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文档简介
第三章
烃的衍生物第五节
有机合成第1课时
有机合成的主要任务从远古时代起,人类长期依靠自然界的资源生存。在实践中,人类逐渐学会了对自然资源进行加工和转化,从生物体中获得有机化合物。然而,自然资源是有限的,天然有机化合物的性能并不能满足人们的全部需要。19世纪20年代,德国化学家维勒合成了尿素,开创了人工合成有机化合物的新时代。世界上每年合成的近百万个新化合物中约70%以上是有机化合物。氰酸铵尿素什么是有机合成?使用相对简单易得的原料,通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团,由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。有机合成有什么意义?①制备天然有机物,弥补自然资源的不足;②对天然有机物进行局部的结构改造和修饰,使其性能更加完美;③合成自然界中不存在的有机物,满足人们生活需要。1.聚合反应一、碳链的增长2.酯化反应3.醇的分子间脱水一、碳链的增长4.与HCN的加成反应烯烃、炔烃、醛、酮中的不饱和键与HCN发生加成反应,生成含有氰基(-CN)的物质,再经水解生成羧酸,或经催化加氢生成胺。①烯烃、炔烃②醛、酮一、碳链的增长5.羟醛缩合醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(α-H)受羰基吸电子作用的影响,具有一定的活泼性。分子内含有α-H的醛在一定条件下可发生加成反应,生成β-羟基醛,该产物易失水,得到α,β-不饱和醛。这类反应被称为羟醛缩合反应,是一种常用的增长碳链的方法。一、碳链的增长原料分子中的碳原子少于目标分子中的碳原子引入含碳原子的官能团(1)与HCN发生加成反应(5)聚合反应(2)羟醛缩合反应(3)酯化反应(4)分子间脱水反应(6)其他(题给信息)二、碳链的缩短1.氧化反应烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成碳链缩短的羧酸或酮。无氢成酮一氢成酸二氢成气(CO2)2.脱羧反应如实验室制取甲烷的反应:3.烷烃的裂化4.酯的水解二、碳链的缩短原料分子中的碳原子多于目标分子中的碳原子断开碳链(1)烯烃、炔烃的氧化(5)酯的水解(2)苯的同系物的氧化(3)脱羧反应(4)烷烃的裂化(6)其他三、碳链的成环1.形成环酯2.形成环醚3.形成环酸酐4.第尔斯-阿尔德反应(DA反应、双烯加成)四、开环五、官能团的引入有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应,可以实现有机化合物类别的转化,并引入目标官能团。1.碳碳双键的引入①卤代烃的消去反应CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr乙醇△②醇的消去反应③炔烃的不完全加成2.碳卤键的引入①烃与卤素单质的取代反应②醇与HX的取代反应③烯烃、炔烃与X2或HX的加成反应CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br④苯酚与X2的取代反应3.羟基的引入①烯烃与水的加成反应②卤代烃的水解CH3CH2Br+NaOHH2O△CH3CH2OH+NaBr③酯的水解④醛、酮的还原4.醛基、酮羰基的引入①醇的催化氧化2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OCu△②炔烃与水的加成CH≡CH+H2OCH3CHO催化剂△③烯烃的氧化①烯烃、炔烃、苯的某些同系物被酸性高锰酸钾氧化5.羧基的引入③酯、酰胺的水解②伯醇、醛被酸性高锰酸钾氧化六、官能团的保护含有多个官能团的有机化合物在进行反应时,非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来,先将其转化为不受该反应影响的其他官能团,反应后再转化复原。1.羟基的保护有机合成中的某些反应可能会使羟基受到影响,需要对羟基进行保护。此时,可以先将羟基转化为醚键,使醇或酚转化为在一般反应条件下比较稳定的醚。2.醛基的保护醛基易被氧化,通常形成缩醛保护,然后在稀酸中微热恢复。本节总结:一、正合成分析法二、逆合成分析法课时对点练内容索引正合成分析法
