選修五3-4有機(jī)合成wo

1、 第四節(jié)第四節(jié) 有機(jī)合成有機(jī)合成 科技創(chuàng)造生活，合成造福人類！科技創(chuàng)造生活，合成造福人類！人類合成自然界中不存在的有機(jī)物，滿足需要人類合成自然界中不存在的有機(jī)物，滿足需要世界上每年合成的近百萬種新化合物世界上每年合成的近百萬種新化合物中約中約70%70%以上是有機(jī)化合物。以上是有機(jī)化合物。 “水立方水立方”是我國第一個(gè)采用是我國第一個(gè)采用etfe(etfe(乙烯乙烯四氟乙四氟乙烯共聚物烯共聚物) )膜材料作為立面維護(hù)體系的建筑。膜材料作為立面維護(hù)體系的建筑。 宇航服中應(yīng)用了一百三十宇航服中應(yīng)用了一百三十多種新型材料。其中多數(shù)多種新型材料。其中多數(shù)是是有機(jī)合成材料有機(jī)合成材料。一、有機(jī)合成的過程

2、一、有機(jī)合成的過程 利用利用簡單、易得的原料簡單、易得的原料，通過有機(jī)反應(yīng)，通過有機(jī)反應(yīng)，生成具有生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物。的有機(jī)化合物。1 1、有機(jī)合成的概念、有機(jī)合成的概念2 2、有機(jī)合成的任務(wù)、有機(jī)合成的任務(wù) （1 1）目標(biāo)化合物分子）目標(biāo)化合物分子碳鏈骨架的構(gòu)建；碳鏈骨架的構(gòu)建； （2 2）官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化和引入。官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化和引入。碳鏈發(fā)生變化（包括碳鏈增長、縮短、成環(huán)）碳鏈發(fā)生變化（包括碳鏈增長、縮短、成環(huán)） 基礎(chǔ)原基礎(chǔ)原料料中間體中間體1目標(biāo)目標(biāo)化合物化合物中間體中間體2輔助原料輔助原料1輔助原料輔助原料2輔助原料輔助原料3副產(chǎn)物副產(chǎn)物1副產(chǎn)物副產(chǎn)物23 3、

3、有機(jī)合成的過程：、有機(jī)合成的過程：有機(jī)合成過程示意圖有機(jī)合成過程示意圖各類有機(jī)物的性質(zhì)各類有機(jī)物的性質(zhì)類別類別官能團(tuán)官能團(tuán)通式通式代表物代表物主要化學(xué)性質(zhì)主要化學(xué)性質(zhì)烷烴烷烴chch3 3chch3 3烯烴烯烴碳碳雙鍵碳碳雙鍵chch2 2=ch=ch2 2炔烴炔烴碳碳三鍵碳碳三鍵chchchch苯及同苯及同系物系物 苯苯 甲苯甲苯 鹵代烴鹵代烴-x-xchch3 3chch2 2 x x c cn nh h2n+22n+2c cn nh h2n2nc cn nh h2n-22n-2c cn nh h2n-62n-6c cn nh h2n+12n+1x x(1)(1)取代反應(yīng)取代反應(yīng)(2)(2

4、)催化裂化催化裂化(3)(3)燃燒反應(yīng)燃燒反應(yīng)(1)(1)加成反應(yīng)加成反應(yīng)(2)(2)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)(3)(3)加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)(1)(1)加成反應(yīng)加成反應(yīng)(2)(2)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)(3)(3)加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)(1)(1)取代反應(yīng)取代反應(yīng)(2)(2)加成反應(yīng)加成反應(yīng)(3)(3)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)(1)(1)取代反應(yīng)（水解反應(yīng)）取代反應(yīng)（水解反應(yīng)）(2)(2)消去反應(yīng)消去反應(yīng)知識回顧：知識回顧：類別類別官能團(tuán)官能團(tuán)通式通式代表物代表物主要化學(xué)性質(zhì)主要化學(xué)性質(zhì)醇醇chch3 3chch2 2ohoh酚酚c c6 6h h5 5-oh-oh醛醛chch3 3chocho羧酸羧酸chch3 3coo

