2017人教版高中化學選修五3.4.2《有機合成》課件

1、第四節(jié) 有機合成,第三章 烴的含氧衍生物,一、有機合成的過程,利用簡單、易得的原料，通過有機反應，生成具有特定結構和功能的有機化合物。,1、有機合成的概念,2、有機合成的任務,有機合成的任務包括目標化合物分子骨架的構建和官能團的轉化。,有機合成過程示意圖,基礎原料,輔助原料,副產物,副產物,中間體,中間體,輔助原料,輔助原料,目標化合物,,,,,,,,,3、有機合成的過程,4、有機合成的設計思路,5、關鍵：,設計合成路線，即碳骨架的

2、構建、官能團的引入和轉化 。,6、有機物的相互轉化關系：,兩碳有機物為例：,CH3-CH3,,CH3-CH2-Cl,,CH2=CH2,,,,CH2Cl-CH2-Cl,,CH?CH,,CH2=CHCl,,,CH3-CH2-OH,,,CH3-CHO,,,,,CH3-COOH,CH3COOC2H5,,CH3COONa,,7、碳骨架的構建和官能團的引入 。,(1).碳骨架構建:,包括碳鏈增長和縮短 、成環(huán)和開環(huán)等。,構建方法會以信息形式給出。,

3、(2.官能團的引入和轉化:,(1)官能團的引入：,思考與交流,1、引入碳碳雙鍵的三種方法：,鹵代烴的消去；醇的消去；炔烴的不完全加成。,2、引入鹵原子的三種方法：,醇（或酚）的取代；烯烴（或炔烴）的加成；烷烴（或苯及苯的同系物）的取代。,(2)官能團的轉化：,包括官能團種類變化、數(shù)目變化、位置變化等。,3、引入羥基的四種方法：,烯烴與水的加成；鹵代烴的水解；酯的水解；醛的還原。,a.官能團種類變化：,CH3CH2-Br,,水解,CH3C

4、H2-OH,,氧化,CH3-CHO,b.官能團數(shù)目變化：,CH3CH2-Br,,消去,CH2=CH2,,加Br2,CH2Br－CH2Br,c.官能團位置變化：,CH3CH2CH2-Br,,消去,CH3CH=CH2,,加HBr,二、有機合成的方法,1、有機合成的常規(guī)方法,（1）官能團的引入,①引入雙鍵（C=C或C=O）,1）某些醇的消去引入C=C,2）鹵代烴的消去引入C=C,3）炔烴加成引入C=C,4）醇的氧化引入C=O,②引入鹵原子（—

5、X）,1）烴與X2取代,2CH3CH2OH+O2　 2CH3CHO+2H2O,3）醇與HX取代,2）不飽和烴與HX或X2加成,③引入羥基（—OH）,1）烯烴與水的加成,2）醛（酮）與氫氣加成,3）鹵代烴的水解（堿性）,4）酯的水解,（2）官能團的消除,①通過加成消除不飽和鍵,②通過消去或氧化或酯化或取代等消除羥基,③通過加成或氧化消除醛基,④通過消去反應或水解反應可消除鹵原子,（3）官能團的衍變,主要有機物之間轉化關系

6、圖,2、正向合成分析法,此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接可間接的中間產物，逐步推向目標合成有機物。,基礎原料,中間體,中間體,目標化合物,,,,正向合成分析法示意圖,3、逆向合成分析法,是將目標化合物倒退一步尋找上一步反應的中間體，該中間體同輔助原料反應可以得到目標化合物。,基礎原料,中間體,中間體,目標化合物,,,,逆向合成分析法示意圖,所確定的合成路線的各步反應，其反應條件必須比較溫和，并具有較高的產率，所

7、使用物基礎原料和輔助原料應該是低毒性、低污染、易得和廉價的。,,2 C2H5OH,,,+,草酸二乙酯的合成,,,,,,練習：用2-丁烯、乙烯為原料設計 的合成路線,NaOHC2H5OH,1、逆合成分析：,,,,+,,,,,NaOH水,2、合成路線：,,Br2,,,O2,Cu,,O2,,濃H2SO4,,,,,,,Br2,,,Br2,,NaOH水,第四節(jié) 有機合成(第二課時),【預備知識回顧】,1、烷烴、烯烴、炔烴