一有机合成路线的确定,需要在掌握
构建和
转化基本方法的基础上,进行合理的设计与选择,以较低的
和较高的
,通过简便而对
的操作得到目标产物。碳骨架官能团成本产率环境友好1.常见有机物的转化2.正合成分析法(1)单官能团合成R—CH=CH2卤代烃
___酯(2)双官能团合成CH2=CH2CH2X—CH2X__________________________
→链酯、环酯等(3)芳香族化合物合成①______②醇醛酸HOCH2—CH2OHOHC—CHOHOOC—COOH芳香酯3.合成路线的表示方法有机合成路线用反应流程图表示。示例:原料
中间体(Ⅱ)……―→目标化合物食醋的主要成分是乙酸,主要通过发酵法由粮食制备。工业乙酸是通过石油化学工业人工合成的。(1)请以乙烯为原料,设计合理的路线合成乙酸,写出反应流程图。(2)目前已经出现了将乙烯直接氧化生成乙酸的工艺。假定该工艺涉及的反应和(1)中合成路线的每一步反应的产率均为70%,请计算并比较这两种合成路线的总产率。深度思考提示若每一步反应的产率均为70%,第一种合成路线的总产率为70%×70%×70%=34.3%,远小于第二种工艺反应的产率70%。应用体验1.(2023·沈阳高二调研)在一次有机化学课堂小组讨论中,某同学设计了下列合成路线,你认为最不可行的是A.用氯苯合成环己烯:B.用甲苯合成苯甲醇:C.用乙炔合成聚氯乙烯:CH≡CHCH2=CHCl√应用体验2.分析下列合成路线,可推知B应为A. B.C. D.√A为Br—CH2—CH=CH—CH2—Br;B为HO—CH2—CH=CH—CH2—OH;C为
。应用体验3.请用流程图表示出最合理的合成路线。(1)将乙醇转化成乙二醇(改变官能团的数目)。(2)将1-丙醇转化成2-丙醇(改变官能团的位置)。答案CH3CH2OHCH2=CH2答案CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2逆合成分析法
二1.逆合成分析法在目标化合物的适当位置断开相应的化学键,目的是使得到的较小片段所对应的中间体经过反应可以得到目标化合物;继续断开中间体适当位置的化学键,使其可以从更上一步的中间体反应得来,依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和合成路线。2.逆合成分析法的应用由“逆合成分析法”分析由乙烯合成乙二酸二乙酯。(1)分析如下:根据以上逆合成分析,可以确定合成乙二酸二乙酯的有机基础原料为乙烯(CH2==CH2),通过5步反应进行合成,写出反应的化学方程式:①_______________________________;②____________________________________;③_______________________________;④___________________________________;⑤________________________________________________。+2NaCl+2H2O+2CH3CH2OH(2)合成路线如下:注意①上述合成路线中
也可以先氧化为OHC—CHO,再氧化为HOOC—COOH。②表示合成步骤时,用箭头“→”表示每一步反应;而表示逆合成时,用“”表示逆推过程。思考
在实际工业生产中,乙二醇还可以通过环氧乙烷与水直接化合的方法合成,而环氧乙烷则可由乙烯直接氧化得到。请比较该方法与以上合成乙二酸二乙酯中的①、②两步反应,分析生产中选择该路线的可能原因。提示该方法的原料H2O、O2廉价易得、无毒,原料利用率高,产物易于分离,符合“绿色化学”理念等。3.合成路线设计应遵循的原则(1)合成步骤
,副反应
,反应产率
。(2)原料、溶剂和催化剂尽可能
、
。(3)反应条件
,操作
,产物易于
。(4)污染排放
