化學：3-4-2《有機合成》課件(人教版選修5)

1、第四節(jié)第四節(jié) 有機合成有機合成第三章第三章 烴的含氧衍生物烴的含氧衍生物一、有機合成的過程一、有機合成的過程 利用利用簡單簡單、易得易得的原料，通過有機反應(yīng)，的原料，通過有機反應(yīng)，生成具有特定生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)和功能的有機化合物。的有機化合物。1 1、有機合成的、有機合成的概念概念2 2、有機合成的、有機合成的任務(wù)任務(wù) 有機合成的任務(wù)包括目標化合物有機合成的任務(wù)包括目標化合物分子骨架分子骨架的構(gòu)建的構(gòu)建和和官能團的轉(zhuǎn)化官能團的轉(zhuǎn)化。有機合成過程示意圖有機合成過程示意圖基礎(chǔ)原料基礎(chǔ)原料輔助原料輔助原料副產(chǎn)物副產(chǎn)物副產(chǎn)物副產(chǎn)物中間體中間體中間體中間體輔助原料輔助原料輔助原料輔助原料目標化合

2、物目標化合物3 3、有機合成的、有機合成的過程過程4、有機合成的設(shè)計思路有機合成的設(shè)計思路 5、關(guān)鍵：、關(guān)鍵：設(shè)計合成路線，即碳骨架的構(gòu)建、官能團的引入和轉(zhuǎn)化設(shè)計合成路線，即碳骨架的構(gòu)建、官能團的引入和轉(zhuǎn)化 。6、有機物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系：、有機物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系：兩碳有機物為例：兩碳有機物為例：CH3-CH3CH3-CH2-ClCH2=CH2CH2Cl-CH2-ClCH CHCH2=CHCl CH-CH nH ClCH3-CH2-OHCH3-CHOCH3-COOHCH3COOC2H5CH3COONa7 7、碳骨架的構(gòu)建和官能團的引入、碳骨架的構(gòu)建和官能團的引入 。(1).(1).碳骨架構(gòu)建碳骨架構(gòu)

3、建: :包括碳鏈增長和縮短包括碳鏈增長和縮短 、成環(huán)和開環(huán)等。、成環(huán)和開環(huán)等。構(gòu)建方法會以信息形式給出。構(gòu)建方法會以信息形式給出。(2.(2.官能團的引入和轉(zhuǎn)化官能團的引入和轉(zhuǎn)化: :(1)(1)官能團的引入：官能團的引入：思考與交流思考與交流1 1、引入碳碳雙鍵的三種方法：、引入碳碳雙鍵的三種方法：鹵代烴的消去；醇的消去；炔烴的不完全加成。鹵代烴的消去；醇的消去；炔烴的不完全加成。2 2、引入鹵原子的三種方法：、引入鹵原子的三種方法：醇（或酚）的取代；烯烴（或炔烴）的加成；醇（或酚）的取代；烯烴（或炔烴）的加成；烷烴（或苯及苯的同系物）的取代。烷烴（或苯及苯的同系物）的取代。(2)(2)官能

4、團的轉(zhuǎn)化：官能團的轉(zhuǎn)化：包括官能團種類變化、數(shù)目變化、位置變化等。包括官能團種類變化、數(shù)目變化、位置變化等。3 3、引入羥基的四種方法：、引入羥基的四種方法：烯烴與水的加成；鹵代烴的水解；酯的水解；醛的還烯烴與水的加成；鹵代烴的水解；酯的水解；醛的還原。原。a.a.官能團種類變化：官能團種類變化：CH3CH2-Br水解水解CH3CH2-OH氧化氧化CH3-CHOb.b.官能團數(shù)目變化：官能團數(shù)目變化：CH3CH2-Br消去消去CH2=CH2加加BrBr2 2CH2BrCH2Brc.c.官能團位置變化：官能團位置變化：CH3CH2CH2-Br消去消去CH3CH=CH2加加HBrHBrCH3CH-

