人教版高中化学选修5-3.4《有机合成》参考课件1

1、第四节 有机合成1.1.掌握有机化学反应的主要类型（取代、加成、消去反掌握有机化学反应的主要类型（取代、加成、消去反应）、原理及应用，初步学会引入各种官能团的方法。应）、原理及应用，初步学会引入各种官能团的方法。2.2.在掌握各类有机物的性质、反应类型、相互转化的基在掌握各类有机物的性质、反应类型、相互转化的基础上，初步学习设计合理的有机合成路线。础上，初步学习设计合理的有机合成路线。3.3.理解有机合成遵循的基本规律，初步学会使用逆向合理解有机合成遵循的基本规律，初步学会使用逆向合成法合理地设计有机合成的路线。成法合理地设计有机合成的路线。4.4.了解有机合成对人类生产、生活的影响。了解有机

2、合成对人类生产、生活的影响。世界上每年合成的近百万个新化合物中约世界上每年合成的近百万个新化合物中约70%70%以上是有以上是有机化合物。机化合物。引入：引入：科技创造生活，合成造福人类！科技创造生活，合成造福人类！一、一、什么是有机合成？什么是有机合成？1.1.定义：有机合成是利用简单、易得的原料，通过有机定义：有机合成是利用简单、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。反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。2 2. .意义：意义：(1)(1)可以制备天然有机物可以制备天然有机物, ,以弥补自然资源的不足以弥补自然资源的不足; ;(2)(2)可以对天然有机物进行局部

3、的结构改造和修饰可以对天然有机物进行局部的结构改造和修饰, ,使其使其性能更加完美性能更加完美; ;(3)(3)可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物, ,以满足人类的特殊需要。以满足人类的特殊需要。二、有机合成的预备知识二、有机合成的预备知识1.1.常见官能团的性质常见官能团的性质官能团官能团结结 构构性性 质质碳碳双键碳碳双键碳碳三键碳碳三键苯苯 环环羟羟 基基醛醛 基基羧羧 基基酯酯 基基C CC CCCCCC OHC OHC ORC OROHOHC HC HO OO OO O加成、氧化加成、氧化加成、氧化加成、氧化加成、取代加成、取

4、代消去、氧化、取代、酯化消去、氧化、取代、酯化氧化、还原氧化、还原中和、酯化中和、酯化水解水解2.2.常见官能团的引入常见官能团的引入 引入的官能团引入的官能团常见的反应常见的反应XXOHOHCHOCHOCOOHCOOHCOORCOORCCCC烃与烃与X X2 2取代取代, ,不饱和烃与不饱和烃与HXHX或或X X2 2加成加成, ,醇与醇与HXHX取代取代烯烃与水加成烯烃与水加成, ,醛醛/ /酮加氢酮加氢, ,卤代烃水解卤代烃水解, ,酯的水解酯的水解某些醇和卤代烃的消去某些醇和卤代烃的消去, ,炔烃加氢炔烃加氢某些醇氧化某些醇氧化, ,烯氧化烯氧化, ,炔水化炔水化, ,糖类水解糖类水解

5、醛氧化醛氧化, ,苯的同系物被强氧化剂氧化苯的同系物被强氧化剂氧化, ,羧酸盐酸羧酸盐酸化化, ,酯酸性水解酯酸性水解酯化反应酯化反应基础原料基础原料辅助原料辅助原料副产物副产物副产物副产物中间体中间体中间体中间体辅助原料辅助原料辅助原料辅助原料目标化合物目标化合物三、有机合成的过程三、有机合成的过程这种按一定顺序进行的一系列反应就构成了合成路线。这种按一定顺序进行的一系列反应就构成了合成路线。1.1.有机物正向合成过程示意图有机物正向合成过程示意图【参考答案参考答案】1.1.三种引入三种引入C CC C的方法：的方法：(1)(1)卤代烃消去卤代烃消去 (2)(2)醇消去醇消去 (3)(3)C

