第四节有机合成(优秀课件)PPT学习教案

1、会计学1第四节有机合成第四节有机合成(优秀课件优秀课件) 有机材料的惊艳绽放有机材料的惊艳绽放新型的ETFE（乙烯一四氟乙烯共聚物） 第1页/共46页 3000个美丽的个美丽的 蓝色泡泡蓝色泡泡水立方水立方第2页/共46页海海葵葵毒毒素素OOOHOHOHHOOHOHHOOHOHOHHOOONHOHHOHOHOHHOHOHOHOOHOHOOHOHOHOHOHOOHOHOHOHHOOHOHOHOHHOHOOHOOOOH2NOHONOHOHOHOMeMeMeMe2050677190103108351115第3页/共46页知识链接知识链接 分子式分子式C129H223N3O54 第4页/共46页 有机

2、合成使人有机合成使人类在类在旧的自然界旧的自然界旁旁又建立起一个又建立起一个新的新的自然界自然界，大大地改，大大地改变了社会上物质及变了社会上物质及商品的面貌，使人商品的面貌，使人类的生活发生了类的生活发生了巨巨大的革命大的革命。美美 伍德沃德伍德沃德第5页/共46页OOOHOHOHOH第6页/共46页解热镇痛药物解热镇痛药物阿司匹林阿司匹林第7页/共46页第8页/共46页一、有机合成的过程一、有机合成的过程 利用利用简单简单、易得易得的原料，通过有机反应，的原料，通过有机反应，生成具有特定生成具有特定结构和功能结构和功能的有机化合物。的有机化合物。1 1、有机合成的、有机合成的概念概念2 2

3、、有机合成的、有机合成的任务任务 有机合成的任务包括目标化合物有机合成的任务包括目标化合物分子骨架分子骨架的构建的构建和和官能团的转化官能团的转化。第9页/共46页有机合成过程示意图有机合成过程示意图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3 3、有机合成的、有机合成的过程过程第10页/共46页4、有机合成的设计思路有机合成的设计思路 5、关键：关键：设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引入设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引入和转化和转化 。第11页/共46页第12页/共46页6、有机物的相互转

4、化关系：、有机物的相互转化关系：两碳有机物为例：两碳有机物为例：CH3-CH3CH3-CH2-ClCH2=CH2CH2Cl-CH2-ClCH CHCH2=CHCl CH-CH nHClCH3-CH2-OHCH3-CHOCH3-COOHCH3COOC2H5CH3COONa第13页/共46页顺推法顺推法即正向思维法，从已知原料入手，找出合成所即正向思维法，从已知原料入手，找出合成所需的中间产物，逐步推向待合成的有机物。需的中间产物，逐步推向待合成的有机物。思维程序是：思维程序是： 原料原料 中间产物中间产物 产品产品第14页/共46页CH3OH由由合成合成俗称俗称: :水杨酸水杨酸学生活动学生活动

5、1第15页/共46页酸性酸性KMnO4CH3IOCH3CH3CH3OHCH3OH酸性酸性KMnO4OCH3COOHHIOHCOOH水杨酸水杨酸OHCOOH注意：注意：基团的保护基团的保护 优选合成路线优选合成路线第16页/共46页基础基础原料原料中间体中间体目标化目标化合物合物中间体中间体最适宜的基础原料最适宜的基础原料最终的合成路线最终的合成路线科里科里第17页/共46页 在日常生活中，饮料、糖果中常常添加一些有在日常生活中，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，水果香味的酯类香料，例如具有苹果香味的戊酸戊酯，你能利用你能利用1-戊烯为原料合成戊酸戊酯这种

6、香料吗？戊烯为原料合成戊酸戊酯这种香料吗？戊酸戊酯戊酸戊酯CH3(CH2)3C-O-CH2(CH2)3CH3O1-戊烯戊烯CH2=CH-CH2CH2CH3 学生活动学生活动2第18页/共46页CH3(CH2)3C-O-CH2(CH2)3CH3O逆合成分析法逆合成分析法CH3CH2CH2CH2COOH HO-CH2CH2CH2CH2CH3 +CH3CH2CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH=CH2目标目标化合化合物物中间中间体体中间中间体体基础基础原料原料CH3CH2CH2CH2CHOHO-H第19页/共46页想一想：结合生产实际，同学们，你认为在选择原料想一想：结合生产实际，同学们，