5、CH3Br二、有機合成的方法二、有機合成的方法1 1、有機合成的常規(guī)方法、有機合成的常規(guī)方法（1）官能團的引入）官能團的引入引入雙鍵引入雙鍵（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濃硫酸濃硫酸170 CH2=CH2 +H2O醇醇CH2=CH2+ NaBr+ H2O CH3CH2Br +NaOH2 2）鹵代烴的消去引入）鹵代烴的消去引入C=C3 3）炔烴加成引入）炔烴加成引入C=C4 4）醇的氧化引入）醇的氧化引入C=O引入鹵原子引入鹵原子（X）1 1）烴與）烴與X2取代取代CH4 +Cl2 CH3Cl+ HCl光照光照2CH3CH2OH+O2 2C

6、H3CHO+2H2O催化劑催化劑CHCH + HBr CH2=CHBr 催化劑催化劑3 3）醇與）醇與HX取代取代CH2=CH2+Br2 CH2BrCH2Br2 2）不飽和烴與）不飽和烴與HX或或X2加成加成引入羥基引入羥基（OH）1 1）烯烴與水的加成）烯烴與水的加成CH2=CH2 +H2O CH3CH2OH催化劑催化劑加熱加壓加熱加壓2 2）醛（酮）與氫氣加成）醛（酮）與氫氣加成CH3CHO +H2 CH3CH2OH催化劑催化劑C2H5OH + HBr C2H5Br + H2O3 3）鹵代烴的水解（堿性）鹵代烴的水解（堿性）C2H5Br +NaOH C2H5OH + NaBr水水4 4）酯

7、的水解）酯的水解稀稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O（2）官能團的消除）官能團的消除通過加成消除通過加成消除不飽和鍵不飽和鍵通過消去或氧化或酯化或取代等消除通過消去或氧化或酯化或取代等消除羥基羥基通過加成或氧化消除通過加成或氧化消除醛基醛基通過消去反應(yīng)或水解反應(yīng)可消除通過消去反應(yīng)或水解反應(yīng)可消除鹵原子鹵原子（3）官能團的衍變）官能團的衍變2 2、正向合成分析法、正向合成分析法 此法采用正向思維方法，從此法采用正向思維方法，從已知原料已知原料入手，入手，找出合成所需要的直接可間接的找出合成所需要的直接可間接的中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物，逐步，逐步推向推向目標合成有機物

8、目標合成有機物?；A(chǔ)原料基礎(chǔ)原料中間體中間體中間體中間體目標化合物目標化合物正向合成分析法示意圖正向合成分析法示意圖3 3、逆向合成分析法、逆向合成分析法 是將目標化合物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的是將目標化合物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的中間體，該中間體同輔助原料反應(yīng)可以得到目標中間體，該中間體同輔助原料反應(yīng)可以得到目標化合物?；衔??；A(chǔ)原料基礎(chǔ)原料中間體中間體中間體中間體目標化合物目標化合物逆向合成分析法示意圖逆向合成分析法示意圖 所確定的合成路線的各步反應(yīng)，其反應(yīng)條件所確定的合成路線的各步反應(yīng)，其反應(yīng)條件必須比較必須比較溫和溫和，并具有，并具有較高的產(chǎn)率較高的產(chǎn)率，所使用物基，所使用物基礎(chǔ)原料

9、和輔助原料應(yīng)該是礎(chǔ)原料和輔助原料應(yīng)該是低毒性低毒性、低污染低污染、易得易得和和廉價廉價的。的。2 C2H5OHCOC2H5COC2H5OOCOHCOHOO+草酸二乙酯的合成草酸二乙酯的合成H2COHH2COHH2CClH2CClCH2CH2CHCHOO練習：用練習：用2-2-丁烯、乙烯為原料設(shè)計丁烯、乙烯為原料設(shè)計 的合成路線的合成路線認目標認目標巧切斷巧切斷再切斷再切斷得原料得原料 得路線得路線OOOONaOHNaOHC C2 2H H5 5O OH HOOOO1 1、逆合成分析：、逆合成分析：COHCOHOO+ +CHCHOOCH2CH2OHOHCH2CH2BrBrCH2CH2NaOHNa