6、CCC不完全加成等不完全加成等2.2.至少列出三种引入卤素原子的方法：至少列出三种引入卤素原子的方法：(1)(1)醇醇( (或酚或酚) )和和HXHX取代取代(2)(2)烯烃烯烃( (或炔烃或炔烃) )和和HXHX、X X2 2加成加成(3)(3)烷烃烷烃( (苯及其同系物苯及其同系物) )和和X X2 2的取代等的取代等（教材（教材P65P65思考与交流）思考与交流）3.3.至少列出四种引入羟基至少列出四种引入羟基(OH)(OH)的方法：的方法：(1)(1)烯烃和水加成烯烃和水加成(2)(2)卤代烃和卤代烃和NaOHNaOH水溶液共热水溶液共热( (水解水解) )(3)(3)醛醛( (或酮或

7、酮) )还原还原( (和和H H2 2加成加成) )(4)(4)酯水解酯水解(5)(5)醛氧化醛氧化( (引入引入COOHCOOH中的中的OH)OH)等等2.2.有机物逆向合成有机物逆向合成 （1 1）方法与步骤）方法与步骤基础原料基础原料目标化合物目标化合物中间体中间体中间体中间体（2 2）实例：用乙烯合成草酸二乙酯）实例：用乙烯合成草酸二乙酯CHCH2 2CHCH2 2 CHCH3 3CHCH2 2OHOH（中间体）（中间体）HOCHHOCH2 2CHCH2 2OHOH（中间体）（中间体）CHCH3 3CHCH2 2BrBrBrCHBrCH2 2CHCH2 2BrBr（中间体）（中间体）基

8、础原料基础原料（目标化合物）（目标化合物）O OCOCHCOCH2 2CHCH3 3O OCOCHCOCH2 2CHCH3 3O OO OHO C COH HO C COH 四、常见的官能团转化四、常见的官能团转化 1.1.官能团种类变化：官能团种类变化：CHCH3 3-COOCH-COOCH3 3CHCH3 3CHCH2 2-OH-OH氧化氧化CHCH3 3-CHO-CHO氧化氧化CHCH3 3CHCH2 2-Br-Br水解水解CHCH3 3-COOH-COOH酯化酯化2.2.官能团数目变化：官能团数目变化：CHCH3 3CHCH2 2-Br-Br消去消去CHCH2 2BrBrCHCH2 2

9、BrBrCHCH2 2CHCH2 2加加BrBr2 23.3.官能团位置变化官能团位置变化 CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2BrBr消去消去CHCH3 3CH=CHCH=CH2 2加加HBrHBrCHCH3 3CH-CHCH-CH3 3BrBr4.4.官能团的保护官能团的保护 有些易于氧化的官能团在一定条件下要保护起来使有些易于氧化的官能团在一定条件下要保护起来使之不能参与反应之不能参与反应 1. 1.减少碳链减少碳链 2.2.增加碳链增加碳链一定条件一定条件CHCH2 2CHCH2 2 + HCN+ HCNCHCH3 3CHCH2 2CNCNRCl + ClRRCl + ClR+

10、2Na+ 2NaRRRR+2NaCl+2NaCl五、碳链的变化五、碳链的变化R RCOONa + NaOH RH+NaCOONa + NaOH RH+Na2 2COCO3 3RCRCO+OO+OCRCR R RCHCHCHRCHRKMnOKMnO4 4(H(H+ +) )CHCH3 3CHCHCHCH2 2CHCH CH CH3 3CHCH O OHCHHCH2 2CHCHO O+ +OHOHO O一定条件一定条件ClCHClCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2Cl+2Na +2NaClCl+2Na +2NaCl2ClCH2ClCH2 2CHCH2 2Cl+4Na +4NaCl

11、 Cl+4Na +4NaCl 3.3.形成碳环形成碳环O O C CO OOHOHCHCH3 3CHCHCHCH2 2CHCH2 2COOHCOOHCHCH3 3CHCHCHCH2 2CHCH2 2+H+H2 2O O浓浓H H2 2SOSO4 42CH2CH3 3CHCOOHCHCOOHOHOH CHCH3 3CHCCHCO O +2H+2H2 2O OO O O OC C- -CHCHCHCH3 3 O O浓浓H H2 2SOSO4 4CHCH2 2 CH CHCHCH2 2 CH CHKMnOKMnO4 4(H(H+ +) )HOOCCHHOOCCH2 2CHCH2 2COOHCOOH稀