7、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？和合成途径时，你应该注意一些什么问题？ 反应条件必须比较温和反应条件必须比较温和 产率较高产率较高 原料原料低低毒性、低污染、廉价毒性、低污染、廉价 第20页/共46页试用试用逆合成分析法逆合成分析法研究用研究用乙烯乙烯合成合成草酸二乙酯草酸二乙酯的路线的路线C-OCH2CH3C-OCH2CH3OOC-OHC-OHOO+2 HO-CH2CH3CHOCHOCH2-OHCH2-OHCH2-ClCH2-ClCH2CH2原材料原材料第21页/共46页CH2CC H3C H3由由和和合成合成CH2CCH3COOCH2CH2OH n 聚甲基丙烯酸羟乙酯

8、聚甲基丙烯酸羟乙酯第22页/共46页甲基丙烯酸甲基丙烯酸乙二醇乙二醇CH2CCH3COOCH2CH2OH n 第23页/共46页1、由由异丁烯异丁烯合成甲基丙烯酸方法合成甲基丙烯酸方法CH3-C=CH2CH3Br2CH3-C-CH2BrBrNaOHH2OCH3-C-CH2OHOHOOHCH3-C-COOHH2SO4浓CH2=C-COOHCH3CH3CH3CH3CH3-CH2-C-COOCH3CH2CC H3C H32 2、合成乙二醇、合成乙二醇CHCH2 2BrCHBrCH2 2BrBrCHCH2 2OHCHOHCH2 2O OH H第24页/共46页CH2OHCH2OH酯化酯化加聚加聚CH3

9、CH2CCH3CH3第25页/共46页练习：用练习：用2-2-丁烯、乙烯为原料设计丁烯、乙烯为原料设计 的合成路线的合成路线OOOO认目标认目标 巧切断巧切断 再切断再切断 得原料得原料 得路得路线线第26页/共46页NaOHNaOHC C2 2H H5 5OHOHOOOO1 1、逆、逆向向合成分析合成分析：COHCOHOO+ +CHCHOOCH2CH2OHOHCH2CH2BrBrCH2CH2NaONaOH H水水2 2、合成路线：、合成路线：CH2CH2BrBr2 2CH2CH2BrBrCH2CH2OHOHO O2 2C Cu uCHCHOOO O2 2COHCOHOO浓浓H2SO4OHOH

10、BrBrBrBrBrBr2 2BrBrBrBr2 2BrBrNaONaOH H水水OHOHOOOO第27页/共46页练习：用练习：用2-2-丁烯、乙烯为原料设计丁烯、乙烯为原料设计 的合成路线的合成路线OOOONaOHNaOHC C2 2H H5 5OHOHOOOO1 1、逆合成分析、逆合成分析：COHCOHOO+ +CHCHOOCH2CH2OHOHCH2CH2BrBrCH2CH2NaONaOH H水水2 2、合成路线：、合成路线：CH2CH2BrBr2 2CH2CH2BrBrCH2CH2OHOHO O2 2C Cu uCHCHOOO O2 2COHCOHOO浓浓H2SO4OHOHBrBrBr

11、BrBrBr2 2BrBrBrBr2 2BrBrNaONaOH H水水再切断再切断认目标认目标巧切断巧切断得原料得原料得路线得路线OHOHOOOO第28页/共46页思路思路关键：关键：反思反思明确目标化合物的性质和结构明确目标化合物的性质和结构设计合成路线设计合成路线检测样品的性能，不断改进检测样品的性能，不断改进官能团的引入方法官能团的引入方法 有机合成的过程有机合成的过程有机合成的方法？有机合成的方法？第29页/共46页官能团的引入和转化官能团的引入和转化: :(1)(1)官能团的引入：官能团的引入：思考与交流思考与交流1 1、引入碳碳双键的三种方法：、引入碳碳双键的三种方法：卤代烃的消去

12、；醇的消去；炔烃的不完全加成。卤代烃的消去；醇的消去；炔烃的不完全加成。2 2、引入卤原子的三种方法：、引入卤原子的三种方法：醇（或酚）的取代；烯烃（或炔烃）的加成；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。烷烃（或苯及苯的同系物）的取代。第30页/共46页(2)(2)官能团的转化：官能团的转化：包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。3 3、引入羟基的四种方法：、引入羟基的四种方法：烯烃与水的加成；卤代烃的水解；烯烃与水的加成；卤代烃的水解； 酯的水解；醛的还原。酯的水解；醛的还原。第31页/共46页a.a.官能团种类