10、OH水水2 2、合成路線：、合成路線：CH2CH2BrBr2 2CH2CH2BrBrCH2CH2OHOHO O2 2CuCuCHCHOOO O2 2COHCOHOO濃濃H2SO4OHOHBrBrBrBrBrBr2 2BrBrBrBr2 2BrBrNaOHNaOH水水OHOHOOOO第四節(jié)第四節(jié) 有機合成有機合成(第二課時第二課時) 【預備知識回顧預備知識回顧】1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質(zhì)、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質(zhì) 產(chǎn)物還有CH2Cl2、CHCl3、CCl4等。烷烴及烷烴基烷烴基的主要化學性質(zhì)，注意反應(yīng)條件為光照光照 減少減少C原原子的方法子的方法2【預備知識回顧預備

11、知識回顧】1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質(zhì)、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質(zhì)AB為X2、HX、H2、HOH、HCN等 3【預備知識回顧預備知識回顧】1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質(zhì)、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質(zhì)C=C和和X2加成：加成：往相鄰碳相鄰碳上引入引入2個鹵素原子個鹵素原子； C=C和和HX加成：引入加成：引入1個鹵素原子個鹵素原子； C=C和水加成：引入一個羥基和水加成：引入一個羥基(OH)； C=C和和HCN加成：增長碳鏈加成：增長碳鏈。 4【預備知識回顧預備知識回顧】1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質(zhì)、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學

12、性質(zhì)化學性質(zhì)： 和HX、X2、H2、H2O、HCN等加成 5【預備知識回顧預備知識回顧】1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質(zhì)、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學性質(zhì)炔烴不完全加成：引入炔烴不完全加成：引入C=C。如：乙炔和。如：乙炔和HCl反應(yīng)生成反應(yīng)生成CH2=CHCl，既引入了，既引入了C=C也引入了也引入了X原子原子；CHCH和水加成產(chǎn)物為乙醛：引入和水加成產(chǎn)物為乙醛：引入醛基醛基(或酮基或酮基) 。 6【預備知識回顧預備知識回顧】2、苯及其同系物的化學性質(zhì)、苯及其同系物的化學性質(zhì) 寫出苯與寫出苯與液溴、濃硝酸和濃硫酸混合液溴、濃硝酸和濃硫酸混合液、濃硫酸、氫氣液、濃硫酸、氫氣反應(yīng)

13、的化學方程式。反應(yīng)的化學方程式。 思考：思考： 如何往苯環(huán)上引入如何往苯環(huán)上引入 X原子、原子、NO2、SO3H？如何將苯環(huán)轉(zhuǎn)化為？如何將苯環(huán)轉(zhuǎn)化為環(huán)己基環(huán)己基？ 72、苯及其同系物的化學性質(zhì)、苯及其同系物的化學性質(zhì) 寫出甲苯與濃硝酸和濃硫酸混合液濃硝酸和濃硫酸混合液反應(yīng)的化學方程式。甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化為苯甲酸 此為往苯環(huán)上引入COOH的方法 8【預備知識回顧預備知識回顧】3、鹵代烴的制取及其主要化學性質(zhì)、鹵代烴的制取及其主要化學性質(zhì) 引入一個鹵引入一個鹵素素(X)原子原子往相鄰碳上引往相鄰碳上引入入2個鹵素原子個鹵素原子9【預備知識回顧預備知識回顧】3、鹵代烴的制取及其主要化學

14、性質(zhì)、鹵代烴的制取及其主要化學性質(zhì) 思考：思考： 1、如何引入、如何引入C=C？ 2、如何引入、如何引入羥基羥基(OH)？化學性質(zhì)： 請寫出溴乙烷溴乙烷分別和NaOH水水溶液、NaOH醇醇溶液混合加熱加熱的化學方程式，并指出其反應(yīng)類型。 10【預備知識回顧預備知識回顧】3、鹵代烴的制取及其主要化學性質(zhì)、鹵代烴的制取及其主要化學性質(zhì) 一鹵代烴的一鹵代烴的消去反應(yīng)引入消去反應(yīng)引入C=C、一鹵代烴的一鹵代烴的水解引入水解引入OH 11【預備知識回顧預備知識回顧】4、醇、醛、羧酸、酯的相互轉(zhuǎn)化及其化學性質(zhì)、醇、醛、羧酸、酯的相互轉(zhuǎn)化及其化學性質(zhì) 請以乙醇為例寫出上述轉(zhuǎn)化的化學方程式：請以乙醇為例寫出上

