有机合成的方法精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇有机合成的方法范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

有机合成是有机物的性质的应用，要求学生熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识。在前三节的学习中，学生掌握了醇、酚、醛、羧酸、酯等含氧衍生物的结构特点、物理性质、化学性质以及用途等方面的知识。学生的逻辑思维能力以及信息迁移能力有了显著提高,通过本节课的学习,学生将会认识到合成的有机物与人们生活的密切关系.对学生渗透热爱化学、热爱科学的思想教育；通过有机物逆合成分析法的推理，进-步培养学生逻辑思维能力以及信息的迁移能力。

二、学生分析

1.学生已有知识分析：已知各类有机物的性质

烷烯炔苯及苯的同系物、卤代烃、醇、苯酚、醛、羧酸、酯的性质。

2.学生思维能力要求：充分运用正向思维和逆向思维方法,掌握有机合成的解题方法,特别是逆向合成分析法。通过教材例题掌握逆合成分析法的解题思路，并能熟练运用。

三、新课程标准要求

1、举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用；

2、认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点，知道它们的转化关系

四、教学目标

1、知识与技能目标：

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

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用的应用

2、过程与方法目标：

①通过小组讨论，归纳整理知识，培养学生对物质性质和官能团转化方法的归纳能力

②通过有梯度的与生活实际相关的有机合成的训练，培养学生的逆合成分析法的逻辑思维能力

③通过设计情景问题，培养逆合成分析法在有机合成中的应用能力

3、情感、态度与价值观目标：

①培养学生理论联系实际的能力，会结合生产实际选择适当的合成路线

②通过对新闻资料的分析，使学生关注某些有机物对环境和健康可能产生的影响，关注有机物的安全生产和使用问题

③通过逆合成分析法的研究，培养学生逻辑思维的能力

五、教学重、难点：

①官能团相互转化的方法归纳

②逆合成分析法在有机合成过程分析中的应用

教学难点：

逆合成分析法思维能力的培养

六、教学方法、手段：

①新闻材料分析，分组讨论，引导启发、激发思考、情景问题的创设与解决、多媒体

②针对难点突破而采用的方法：通过设置有梯度的情景问题，分三步，让学生由浅入深的进行合成训练，在动手训练中自己体会、掌握逆合成分析法的思维方法

七、课时安排：1课时

八、教学过程设计：

教师活动

学生活动

设计意图

【引入】

多媒体展示与PVC保鲜膜有关的“新闻链接”以及“资料卡”，创设一个与生活密切相关的合成情景引入新课（资料见后附表）

【情景创设1】

你能够根据已学的知识，利用一些常用的原材料，合成PVC吗？

【教师评价】

让学生把自己的方案写到黑板上，做出评价

【新课】

教师作归纳，以PVC的合成为例，引出有机合成的过程，以流程图直观展现

【过渡】

实际上很多时候有机合成是不能一步到位的，那我们要学会分析比较目标化合物和基础原料之间在骨架构建和官能团转化的联系，这就要求我们掌握一些官能团的引入或转化方法。请同学们以学习小组为单位，共同讨论完成“思考与交流”

归纳内容

【教师引导】观察学生的讨论情况，做出适当的引导

【教师评价】提问不同小组学生的讨论成果，作出肯定与评价，引导学生做好归纳总结

【过渡】当我们掌握了一些官能团的引入或转化方法后，就要学会把这些方法应用到有机合成过程中了

【情景创设2】

在日常生活中，饮料、糖果中常常添加一些有

水果香味的酯类香料，例如具有苹果香味的戊酸戊酯，你能利用1-戊烯为原料合成戊酸戊酯这种香料吗？

【教师评价】

对学生的成果作出评价，及时纠正错误；

引导学生思考总结逆合成分析方法的思路

【过渡】

我们发现，在分析合成路线的时候，可能会出现要对不同原料或合成路线的选择，那么

【情景问题创设3】

想一想：结合生产实际，同学们，你认为在选择原料和合成途径时，你应该注意一些什么问题？

【教师归纳】

选择有机合成路线应遵循的一些原则：

???反应条件必须比较温和

?产率较高

?原料地毒性、低污染、廉价

【过渡】

逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线是，它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。而这个中间体的合成也是从更上一步的中间体得来的。依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。下面，我们就利用这种分析法，来完成这一道练习：

