第四節(jié)有機合成課件

新課標(biāo)人教版高中化學(xué)選修5第四節(jié)有機合成新課標(biāo)人教版高中化學(xué)選修5第四節(jié)有機合成1用化學(xué)方法人工合成物質(zhì)創(chuàng)造新物質(zhì)，如尼龍、滌綸、炸藥、醫(yī)藥等等用化學(xué)方法人工合成物質(zhì)創(chuàng)造新物質(zhì)，如尼龍、滌綸、炸藥、醫(yī)藥等2宇航服中應(yīng)用了一百三十多種新型材料。其中多數(shù)是有機合成材料。宇航服中應(yīng)用了一百三十多種新型材料。其中多數(shù)是有機合成材料。3“水立方”是我國第一個采用ETFE(乙烯—四氟乙烯共聚物)膜材料作為立面維護體系的建筑?！八⒎健笔俏覈谝粋€采用ETFE(乙烯—四氟乙烯共4我們世界上每年合成的近百萬個新化合物中約70%以上是有機化合物。我們世界上每年合成的近百萬個新化合物中約70%以上是5

燃燒氧化、取代、裂化

氧化、加成、加聚

氧化、加成、加聚

氧化、取代、加成

水解、消去取代、消去、氧化弱酸性、取代、顯色、氧化加成、氧化、聚合加成酸性、酯化水解知識回顧：燃燒氧化、取代、裂化氧化、加成、加聚6有機反應(yīng)的基本類型甲烷、苯、醇的鹵代,苯的硝化，醇的分子間脫水，酯化反應(yīng)，酯的水解反應(yīng)等。有機物加氧或去氫的反應(yīng)，如：醛基的氧化、醇的催化氧化。1）取代反應(yīng)2）加成反應(yīng)

3）氧化反應(yīng)知識回顧：有機物加氫或去氧的反應(yīng)，如：烯烴、炔烴、苯、醛等與氫氣的加成反應(yīng)。

4）還原反應(yīng)烯烴、炔烴、苯、醛等分子中含有CC、CC可與H2、HX、X2、H2O等加成；CO可與H2加成。有機反應(yīng)的基本類型甲烷、苯、醇的鹵代,苯的硝化，醇的分子間脫7

5）消去反應(yīng)有機化合物在一定條件下，從一個分子中脫去一個小分子(如HX、H2O),而形成不飽和化合物的反應(yīng)。如鹵代烴、乙醇。6）酯化反應(yīng)醇和含氧酸起作用，生成酯和水的反應(yīng)叫做酯化反應(yīng)。①酯的水解反應(yīng)：酯與水發(fā)生作用生成相應(yīng)的醇和羧酸(或羧酸鹽)的反應(yīng)。②鹵代烴在NaOH的水溶液中水解。由小分子加成聚合生成高分子化合物的反應(yīng)。如乙烯加聚生成聚乙烯。7）水解反應(yīng)8）加聚反應(yīng)5）消去反應(yīng)有機化合物在一定條件下，從一個分子中脫去一個小8有機物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系【復(fù)習(xí)】：CH3-CH3CH3-CH2-ClCH2=CH2CH2Cl-CH2-ClCHCHCH2=CHCl[CH2-CH

]nClCH3-CH2-OHCH3-CHOCH3-COOHCH3COOC2H5CH3COONa有機物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系【復(fù)習(xí)】：CH3-CH3CH3-CH29閱讀課本P64第三自然段，回答：1、什么是有機合成？2、有機合成的任務(wù)有哪些？3、用示意圖表示出有機合成過程。自學(xué)與交流閱讀課本P64第三自然段，回答：自學(xué)與交流10利用簡單、易得的原料，通過有機反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機化合物。1、有機合成：2、有機合成的任務(wù)：（1）目標(biāo)化合物分子碳鏈骨架的構(gòu)建；（2）官能團的轉(zhuǎn)化。一、有機合成的過程碳鏈發(fā)生變化（包括碳鏈增長、縮短、成環(huán)）

利用簡單、易得的原料，通過有機反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和11基礎(chǔ)原料中間體1目標(biāo)

化合物中間體2輔助原料1輔助原料2輔助原料3副產(chǎn)物1副產(chǎn)物23、有機合成的過程：有機合成過程示意圖基礎(chǔ)原料中間體1目標(biāo)

化合物中間體2輔助原料1輔助原料2輔助124、有機合成遵循的原則1、起始原料要廉價、易得、低毒、低污染——通常采用4個C以下的單官能團化合物和單取代苯。2、盡量選擇步驟最少的合成路線——以保證較高的產(chǎn)率。3、滿足“綠色化學(xué)”的要求。4、操作簡單、條件溫和、能耗低、易實現(xiàn)。5、尊重客觀事實，按一定順序反應(yīng)。原料中間產(chǎn)物產(chǎn)品順順逆逆4、有機合成遵循的原則1、起始原料要廉價、易得、低毒、低污染13