15、述轉(zhuǎn)化的化學方程式：思考思考:如何引入醇羥基、醛基、羧基、酯基醇羥基、醛基、羧基、酯基 12【預備知識回顧預備知識回顧】4、醇、醛、羧酸、酯的相互轉(zhuǎn)化及其化學性質(zhì)、醇、醛、羧酸、酯的相互轉(zhuǎn)化及其化學性質(zhì) 乙醇的其它化學性質(zhì)乙醇的其它化學性質(zhì)(寫出化學方程式寫出化學方程式)：和金屬鈉的反應(yīng)和金屬鈉的反應(yīng)(置換反應(yīng)置換反應(yīng)) ：分子間脫水生成二乙醚分子間脫水生成二乙醚(取代反應(yīng)取代反應(yīng))：和和HX的反應(yīng)的反應(yīng)(取代反應(yīng)取代反應(yīng)) ：2Na + 2C2H5OH 2C2H5ONa + H2 2C2H5OH C2H5OC2H5 + H2O 濃硫酸140HBr + C2H5OH C2H5Br + H2O引

16、入鹵素原子的方法之一13【預備知識回顧預備知識回顧】4、醇、醛、羧酸、酯的相互轉(zhuǎn)化及其化學性質(zhì)、醇、醛、羧酸、酯的相互轉(zhuǎn)化及其化學性質(zhì) 乙醛的其它化學性質(zhì)乙醛的其它化學性質(zhì)(寫出化學方程式寫出化學方程式)：和銀氨溶液的反應(yīng)：和銀氨溶液的反應(yīng)：和新制和新制Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)：懸濁液的反應(yīng)：CH3CHO + 2Cu(OH)2 CH3COOH + Cu2O + 2H2OCH3CHO + 2Ag(NH3)2OH CH3COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O此兩反應(yīng)為將醛基氧化為羧基的方法之一145、酚的主要化學性質(zhì)、酚的主要化學性質(zhì)(寫出化學方程式寫出化學方程式)： 苯酚與苯酚與N

17、aOH溶液的反應(yīng)溶液的反應(yīng)(酸堿中和酸堿中和)： 苯酚鈉溶液中通入苯酚鈉溶液中通入CO2氣體：氣體： 15C6H5OH+NaOH C6H5ONa+H2OC6H5ONa+CO2+H2O C6H5OH+NaHCO3【預備知識回顧預備知識回顧】 (較強酸較強酸 制取制取 較弱酸較弱酸)5、酚的主要化學性質(zhì)、酚的主要化學性質(zhì)(寫出化學方程式寫出化學方程式)： 苯酚與苯酚與FeCl3溶液反應(yīng)，顯特征的紫色溶液反應(yīng)，顯特征的紫色 酚羥基可與羧酸反應(yīng)生成酯，如：CH3COOC6H5 16苯酚與溴水的反應(yīng)苯酚與溴水的反應(yīng)(取代反應(yīng)取代反應(yīng))： 【預備知識回顧預備知識回顧】【歸納總結(jié)及知識升華歸納總結(jié)及知識升華

18、 】思考：思考：1、至少列出三種引入引入C=C的方法：2、至少列出三種引入鹵素原子引入鹵素原子的方法： 3、至少列出四種引入羥基引入羥基(OH)的方法：4、在碳鏈上引入醛基和羧基醛基和羧基的方法有：5、如何增加或減少碳鏈？ 17【歸納總結(jié)及知識升華歸納總結(jié)及知識升華 】思考：思考：1、至少列出三種引入引入C=C的方法：(1) 鹵代烴消去鹵代烴消去 (2) 醇消去醇消去 (3) CC不完全加成等不完全加成等18【歸納總結(jié)及知識升華歸納總結(jié)及知識升華 】思考：思考：2、至少列出三種引入鹵素原子引入鹵素原子的方法：(1) 醇醇(或酚或酚)和和HX取代取代 (2) 烯烴烯烴(或炔烴或炔烴)和和HX、X