【例题练习】

试用逆合成分析法研究合成草酸二乙酯的路线

【小结】

本节我们要重点掌握：

1、一些常见官能团引入的方法

2、在有机合成中应用逆合成分析法

【作业布置】

1、课后习题1、3题

2、思考课本P64学与问

通过阅读新闻资料，联系已学知识，解决一个合成问题，初步体会合成的过程与方法

【活动1】

迁移已学知识解决新问题，写出方程式

自我评价

形成对有机合成的基本过程的认识，初步了解有机合成的思路

【活动2】

以学习小组为单位进行讨论，共同合作完成“思考与交流”的归纳

在评价过程中自我纠正错误，对官能团的引入和转化方法做出更准确的归纳

【活动3】

利用已学的知识，解决问题，寻找出合成路线

自我评价

受启发，思考

思路分析

联系生活中的实际，思考选择有机合成路线应遵循的一些原则，

各抒己见

应用逆合成分析法完成练习，分析思路，写方程式。

自我评价

总结归纳本节知识，

了解课堂学习重点

创设情景，联系时事新闻、生活实际，激发学生学习兴趣；

设计一个较容易的实际合成训练，为培养有机合成的分析方法作铺垫，作为完成后面的练习做准备

以学生所做的练习做过渡，引出有机合成过程，培养学生理论联系实际的能力

通过小组合作，培养学生的合作能力，而且本活动要求学生有一定归纳能力，学生之间可以互补

培养学生归纳总结的能力

培养学生逻辑思维的能力，对知识的应用能力

初步培养学生的逆合成分析法的思维能力

设计一个中等难度的实际合成训练，为培养有机合成的分析方法作铺垫，作为完成课本中有一定难度的例题做一个过渡

培养学生的理论联系实际的能力

进一步培养逆合成分析法的思维，在训练中掌握逆合成分析法在有机合成中的应用

将课本的学与问部分留给学生课后思考交流，将在下一课时作出评价

附表1：

新闻链接：

?2005年9月2日,中国包装网刊登了题为《美国:保鲜膜包食品有害健康》的文章,指出PVC含有致癌物

九.教学资源建议：

1、为了增强学生的理性和感性认识，可利用大量的图片信息、flas和视频材料。

例如在对不同有机物的相互转化的教学中可利用动画模拟转化过程中官能团中旧键的断裂和新键的形成过程，让学生从立体的角度对有机合成有一个理性的理解。

2.充分利用人民教育出版社的相关网站及教师研修网等查询所须内容。

例如：对某些教学内容的教学图片和图片，可以充分利用网站:资源。

篇(2)

关键词：有机合成 闪速化学 微反应器

有机合成是人类改造、创造世界的有力工具，是有机化学不可分割的重要内容，其发展水平直接关系到有机化学研究的发展。近年来，随着我国社会经济的快速发展和科学技术的不断进步，在有机合成化学领域也取得了许多令人瞩目的成绩，例如生物活性天然产物合成、金属参与有机合成等方面有很多突破性的成果，并逐渐从物理有机化学向化学生物学、计算化学、绿色化学等领域发展，科研与生产能力得到了大幅度的提升。本文对闪速化学的原理与应用进行研究，旨在发挥新理念、新技术的优势，更好的促进我国有机合成化学的发展。

一、有机合成化学发展回顾

据统计，目前已知的有机化学反应数量达到3000多个，被广泛应用的有200多个，并且不断有新的有机合成被研发出来投入应用，这些有机化学反应直接催生出2000多万种有机化合物。在有机合成化学领域研究中，合成路线、合成策略、合成方法需要兼顾原子经济性、高效性、环境友好等原则，通过科学合理的合成设计与巧妙的方法确保有机合成的综合效益。

在1902年至2005年前，诺贝尔化学奖有25项给予了对有机合成领域有突出贡献的科学家，可见有机合成的重要地位及其发展速度之快。最近几十年来有机合成领域发展速度进一步加快，传统有机合成已向绿色合成转变，并渗透到生命科学等学科中产生了巨大的推动作用，组合化学、正向合成分析等理论与技术为精细化学品的研发提供助力，超声波、微波等技术的应用日益广泛，微生物、人工酶的利用工艺日益精湛，很好的体现了有机合成的创造性魅力，为人类的生产生活提供方方面面的支持和帮助。

二、闪速合成目标化合物的原理及特点

在有机合成过程中，我们通常要考虑如何在不降低产物收率的情况下更大幅度的减小反应时间，而一般情况下二者相互矛盾难以统一，降低反应时间往往导致反应过程无法有效控制，最终导致产物收率降低，甚至生成许多副产物。为了有效解决这一问题，Yoshida提出了闪速化学的方法，并在聚合物快速合成中实验成功。其实早在上个世纪该理念便已体现在有机合成中，例如我们所熟知的闪速真空热解技术即是利用载气将前驱物带入裂解室快速获得产物，但因无法控制反应过程仅停留在理论层面。

新世纪以来微反应器技术的应用使闪速化学的实现成为了可能，微反应器的结构特点决定了其具有高效的热转换能力，可以对反应温度进行有效控制，能够快速、精确混合反应物料，并且精确控制滞留时间、快速实现物质分离转移，避免不必要的副产物生成。借助微反应器的诸多功能优势，闪速化学得以真正在有机合成中得到应用，对提高合成产物的产量和效率做出了重大的贡献。

