教育专题：34_有机合成__PPT课件1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四节 有机合成,第三章 烃的含氧衍生物,一、有机合成的过程,利用,简单,、,易得,的原料，通过有机反应，生成具有特定,结构和功能,的有机化合物。,1,、有机合成的,概念,2,、有机合成的,任务,有机合成的任务包括目标化合物,分子骨架的构建,和,官能团的转化,。,有机合成过程示意图,基础原料,辅助原料,副产物,副产物,中间体,中间体,辅助原料,辅助原料,目标化合物,3,、有机合成的,过程,4,、,有机合成的设计思路,5,、关键：,设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引入和转化,。,6,、有机物的相互转化关系：,两碳有机物为例：,CH,3,-CH,3,CH,3,-CH,2,-Cl,CH,2,=,CH,2,CH,2,Cl-CH,2,-Cl,CH,CH,CH,2,=,CHCl, CH-CH,n,H,Cl,CH,3,-CH,2,-OH,CH,3,-CHO,CH,3,-COOH,CH,3,COOC,2,H,5,CH,3,COONa,7,、碳骨架的构建和官能团的引入,。,(1).,碳骨架构建,:,包括碳链增长和缩短,、成环和开环等。,构建方法会以信息形式给出。,(2.,官能团的引入和转化,:,(1),官能团的引入：,思考与交流,1,、引入碳碳双键的三种方法：,卤代烃的消去；醇的消去；炔烃的不完全加成。,2,、引入卤原子的三种方法：,醇（或酚）的取代；烯烃（或炔烃）的加成；烷烃（或苯及苯的同系物）的取代。,(2),官能团的转化：,包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。,3,、引入羟基的四种方法：,烯烃与水的加成；卤代烃的水解；酯的水解；醛的还原。,a.,官能团种类变化：,CH,3,CH,2,-Br,水解,CH,3,CH,2,-OH,氧化,CH,3,-CHO,b.,官能团数目变化：,CH,3,CH,2,-Br,消去,CH,2,=CH,2,加Br,2,CH,2,BrCH,2,Br,c.,官能团位置变化：,CH,3,CH,2,CH,2,-Br,消去,CH,3,CH=CH,2,加,HBr,CH,3,CH-CH,3,Br,二、有机合成的方法,1,、有机合成的常规方法,（,1,）官能团的引入,引入双键,（,C=C,或,C=O,）,1,）某些醇的消去引入,C=C,CH,3,CH,2,OH,浓硫酸,170,CH,2,=,CH,2,+H,2,O,醇,CH,2,=,CH,2,+,NaBr,+ H,2,O,CH,3,CH,2,Br,+,NaOH,2,）卤代烃的消去引入,C=C,3,）炔烃加成引入,C=C,4,）醇的氧化引入,C=O,引入卤原子,（,X,）,1,）烃与,X,2,取代,CH,4,+Cl,2,CH,3,Cl+,HCl,光照,2,CH,3,CH,2,OH+O,2,2CH,3,CHO+2H,2,O,催化剂,CH,CH +,HBr,CH,2,=,CHBr,催化剂,3,）醇与,HX,取代,CH,2,=,CH,2,+Br,2,CH,2,BrCH,2,Br,2,）不饱和烃与,HX,或,X,2,加成,引入羟基,（,OH,）,1,）烯烃与水的加成,CH,2,=,CH,2,+H,2,O,CH,3,CH,2,OH,催化剂,加热加压,2,）醛（酮）与氢气加成,CH,3,CHO,+H,2,CH,3,CH,2,OH,催化剂,C,2,H,5,OH +,HBr,C,2,H,5,Br + H,2,O,3,）卤代烃的水解（碱性）,C,2,H,5,Br +,NaOH,C,2,H,5,OH +,NaBr,水,4,）酯的水解,稀,H,2,SO,4,CH,3,COOH+C,2,H,5,OH,CH,3,COOC,2,H,5,+ H,2,O,（,2,）官能团的消除,通过加成消除,不饱和键,通过消去或氧化或酯化或取代等消除,羟基,通过加成或氧化消除,醛基,通过消去反应或水解反应可消除,卤原子,（,3,）官能团的衍变,主要有机物之间转化关系图,还原,水,解,酯,化,酯,羧酸,醛,醇,卤代烃,氧化,氧化,水解,烯,烷,炔,2,、正向合成分析法,此法采用正向思维方法，从,已知原料,入手，找出合成所需要的直接可间接的,中间产物,，逐步推向,目标合成有机物,。,基础原料,中间体,中间体,目标化合物,正向合成分析法示意图,3,、逆向合成分析法,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。,基础原料,中间体,中间体,目标化合物,逆向合成分析法示意图,所确定的合成路线的各步反应，其反应条件必须比较,温和,，并具有,较高的产率,，所使用物基础原料和辅助原料应该是,低毒性,、,低污染,、,易得,和,廉价,的。,2 C,2,H,5,OH,COC,2,H,5,COC,2,H,5,O,O,COH,COH,O,O,+,草酸二乙酯的合成,H,2,COH,H,2,COH,H,2,C,Cl,H,2,C,Cl,CH,2,CH,2,CH,CH,O,O,练习：用,2-,丁烯、乙烯为原料设计 的合成路线,认目标,巧切断,再切断,得原料,得路线,NaOH,C,2,H,5,OH,1,、逆合成分析：,+,NaOH,水,2,、合成路线：,Br,2,O,2,Cu,O,2,浓H,2,SO,4,Br,2,Br,2,NaOH,水,第四节 有机合成,(,第二课时,),【,预备知识回顾,】,1,、烷烃、烯烃、炔烃的制法及其主要化学性质,产物还有,CH,2,Cl,2,、,CHCl,3,、,CCl,4,等。烷烃及,烷烃基,的主要化学性质，注意反应条件为,光照,减少,C,原子的方法,2,【,预备知识回顾,】,1,、烷烃、烯烃、炔烃的制法及其主要化学性质,AB,为,X,2,、,HX,、,H,2,、,HOH,、,HCN,等,3,【,预备知识回顾,】,1,、烷烃、烯烃、炔烃的制法及其主要化学性质,C=C,和,X,2,加成：,往,相邻碳,上,引入,2,个卤素原子,；,C=C,和,HX,加成：引入,1,个卤素原子,；,C=C,和水加成：引入一个羟基,(,OH),；,C=C,和,HCN,加成：增长碳链,。,4,【,预备知识回顾,】,1,、烷烃、烯烃、炔烃的制法及其主要化学性质,化学性质：,和,HX,、,X,2,、,H,2,、,H,2,O,、,HCN,等加成,5,【,预备知识回顾,】,1,、烷烃、烯烃、炔烃的制法及其主要化学性质,炔烃不完全加成：,引入,C=C,。,如：乙炔和,HCl,反应生成,CH,2,=,CHCl,，,既引入了,C=C,也引入了,X,原子,；,CHCH,和水加成产物为乙醛：,引入,醛基,(,或酮基,),。,6,【,预备知识回顾,】,2,、苯及其同系物的化学性质,写出苯与,液溴、浓硝酸和浓硫酸混合液、浓硫酸、氢气,反应的化学方程式。,思考：,如何往苯环上引入,X,原子、,NO,2,、,SO,3,H,？,如何将,苯环,转化为,环己基,？,7,2,、苯及其同系物的化学性质,写出甲苯与,浓硝酸和浓硫酸混合液,反应的化学方程式。,甲苯可以被酸性,KMnO,4,溶液氧化为,苯甲酸,此为往苯环上引入,COOH,的方法,8,【,预备知识回顾,】,3,、卤代烃的制取及其主要化学性质,引入一个卤素,(,X),原子,往相邻碳上引入,2,个卤素原子,9,【,预备知识回顾,】,3,、卤代烃的制取及其主要化学性质,思考：,1,、如何引入,C=C,？,2,、,如何引入,羟基,(,OH),？,化学性质：,请写出,溴乙烷,分别和,NaOH,水,溶液,、,NaOH,醇,溶液混合,加热,的化学方程式，并指出其反应类型。