2017人教版高中化學(xué)選修五3.4.2《有機(jī)合成》課件

1、第四節(jié) 有機(jī)合成,第三章 烴的含氧衍生物,一、有機(jī)合成的過程,利用簡(jiǎn)單、易得的原料，通過有機(jī)反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物。,1、有機(jī)合成的概念,2、有機(jī)合成的任務(wù),有機(jī)合成的任務(wù)包括目標(biāo)化合物分子骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。,有機(jī)合成過程示意圖,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,,,,,,,,,3、有機(jī)合成的過程,4、有機(jī)合成的設(shè)計(jì)思路,5、關(guān)鍵：,設(shè)計(jì)合成路線，即碳骨架的

2、構(gòu)建、官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化 。,6、有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系：,兩碳有機(jī)物為例：,CH3-CH3,,CH3-CH2-Cl,,CH2=CH2,,,,CH2Cl-CH2-Cl,,CH?CH,,CH2=CHCl,,,CH3-CH2-OH,,,CH3-CHO,,,,,CH3-COOH,CH3COOC2H5,,CH3COONa,,7、碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的引入 。,(1).碳骨架構(gòu)建:,包括碳鏈增長(zhǎng)和縮短 、成環(huán)和開環(huán)等。,構(gòu)建方法會(huì)以信息形式給出。,

3、(2.官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化:,(1)官能團(tuán)的引入：,思考與交流,1、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。,2、引入鹵原子的三種方法：,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。,(2)官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化：,包括官能團(tuán)種類變化、數(shù)目變化、位置變化等。,3、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；醛的還原。,a.官能團(tuán)種類變化：,CH3CH2-Br,,水解,CH3C

4、H2-OH,,氧化,CH3-CHO,b.官能團(tuán)數(shù)目變化：,CH3CH2-Br,,消去,CH2=CH2,,加Br2,CH2Br－CH2Br,c.官能團(tuán)位置變化：,CH3CH2CH2-Br,,消去,CH3CH=CH2,,加HBr,二、有機(jī)合成的方法,1、有機(jī)合成的常規(guī)方法,（1）官能團(tuán)的引入,①引入雙鍵（C=C或C=O）,1）某些醇的消去引入C=C,2）鹵代烴的消去引入C=C,3）炔烴加成引入C=C,4）醇的氧化引入C=O,②引入鹵原子（—

5、X）,1）烴與X2取代,2CH3CH2OH+O2　 2CH3CHO+2H2O,3）醇與HX取代,2）不飽和烴與HX或X2加成,③引入羥基（—OH）,1）烯烴與水的加成,2）醛（酮）與氫氣加成,3）鹵代烴的水解（堿性）,4）酯的水解,（2）官能團(tuán)的消除,①通過加成消除不飽和鍵,②通過消去或氧化或酯化或取代等消除羥基,③通過加成或氧化消除醛基,④通過消去反應(yīng)或水解反應(yīng)可消除鹵原子,（3）官能團(tuán)的衍變,主要有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化關(guān)系

6、圖,2、正向合成分析法,此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接可間接的中間產(chǎn)物，逐步推向目標(biāo)合成有機(jī)物。,基礎(chǔ)原料,中間體,中間體,目標(biāo)化合物,,,,正向合成分析法示意圖,3、逆向合成分析法,是將目標(biāo)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(biāo)化合物。,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,所確定的合成路線的各步反應(yīng)，其反應(yīng)條件必須比較溫和，并具有較高的產(chǎn)率，所

7、使用物基礎(chǔ)原料和輔助原料應(yīng)該是低毒性、低污染、易得和廉價(jià)的。,,2 C2H5OH,,,+,草酸二乙酯的合成,,,,,,練習(xí)：用2-丁烯、乙烯為原料設(shè)計(jì) 的合成路線,NaOHC2H5OH,1、逆合成分析：,,,,+,,,,,NaOH水,2、合成路線：,,Br2,,,O2,Cu,,O2,,濃H2SO4,,,,,,,Br2,,,Br2,,NaOH水,第四節(jié) 有機(jī)合成(第二課時(shí)),【預(yù)備知識(shí)回顧】,1、烷烴、烯烴、炔烴