闪速化学反应包括五种类型，主要针对有活性物质参与，或是易生成副产物、产物不稳定、放热剧烈以及需要高活性激发源的有机合成反应。闪速化学反应的特点主要是反应时间短，需要对反应物分子通过热激发、微波辐射等方式进行活化，并且往往产生敏感的高活性物质。

三、闪速合成目标化合物的应用

闪速化学的应用领域十分广泛，可以在氧化、酰化、取代、缩合等反应过程中应用，借助微反应器可以完成许多常规容器中无法实现的反应。下文中将进行列举分析。

1.中间体易分解反应中的应用

在常规容器中中间体易分解的反应，可以利用微反应器的滞留时间控制能力，在中间体分解前转移到后续反应，使化学合成得以顺利实现。例如以醇制备羰基化合物时需要进行低温 Swern-Moffatt 氧化，反应过程需要在零下50℃条件下进行以抑制副产物生成，而利用微反应器，在20℃条件下将滞留时间控制在0.01s产物收率高达90%，与使用常规容器相比不仅对反应条件限制更小，而且产物收率更高。又如羟醛缩合反应中生成的烯醇盐活性高不易积累，而借助微反应器控制滞留时间将其快速转移，仅用15s即可生成高产率的合成产物。另外如溴锂置换反应等均可通过控制中间体滞留时间来实现闪速置换。

2.易生成副产物反应中的应用

为了提高合成反应速度通常需搅拌反应体系，导致难以研究动力学过程和产品选择性，需要依靠降温等方式来减慢反应速率。而凭借微反应器可以在自然速率下控制反应，获得动力学信息，得到选择性产物。例如通过微反应器控制格式反应能够抑制多取代产物的生成，其他如微反应器中的芳香化合物碘化反应也可提高产物选择性。

3.产物易分解反应中的应用

许多有机合成反应产物稳定性差，滞留时间长会分解从而降低收率，凭借微反应器中的闪速合成可以精确控制滞留时间，避免产物分解。例如β-羟基酮的酸催化脱水反应在微反应器中用氢氧化钠溶液冷浸停止，能够有效降低产物滞留时间，避免酸催化产生的环化产物等副产物，获得接近100%纯度的产物。

4.高放热反应中的应用

对于高放热反应常规方法是控制反应速率，然而局部过热现象难以避免，利用微反应器可以及时导出热量，对反应温度进行有效控制，从而提高产物收率和反应速率。有文献研究证实，凭借微反应器对氟化反应的放热量和反应温度进行控制具有显著效果，类似的研究还有硝化反应、卤素与金属置换反应等等。

四、结语

有机合成是化学研究领域的重要内容，推动有机合成化学的发展对于经济发展与科技进步具有积极意义。闪速化学借助微反应器的功能优势，能够更高速、高效的完成许多常规容器内无法实现的合成反应，对于有机合成化学的发展有着重要的促进作用。但是关于闪速化学的研究与应用尚不成熟，未来需要进一步深入研究，将其推向工业生产，以满足现代生产生活对分子快速合成的需求。

参考文献

[1]（美）卡雷，（美）松德贝里.高等有机化学：反应与合成[M]. 科学出版社，2009.1.

篇(3)

关键词：有机合成 逆合成分析 切断 官能团

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）05（a）-0112-02

1824年，德国化学家魏勒（Wohler）在蒸发氰酸铵的水溶液时，意外地得到了一种白色晶体―尿素。这是第一个人工合成的有机化合物，开创了有机化合物人工合成的新纪元。有机合成是一个富有创造性的领域，它不仅要合成自然界含量稀少的有用化合物，也要合成自然界不存在的、新的有意义的化合物。有机合成的基石是各种类型的有机反应以及组合这些有机反应以获得目标化合物的合成设计及策略。

有机合成是有机化学的中心，有机合成的教学贯穿于整个有机化学课程的教学过程中，也是有机化学课程的教学目的所在。在讲解各类有机化合物的制备时，其实就是进行有机合成，只不过这类合成比较简单，通常一眼就可以看出由什么原料来制备，由原料到产物所经反应步骤也不会太长。但对于复杂有机化合物分子的合成，特别是那些具有特殊结构的新物质的合成，就很难看出由哪些原料，经过什么反应来制备。这就必须从所要合成产物的分子结构着手，通过逆推得到简单的起始原料，即“逆合成分析”[1]。逆合成分析于20世纪60年代由哈佛大学教授科瑞（E.J.Corey）提出的[2]，该法是针对目标分子（target molecule，简写为TM），通过化学键切断（disconnection，简写为dis，在反应式中，切断用波纹线表示）的方法得到目标分子的前体，这些前体用已知的反应可重新生成目标分子。上述过程反复进行，直至前体为简单的起始原料（start molecule，简写为SM）。逆合成分析用双线箭头“”表示。将逆合成分析逆转，加上试剂、条件并作适当修改，即得合成设计方案（图1）。