8、的制法及其主要化學性質,產物還有CH2Cl2、CHCl3、CCl4等。烷烴及烷烴基的主要化學性質，注意反應條件為光照,,,減少C原子的方法,2,【預備知識回顧】,1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質,A—B為X2、HX、H2、H—OH、H—CN等,,,3,【預備知識回顧】,1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質,C=C和X2加成：往相鄰碳上引入2個鹵素原子；,,C=C和HX加成：引入1個鹵素原子；,C=C和水加成：引入一個羥基

9、(—OH)；,C=C和HCN加成：增長碳鏈。,4,【預備知識回顧】,1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質,化學性質： 和HX、X2、H2、H2O、HCN等加成,,5,【預備知識回顧】,1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質,炔烴不完全加成：引入C=C。如：乙炔和HCl反應生成CH2=CHCl，既引入了C=C也引入了—X原子；CH≡CH和水加成產物為乙醛：引入醛基(或酮基) 。,,6,【預備知識回顧】,2、苯及其同

10、系物的化學性質,寫出苯與液溴、濃硝酸和濃硫酸混合液、濃硫酸、氫氣反應的化學方程式。,,思考： 如何往苯環(huán)上引入— X原子、—NO2、—SO3H？如何將苯環(huán)轉化為環(huán)己基？,7,2、苯及其同系物的化學性質,,寫出甲苯與濃硝酸和濃硫酸混合液反應的化學方程式。,甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化為苯甲酸,此為往苯環(huán)上引入—COOH的方法,8,【預備知識回顧】,3、鹵代烴的制取及其主要化學性質,,,引入一個鹵素(—X)原子,往相鄰碳上引

11、入2個鹵素原子,9,【預備知識回顧】,3、鹵代烴的制取及其主要化學性質,思考： 1、如何引入C=C？ 2、如何引入羥基(—OH)？,,化學性質：,請寫出溴乙烷分別和NaOH水溶液、NaOH醇溶液混合加熱的化學方程式，并指出其反應類型。,10,【預備知識回顧】,3、鹵代烴的制取及其主要化學性質,一鹵代烴的消去反應引入C=C、一鹵代烴的水解引入—OH,,11,【預備知識回顧】,4、醇、醛、羧酸、酯的相互轉化及

12、其化學性質,?請以乙醇為例寫出上述轉化的化學方程式：,思考:如何引入醇羥基、醛基、羧基、酯基,,12,【預備知識回顧】,4、醇、醛、羧酸、酯的相互轉化及其化學性質,乙醇的其它化學性質(寫出化學方程式)：?和金屬鈉的反應(置換反應) ：?分子間脫水生成二乙醚(取代反應)：?和HX的反應(取代反應) ：,,2Na + 2C2H5OH → 2C2H5ONa + H2↑,HBr + C2H5OH → C2H5Br + H2O,引入鹵素原子

13、的方法之一,?,13,【預備知識回顧】,4、醇、醛、羧酸、酯的相互轉化及其化學性質,乙醛的其它化學性質(寫出化學方程式)：?和銀氨溶液的反應：?和新制Cu(OH)2懸濁液的反應：,,此兩反應為將醛基氧化為羧基的方法之一,14,5、酚的主要化學性質(寫出化學方程式)：,?苯酚與NaOH溶液的反應(酸堿中和)： ?苯酚鈉溶液中通入CO2氣體：,,15,C6H5OH+NaOH → C6H5ONa+H2O,C6H5ONa+CO2+H2

14、O → C6H5OH+NaHCO3,,,【預備知識回顧】,(較強酸 制取 較弱酸),5、酚的主要化學性質(寫出化學方程式)：,苯酚與FeCl3溶液反應，顯特征的紫色,酚羥基可與羧酸反應生成酯，如：CH3COOC6H5,,16,?苯酚與溴水的反應(取代反應)：,【預備知識回顧】,【歸納總結及知識升華 】,思考：1、至少列出三種引入C=C的方法：2、至少列出三種引入鹵素原子的方法： 3、至少列出四種引入羥基(—OH)的方法：4、在