,要贯彻“
”理念,选择最佳合成路线,以______的经济成本和环境代价得到目标产物。较少少高价廉易得低毒温和简便分离提纯少绿色化学较低4.有机合成的发展及价值发展从生物体内提取有机物→人工设计并合成有机物→计算机辅助设计合成有机物价值为化学、生物、医学、材料等领域的研究和相关工业生产提供了坚实的物质基础,有力地促进了人类健康水平提高和社会发展进步应用体验1.由CH3CH=CH2和乙酸合成
时,需要依次经过的反应类型是A.加成→取代→加成→取代B.取代→加成→取代→取代C.取代→取代→加成→取代D.取代→取代→取代→加成√此题适宜采用逆推法。根据合成产物的结构简式可知,该化合物可由丙三醇和乙酸通过酯化反应生成;可利用1,2,3-三氯丙烷通过水解反应生成丙三醇;1,2,3-三氯丙烷可利用CH2(Cl)CH==CH2和氯气通过加成反应生成;丙烯通过取代反应可生成CH2(Cl)CH==CH2,所以答案选B。应用体验2.(2022·山东烟台检测),下列有关该合成路线的说法正确的是A.反应①的反应条件为NaOH的水溶液、加热B.A分子中所有碳原子不可能共平面C.B和C分子中均含有1个手性碳原子D.反应③为加成反应√由原料到目标产物,去掉溴原子、引入羟基和醛基,由逆合成分析法可知,C为
,羟基可通过卤代烃的水解引入,则B为
,
与溴水发生加成反应可得到B,则A为
。由上述分析可知,反应①为卤代烃的消去反应,反应条件为NaOH的乙醇溶液、加热,A项错误;苯分子和碳碳双键均是平面形结构,则通过碳碳单键的旋转,A()分子中所有碳原子可能共平面,B项错误;手性碳原子为连有4个不同原子或原子团的碳原子,B和C分子中均含有1个手性碳原子,C项正确;反应③为卤代烃的水解反应,D项错误。应用体验3.以CH2==CHCH2OH为主要原料(其他无机试剂任选)设计合成CH2==CHCOOH的路线流程图(已知CH2==CH2可被氧气催化氧化为),通过此题的解答,总结设计有机合成路线需注意的情况(至少写2条):__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。路线时要选择合适的反应条件、并注意官能团的保护以CH2==CHCH2OH为主要原料合成CH2==CHCOOH,CH2==CHCH2OH可先和HCl发生加成反应,保护碳碳双键,再利用强氧化剂将醇羟基氧化为羧基,最后结合卤代烃的消去引入碳碳双键。随着新的有机反应、新试剂的不断发现和有机合成理论的发展,有机合成技术和效率不断提高,利用计算机辅助设计合成路线,让合成路线的设计逐步成为严密思维逻辑的科学过程。实验室有机合成常用的装置:拓展视野返回课时对点练
1234567891.(2023·昆明高二检测)由1-氯环己烷()制备1,2-环己二醇()时,需要经过下列哪几步反应A.加成→消去→取代 B.消去→加成→取代C.取代→消去→加成 D.取代→加成→消去√1011121314对点训练1615题组一有机合成路线的设计由1-氯环己烷制取1,2-环己二醇,正确的过程为
,即依次发生消去反应、加成反应、取代反应。2.根据下面合成路线判断烃A为A.1-丁烯 B.1,3-丁二烯C.乙炔 D.乙烯123456789101112131415对点训练16√由最后的产物是醚,结合最后一步的反应条件可知,最后一步反应是醇发生分子间脱水,所以C为HOCH2CH2OH,再结合B中有Br,B转化为C的条件是氢氧化钠的水溶液、加热,可知B为BrCH2CH2Br,则A是乙烯。3.以1-丙醇制取
,最简便的流程需要下列反应的顺序是a.氧化b.还原c.取代d.加成e.消去f.中和g.加聚h.酯化A.b、d、f、g、h B.e、d、c、a、hC.a、e、d、c、h D.b、a、e、c、f√123456789101112131415对点训练16题组二有机合成路线的选择4.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷()的反应中,原子利用率最高的是A.CH2=CH2+(过氧乙酸)→+CH3COOHB.CH2==CH2+Cl2+Ca(OH)2―→+CaCl2+H2OD.