19、2加成加成 (3) 烷烴烷烴(苯及其同系物苯及其同系物)和和X2的取代等的取代等 19【歸納總結(jié)及知識升華歸納總結(jié)及知識升華 】思考：思考：3、至少列出四種引入羥基引入羥基(OH)的方法：(1) 烯烴和水加成烯烴和水加成 (2) 鹵代烴和鹵代烴和NaOH水溶液共熱水溶液共熱(水解水解) (3) 醛醛(或酮或酮)還原還原(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 20【歸納總結(jié)及知識升華歸納總結(jié)及知識升華 】思考：思考：4、在碳鏈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

20、加成 (3) RCH=CHR 適度氧化適度氧化 (4) RCHX2水解等水解等 21【歸納總結(jié)及知識升華歸納總結(jié)及知識升華 】思考：思考：4、在碳鏈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 (3) RCH=CHR 適度氧化適度氧化 (4) RCX3水解等水解等 22【歸納總結(jié)及知識升華歸納總結(jié)及知識升華 】思考：思考：5、如何增加或減少碳鏈？、如何增加或減少碳鏈？增加：增加： 酯化反應(yīng)酯化反應(yīng) 醇分子間脫水醇分子間脫水(取代反應(yīng)取代反應(yīng))生成醚生成醚 加聚反應(yīng)加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng) C=C或或CC和和HCN加成等加成等 23【歸納總

21、結(jié)及知識升華歸納總結(jié)及知識升華 】思考：思考：5、如何增加或減少碳鏈？、如何增加或減少碳鏈？減少：減少： 水解反應(yīng)：酯水解，糖類、 蛋白質(zhì)(多肽)水解 裂化和裂解反應(yīng)； 脫羧反應(yīng)； 烯烴或炔烴催化氧化(C=C或CC斷開)等 24【學以致用學以致用解決問題解決問題 】問題一問題一 閱讀課本，以乙二酸二乙酯乙二酸二乙酯為例，說明逆推法在有機合成中的應(yīng)用。 分析：分析：C O C2H5C O C2H5OOHOHOHHCH2OHCH2OHCH2BrCH2Br請課后在學案中完成上述化學方程式請課后在學案中完成上述化學方程式+H2O25【學以致用學以致用解決問題解決問題 】問題二問題二寫出由乙烯制備乙酸乙

22、酯乙酸乙酯的設(shè)計思路，并寫出有關(guān)的化學方程式 ：乙烯乙烯乙醇乙醇乙醛乙醛乙酸乙酸乙酸乙酯乙酸乙酯請課后在學案中完成相應(yīng)的化學方程式26問題三問題三 化合物A最早發(fā)現(xiàn)于酸牛奶中，它是人體內(nèi)糖代謝的中間體，A的鈣鹽是人們喜愛的補鈣劑之一。A在某催化劑的存在下進行氧化，其產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。在濃硫酸存在下，A可發(fā)生如下圖所示的反應(yīng)： 試寫出：(1) 化合物A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式： 、 、 。(2) 化學方程式：AD ，AE 。(3) 反應(yīng)類型：AD ，AE 。27問題三問題三 分析：分析： 題中說“A的鈣鹽”，可知A含COOH；結(jié)合A的分子式，由AC知，A還含有OH，由A在催化劑作用下被氧化的產(chǎn)物不

23、能發(fā)生銀鏡反應(yīng)可知：A的OH不在碳鏈的末端；3個碳的碳鏈只有一種：CCC，OH只能在中間碳上。綜上：A的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHCOOHOH28問題三問題三 分析：分析：A的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHCOOHOH則B的結(jié)構(gòu)簡式為： CH3CHCOOC2H5OH則C的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHOCCH3COOHO29問題三問題三 分析：分析：A的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHCOOHOH則AD的化學方程式為：CH3CHCOOHOH濃硫酸濃硫酸H2O+CH2=CHCOOH反應(yīng)類型： 消去反應(yīng)30問題三問題三 分析：分析：A的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHCOOHOH 對比A和E的分子式，我們發(fā)現(xiàn)E的C原子個數(shù)是A的2倍，推斷可能是2分子的A反應(yīng)生成E，再對比H和O原子發(fā)現(xiàn)： 2AE=2H2O，結(jié)合A的結(jié)構(gòu)簡式，很明顯