合物。各步反应的产率如下。请计算一下该合成路线的总产率是多少？

解：总产率= 93.0%×81.7%×90.0%×85.6%

=58.54%

【例2】从原料和环境方面的要求看，绿色化学

对生成中的化学反应提出了提高原子利用率的要求，

即尽可能不采用那些对产品的化学组成没有必要的

原料，现有下列3种合成苯酚的反应路线：

其中符合原子节约要求的生成过程是(

) A．只有①

B．只有② C．只有③

D．①②③

（二）中学常用的合成路线

1．烃、卤代烃、烃的含氧衍生物之间的转化关系

2．一元合成路线

HXR—CH＝CH2一定条件――→卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯

3．二元合成路线

X2CH2＝CH2――→

4．芳香族化合物合成路线：

―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(链酯、环酯、聚酯)

特别提醒

邻、对位上的氢。

和Cl2的反应，应特别注意条件的变化；光照只取代甲基上的氢，Fe做催化剂取代苯环

【例3】CH2=CH2为原料合成CH2=CHCOOH

(

(

)

)

(

)

CH2=CH2

CH3CH2OH

CH3CHO

CH3CHOH

CN H2O，H+

CH3CHCOOH

CH2=CHCOOH

OH （三）有机合成的分析方法

1．有机合成的分析方法包括：正合成分析法、逆合成分析法、综合比较法

2．逆合成分析法:

顺推逆推

顺推逆推

原料

中间产物

产品

【例4】以草酸二乙酯为例，说明逆合成分析法在有机合成中的应用。

由乙烯合成草酸二乙酯，其思维过程可概括如下：

具体路线：

写出合成步骤中相应化学方程式：

①

；

② ；

③ ；

④ ； ⑤ 。

【例5】请用反应流程图表示出由

和其他无机物合成

CH

2

OH

最合理的

【小结】

1．如何确定最佳合成路线？.

当得到几条不同的合成路线时，就需要通过优选确定最佳合成路线。在优选合成路线时，必须考虑合成路线是否符合化学原理，产率是否高，副反应是否少，成本是否低，原料是否易得；

合成操作是否安全可靠等；

是否符合绿色合成的思想。

2．有机合成的解题思路

（1）首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪种官能团，与哪些知识和信息有关；

（2）其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片断，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼接衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；

（3）最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择出最佳的合成方案。

其解题思路可简要列如下表：

（四）课堂小结

1．有机合成遵循的原则

2．有机合成常用的路线

3．有机合成的解题思路

【典例透析】

1.对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，已知苯环上的硝基可被还原为氨基:产物苯胺还原性强，易被氧化，

则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是（

A

）

，

2．香豆素是广泛存在于植物中的一类芳香化合物，大多具有光敏性，有的还具有抗菌和消炎作用。它的核心结构是芳香内酯A，其分子式为C9H6O2，该芳香内酯A经下列步骤转变为水杨酸和乙二酸。

已知：①CH3CH===CHCH2CH3①KMnO4、OH－――→②HO＋3CH3COOH＋CH3CH2COOH ②R—CH===CH2――→R—CH2—CH2Br 请回答下列问题：

(1)写出化合物C的结构简式：。

HBr/过氧化物(2)在上述转化过程中，反应步骤B→C的目的是__________保护酚羟基，使之不被氧化___。

(3)请设计合理方案从

合成

(用反应流程图表示，并注明反应条件)。例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为：CH3CH2OH――→CH2===CH2――→170 ℃催化剂浓硫酸高温、高压

3．反应2CH3I+2Na→CH3CH3+2NaI在有机合成上叫伍尔兹反应，现将CH3Br、CH3CH2I的混合物跟金属钠反应，则反应式为：

4．卤代烃（RX）与镁于室温下在干燥乙醚中反应，生成格氏试剂（RMgX）：

RX+MgRMgX

格氏试剂很活泼，能与许多物质发生反应．如：

写出以苯、丙烯为主要原料合成C6H5CH（OH）CH2CH3化学方程式。

5．1，3一丁二烯的一类二烯烃能与具有双键的化合物进行1，4加成反应生成环状化合物，这类反应称为双烯合成，例如：

在下列横线上写出适当的反应物或生成物的结构简式，完成下列反应的化学方程式：

（1）→

（2）

+

→

（3）在（1）和（2）中分别产生副产物其反应类型与上述反应相同请写出（1）中的副产物的结构简式

（含有环己烯结构单元）。

6．已知两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生加成反应，生成一种羟基醛：

肉桂醛F(分子式为C9H8O)在自然界存在于桂油中，是一种常用的植物调味油，工业上主要是按如下路线合成的

已知：反应⑥为含羟基的物质在浓硫酸催化作用下分子内脱水的反应，反应⑤为碱性条件下醛醛加成反应。请回答：

(1)肉桂醛F的结构简式为。

E中含氧官能团的名称为_________羟基、醛基

。

(2)写出下列转化的化学方程式：

②2C2H5OH＋O2――→2CH3CHO＋2H2O

。

△Cu③。

写出有关反应的类型：①___加成反应

，④

氧化反应

_。

(3)符合下列要求的E物质的同分异构体有____3____种(苯环上有两个取代基，其中有一个甲基在对位且属于酯类)。