由此可见，逆合成分析的关键是如何进行化学键的切断。因为任何有机化合物分子，特别是复杂的有机化合物分子中都含有很多化学键，切断时，确定如何把它分割成更小的部分以及应当打破哪一个化学键是极其重要的。一个好的切断应同时满足三点：（1）有合适的反应机理，即切断后所得的分子碎片（正、负离子或自由基）有对应的合成等价物。（2）最大可能的简化。（3）给出认可的原料。除烷烃外，一般有机化合物都含有官能团，目标分子中的官能团是确定切断位置的最好方法。在逆合成分析的过程中，有时需要进行官能团的转换（functional group interconversion，简写为FGI，由一种官能团转换成另一种或几种官能团，包括官能团的引入和官能团的消除）来达到实现好的切断的目的[3]。笔者根据多年的教学经验，总结了含不同官能团化合物的逆合成策略，并运用实例加以阐明，以期学生能运用逆合成分析的方法去进行合成设计，在进行合成设计的过程中增强运用各种有机化学反应的能力和技巧。

1 含一个官能团化合物的切断

对于单官能团化合物通常在官能团旁或附近切断。这里需要强调的是：醇是有机合成的重要中间体，醇可通过简单的反应转变成含其他官能团的各簇化合物（图2），而各种结构的醇本身很容易通过格利雅（Grignard）试剂或烷基锂试剂与含羰基化合物的亲核加成或与环氧化合物的开环反应来合成。因此，对于只含一个官能团化合物的合成，在可能的情况下我们可以先把它通过FGI，转变为醇的合成（例1）。

例1 如何用苯和不超过两个碳的化合物合成（TM 1）

逆合成分析如图3。

分析：（1）官能团转换，把酯基转变为相应的醇，使合成大为简化。（2）该步的切断是利用对称的二级醇可以通过Grignard试剂与甲酸酯反应来制备。（3）卤代烃与金属镁反应可制备Grignard试剂。（4）又是官能团转换，卤代烃的合成转变成醇的合成。（5）环氧乙烷与Grignard试剂反应可以制备多两个碳的伯醇。（6）苯通过溴代，再与镁反应，很容易制备苯基溴化镁。因此，制备TM 1所使用的原料有：苯，环氧乙烷，甲酸甲酯，乙酸。（无机试剂略去）

2 含两个官能团化合物的切断

由于篇幅所限，这里我们只考虑含碳的官能团。根据两个官能团的位置关系，又可分为以下几种。

2.1 1，2-双官能团化合物的切断

1，2-双官能团化合物常见的有α-氰醇、α-羟基酸、α-羰基酸、α-羟基酮、1，2-二醇、1，2-二酮等。在进行逆合成分析时，通常将接有官能团的两个碳原子之间的键切断。该类切断运用的反应有醛酮和HCN的亲核加成、苯偶姻（Benzoin）缩合反应、酮或酯的双分子还原、烯烃的部分氧化、环氧化合物的开环等。

2.2 1，3-双官能团化合物的切断

1，3-双官能团化合物常见的有β-羟基醛（酮、酸、酯）、β-羰基酯、1，3-二酮以及α，β-不饱和羰基化合物等。这些化合物可以通过α，β-之间的碳碳键的切断得到合理的合成等价物。它们的正向合成反应主要包括羟醛（Aldol）缩合、克莱森（Claisen）酯缩合、迪克曼（Deckmann）酯缩合、酮酯缩合、瑞弗马斯基（Reformatsky）反应、烯胺的酰化、活性亚甲基化合物的酰化等。

2.3 1，4-双官能团化合物的切断

1，4-双官能团化合物有γ-羰基酸（酯）、1，4-二酮等，逆合成分析主要在中间键断开。乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等含活性亚甲基的化合物以及酰胺与α-卤代羰基化合物的反应是制备1，4-双官能团化合物的重要方法。

2.4 1，5-双官能团化合物的切断

典型的1，5-双官能团化合物有1，5-二酮、1，5-酮酸、1，5-酮酯以及1，5-二酸，这类化合物可以对两个中间键之一进行逆向切断。含有活泼氢的化合物（如乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等）与α，β-不饱和羰基化合物进行的迈克尔（Michael）加成反应是构建该类分子骨架的重要反应。

2.5 1，6-双官能团化合物的切断

1，6-双官能团化合物的变换常使1，6位逆向连接得到环己烯或其衍生物，因此环己烯及其衍生物的氧化是制备1，6-双官能团化合物，尤其是1，6-二羰基化合物的常用反应，而环己烯及其衍生物可以由狄尔斯-阿德尔（Diels-Alder）反应得到。

综上所述，对于双官能团化合物的合成，根据两个官能团的位置关系，我们有不同的合成策略。若所要合成的目标分子含有两个以上的官能团，此时不同的官能团之间将有不同的位置关系，那么在进行逆合成切断时，总是本着最大程度简化目标分子的原则进行分析（例2）。