+2H2O+HOCH2CH2—O—CH2CH2OH123456789101112131415对点训练16√A、B、D中均存在副产品,反应物没有全部转化为目标产物,原子利用率较低;C中反应物全部转化为目标产物,原子利用率为100%,原子利用率最高。123456789101112131415对点训练5.以溴乙烷为原料制备乙二醇,下列方案最合理的是16√A项与D项相比,步骤多一步,且在乙醇发生消去反应时,容易发生分子间脱水、氧化反应等副反应;B项步骤最少,但取代反应不会停留在“CH2BrCH2Br”阶段,副产物多,分离困难,原料浪费;C项比D项多一步取代反应,显然不合理;D项相对步骤少,操作简单,副产物少,较合理。6.(2022·安徽芜湖高二检测)以
为基本原料合成
,下列合成路线最合理的是123456789101112131415对点训练16A.B.C.D.√以
为基本原料合成
,因碳碳双键、羟基均能被氧化,则应先使碳碳双键发生加成反应引入一个卤素原子,然后将羟基氧化为羧基,最后再发生消去反应(脱HCl)生成碳碳双键,D项合理。7.在有机合成中,若制得的有机化合物较纯净且易分离,在工业生产上才有实用价值。据此判断下列有机合成一般不适用于工业生产的是A.酚钠与卤代烃作用合成酚醚:
++NaBrC.萘与浓硫酸制备萘磺酸:
+HO—SO3H+H2O123456789101112131415对点训练16√乙烷与氯气在光照下发生取代反应,反应生成的有机物是多种氯代乙烷的混合物。8.(2022·长沙高二期末)甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体,早在几十年前就成功合成,现在又有新的合成方法。旧的合成方法:(CH3)2C=O+HCN→(CH3)2C(OH)CN(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4→NH4HSO4+CH2=C(CH3)COOCH3新的合成方法:CH3C≡CH+CO+CH3OH→CH2=C(CH3)COOCH3两种方法相比,新方法的优点是A.原料无爆炸危险 B.没有副产物,原料利用率高C.原料都是无毒物质
D.生产过程中对设备没有任何腐蚀性√12345678910111213141516综合强化有气体原料,会有爆炸危险,A不符合题意;反应物全部转化成产物,没有副产物,原料利用率高,B符合题意;CO和CH3OH是我们熟知的有毒物质,在生产过程中要注意防护,C不符合题意;生产过程中原料对设备的腐蚀性,只有大小之分,不可能没有任何腐蚀性,D不符合题意。9.根据下列流程图提供的信息,判断下列说法错误的是A.属于取代反应的有①④B.反应②③均是加成反应C.B的结构简式为CH2BrCHClCH2BrD.A还有三种同分异构体(不考虑立体异构)1234567891011121314√1516综合强化①④属于取代反应,故A正确;②③属于加成反应,故B正确;丙烯(C3H6)经反应①②得到产物CH2BrCHBrCH2Cl,故C错误;A是CH2=CHCH2Cl,它的链状同分异构体还有两种CH3CH=CHCl、
,环状同分异构体有一种
,故D正确。10.(2022·北京平谷区检测)合成某医药的中间路线如图,下列说法不正确的是A.R的官能团是—OHB.R的沸点高于P的沸点C.由P生成M发生消去反应D.P的核磁共振氢谱图只有一组峰√12345678910111213141516综合强化通过以上合成路线图知,R的结构简式为CH3CH(OH)CH3,则R的官能团是—OH,故A正确;P的结构简式为CH3COCH3,R的结构简式为CH3CH(OH)CH3,R能形成分子间氢键但P不能形成分子间氢键,含有分子间氢键的物质熔、沸点较高,所以R的沸点高于P的沸点,故B正确;P中碳氧双键被取代生成M,属于取代反应,故C错误;P的结构简式为CH3COCH3,P含有一种化学环境的氢原子,所以其核磁共振氢谱图只有一组峰,故D正确。