高中化学 第三章 第四节 有机合成课件 新人教版选修5.ppt

第四节有机合成 课前预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 考点一 考点二 设计1 设计2 设计3 第三章烃的含氧衍生物 课堂10分钟练习 课下30分钟演练 课堂5分钟归纳 1 填空 加成反应 氧化反应 取代反应 加成反应 氧化反应 取代 水解 反应 消去反应 x oh 氧化反应 消去反应 cooh 酸的通性 酯化反应 水解反应 2 写出 的化学方程式 注明反应条件 ch2 ch2 nabr h2o 一 有机合成1 有机合成的概念有机合成指利用简单易得的原料 通过 生成具有和的有机化合物 2 有机合成的任务有机合成的任务包括目标化合物的构建和的转化 有机反应 特定结构 功能 分子骨架 官能团 3 有机合成的过程 4 官能团的引入或转化的方法 1 在碳链上引入碳碳双键的三种方法 醇的消去 卤代烃的消去 炔烃的加成 2 在碳链上引入卤素原子的三种方法 3 在碳链上引入羟基的四种方法 不饱和键与 x2的加成 醇与hx的取代 烷烃与x2的取代 烯烃与水加成 卤代烃的水解 酯的水解 醛 羰 基的还原 二 逆合成分析法1 逆合成分析法的构建 2 以草酸二乙酯为例 说明逆推法在有机合成中的应用 1 草酸二乙酯分子中含有两个酯基 按酯化反应规律将酯基断开 得到和 说明目标化合物可由通过酯化反应得到 草酸 两分子乙醇 两分子的乙醇和草酸 2 羧酸可由醇氧化得到 草酸前一步的中间体应该是乙二醇 3 乙二醇的前一步中间体是1 2 二氯乙烷 1 2 二氯乙烷可通过乙烯的加成反应而得到 ch2 ch2 cl2 ch2cl ch2cl ch2oh ch2oh 2nacl c2h5ooc cooc2h5 2h2o 解析 制取chclbr ch2br 即在分子中引入一个氯原子和两个溴原子 所以加成时需先与hcl加成引入一个cl原子 再与br2加成引入两个溴原子 1 下图中四位同学对由乙炔为原料制取chclbr ch2br的认识中最可行的是 答案 c 2 判断正误 1 加成反应的原子利用率为100 2 消去反应可以引入双键 加成反应也可以引入双键 3 只有不饱和键与hx 或x2 通过加成反应才能引入x x为卤素原子 4 加聚反应可以使有机物碳链延长 取代反应不能 答案 1 2 3 4 3 由转变成 需经过 反应 反应 反应等较合理的反应过程 答案 消去加成消去 4 思考题 1 有机物中能够被连续氧化的物质主要有哪些 2 有机合成中的总产率与各分步反应的产率有什么关系 答案 1 有机物中能够连续被氧化的物质主要有醇类物质和乙烯 2 合成路线的总产率等于各分步产率之积 因此应选择步骤尽量少 副反应产物最少的合成路线 1 碳链的增减 1 碳链增长的反应 不饱和键与hcn的加成反应 由于hcn分子中的 cn含有一个碳原子 因此它和不饱和键加成时 可增加一个碳原子 各类缩合反应 如醛与醛的加成反应等 加聚反应 含有不饱和键的化合物之间可以进行自聚或互聚 使碳链增长 如乙烯的加聚 乙醛的加聚等 酯化反应 酸和醇的酯化反应也可使碳链增长 2 减少碳链的反应 脱羧反应 羧酸失去羧基的反应称为脱羧反应 氧化反应 包括燃烧 烯 炔的部分氧化 丁烷直接氧化成乙酸 苯的同系物氧化成苯甲酸等 水解反应 主要包括酯的水解 蛋白质的水解和多糖的水解等 裂化反应 长碳链的烷烃在高温或者有催化剂存在的条件下可以裂解成短链的气态烃 2 官能团的引入 3 官能团的消除 1 通过加成消除不饱和键 2 通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基 3 通过加成或氧化消除醛基 4 通过消去或水解可消除卤原子 例1 茚是一种碳氢化合物 其结构为 茚有一种同分异构体a a分子中的碳原子不可能完全在同一平面上 且a分子中含有一个苯环 a有如下转化关系 一个碳原子上同时连有两个羟基不稳定 会失水形成羰基 b c d e f的分子结构中均有一个苯环 根据变化关系和已知条件 试回答下列问题 1 a为 b为 填结构简式 2 c生成d d生成e的反应类型分别是 解析 f能发生加聚反应 可推知f的分子结构中有碳碳不饱和键 逆向推断并且结合反应条件可推知e中有 oh cooh 官能团 e通过酯化反应实现了碳链的增长 a的分子式为c9h8 含有苯环且分子中碳原子不可能完全在同一平面上 可知其结构简式为 依正向思维 a通过加成反应 取代反应 氧化反应 支链上的还原反应生成了e物质 例2 2011 课标全国卷 