必備的基本知識

官能團的引入

官能團的消除官能團的衍變有機成環(huán)反應(yīng)規(guī)律

必備的基本知識141、怎樣在有機化合物中引入碳碳雙鍵？（1）鹵代烴的消去二、有機合成的常規(guī)方法（一）常見引入官能團的方法（2）醇的消去（3）炔烴與氫氣1：1加成2、怎樣在有機化合物中引入羥基？（1）鹵代烴水解（2）烯烴與水加成（3）醛/酮加氫（4）酯的水解三種方法四種方法1、怎樣在有機化合物中引入碳碳雙鍵？（1）鹵代烴的消去二、有15-C=C-或-C=O的引入CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O

濃硫酸170℃CH3CH2BrCH2=CH2↑+HBr

NaOH/醇△1.醇、鹵代烴的消去反應(yīng)2.醇的氧化官能團引入3.乙烯氧化、乙炔水化

2H3CHC=O+2H2O2CH3CH2OH+O2Cu/Ag△2CH2=CH2+O22CH3CHO催化劑加熱加壓CHCH+H2OCH3CHO催化劑△-C=C-或-C=O的引入CH3CH2OHCH2=CH2↑+16

-OH的引入H2SO4ΔCH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2OCH3CH2OHCH2=CH2+H2O

催化劑加熱(CH3)2C=O+H2(CH3)2CHOH催化劑Δ官能團引入2.醛.酮加氫氣3.鹵代烴水解4.酯的水解1.烯烴加水CH3CH=O+H2CH3CH2OH催化劑ΔNaOHCH3CH2OHCH3CH2Cl+H2O△-OH的引入H2SO4ΔC173、怎樣在有機化合物中引入鹵素原子？（1）烴或烴的衍生物與X2取代反應(yīng)：（2）醇與HX取代

（3）加成反應(yīng)：①甲烷和氯氣②苯和溴③酚和溴水烯烴、炔烴等與X2或HX加成思考與交流3、怎樣在有機化合物中引入鹵素原子？（1）烴或烴的衍生物與X18

-X的引入CH2=CH2+HBrCH3CH2Br△CH≡CH+2Br2CHBr2CHBr2C2H5OH+HBr

C2H5Br+H2O△C6H6+Br2

C6H5Br+HBrFe1.烴與X2的取代2.不飽和烴與HX、X2的加成3.醇與HX的取代

CH4+Cl2光CH3Cl+HCl官能團引入-X的引入CH2=CH2+HBrCH3CH2Br△CH≡C194、怎樣在有機化合物中引入醛基？（1）某些醇氧化（2）糖類水解（3）炔烴水化5、怎樣在有機化合物中引入羧基？（1）醛氧化（2）苯的同系物被強氧化劑氧化（3）羧酸鹽酸化（4）酯的酸性水解思考與交流4、怎樣在有機化合物中引入醛基？（1）某些醇氧化5、怎樣在有201、通過加成反應(yīng)消除不飽和鍵（二）官能團的消除方法【思考】怎樣消去不飽和鍵？消去醛基？消去羥基？CH2=CH2+H2

CH3CH3Ni△CH3CH=O+H2CH3CH2OH催化劑Δ1、通過加成反應(yīng)消除不飽和鍵（二）官能團的消除方法【思考】怎212、通過加成（加H）或氧化（加O）消除醛基3、通過消去或氧化或酯化等消去羥基H3CHC=O+H2CH3CH2OH催化劑Δ2CH3CHO+O22CH3COOH催化劑ΔCH3OH+HCOOH

HCOOCH3+H2O濃硫酸△CH3CH2OHCH2=CH2+H2O

濃硫酸△2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2OCu△2、通過加成（加H）或氧化（加O）消除醛基3、通過消去或氧化221.不同官能團間的轉(zhuǎn)換（利用衍生關(guān)系）（三）官能團的衍變

RCH2CH2-XR-CH=CH2RCH2CH2OHRCH2CHORCH2COOHRCH2COOCH32.通過某種化學(xué)途徑增加官能團

CH3CH2OHHOCH2CH2OHCH2=CH2ClCH2CH2Cl1.不同官能團間的轉(zhuǎn)換（利用衍生關(guān)系）（三）官能團的衍變23

CH2=CHCH2CH3CH3CH=CHCH3CH3CHClCH2CH3CH3CH=CH2CH3CH2CH2OHCH3CH(OH)CH33.通過某種途徑使官能團的位置改變CH3CHClCH2CH3CH3CH=CH2CH3CH2C24還原水解酯羧酸醛醇鹵代烴氧化氧化