,10,【,预备知识回顾,】,3,、卤代烃的制取及其主要化学性质,一卤代烃的,消去反应引入,C=C,、,一卤代烃的,水解引入,OH,11,【,预备知识回顾,】,4,、醇、醛、羧酸、酯的相互转化及其化学性质,请以乙醇为例写出上述转化的化学方程式：,思考,:,如何引入,醇羟基、醛基、羧基、酯基,12,【,预备知识回顾,】,4,、醇、醛、羧酸、酯的相互转化及其化学性质,乙醇的其它化学性质,(,写出化学方程式,),：,和金属钠的反应,(,置换反应,),：,分子间脱水生成二乙醚,(,取代反应,),：,和,HX,的反应,(,取代反应,),：,2Na + 2C,2,H,5,OH,2C,2,H,5,ONa + H,2,2C,2,H,5,OH,C,2,H,5,OC,2,H,5,+ H,2,O,浓硫酸,140,HBr,+ C,2,H,5,OH,C,2,H,5,Br + H,2,O,引入卤素原子的方法之一,13,【,预备知识回顾,】,4,、醇、醛、羧酸、酯的相互转化及其化学性质,乙醛的其它化学性质,(,写出化学方程式,),：,和银氨溶液的反应：,和新制,Cu(OH),2,悬浊液的反应：,CH,3,CHO + 2Cu(OH),2,CH,3,COOH + Cu,2,O,+ 2H,2,O,CH,3,CHO + 2Ag(NH,3,),2,OH,CH,3,COONH,4,+ 2Ag,+ 3NH,3,+ H,2,O,此两反应为将醛基氧化为羧基的方法之一,14,5,、酚的主要化学性质,(,写出化学方程式,),：,苯酚与,NaOH,溶液的反应,(,酸碱中和,),：,苯酚钠溶液中通入,CO,2,气体：,15,C,6,H,5,OH+NaOH,C,6,H,5,ONa+H,2,O,C,6,H,5,ONa+CO,2,+H,2,O,C,6,H,5,OH+NaHCO,3,【,预备知识回顾,】,(,较强酸 制取 较弱酸,),5,、酚的主要化学性质,(,写出化学方程式,),：,苯酚与,FeCl,3,溶液反应，显特征的紫色,酚羟基可与羧酸反应生成酯，如：,CH,3,COOC,6,H,5,16,苯酚与溴水的反应,(,取代反应,),：,【,预备知识回顾,】,【,归纳总结及知识升华,】,思考：,1,、至少列出三种,引入,C=C,的方法：,(1),卤代烃消去,(2),醇消去,(3),CC,不完全加成等,18,【,归纳总结及知识升华,】,思考：,1,、至少列出三种,引入,C=C,的方法：,2,、至少列出三种,引入卤素原子,的方法：,3,、至少列出四种,引入羟基,(,OH),的方法：,4,、在碳链上引入,醛基和羧基,的方法有：,5,、如何,增加或减少碳,链,？,17,【,归纳总结及知识升华,】,思考：,2,、至少列出三种,引入卤素原子,的方法：,(1),醇,(,或酚,),和,HX,取代,(2),烯烃,(,或炔烃,),和,HX,、,X,2,加成,(3),烷烃,(,苯及其同系物,),和,X,2,的取代等,19,【,归纳总结及知识升华,】,思考：,3,、至少列出四种,引入羟基,(,OH),的方法：,(1),烯烃和水加成,(2),卤代烃和,NaOH,水溶液共热,(,水解,),(3),醛,(,或酮,),还原,(,和,H,2,加成,),(4),酯水解,(5),醛氧化,(,引入,COOH,中的,OH),等,20,【,归纳总结及知识升华,】,思考：,4,、在碳链上引入,醛基和羧基,的方法有：,醛基：,(1),RCH,2,OH,氧化,(2),乙炔和水加成,(3),RCH=CHR,适度氧化,(4),RCHX,2,水解等,21,【,归纳总结及知识升华,】,思考：,4,、在碳链上引入,醛基和羧基,的方法有：,羧基：,(1),RCHO,氧化,(2),酯水解,(3),RCH=CHR,适度氧化,(4),RCX,3,水解等,22,【,归纳总结及知识升华,】,思考：,5,、如何增加或减少碳链？