13、变化：官能团种类变化：CH3CH2-Br水解水解CH3CH2-OH氧化氧化CH3-CHOb.b.官能团数目变化：官能团数目变化：CH3CH2-Br消去消去CH2=CH2加加BrBr2 2CH2BrCH2Brc.c.官能团位置变化：官能团位置变化：CH3CH2CH2-Br消去消去CH3CH=CH2加加HBrHBrCH3CH-CH3Br第32页/共46页二、有机合成的方法二、有机合成的方法1 1、有机合成的常规方法、有机合成的常规方法（1）官能团的引入）官能团的引入引入双键引入双键（C=C或或C=O）1 1）某些醇的消去引入）某些醇的消去引入C=CCH3CH2 OH浓硫酸浓硫酸170 CH2=CH

14、2 +H2O醇醇CH2=CH2+ NaBr+ H2O CH3CH2Br +NaOH2 2）卤代烃的消去引入）卤代烃的消去引入C=C第33页/共46页3 3）炔烃加成引入）炔烃加成引入C=C4 4）醇的氧化引入）醇的氧化引入C=O引入卤原子引入卤原子（X）1 1）烃与）烃与X2取代取代CH4 +Cl2 CH3Cl+ HCl光照光照2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O催化剂催化剂CHCH + HBr CH2=CHBr 催化剂催化剂第34页/共46页3 3）醇与）醇与HX取代取代CH2=CH2+Br2 CH2BrCH2Br2 2）不饱和烃与）不饱和烃与HX或或X2加成加成引入羟基引入羟

15、基（OH）1 1）烯烃与水的加成）烯烃与水的加成CH2=CH2 +H2O CH3CH2OH催化剂催化剂加热加压加热加压2 2）醛（酮）与氢气加成）醛（酮）与氢气加成CH3CHO +H2 CH3CH2OH催化剂催化剂C2H5OH + HBr C2H5Br + H2O第35页/共46页3 3）卤代烃的水解（碱性）卤代烃的水解（碱性）C2H5Br +NaOH C2H5OH + NaBr水水4 4）酯的水解）酯的水解稀稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O（2）官能团的消除）官能团的消除通过加成消除通过加成消除不饱和键不饱和键通过消去或氧化或酯化或取代等消除通过消去或

16、氧化或酯化或取代等消除羟羟基基通过加成或氧化消除通过加成或氧化消除醛基醛基通过消去反应或水解反应可消除通过消去反应或水解反应可消除卤原子卤原子（3）官能团的衍变）官能团的衍变第36页/共46页4、醇、醛、羧酸、酯的相互转化及其化学性质、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：请以乙醇为例写出上述转化的化学方程式：思考思考:如何引入醇羟基、醛基、羧基、酯基醇羟基、醛基、羧基、酯基 第37页/共46页【归纳总结及知识升华归纳总结及知识升华 】思考：思考：1、至少列出三种引入引入C=C的方法：(1) 卤代烃消去卤代烃消去 (2) 醇消去醇消去 (3) CC不完全

17、加成等不完全加成等第38页/共46页思考：思考：2、至少列出三种引入卤素原子引入卤素原子的方法：(1) 醇醇(或酚或酚)和和HX取代取代 (2) 烯烃烯烃(或炔烃或炔烃)和和HX、X2加成加成 (3) 烷烃烷烃(苯及其同系物苯及其同系物)和和X2的取代等的取代等 第39页/共46页思考：思考：3、至少列出四种引入羟基引入羟基(OH)的方法：(1) 烯烃和水加成烯烃和水加成 (2) 卤代烃和卤代烃和NaOH水溶液共热水溶液共热(水解水解) (3) 醛醛(或酮或酮)还原还原(和和H2加成加成) (4) 酯水解酯水解 (5) 醛氧化醛氧化(引入引入COOH中的中的OH)等等 第40页/共46页思考：思考：4、在碳链上引入醛基和羧基醛基和羧基的方法有： 醛基：醛基： (1) RCH2OH氧化氧化 (2) 乙炔和水加成乙炔和水加成 (3) RCH=CHR 适度氧化适度氧化 (4) RCHX2水解等水解等 第41页/共46页思考：思考：4、在碳链上引入醛基和羧基醛基和羧基的方法有： 羧基：羧基： (1) RCHO氧化氧化 (2) 酯水解酯水解 (