11.α-呋喃丙烯醛(丙)为常用的优良溶剂,也是有机合成的重要原料,其合成路线如下(部分反应试剂与条件已略去)。下列说法正确的是A.甲中只含有两种官能团B.乙的分子式为C7H10O3C.丙的同分异构体中分子中含苯环且只含一个环状结构的有5种D.①、②两步的反应类型分别为取代反应和消去反应√123456789101112131415综合强化16甲中含有碳碳双键、醚键、醛基三种官能团,A项错误;根据乙的结构可知,乙的分子式为C7H8O3,B项错误;丙的同分异构体中分子中含苯环且只含一个环状结构的有
、
、
、
、
,共5种,C项正确;反应①是加成反应,D项错误。12.我国自主研发“对二甲苯的绿色合成路线”取得新进展,其合成示意图如下:下列说法不正确的是A.过程i发生了加成反应B.对二甲苯的一溴代物只有一种C.M既可与H2反应,也可与溴水反应D.该合成路线理论上碳原子利用率为100%,且产物易分离1234567891011121314√15综合强化16过程i是异戊二烯和丙烯醛发生加成反应,生成具有对位取代基的六元中间体,选项A正确;对二甲苯()高度对称,分子中有2种不同化学环境的氢原子,其一溴代物有2种,选项B不正确;该合成路线理论上碳原子利用率为100%,且产物对二甲苯与水互不相溶易分离,选项D正确。13.丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)可用于制造不饱和聚酯树脂,也可用作食品的酸性调味剂。某同学以ClCH2CH==CHCH2Cl为原料,设计了下列合成路线:上述设计存在的缺陷是什么?请写出改进后的合成路线。123456789101112131415综合强化16HOOCCH=CHCOOH答案缺陷:在第二步的氧化过程中,碳碳双键也会被氧化,使产率降低。改进后的合成路线:14.已知:①
+RX+HX;②
(R为烃基,X为卤素原子)。2-氨基苯乙醚()可用作燃料、香料、医药中间体。请设计以苯酚和乙醇为起始原料制备2-氨基苯乙醚的合成路线(无机试剂任选)。123456789101112131415综合强化16答案123456789101112131415综合强化15.化合物A是合成雌酮激素的中间体,科学家们采用下列合成路线来制备:设计由1,2-二溴乙烷合成CH3COCOCH3的路线(其他试剂任选)。16答案123456789101112131415综合强化16.有机物I是一种药物合成的中间体,其合成路线如右:(1)B→C的反应类型为_________。(2)流程中设计E→F的目的是_________________________________________。(3)A→B得到的产物若不经提纯,依据B到E的合成路线会生成一种与E互为同分异构体的副产物X,X的结构简式为______。(4)B的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:___________________。①有手性碳原子,与FeCl3溶液发生显色反应且能使Br2的CCl4溶液褪色;②碱性条件下水解后酸化生成两种有机产物,一种产物分子中只有两种不同化学环境的氢原子。(5)写出以苯、甲苯、
为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用)。16还原反应保护酮羰基,防止F→G转化时被还原(加成)第五节
有
机
合
成第3课时
有机合成路线的设计与实施学习目标1、了解设计有机合成路线的一般方法。2、理解逆合成分析法在有机合成中的应用,尤其在制药行业中的重要作用,知道“绿色合成”原则。3、体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展方面的重要贡献。1.设计:进行合理的设计与选择。【思考】在掌握碳骨架构建和官能团转化基本方法后,如何进一步确定有机合成路线呢?