香豆素是一种天然香料 存在于黑香豆 兰花等植物中 工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得 以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线 部分反应条件及副产物已略去 已知以下信息 a中有五种不同化学环境的氢 b可与fecl3溶液发生显色反应 同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定 易脱水形成羰基 请回答下列问题 1 香豆素的分子式为 2 由甲苯生成a的反应类型为 a的化学名称为 3 由b生成c的化学反应方程式为 4 b的同分异构体中含有苯环的还有 种 其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有 种 5 d的同分异构体中含有苯环的还有 种 其中 既能发生银镜反应 又能发生水解反应的是 写出结构简式 能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出co2的是 写结构简式 解析 本题主要考查有机合成知识 涉及分子式 有机反应类型 同分异构体等知识 综合性较强 意在考查考生对有机合成的分析 推断能力以及运用所学知识解决新问题的能力 1 根据香豆素的结构简式 可知其分子式为c9h6o2 2 由甲苯生成a为取代反应 由香豆素的结构简式知a为邻氯甲苯 3 由b c的分子式及反应条件可知 b生成c的化学方程式为 4 b的同分异构体含苯环的还有 共4种 在核磁共振氢谱只出现四组峰的有2种 5 含有碳氧双键和苯环的d的同分异构体还有 答案 1 c9h6o2 2 取代反应2 氯甲苯 邻氯甲苯 根据有机物的性质推断官能团的结构 1 能与na或k反应放出h2的官能团有 醇羟基 酚羟基 羧基 磺酸基 so3h 等 2 能与na2co3溶液反应的官能团有 酚羟基 羧基 磺酸基等 3 能与nahco3溶液反应的官能团有 羧基 磺酸基等 4 能与naoh溶液发生反应的官能团有 酚羟基 羧基 磺酸基 酯基 c x键等 5 能与h2发生加成反应 即能被还原 的官能团有 碳碳双键 碳碳三键 醛基 羰基 苯环等 6 能被氧化 具有还原性 可燃性除外 的官能团有 醛基 醇羟基 酚羟基 碳碳双键等 7 既能发生氧化反应 又能发生还原反应的官能团有 碳碳双键 碳碳三键 醛基等 8 能与h2o hx x2发生加成反应的官能团有 碳碳双键 碳碳三键等 9 既能与银氨溶液发生银镜反应 又能与新制氢氧化铜悬浊液反应生成红色沉淀的官能团有醛基 10 既能使酸性kmno4溶液褪色 又能使溴水因反应而褪色的官能团有 碳碳双键 碳碳三键 酚羟基 醛基等 11 能发生水解反应的官能团有 酯基 c x键等 12 能发生加聚反应的官能团有碳碳双键 13 能通过缩合掉h2o hx而发生缩聚反应的官能团有 羧基与醇羟基 酚羟基与醛基等 1 有机合成的分析方法 2 有机合成遵循的原则 3 有机合成的解题思路 烃基烯基醚 烃基烯基醚a的相对分子质量 mr 为176 分子中碳氢原子数目比为3 4 与a相关的反应如下 请回答下列问题 1 a的分子式为 2 b的名称是 a的结构简式为 3 写出c d反应的化学方程式 4 写出两种同时符合下列条件的e的同分异构体的结构简式 属于芳香醛 苯环上有两种不同环境的氢原子 由e转化为对甲基苯乙炔 的一条路线如下 6 写出 步反应所加试剂 反应条件和 步反应类型 解析 本题考查考生对有机信息的提取能力和框图分析能力 利用信息可知a的分子式可写为 c3h4 no 则 40n 16 176 n 4 所以a的分子式为c12h16o 由转化图可知b的碳原子数为3 该醇氧化生成的c能够发生银镜反应 故b的羟基在端点 故b是1 丙醇 从苯环上有两种不同环境的氢原子来看 e的同分异构体结构对称性应较强 e的相对分子质量为134 g的相对分子质量为118 二者差值为16 可见e发生加氢反应生成醇f f发生消去反应生成烯烃g 从最终产物的结构来看 对甲基苯乙炔应是h发生消去反应所得 答案 1 c12h16o 2 1 丙醇 或正丙醇 6 1 解答有机合成 有机推断题时 首先要认真审题 分析题意 从中分离出已知条件和推断内容 弄清被推断物和其他有机物的关系 以特征点作为解题突破口 结合信息和相关知识进行推理 排除干扰 作出正确推断 2 一般可采取的方法有 顺推法 以有机物结构 性质和实验现象为主线 采用正向思维 得出正确结论 逆推法 以有