8、的制法及其主要化學(xué)性質(zhì),產(chǎn)物還有CH2Cl2、CHCl3、CCl4等。烷烴及烷烴基的主要化學(xué)性質(zhì)，注意反應(yīng)條件為光照,,,減少C原子的方法,2,【預(yù)備知識(shí)回顧】,1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學(xué)性質(zhì),A—B為X2、HX、H2、H—OH、H—CN等,,,3,【預(yù)備知識(shí)回顧】,1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學(xué)性質(zhì),C=C和X2加成：往相鄰碳上引入2個(gè)鹵素原子；,,C=C和HX加成：引入1個(gè)鹵素原子；,C=C和水加成：引入一個(gè)羥基

9、(—OH)；,C=C和HCN加成：增長(zhǎng)碳鏈。,4,【預(yù)備知識(shí)回顧】,1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學(xué)性質(zhì),化學(xué)性質(zhì)： 和HX、X2、H2、H2O、HCN等加成,,5,【預(yù)備知識(shí)回顧】,1、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學(xué)性質(zhì),炔烴不完全加成：引入C=C。如：乙炔和HCl反應(yīng)生成CH2=CHCl，既引入了C=C也引入了—X原子；CH≡CH和水加成產(chǎn)物為乙醛：引入醛基(或酮基) 。,,6,【預(yù)備知識(shí)回顧】,2、苯及其同

10、系物的化學(xué)性質(zhì),寫出苯與液溴、濃硝酸和濃硫酸混合液、濃硫酸、氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式。,,思考： 如何往苯環(huán)上引入— X原子、—NO2、—SO3H？如何將苯環(huán)轉(zhuǎn)化為環(huán)己基？,7,2、苯及其同系物的化學(xué)性質(zhì),,寫出甲苯與濃硝酸和濃硫酸混合液反應(yīng)的化學(xué)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(yù)備知識(shí)回顧】,3、鹵代烴的制取及其主要化學(xué)性質(zhì),,,引入一個(gè)鹵素(—X)原子,往相鄰碳上引

11、入2個(gè)鹵素原子,9,【預(yù)備知識(shí)回顧】,3、鹵代烴的制取及其主要化學(xué)性質(zhì),思考： 1、如何引入C=C？ 2、如何引入羥基(—OH)？,,化學(xué)性質(zhì)：,請(qǐng)寫出溴乙烷分別和NaOH水溶液、NaOH醇溶液混合加熱的化學(xué)方程式，并指出其反應(yīng)類型。,10,【預(yù)備知識(shí)回顧】,3、鹵代烴的制取及其主要化學(xué)性質(zhì),一鹵代烴的消去反應(yīng)引入C=C、一鹵代烴的水解引入—OH,,11,【預(yù)備知識(shí)回顧】,4、醇、醛、羧酸、酯的相互轉(zhuǎn)化及

12、其化學(xué)性質(zhì),?請(qǐng)以乙醇為例寫出上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：,思考:如何引入醇羥基、醛基、羧基、酯基,,12,【預(yù)備知識(shí)回顧】,4、醇、醛、羧酸、酯的相互轉(zhuǎn)化及其化學(xué)性質(zhì),乙醇的其它化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式)：?和金屬鈉的反應(yīng)(置換反應(yīng)) ：?分子間脫水生成二乙醚(取代反應(yīng))：?和HX的反應(yīng)(取代反應(yīng)) ：,,2Na + 2C2H5OH → 2C2H5ONa + H2↑,HBr + C2H5OH → C2H5Br + H2O,引入鹵素原子

13、的方法之一,?,13,【預(yù)備知識(shí)回顧】,4、醇、醛、羧酸、酯的相互轉(zhuǎn)化及其化學(xué)性質(zhì),乙醛的其它化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式)：?和銀氨溶液的反應(yīng)：?和新制Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)：,,此兩反應(yīng)為將醛基氧化為羧基的方法之一,14,5、酚的主要化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式)：,?苯酚與NaOH溶液的反應(yīng)(酸堿中和)： ?苯酚鈉溶液中通入CO2氣體：,,15,C6H5OH+NaOH → C6H5ONa+H2O,C6H5ONa+CO2+H2

14、O → C6H5OH+NaHCO3,,,【預(yù)備知識(shí)回顧】,(較強(qiáng)酸 制取 較弱酸),5、酚的主要化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式)：,苯酚與FeCl3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)(取代反應(yīng))：,【預(yù)備知識(shí)回顧】,【歸納總結(jié)及知識(shí)升華 】,思考：1、至少列出三種引入C=C的方法：2、至少列出三種引入鹵素原子的方法： 3、至少列出四種引入羥基(—OH)的方法：4、在