2.操作实施:以较低的成本和较高的产率,通过简便而对环境友好的操作得到目标产物。基础原料辅助原料1中间体1副产物1辅助原料2中间体2副产物2辅助原料3目标化合物这种按一定顺序进行的一系列反应就构成了合成路线副产物3(1)正合成分析法:采用正向思维方法,从已知原料入手,找出合成所需要的中间体,逐步推向目标产物。(又称顺推法)二、有机合成路线的设计与实施1.有机合成的设计方法简单、易得碳骨架和官能团等方面的异同的比较增加一段碳链或连上一个官能团[课本P86]多步递进反应的总产率=各步反应产率的乘积(1)中合成路线总产率=70%×70%×70%=34.3%产率(70%)(1)中合成路线总产率=70%×70%×70%=34.3%产率(70%)合成步骤应尽可能少,以提高产率。练后反思:(1)中每一步产率都较高,总产率却较低,分析原因。→合成步骤多是导致产率较低的重要原因之一。思考:有机合成应遵循什么样的原则?(2)逆合成分析法:逆合成分析法示意图基础原料中间体1目标化合物中间体2(又称逆推法)其特点:从产物出发,由后向前推,先找出产物的前一步原料(中间体),并同样找出它的前一步原料,如此继续直至到达简单的初始原料为止。二、有机合成路线的设计与实施确定最适宜的基础原料和合成路线1.有机合成的设计方法C—OHC—OHOOH2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2C—OC2H5C—OC2H5OO(石油裂解气)CH3CH2OH+H2O+Cl2[O]浓H2SO4探讨学习如何合成乙二酸二乙酯?245△[课本P86]探讨学习如何合成乙二酸二乙酯?[课本P86]再整理合成思路和路线,写出相关的反应方程式123455步反应完成合成:CH2=CH2+H2O催化剂Δ,加压CH3CH2OH1.CH2CH2OHOH+2O2催化剂ΔCCHOOHOO+2H2O4.+2CH3CH2OHCCHOOHOO+2H2O催化剂ΔCCC2H5OOC2H5OO5.CH2=CH2+Cl2CH2-ClCH2-Cl2.CH2CH2-Cl-Cl+2NaOHH2OΔCH2-OHCH2-OH+2NaCl3.方法:先用“顺推法”缩小范围和得到一个大致结构,再用“逆推法”来确定细微结构。这样,比单一的“顺推法”或“逆推法”快速而准确。(3)顺推、逆推法结合运用——综合分析法逆合成分析法是设计复杂化合物合成路线的常用方法。有时正合成分析法和逆合成分析法会结合使用。二、有机合成路线的设计与实施1.有机合成的设计方法途径一:CH2=CH2+Cl2CH2-ClCH2-Cl2.CH2CH2-Cl-Cl+2NaOHH2OΔCH2-OHCH2-OH+2NaCl3.对比:途径二:[课本P88](1)途径二采用Cl2、NaOH,可能腐蚀设备,污染环境;途径一采用氧气和水,成本低,对环境污染小。思考:有机合成还应遵循什么样的原则?(2)途径二原子利用率小于100%;而上述途径一原子利用率100%原料无毒、无污染;原子利用率高。(5)要贯彻“绿色化学”理念等。2.设计合成路线的基本原则(1)步骤较少,副反应少,反应产率高;(2)原料、溶剂和催化剂尽可能价廉易得、低毒;(3)反应条件温和,操作简便,产物易于分离提纯;(4)污染排放少;二、有机合成路线的设计与实施——通常采用4个C以下的单官能团化合物和单取代苯。P87有机合成中的原子经济;原料的绿色化;试剂与催化剂的无公害化;分析以上两种方法,以下说法正确的是()①法2比法1的反应步骤少,能源消耗低,成本低②法2比法1的原料丰富,工艺简单③法2比法1降低了有毒气体的使用,减少了污染④法2需要的反应温度高,耗能大A.①②③B.①③④C.②③④D.①②③④法1:CaCO3→CaOCaC2→CH≡CHCH2=CHCN法2:CH2=CH-CH3+NH3+3/2O2CH2=CH-CN+3H2O例:合成聚丙烯腈纤维的单体是丙烯腈,它可由以下两种方法制备.A高温→CHCN→催化剂425--510℃+H2C—OHH2C—OHCH2=CH2现以乙烯为唯一有机原料(无机试剂及催化剂可任选),已知下列两个有机反应RCl+NaCN→RCN+NaClRCN+2H2O+HCl→RCOOH+NH4Cl设计正确的合成路线,写出相应的化学方程式。