例2：合成目标分子

（TM 2）

逆合成分析如图4。

分析：在目标分子TM 2里，共有四个官能团：三个酯基，一个羰基，它们的位置关系有1，3-位，1，4-位和1，5-位。经过分析，首先考虑1，3-双官能团的切断，对应的正向反应是迪克曼酯缩合；得到的前体A再经过1，5-双官能团切断进一步简化得前体B，此步利用的反应是迈克尔加成；前体B经1，4-双官能团切断得最终的简单的原料，利用的反应是丙二酸二乙酯的活性亚甲基与α-溴代酯的反应。

有机分子骨架构建、官能团的引入和转换以及反应的立体化学控制是有机合成中的三个方面的任务，其中有机分子骨架的构建，通常是碳碳键的构建是最基础的有机合成工作。本文主要介绍利用目标分子中官能团及官能团之间的位置关系对有机化合物进行碳碳键的构建的逆合成策略，并总结了实现这些策略所需运用的基本有机反应。当然，学生要想熟练运用这些逆合成策略，除了需要熟练掌握基本有机反应外，还需要加强练习，在不断练习的基础上总结经验，最终做到“胸有成竹”。

参考文献

[1] 巨勇，赵国辉，席婵娟.有机合成化学与路线设计[M].清华大学出版社，2002.

篇(4)

关键词： 香豆素 水杨醛 有机合成 试题分析

有机合成与推断是目前高考中主要的考查模块，通过该题型的考查方式能考查学生对有机化合物的结构与性质模块知识点的融会贯通能力。纵观近几年的高考与各地模拟试题，对天然产物和药物合成的考查几乎每年出现，现以关于香豆素合称为例进行介绍。

1.香豆素及其合成方法简介

香豆素及其衍生物是天然产物中一类重要的化合物，因具有多种生物活性及药理活性引起了天然药物化学家的极浓厚的兴趣。首个天然香豆素（coumarin）是由Vogel在1820年从圭亚那的零陵香豆（即黄香草木樨）中获得的[1]。

香豆素的最基本结构单元为苯并α-吡喃酮，可当做顺式邻羟基桂皮酸脱水形成的内酯。据生物合成途径发现大部分的香豆素母核上常有羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等取代基。

香豆素的化学合成方法众多，如Perkin反应、Knoevengol缩合、Ponndorf反应、Wittig反应、Pechmann反应、Houben-Hoesch反应、Baylis-Hillman反应、Vilsmeier-Haack反应等，其中有些方法在经历了几十年甚至上百年的试验后，在现代香豆素合成中仍然扮演着重要角色，这些方法操作简便、仪器试剂条件易行、反应快捷、应用范围广泛[2]。近年来，科学家们发展了利用过渡金属催化的方法高效实现了母核内酯环的构建，丰富了香豆素衍生物的多样化合成。在上述的这些合成方法中Perkin反应最经典，主要以水杨醛（邻羟基苯甲醛）与乙酸酐为原料在碱催化的作用下完成香豆素的合成，在中学阶段以香豆素为题材的知识点的考查多以此反应为主。

2.涉及香豆素的背景信息试题分析

以香豆素为题材的试题在鲁教版教材《有机化学基础》[3]中作为练习题的方式师生已不再陌生，该题设置问题的方式简明扼要，对学生了解有机合成的逆反应合成分析具有很高价值。

2.1香豆素的结构鉴定分析

高考考试大纲上明确要求学生“了解确定有机化合物结构的化学方法和物理方法”，近几年各省市对该方面的要求也进行了考查，这就要求学生对有机分子中的官能团参与化学反应的性质掌握到位。

2.2香豆素及其衍生物的合成

历年的高考试题中，考查具有重要价值的有机化合物的合成是有机合成与推断的命题主流。有机化合物的性质变化多样、内容相对独立，这就要求熟练掌握各类有机物的组成、结构、性质及相互间的衍生关系，密切起始反应物、中间产物、最终产物之间的联系，通过类比、联想、知识迁移等方法进行演绎推导，同时注意增强思维的整体性、严密性和灵活性。

3.以香豆素为背景的试题考查价值

以天然产物香豆素为背景信息的试题考查，也是高中阶段知识的升华与延伸，考查的内容和方式可灵活多样，与高中化学教学也有密切联系。在试题的命制中可以加入很多考查元素，如氧化、水解、取代反应、官能团的保护与去保护、基于碳负离子的C-C键的构建等，如表1所示。鉴于中学教学实际，所考查的香豆素衍生物不能太复杂，只限于最基本的核心骨架的结构分析。

以上有些反应是以信息形式在试题中呈现的，在今后的学习中要重视这些陌生的但是常考的内容，这样有利于形成较完整的知识结构而达到能力的提高。

综上所述，在香豆素及其衍生的合成路线中，除了合成香豆素基本结构单元的反应外，在对原料的合成中均是中学阶段涉及的基本反应。因此，以香豆素合成反应的相关知识可以考查学生利用有机化学基础对试题中给予的新知识的自学能力、知识重组与迁移能力及分析问题与解决问题的能力。

参考文献：

[1]徐任生.天然产物化学（第二版）[M].北京：科学出版社，2004：590.