15、碳鏈上引入醛基和羧基的方法有：5、如何增加或減少碳鏈？,,17,【歸納總結及知識升華 】,思考：1、至少列出三種引入C=C的方法：,?(1) 鹵代烴消去 (2) 醇消去 (3) C≡C不完全加成等,,18,【歸納總結及知識升華 】,思考：2、至少列出三種引入鹵素原子的方法：,?(1) 醇(或酚)和HX取代 (2) 烯烴(或炔烴)和HX、X2加成 (3) 烷烴(苯及其同系物)和X2的取代等,,19,【歸納總

16、結及知識升華 】,思考：3、至少列出四種引入羥基(—OH)的方法：,?(1) 烯烴和水加成 (2) 鹵代烴和NaOH水溶液共熱(水解) (3) 醛(或酮)還原(和H2加成) (4) 酯水解 (5) 醛氧化(引入—COOH中的—OH)等,,20,【歸納總結及知識升華 】,思考：4、在碳鏈上引入醛基和羧基的方法有：,?醛基： (1) R—CH2OH氧化 (2) 乙炔和水加成

17、 (3) RCH=CHR‘ 適度氧化 (4) RCHX2水解等,,,21,【歸納總結及知識升華 】,思考：4、在碳鏈上引入醛基和羧基的方法有：,?羧基： (1) R—CHO氧化 (2) 酯水解 (3) RCH=CHR' 適度氧化 (4) RCX3水解等,,,22,【歸納總結及知識升華 】,思考：5、如何

18、增加或減少碳鏈？,?增加： ① 酯化反應 ② 醇分子間脫水(取代反應)生成醚 ③加聚反應 ④縮聚反應 ⑤ C=C或C≡C和HCN加成等,,,23,【歸納總結及知識升華 】,思考：5、如何增加或減少碳鏈？,?減少：① 水解反應：酯水解，糖類、 蛋白質(多肽)水解② 裂化和裂解反應；③ 脫羧反應；

19、④ 烯烴或炔烴催化氧化(C=C或C≡C斷開)等,,,24,【學以致用——解決問題 】,問題一,閱讀課本，以乙二酸二乙酯為例，說明逆推法在有機合成中的應用。,分析：,,,,HO—,HO—,,,H,H,,,,,,,請課后在學案中完成上述化學方程式,+H2O,25,【學以致用——解決問題 】,問題二,寫出由乙烯制備乙酸乙酯的設計思路，并寫出有關的化學方程式 ：,,乙烯,,乙醇,,乙醛,,乙酸,乙酸乙酯,請課后在學案中完成相應的化學方程式,26

20、,問題三,化合物A最早發(fā)現(xiàn)于酸牛奶中，它是人體內糖代謝的中間體，A的鈣鹽是人們喜愛的補鈣劑之一。A在某催化劑的存在下進行氧化，其產物不能發(fā)生銀鏡反應。在濃硫酸存在下，A可發(fā)生如下圖所示的反應：,試寫出：(1) 化合物A、B、C的結構簡式： 、 、 。(2) 化學方程式：A→D ，A→E 。(3) 反應類型：A→D

21、 ，A→E 。,27,問題三 分析：,,題中說“A的鈣鹽”，可知A含—COOH；結合A的分子式，由A→C知，A還含有—OH，由A在催化劑作用下被氧化的產物不能發(fā)生銀鏡反應可知：A的—OH不在碳鏈的末端；3個碳的碳鏈只有一種：C—C—C，—OH只能在中間碳上。綜上：A的結構簡式為：,28,問題三 分析：,,A的結構簡式為：,則B的結構簡式為：,則C的結構簡式為：,29,問題三 分析：,,A的結構簡式為：

22、,則A→D的化學方程式為：,反應類型：,消去反應,30,問題三 分析：,,A的結構簡式為：,對比A和E的分子式，我們發(fā)現(xiàn)E的C原子個數(shù)是A的2倍，推斷可能是2分子的A反應生成E，再對比H和O原子發(fā)現(xiàn)： 2A—E=2H2O，結合A的結構簡式，很明顯是它們的羧基和醇羥基相互反應生成酯基。所以：,31,問題三 分析：,,將A的結構簡式改寫為：,則A生成E可表示為：,,,H2O,,,,,H2O,,,即：,,C,C,C,C,O,O,32,問題三