烯烷炔【小結(jié)】官能團的衍變酯化取代H2加成H2不完全加成

水解取代還原水酯羧酸醛醇鹵代烴氧化氧化烯烷炔【小結(jié)】官能團的衍25【思考】看到下列反應(yīng)條件時，你會想到是什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)？產(chǎn)物是什么？（1）Br2/CCl4Cl2/光照Br2/Fe（2）濃硫酸，△（3）NaOH/H2O有機物間轉(zhuǎn)化關(guān)系——反應(yīng)條件歸納（4）NaOH、醇、△（5）[Ag(NH3)2]+、OH-、△（6）O2、Cu、△（7）H2、Ni、△（8）NaHCO3（9）A氧化B氧化C（10）H+/H2O【思考】看到下列反應(yīng)條件時，你會想到是什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)？產(chǎn)物26增加碳鏈：①酯化反應(yīng)②醇分子間脫水(取代反應(yīng))生成醚③聚合反應(yīng)④C=C或C≡C和HCN加成等

減少碳鏈：①水解反應(yīng)：酯水解，糖類、蛋白質(zhì)（四）碳骨架的增減增加碳鏈：減少碳鏈：（四）碳骨架的增減27（五）有機成環(huán)反應(yīng)規(guī)律

1.形成環(huán)酯（五）有機成環(huán)反應(yīng)規(guī)律1.形成環(huán)酯282.形成環(huán)醚2.形成環(huán)醚29基礎(chǔ)原料輔助原料副產(chǎn)物副產(chǎn)物中間體中間體輔助原料輔助原料目標(biāo)化合物三、有機合成的方法1、正向合成分析法（又稱順推法）此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出可直接合成的所需要的中間產(chǎn)物，并同樣找出它的下一步產(chǎn)物，依次類推，逐步推向合成目標(biāo)有機物?；A(chǔ)原料輔助原料副產(chǎn)物副產(chǎn)物中間體中間體輔助原料輔助原料目標(biāo)30探討學(xué)習(xí)1如何以乙烯為基礎(chǔ)原料，無機原料可以任選，合成下列物質(zhì)：CH3CH2OH、CH3COOH、CH3COOCH2CH3酯化乙酸乙酯乙酸乙醛乙醇氧化氧化乙烯水化探討學(xué)習(xí)1如何以乙烯為基礎(chǔ)原料，無機原料可以任選，合312、逆向合成分析法

基礎(chǔ)原料中間體中間體目標(biāo)化合物逆向合成分析法示意圖又稱逆推法，其特點是從產(chǎn)物出發(fā)，由后向前推，先找出產(chǎn)物的前一步原料（中間體），并同樣找出它的前一步原料，如此繼續(xù)直至到達簡單的初始原料為止。原料中間產(chǎn)物產(chǎn)品順順逆逆2、逆向合成分析法基礎(chǔ)原料中間體中間體目標(biāo)化合32C—OHC—OHOOH2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2C—OC2H5C—OC2H5OO(石油裂解氣)CH3CH2OH+H2O+Cl2[O]濃H2SO4水解探討學(xué)習(xí)2如何合成乙二酸(草酸)二乙酯？12345△C—OHOOH2C—OHH2C—ClCH2C—OC233探討學(xué)習(xí)2如何合成乙二酸(草酸)二乙酯？寫出有關(guān)方程式。1、CH2=CH2+H2OCH3CH2OH高溫、高壓催化劑2、CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Cl3、CH2ClCH2Cl+H2OCH2OHCH2OHNaOH溶液△4、CH2OHCH2OH

[O]

COOHCOOHCOOHCOOH5、+2C2H5OHCOOC2H5

COOC2H5

濃H2SO4

△+2H2O探討學(xué)習(xí)2如何合成乙二酸(草酸)二乙酯？寫出有關(guān)方程式。1、34科里（E.J.Corey）:編制了第一個計算機輔助有機合成路線的設(shè)計程序，于1990年獲諾貝爾獎。

【資料卡片】科里（E.J.Corey）:編制了第一個計算機輔助有機合成路35卡托普利的合成卡托普利為血管緊張素抑制劑，臨床上用于治療高血壓和充血性心力衰竭。文獻共報道了10條合成該物質(zhì)的路線，其中最有價值的是以2-甲基丙烯酸為原料，通過四步反應(yīng)得到目標(biāo)化合物。各步反應(yīng)的產(chǎn)率如下：請計算一下該合成路線的總產(chǎn)率為多少？【學(xué)與問】卡托普利的合成卡托普利為血管緊張素抑制劑，臨床上36——多步反應(yīng)一次計算【學(xué)與問】ABC93.0%81.7%85.6%90.0%總產(chǎn)率=1×93.0%×81.7%×90.0%×85.6%=58.54%總產(chǎn)率計算——多步反應(yīng)一次計算【學(xué)與問】ABC93.0%81.7%8537常用的三條有機合成路線1、一元合成路線2、二元合成路線R-CH=CH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯→→→↓←CH2=CH2

CH2-CH2∣∣XX二元醇二元醛二元羧酸鏈酯環(huán)酯聚酯→→→←↓↖↙常用的三條有機合成路線1、一元合成路線2、二元合成路線383、芳香族化合物的合成路線CH3∣CH2X∣CHO∣CH2OH∣COOH∣COONa∣芳香酯→→→↓↖↙3、芳香族化合物的合成路線CH3∣CH2X∣CHO∣CH2O39有機合成的思路