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一、反应机理

布莱斯反应可能的机理如下：首先，2-烷基溴乙酸乙酯B与活化后的锌粉反应生成锌烯醇化合物，再与加入反应体系中的腈A生成含亚氨基的酯类有机锌中间体E，E在碱性条件下水解生成β-氨基酯类化合物C[4]；在酸性条件下水解则得到β-酮脂类化合物D[5]。

二、优化反应条件

布莱斯反应与雷夫尔-马斯基反应（Refomatsky Reaction）十分相似，但是由于目标产物收率较低及存在竞争反应等缺点导致其以前在有机合成中的应用远不如后者广泛。随着科技的进步及有机合成的发展，布莱斯反应又因为其起始产物简单易得，生成的β-酮脂类化合物成为有机合成关键中间体, β-氨基酯类可制备杂环化合物等优点重新得到人们的青睐。于是，大量的学者开始不断探索优化布莱斯反应的条件，以期提高的目标产物收率。目前为止，使用酸洗、电解、超声波、碱性条件下用钾盐及氯化锌等方法来活化锌离子参与反应成为提升目标产物产率的有效手段。以下例举几例有代表性的文献报道：1983年Hannick及 Kishi率先报道了反应前对于锌粉的活化处理是影响反应收率的一个重要因素。其建议的处理步骤为依次使用3N盐酸、蒸馏水、乙醇、乙醚洗涤，之后进行真空干燥。在报道的例案中，β-酮脂G的收率达到了66%。

自此，如何活化锌粉成为学者们关注的焦点。

1997年Lee, A. S.等报道了使用声化学方法经布莱斯反应一锅法制备β-氨基-α, β-不饱和酯的路线。在该路线中39k Hz超声波和催化量氧化锌的使用使得产物I的产率最高达到了90%。

2004年Shin, H.等报道了新的活化锌粉的方法。他们将锌粉用1.0mol%的甲磺酸、氯代乙酸、三氟乙酸等有机酸处理，将β-酮脂J的产率提升到85%。

2007年Lee, J. H等发现，可以在碱性条件下使用丙二酸乙酯钾盐和氯化锌来参与反应，不但可以避免使用卤代酯，而且氯化锌的用量仅为0.5到1.0摩尔比。并最终以79%的收率得到β-氨基-α, β-不饱和酯K。

三、布莱斯反应在杂环合成中的运用

近年来布莱斯反应的产物β-氨基酯类被用于杂环合成的报道日渐增多。其中韩国首尔梨花女子大学的课题组对此进行了长时间的深入的研究，目前已在J.O.C.及O.L.等期刊上发表了多篇论文。以下例举其重要的阶段性成果来说明布莱斯反应在杂环合成中具有其独到的作用。

2004年、2007年Shin, H.课题组在Synthesis及J.O.C.上发表的两篇论文分别阐述了可以用有机酸活化锌粉及碱性条件下使用丙二酸乙酯钾盐和氯化锌代替卤代酯这两种方法来提高布莱斯反应产物收率，在第二节中已有详细叙述。

2009年7月，该课题组报道了在布莱斯反应完成后，直接向反应体系中加入炔酯类化合物，此时未水解的有机锌中间体E将与炔基发生亲核加成，再由氨基与酯基发生环合生成2-羰基吡啶类化合物M的路线[6]，成为新的合成吡啶环的方法。该方法不仅直接将腈类化合物用于吡啶环合成，还可以提供各种含特定取代基的2-羰基吡啶类化合物，具有良好的实用性。

2011年1月，该课题组报道了选用特定的邻溴苯溴乙酸乙酯，通过布莱斯反应制得有机锌中间体后，在钯催化下可发生分子内环合形成吲哚类衍生物N，O的路线[7]。这一结果也为进一步探索将布莱斯反应有机锌中间体应用于杂环化合物的合成提供了新的思路。

篇(6)

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1 格氏试剂与格氏反应简介

1.1 格氏试剂

格氏试剂通常是用有机卤素衍生物（卤代烷、活泼卤代芳烃等，其中溴代烷用得最多）与金属镁在绝对乙醚（absolute ether or dry ether）存在下作用而成。反应方程式如下：

（实验中常用一小粒碘和温水浴引发）

乙醚（也可四氢呋喃）不仅是生成的有机镁化合物的溶剂，同时也和RMgX结合成络合物，结构如图1。C-Mg键为共价键，Mg-X键基本上是离子键，即：R-Mg+X-。C-Mg键的成键原子的电负性不同，C为2.50，Mg为1.23，C的电负性大于Mg，导致成键电子富集于C一方，起碳负离子的作用，使得烃基带部分负电荷，Mg带部分正电荷，C-Mg键是强极性键，即：