15、碳鏈上引入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(shí)升華 】,思考：1、至少列出三種引入C=C的方法：,?(1) 鹵代烴消去 (2) 醇消去 (3) C≡C不完全加成等,,18,【歸納總結(jié)及知識(shí)升華 】,思考：2、至少列出三種引入鹵素原子的方法：,?(1) 醇(或酚)和HX取代 (2) 烯烴(或炔烴)和HX、X2加成 (3) 烷烴(苯及其同系物)和X2的取代等,,19,【歸納總

16、結(jié)及知識(shí)升華 】,思考：3、至少列出四種引入羥基(—OH)的方法：,?(1) 烯烴和水加成 (2) 鹵代烴和NaOH水溶液共熱(水解) (3) 醛(或酮)還原(和H2加成) (4) 酯水解 (5) 醛氧化(引入—COOH中的—OH)等,,20,【歸納總結(jié)及知識(shí)升華 】,思考：4、在碳鏈上引入醛基和羧基的方法有：,?醛基： (1) R—CH2OH氧化 (2) 乙炔和水加成

17、 (3) RCH=CHR‘ 適度氧化 (4) RCHX2水解等,,,21,【歸納總結(jié)及知識(shí)升華 】,思考：4、在碳鏈上引入醛基和羧基的方法有：,?羧基： (1) R—CHO氧化 (2) 酯水解 (3) RCH=CHR' 適度氧化 (4) RCX3水解等,,,22,【歸納總結(jié)及知識(shí)升華 】,思考：5、如何

18、增加或減少碳鏈？,?增加： ① 酯化反應(yīng) ② 醇分子間脫水(取代反應(yīng))生成醚 ③加聚反應(yīng) ④縮聚反應(yīng) ⑤ C=C或C≡C和HCN加成等,,,23,【歸納總結(jié)及知識(shí)升華 】,思考：5、如何增加或減少碳鏈？,?減少：① 水解反應(yīng)：酯水解，糖類、 蛋白質(zhì)(多肽)水解② 裂化和裂解反應(yīng)；③ 脫羧反應(yīng)；

19、④ 烯烴或炔烴催化氧化(C=C或C≡C斷開)等,,,24,【學(xué)以致用——解決問題 】,問題一,閱讀課本，以乙二酸二乙酯為例，說明逆推法在有機(jī)合成中的應(yīng)用。,分析：,,,,HO—,HO—,,,H,H,,,,,,,請(qǐng)課后在學(xué)案中完成上述化學(xué)方程式,+H2O,25,【學(xué)以致用——解決問題 】,問題二,寫出由乙烯制備乙酸乙酯的設(shè)計(jì)思路，并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式 ：,,乙烯,,乙醇,,乙醛,,乙酸,乙酸乙酯,請(qǐng)課后在學(xué)案中完成相應(yīng)的化學(xué)方程式,26

20、,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(bǔ)鈣劑之一。A在某催化劑的存在下進(jìn)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(jiǎn)式： 、 、 。(2) 化學(xué)方程式：A→D ，A→E 。(3) 反應(yīng)類型：A→D

21、 ，A→E 。,27,問題三 分析：,,題中說“A的鈣鹽”，可知A含—COOH；結(jié)合A的分子式，由A→C知，A還含有—OH，由A在催化劑作用下被氧化的產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)可知：A的—OH不在碳鏈的末端；3個(gè)碳的碳鏈只有一種：C—C—C，—OH只能在中間碳上。綜上：A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：,28,問題三 分析：,,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：,則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：,則C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：,29,問題三 分析：,,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：

22、,則A→D的化學(xué)方程式為：,反應(yīng)類型：,消去反應(yīng),30,問題三 分析：,,A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：,對(duì)比A和E的分子式，我們發(fā)現(xiàn)E的C原子個(gè)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(duì)比H和O原子發(fā)現(xiàn)： 2A—E=2H2O，結(jié)合A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，很明顯是它們的羧基和醇羥基相互反應(yīng)生成酯基。所以：,31,問題三 分析：,,將A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式改寫為：,則A生成E可表示為：,,,H2O,,,,,H2O,,,即：,,C,C,C,C,O,O,32,問題三