18-9制备精读.ppt

工科大学化学 第18章 烃类衍生物的性质与反应（9） 主讲人: 陈国辉 讲授要点： 有机化合物制备 有机合成简介 18.7 有机合成简介 有机合成是利用化学方法从无机物或简单有机物，制取结构较为复杂的有机化合物的过程。在有机合成生产领域里，利用天然资源（石油、天然气、煤等）合成基本有机原料（如乙炔、乙醇、甲醛、乙酸、丙酮、丁醇等）一般称为基本有机合成，而利用这些基本有机原料通过有机中间体的合成和加工，进一步制取具有特定用途的有机物（如药物、染料、农药、香料等）称为精细有机合成。近年来有机合成方法取得了很大进展如：电化学合成，光化学合成，催化合成（包括新型的配合物催化，酶催化，相转移催化等），仿生合成，组合化学等均成为了十分活跃的研究领域 18.7.1有机合成基本原理 熟悉和总结各官能团的转化规律是有机合成的基础！！！ 18.7.2 基本有机化合物的制备 一种官能团的生成就是另一种官能团的化学性质 1. 总结和归类基本的化学反应转化关系 本学期已经学过的官能团： 碳弹双键 三键，共烯烃 苯环 卤代烃 醇，酚 醚 醛，酮 羧酸，酰卤，酸酐，酯，酰胺 硝基 氨基 重氮盐 杂环 总结和归类相互之间的转化反应！ 1. 总结和归类基本的化学反应转化关系 新法：甲烷在1500℃高温下，通过一系列反应生成乙炔，同时还有部分烷烃氧化为乙炔： 2. 部分重要的特殊合成方法 1） 乙炔的制备 工业高能耗已淘汰的方法——电石法 铂重整，是使石油成为芳烃的主要来源之一 1）环烷烃催化脱氢 2 部分重要的特殊合成方法 2） 芳烃的铂重整制备法 2）烷烃脱氢环化和再脱氢 3）环烷烃异构化和脱氢 2 芳烃的铂重整制备法 3） 异丙苯氧化法制酚 2 部分重要的特殊合成方法 该法原料来源广，异丙苯经空气催化氧化得到过氧化氢异丙苯，后者再用稀硫酸作用，分解得到苯酚和丙酮 4）羰基合成法制备醛 丁醛再进一步加氢还原得到伯醇，工业上常用此法的制备伯醇 2 部分重要的特殊合成方法 丙烯与CO和氢气在八羰基二钴的催化作用下制备丁醛 18.7.3 有机合成路线设计 复杂有机化合物 多合成步骤，可能多种合成线路 有机合成设计是研究如何设计、选择与最后确定有机化合物的最佳合成线路。 现代有机合成：绿色，原子经济 1. 有机合成路线的设计思路 基础原料与辅助原料 中间体与副产物。。。。 目标化合物 辅助原料 引入或转化官能团 引入或转化官能团 收率高、合成路线短、原料、试剂等立足欲本国，尽可能选择毒性小，溶剂易于回收重复利用的、反应条件和反应设备最好无特殊要求、能耗低、绿色化，原子经济，三废治理与综合利用 2.合成设计中几个因素 1）形成合适的碳链 RCH2Br + NaCN RCH2CN 增长碳链的反应还有很多：格氏试剂与二氧化碳反应，金属炔化物与卤代烷反应，醛酮与HCN加成，羟醛缩合 2）将所需官能团引入合适的位置 引入官能团 例如：烷烃的卤代，苯的亲电取代反应等。官能团的除去 例如：醛酮用锌汞齐与浓盐酸为还原剂还原为亚甲基，烯烃加氢还原为烷烃。官能团的相互转换 例如：醇氧化为醛、酮和羧酸，卤代烷水解为醇 3）官能团的保护 例如: 2.合成设计中几个因素 3. 逆合成分析 从产物逆推出合成原料，设计出合成路线：观察分析目标分子结构（碳骨架、官能团种类位置）---分析碳骨架的构建、官能团的引入或转化---在绿色合成思想指导下逆推原料分子、设计合成路线。 了解如何利用各类有机化合物间的转化关系和有机反应实现有机合成 1，2二氯乙烷 草酸二乙酯 乙醇 草酸 乙二醇 乙烯 乙烯 乙酸乙酯合成方法研究 乙酸乙酯 乙醇、乙酸 乙醛 乙醇 乙烯（或氯乙烷 乙烯） 例,苯甲酸苯甲酯的合成路线 设计工业合成路线 可能的四种合成途径 选择合理途径 还原剂昂贵、无水工艺 √ 苯甲醇、苯甲醛比苯甲酸贵、耗氯多 1）乙酰乙酸乙酯合成法 4.有机合成的合成举例 1）乙酰乙酸乙酯合成法 例, 乙酰乙酸乙酯合成正己酸 1）乙酰乙酸乙酯合成法 2）重氮盐在有机合成中的应用 例,苯合成1,3,5-三溴苯 18.3 有机合成新方法简介 自学 1.有机电化学合成 几乎所有形式的有机反应，如官能团的加成、置换、断裂、消除、偶合、环化、氧化和还原都能用电化学方法进行。影响有机电合成的因素很多，主要有：电极材料，电流密度，电极电位，溶剂，支持电解质，隔膜，浓度和温度等 2. 相转移催化合成 相转移催化是利用相转移催化剂在水相和油相的同时溶解能力，把在水中溶解的无机盐离子，带入有机相，从而提高反应速度 常用的相转移催化剂有季铵盐、冠醚类和开链聚醚类