1.2 格氏反应

通常把格氏试剂和醛、酮、酯的加成反应叫做格氏反应，烷基锂也能进行此反应[3]。

格氏试剂的发明将有机合成技术向前推进了一大步，用它可以增长碳链。它不仅可以用于合成烃类、醇类、醛类和酮类，还可以用于合成羧酸、硫醇、亚磺酸以及金属有机化合物等，如在苏教版教材《有机化学基础》中，还例举了格式试剂在有机合成中的应用[4]：

2 醇在高中化学的重要地位

在有机化学中，醇是烃的含氧衍生物的开篇，是有机合成中应用极广的一类化合物，不仅用作溶剂，其中的羟基还是有机合成中关键的官能团，它可转变为别的官能团的各族化合物。伯醇和仲醇分别催化氧化为醛和酮，又是醇的转化的重要岔路口。其关系如图2所示：[5]

3 高中阶段合成醇的方式的局限性

在高中阶段，合成醇的方法主要有：卤代烃水解法；烯烃水化法；醛、酮的还原法等。无论上述哪种方法，都只是官能团的变化，碳架并未发生变化。由水煤气合成和淀粉发酵产物获得也相对单一，从有机合成的角度看，有着较高的局限性。几十年来，高考对醇的考查也相当精细，对醇的合成方面的背景信息不断拓展，例如有些地区的高考或模拟中出现烯烃的硼氢化-氧化（如2009年全国理综卷1的第30题）、氢化铝锂还原羧酸、格氏试剂法合成醇的背景信息。

4 利用格氏试剂合成各种醇进行考查的价值

实验过程如下：

①合成格氏试剂：实验装置如图3所示。向三颈瓶加入0.75 g镁屑和一小粒碘，装好装置，在恒压漏斗中加入3.2 mL溴苯和15 mL乙醚混匀，开始缓慢滴加混合液。待反应引发后开始搅拌，继续滴完后待用。

②制备三苯甲醇：实验装置如图3所示。将5.5 g二苯酮与15 mL乙醚在恒压漏斗中混匀，搅拌，滴加。40℃左右水浴回流0.5 h，加入20 mL饱和氯化铵溶液，冷却，放好，待提纯。

③提纯：用图4所示装置进行提纯。

（1）合成格氏试剂过程中，为加快反应速率以及提高格氏试剂的产率，可采取的措施有 。

（2）合成格氏试剂过程中，如果混合液滴加过快

将导致格氏试剂产率下降，其原因是 。

（3）在制备三苯甲醇的过程中，不能先将20 mL饱和氯化铵溶液一起加入后再水浴回流的原因是

。

解析：（1）对于已给定物质，加快反应速率要从改变浓度、压强、温度和催化剂等角度考虑；综合考虑反应物及装置特点，排除浓度、压强和催化剂的因素，为防止反应物大量挥发，选择适当的温度。由于合成格式试剂是液相与固相的反应，为使其充分进行，选择搅拌操作。（2）参考已知③，三颈瓶中已生成的格氏试剂会与溴苯反应生成副产物联苯，使产率下降。（3）参考已知①，格氏试剂易与水反应，使三苯甲醇产率降低。

例2 （2013江苏高考）化合物A（分子式为C6H6O）是一种有机化工原料，在空气中易被氧化。A的有关转化反应如下（部分反应条件略去）：

例3 （2013年浙江省高中学生竞赛）1912年Victor Grignard因其对格氏试剂的研究而获诺贝尔化学奖。格氏试剂RMgX由Mg和卤代烃RX在室温下的干燥乙醚中反应得到。格氏试剂具有很强的碱性以及很强的亲核进攻能力，广泛用于复杂有机化合物的合成。化合物G的结构如下图所示，是著名的香料，其合成路线如下（问题略）：

6 结束语

格氏反应是高考重要的背景信息，也是高中阶段知识的延伸，与高中化学有着密切的联系。鉴于中学的实际，格氏试剂法合成醇作为信息还只限于格氏试剂与醛、酮以及环氧乙烷的反应，与酯的反应要求较高。虽然高考不是引导中学教学的唯一导向标，但也要充分重视高考和竞赛选择背景信息的内涵及其重要意义。

参考文献：

[1][4]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·有机化学基础[M].南京：江苏教育出版社，2009：64.

[2]金仲雅，陈永宏.格氏试剂在有机合成中的应用[J].郧阳师范高等专科学校学报，2001，21（3）：68～70.