(CH3CH2COOCH2CH2OOCCH2CH3)合成二丙酸乙二酯CH3CH2COOCH2CH2OOCCH2CH3CH3CH2COOHCH3CH2CNCH3CH2ClH2C—ClH2C—Cl【例题1】[例题2]苯甲酸苯甲酯(水仙花香料):-C-O-CH2-O请设计以甲苯为原料合成苯甲酸苯甲酯的合成路线。存在于多种植物香精中,它除了可以用作香精、食品添加剂以及一些固体香料的溶剂,还可以用作塑料、涂料的增塑剂。此外具有杀火虱、蚤和疥虫的作用,并且不刺激皮肤,无异臭和油腻感,可用于治疗疥疮。△KMnO4H+Cl2光照H2ONaOH浓H2SO4△KMnO4H+LiAlH4浓H2SO4△浓H2SO4Cl2光照氧化剂H2催化剂H2OCl2光照H2ONaOH氧化剂浓H2SO4△合成线路:④①②③O2
催化剂Cl2
光NaHCO3
溶液催化剂工业合成法-C-O-CH2-O(1)脂肪烃为基础原料到酯的合成路线①一元合成路线:卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯HXRCH=CH2RCH2CH2XNaOH水溶液ΔRCH2CH2OH[O]RCH2CHO[O]RCH2COOH浓硫酸Δ二、有机合成路线的设计与实施3.常见的有机合成路线②二元合成路线:二元醇二元醛二元羧酸链酯、环酯、聚酯X2CH=CH2XCH2CH2XNaOH水溶液ΔHOCH2CH2OH[O]OHCCHO[O]HOOCCOOH浓硫酸Δ二、有机合成路线的设计与实施3.常见的有机合成路线(1)脂肪烃为基础原料到酯的合成路线(2)芳香族化合物合成路线CH3CH2ClCH2OHCHOCOOH芳香酯浓硫酸Δ光照Cl2NaOH水溶液Δ[O][O]ClOHCl2FeCl3②NaOH水溶液Δ①二、有机合成路线的设计与实施3.常见的有机合成路线有机合成发展史→20世纪初,维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮,总产率仅有0.75%。十几年后,罗宾逊仅用3步反应便完成合成,总产率达90%。颠茄酮→20世纪中后期,伍德沃德与多位化学家合作,成功合成了奎宁、胆固醇、叶绿素、红霉素、维生素B12等一系列结构复杂的天然产物。→科里提出了系统化的逆合成概念,开始利用计算机来辅助设计合成路线。维生素B12有机合成的应用工程塑料——聚碳酸酯
迄今为止,人类已知的物质中95%以上为有机物,而这些有机物大多数是由人工合成的。通过有机合成制得的药物、材料等物质广泛地应用于农业、轻工业、重工业、国防工业等众多领域。上海世博会的石油馆“油立方”比TNT爆炸威力大得多的超级炸药——八硝基立方烷恒压滴液漏斗
球形冷凝管
三颈烧瓶
有机合成的常用装置
P891.由异丁烯合成甲基丙烯酸,合成路线如下:回答下列问题:【同步练习】H2C=C-CH3CH3A溴水①B②C催化剂/△③催化剂/△④D浓硫酸△/⑤H2C=C-COOHCH3⑴反应②的条件
.⑵B生成C的反应方程式
。NaOH水溶液,加热2HOC(CH3)2CH2OH+O22HOC(CH3)2CHO+2H2O催化剂△异丁烯甲基丙烯酸BrH2C-C-CH3CH3BrHOH2C-C-CH3CH3OHOHC-C-CH3CH3OHH3C-C-COOHCH3OH水解氧化氧化醇的消去不能被氧化2.苯佐卡因,结构简式:学名:氨苯甲酸乙酯。它是一种白色结晶粉末,无臭、味微苦。可作为局部麻醉药,可使疼痛感减轻。请从乙烯、丙烯、1,3-丁二烯、苯、甲苯、苯酚中挑选合适原料合成苯佐卡因已知:[苯胺,有强还原性,易被氧化]+分析过程:原料乙烯√√目标分子【同步练习】你认为哪种合成路线合理?为什么?++√?[氨基易被氧化][归纳说明]引入或转化官能团时,注意综合考虑,必要时需要对有些官能团进行保护。[练3]:推断:A、B、C、D、E、F的结构简式?乙烯乙醇乙酸C2H4O2CH2OHCH2COOHCH2OOCCH3CH2COOCH2CH3【同步练习】[练习4]已知:分析下图变化,加成写出A、B、C、D、E、F的结构简式?CH3COCH3CH3COCH3CNHCH3COHCH3COOHCH2CCH3COOH=CH2CCH3COOCH3=注意读懂题干信息加聚反应加成消去酯化【同步练习】酚是重要的化工原料,通过下列流程可合成阿司匹林、香料和一些高分子化合物。COOHOHCOOHOOCCH3OHBrBrOH取代反应消去加成消去HOH【同步练习】[练习5]已知:突破口1)写出物质的结构简式C