,增加：,酯化反应, 醇分子间脱水,(,取代反应,),生成醚,加聚反应,缩聚反应,C=C,或,CC,和,HCN,加成等,23,【,归纳总结及知识升华,】,思考：,5,、如何增加或减少碳链？,减少：,水解反应：酯水解，糖类、,蛋白质,(,多肽,),水解, 裂化和裂解反应；, 脱羧反应；, 烯烃或炔烃催化氧化,(,C=C,或,C,C,断开,),等,24,【,学以致用,解决问题,】,问题一,阅读课本，以,乙二酸二乙酯,为例，说明逆推法在有机合成中的应用。,分析：,C O C,2,H,5,C O C,2,H,5,O,O,HO,HO,H,H,CH,2,OH,CH,2,OH,CH,2,Br,CH,2,Br,请课后在学案中完成上述化学方程式,+H,2,O,25,【,学以致用,解决问题,】,问题二,写出由,乙烯,制备,乙酸乙酯,的设计思路，并写出有关的化学方程式,：,乙烯,乙醇,乙醛,乙酸,乙酸乙酯,请课后在学案中完成相应的化学方程式,26,问题三,化合物,A,最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间体，,A,的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。,A,在某催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下，,A,可发生如下图所示的反应：,试写出：,(1),化合物,A,、,B,、,C,的结构简式：,、,、,。,(2),化学方程式：,AD,，,AE,。,(3),反应类型：,AD,，,AE,。,27,问题三 分析：,题中说“,A,的钙盐”，可知,A,含,COOH,；,结合,A,的分子式，由,AC,知，,A,还含有,OH,，,由,A,在催化剂作用下被氧化的产物不能发生银镜反应可知：,A,的,OH,不在碳链的末端；,3,个碳的碳链只有一种：,CCC,，,OH,只能在中间碳上。综上：,A,的结构简式为：,CH,3,CHCOOH,OH,28,问题三 分析：,A,的结构简式为：,CH,3,CHCOOH,OH,则,B,的结构简式为：,CH,3,CHCOOC,2,H,5,OH,则,C,的结构简式为：,CH,3,CHOCCH,3,COOH,O,29,问题三 分析：,A,的结构简式为：,CH,3,CHCOOH,OH,则,A,D,的化学方程式为：,CH,3,CHCOOH,OH,浓硫酸,H,2,O+,CH,2,=CHCOOH,反应类型：,消去反应,30,问题三 分析：,A,的结构简式为：,CH,3,CHCOOH,OH,对比,A,和,E,的分子式，我们发现,E,的,C,原子个数是,A,的,2,倍，推断可能是,2,分子的,A,反应生成,E,，,再对比,H,和,O,原子发现：,2,AE=2H,2,O,，,结合,A,的结构简式，很明显是它们的羧基和醇羟基相互反应生成酯基。所以：,31,问题三 分析：,将,A,的结构简式改写为：,则,A,生成,E,可表示为：,O,CH,3,CHCOH,O,H,O,CH,3,CHCOH,O,H,HOCCHCH,3,O,O,H,H,2,O,H,2,O,即：,CHC,CH,3,O,O,CCH,CH,3,O,O,C,C,C,C,O,O,32,问题三 分析：,则,A,E,的化学方程式为：,2CH,3,CHCOOH,OH,浓硫酸,2H,2,O +,CHC,CH,3,O,O,CCH,CH,3,O,O,反应类型：,酯化反应,33,【,学以致用,解决问题,】,习题,1,、以,2-,丁烯为原料合成：,1) 2-,氯丁烷,2) 2-,丁醇,3) 2,3-,二氯丁烷,4) 2,3-,丁二醇,5) 1,3-,丁二烯,2,、,1),2),3),4),5),6),7),8),再见！,