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1.1课程内容枯燥，无法激发学生的学习兴趣

精细合成课程的内容包括精细合成的基本理论及工艺学基础，精细有机合成单元反应的分类、主要反应机理，各单元反应的典型品种的合成工艺及基本精细有机物的合成方法，其中有大量的反应机理、合成方法的内容已经在有机化学课程中讲授过，在本课程中重新讲解无法激发学生的学习兴趣，容易引起学生的抵触情绪。

1.2传统的教学方法以教师传授知识为主，忽略了学生的主动性

在精细合成课程传统的教学过程中，以灌输式教学方法为主，教师传授知识，学生被动接受，不能够很好地发挥学生主动学习的积极性,同时对学生在解决实际问题能力的培养方面也有诸多不足。

1.3课程考核方式单一，不利于评价学生的综合素质

精细合成课程的考核还是采用一份试卷定成绩的传统模式，缺乏准确性和全面性。学生对于课程中讲授的有机合成反应机理和单元反应，虽然能在考试过程中给出正确答案，但是这并不意味着学生可以解决任何一个精细合成事例从研发到生产过程中出现的问题，因此采用一份试卷来评价学生对本课程的掌握程度是不合适的。

2CDIO工程教育模式在“精细合成”教学中的应用

为了解决传统教育模式下精细合成教学的不足，我们在借鉴其他高校教学经验的前提下，对精细合成课程教学进行改革，尝试在本课程的教学过程中引入CDIO工程教育模式，将企业产品生产全过程映射至高校人才培养的全过程，使学生在“构思-设计-实现-运作”有机结合的教学过程中开阔思维,激发创新能力，培养学生自学能力、发现和解决问题能力，从而完成整个教学过程。

2.1CDIO工程教育模式下精细合成课程的教学目标的改革

在CDIO教育模式下，精细合成课程教学目标由两部分组成，一个是技术目标，一个是CDIO能力培养目标。技术目标主要是学生在课程学习中需要掌握技术的具体要求，由以下5个方面组成：精细合成反应机理，精细合成单元反应，各单元反应的典型品种的合成工艺，基本的精细化合物合成方法，精细合成工艺学基础。CDIO能力培养目标包括培养学生的工程基础能力、个人能力、人际团队能力和工程系统能力，培养学生自学和解决问题以及产品研发的能力。改革后的教学目标可以更好的培养学生的综合素质和创新精神。

2.2CDIO工程教育模式下精细合成课程的教学过程改革

为了在整个教学过程中贯彻CDIO工程教育理念，首先由任课教师在课堂上讲授精细合成中的合成路线与反应机理，然后选择合适的精细化工产品做为生产目标，设计了五个CDIO项目，分别为十二烷基苯磺酸钠的合成项目、己二酸的制备项目、甲醇液相氧化羰基合成碳酸二甲酯项目、邻氯苯甲醚的合成项目、脂肪醇硫酸钠的合成项目，然后让学生分组实施，学生对目标进行分析研究，并设计实施方案，按照CDIO工程模式完成构思、设计、实现和运作的步骤，从而在实践中掌握教师在课堂上讲授的合成路线与反应机理，从而完成由实际化工产品反推学习理论知识、合成机理的过程。在教学中有一个综合练习项目，把环己醇氧化制己二酸做为CDIO项目载体，让学生分组设计合成路线，通过这个项目设计学生不仅可掌握包括氧化、还原、硝化、磺化、烷基化、酰基化、重氮化和偶合等常见单元反应的基本原理和影响因素，而且通过真实的实践操作任务掌握了单元反应的基本操作及尝试工艺的改进方法，最后以小组为单位进行PPT汇报，教师评定成绩。

2.3CDIO工程教育模式下精细合成课程考核方式改革

在教学过程中应用了CDIO工程教育模式后，我们同时也改变了仅凭一张试卷定成绩的考核模式，在课程教学的不同阶段，将不同的精细化工产品设计成目标产品，让学生按照CDIO工程模式完成从产品研发到生产的整个过程，然后由教师对学生设计的合成过程进行打分。总的说来，决定一个合成的质量好坏的主要是四个指标：（一）途径越简捷越好；（二）原料越便宜越好；（三）产率越高越好；（四）环境污染越小越好[5]。通过这四个指标的衡量就可以判断学生对合成反应机理、有机合成路线设计与技巧、经验的掌握程度和熟练程度，进而对学生成绩进行合理的评价。

3CDIO工程教育模式在“精细合成”教学中的教学效果

CDIO工程教育模式是一种注重能力培养的教育模式，改变了以往以知识传授为主的教学理念，突出了精细合成理论学习与工程实践的结合，对教学效果的促进作用体现在以下几个方面：1、培养了学生的个人能力与协同能力，尤其是项目组织、设计、开发和实施能力；2、培养了学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的学风。3、在课程中设计的丰富实践项目，改变了以往枯燥乏味的学习方法，开阔了学生思维,激发学生创新能力。4、提高了学生的工程意识与工程素养，适应当前社会对工程技术人才的需求。

4结束语