G
。2)写出反应②的化学方程式
。3)写出反应⑧的化学方程式
。4)写出反应类型:④
⑦
。5)下列可检验阿司匹林样品中混有水杨酸的试剂是
。a)三氯化铁溶液(b)碳酸氢钠溶液c)石蕊试液消去反应加成反应aCOOHOH水杨酸:阿司匹林:COOHOOCCH3回答下列问题:练习6CH3CH2CN+NaBr③CH3CH2COOHCH3CHBrCOOH问题:(1)推断出上述转化中的各有机物(2)F可以有多种结构。写出下列情况下F的结构简式:①分子式为C7H12O5
;②分子内含有一个七元环
。②CH3CH2CNCH3CH2COOH有下列有机物之间的相互转化:已知:①CH3CH2Br+NaCN取代反应水解反应取代反应CH3CHBrCH3-CH3CHCOOHCH3-CH3CCOOHCH3-BrCH3CCOOHCH3-CNCH3CCOOH-CH3-COOH【同步练习】7.已知:多羟基化合物可以脱水成链状物或环状物。化合物C和E都是医用功能高分子材料,且有相同的元素百分组成,均可由化合物A(C4H8O3)制得,如下图所示,B和D互为同分异构体。D:C4H6O2五原子环化合物B:C4H6O2可使溴水褪色E(C4H6O2)nC(C4H6O2)nAC4H8O3具有酸性一定条件下浓H2SO4浓H2SO4一定条件由不饱和度和分子式确定A为羟基羧酸确定羟基的位置消去加聚
缩聚A:HOCH2CH2CH2COOH【同步练习】D:C4H6O2五原子环化合物B:C4H6O2可使溴水褪色E(C4H6O2)nC(C4H6O2)nAC4H8O3具有酸性一定条件下浓H2SO4浓H2SO4一定条件消去加聚
缩聚A:HOCH2CH2CH2COOH【同步练习】试写出:①化学方程式A→D
B→C
,②反应类型A→B
,B→C
,A→E
。③A的结构简式的同分异构体(同类别且有支链)的结构简式:-CH-COOHHOCH2CH3CH3CH3HO-C-COOH消去反应加聚反应缩聚反应环状化合物A发生一系列反应如下,试推断下列转化中的各物质的结构简式。8.已知:羧酸伯醇消去HOCH2CH2CH2CH2OHHOOCCH2CH2COOHCHCHHOOCCH=CHCOOHCH2=CH-CH=CH2
116HOOCCH2-CHCOOHOHC4H6O4C4H6O4+X酯化C8H14O4+H2O2个不饱和度,4个O∴X为C2H6O,即乙醇二元酯二烯烃一元醇22【同步练习】CH2Br-CH=CH-R9.有机物A、B、C互为同分异构体,分子式为C5H8O2,有关的转化关系如图所示,已知:A的碳链无支链,且1molA能与4molAg(NH3)2OH完全反应;B为五元环酯。试推断各物质。提示:CH3-CH=CH-RA的碳链无支链一分子A中含有2个醛基2个不饱和度OHCCH2CH2CH2CHOHOOCCH2CH2CH2COOHB为五元环酯C:CH3-CH=CH-R且分子式C5H8O2
CH3CH=CHCH2COOHCH3CH(OH)CH2CH2COOHCH2BrCH=CHCH2COOHHOCH2CH=CHCH2COOHHOCH2CH2CH2CH2COOHOHCCH2CH2CH2COOH1、有机推断题中审题的要点归纳总结⑴文字、框图及问题要全面浏览。⑵化学式、结构式要看清。⑶隐含信息要善于发现。(4)抓住有机物间的衍生关系,根据试题的信息,灵活应用有机物知识进行推断。2、找突破口的方法(1)从物
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