12、稀H H2 2SOSO4 4CHCH3 3CHCHCHCH2 2CHCH2 2COOHCOOHOHOHCHCH3 3CHCHCHCH2 2CHCH2 2O O C CO O+H+H2 2O O4.4.断开碳环断开碳环C OCC OC2 2H H5 5C OCC OC2 2H H5 5 O OO OCHCH3 3CHCH2 2OHOH六、乙二酸六、乙二酸( (草酸草酸) )二乙酯合成二乙酯合成 +H+H2 2O O1 1+Cl+Cl2 22 2水解水解3 3OO4 4浓浓H H2 2SOSO4 45 5 O OO OCOHCOHCOHCOHH H2 2C OHC OHH H2 2C OHC OH

13、( (石油裂解气石油裂解气) )CHCH2 2CHCH2 2H H2 2C ClC ClH H2 2C ClC Cl2.2.有机合成的方法有机合成的方法逆向合成分析法逆向合成分析法认认目目标标巧巧切切断断再再转转换换得得原原料料得得路路线线1.1.有机合成的方法有机合成的方法正向合成分析法正向合成分析法 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或间接的中间产物，逐步推向目标合成成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物。有机物。基础原料基础原料中间体中间体1 1中间体中间体2 2目标化合物目标化合物1 1下列变化属于加成

14、反应的是下列变化属于加成反应的是( )( )A A乙烯通过酸性乙烯通过酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液 B B乙醇和浓硫酸共热乙醇和浓硫酸共热C C乙炔使溴水褪色乙炔使溴水褪色 D D苯酚与浓溴水混合苯酚与浓溴水混合C CB BD D2 2由溴乙烷制取乙二醇，依次发生反应的类型由溴乙烷制取乙二醇，依次发生反应的类型( )( )A A取代、加成、水解取代、加成、水解 B B消去、加成、取代消去、加成、取代C C水解、消去、加成水解、消去、加成 D D消去、水解、取代消去、水解、取代3 3有机化合物分子中能引进卤原子的反应是有机化合物分子中能引进卤原子的反应是( )( )A A消去反应消去反应

15、B B酯化反应酯化反应 C C水解反应水解反应 D D取代反应取代反应D D4 4武兹反应是重要的有机增碳反应，可简单地表示为：武兹反应是重要的有机增碳反应，可简单地表示为：2RX+2NaRR+2NaX2RX+2NaRR+2NaX，现用，现用CHCH3 3CHCH2 2BrBr和和C C3 3H H7 7BrBr和和NaNa一一起反应不可能得到的产物是起反应不可能得到的产物是( )( )A.CHA.CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 B.(CHB.(CH3 3) )2 2CHCH(CHCHCH(CH3 3) )2 2C C. .CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHC

16、H2 2CHCH3 3 D D.(.(CHCH3 3CHCH2 2) )2 2CHCHCHCH3 35 5对烯烃的加成反应的机理基本有了共同的认识，如乙对烯烃的加成反应的机理基本有了共同的认识，如乙烯和烯和BrBr2 2，是，是BrBr2 2的一个原子先与乙烯的双键加成，并连接的一个原子先与乙烯的双键加成，并连接到一个碳原子上，使另一个碳原子带正电荷，易与带负电到一个碳原子上，使另一个碳原子带正电荷，易与带负电的原子或原子团结合。如果在溴水中加入的原子或原子团结合。如果在溴水中加入ClCl- -和和I I- -，则下，则下列化合物不可能出现的是列化合物不可能出现的是( )( )A ACHCH2

17、 2BrCHBrCH2 2Br BBr BCHCH2 2BrCHBrCH2 2Cl Cl C CCHCH2 2BrCHBrCH2 2I DI DCHCH2 2ClCHClCH2 2I ID D6 6工业上以工业上以A A为主要原料来合成乙酸乙酯，其合成路线如下为主要原料来合成乙酸乙酯，其合成路线如下图所示。其中图所示。其中A A是石油裂解气的主要成份，是石油裂解气的主要成份，A A的产量通常用来的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平。又知衡量一个国家的石油化工水平。又知2CH2CH3 3CHO+OCHO+O2 2 2CH2CH3 3COOHCOOH。请回答下列问题：。请回答下列问题：（1 1）写出）写出A A的电子式的电子式 。（2 2）B B、D D分子内含有的官能团分别是分子内含有的官能团分别是 、 （填名称）。（填名称）。（3）写出下列反应的反应类型：）写出下列反应的反应类型： ， 。（4）写出下列反应的化学方程式：）写出下列反应的化学方程式： ； ；