5、hcooh酯酯chch3 3cooccooc2 2h h5 5(1)(1)取代反應(yīng)取代反應(yīng) (2)(2)消去反應(yīng)消去反應(yīng)(3)(3)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) (4)(4)酯化反應(yīng)酯化反應(yīng)-oh-oh-oh-oh-cho-cho-cooh-cooh-coo-coo-r-ohr-ohc cn nh h2n+22n+2o oc cn nh h2n-62n-6o or-chor-choc cn nh h2n2no or-coohr-coohc cn nh h2n2no o2 2rcoorrcoorc cn nh h2n2no o2 2(1)(1)有弱酸性有弱酸性 (2)(2)取代反應(yīng)取代反應(yīng)(3)(3)顯色反

6、應(yīng)顯色反應(yīng)(1)(1)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) (2)(2)還原反應(yīng)還原反應(yīng)(1)(1)有酸性有酸性 (2)(2)酯化反應(yīng)酯化反應(yīng)(1)(1)水解反應(yīng)水解反應(yīng)有機(jī)反應(yīng)的基本類型有機(jī)反應(yīng)的基本類型 甲烷、苯、醇的鹵代甲烷、苯、醇的鹵代, ,苯的硝化，醇的分子間脫水，苯的硝化，醇的分子間脫水，酯化反應(yīng)，酯的水解反應(yīng)等。酯化反應(yīng)，酯的水解反應(yīng)等。 有機(jī)物有機(jī)物加氧加氧或或去氫去氫的反應(yīng)，如：醛基的氧化、醇的反應(yīng)，如：醛基的氧化、醇的催化氧化。的催化氧化。 1 1）取代反應(yīng)）取代反應(yīng)2 2）加成反應(yīng)）加成反應(yīng) 3 3）氧化反應(yīng)）氧化反應(yīng) 烯烴、炔烴、苯、醛等分子中含有烯烴、炔烴、苯、醛等分子中含有 、可與可與

7、h h2 2、hxhx、x x2 2、h h2 2o o等加成等加成 。知識回顧：知識回顧： 有機(jī)物有機(jī)物加氫加氫或或去氧去氧的反應(yīng)，如：烯烴、炔烴、苯、的反應(yīng)，如：烯烴、炔烴、苯、醛等與氫氣的加成反應(yīng)。醛等與氫氣的加成反應(yīng)。 4 4）還原反應(yīng)）還原反應(yīng) 5 5）消去反應(yīng)）消去反應(yīng) 有機(jī)化合物在一定條件下，從一個(gè)分子中脫去一個(gè)有機(jī)化合物在一定條件下，從一個(gè)分子中脫去一個(gè)小分子小分子( (如如hxhx、h h2 2o),o),而形成不飽和化合物的反應(yīng)。如鹵而形成不飽和化合物的反應(yīng)。如鹵代烴、乙醇。代烴、乙醇。 6 6）酯化反應(yīng)）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)。醇和含氧酸起

8、作用，生成酯和水的反應(yīng)叫做酯化反應(yīng)。 酯的水解反應(yīng)：酯與水發(fā)生作用生成相應(yīng)的醇酯的水解反應(yīng)：酯與水發(fā)生作用生成相應(yīng)的醇和羧酸和羧酸( (或羧酸鹽或羧酸鹽) )的反應(yīng)。的反應(yīng)。鹵代烴在鹵代烴在naohnaoh的水溶液中水解。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。烯加聚生成聚乙烯。7 7）水解反應(yīng)）水解反應(yīng)8 8）加聚反應(yīng)）加聚反應(yīng) 我們學(xué)過哪些官能團(tuán)？如何實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化或我們學(xué)過哪些官能團(tuán)？如何實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化或引入新的官能團(tuán)？引入新的官能團(tuán)？思考與交流思考與交流（一）常見引入官能團(tuán)的方法（一）常見引入官能團(tuán)

9、的方法1 1、怎樣在有機(jī)化合物中引入碳碳雙鍵？、怎樣在有機(jī)化合物中引入碳碳雙鍵？（1 1）鹵代烴的消去）鹵代烴的消去（2 2）醇的消去）醇的消去（3 3）炔烴與氫氣）炔烴與氫氣 1 1：1 1 加成加成醇醇chch2 2=ch=ch2 2+ nabr+ h+ nabr+ h2 2o o ch ch3 3chch2 2brbr + +naohnaoh ch ch3 3chch2 2 ohoh濃硫酸濃硫酸170 chch2 2=chch2 2+ h+ h2 2o ochchch + hch + h2 2 chch2 2=ch=ch2 2催化劑催化劑2 2、怎樣在有機(jī)化合物中引入鹵素原子？、怎樣在有

10、機(jī)化合物中引入鹵素原子？（1 1）加成加成反應(yīng)：反應(yīng)： 烯烴、炔烴等與烯烴、炔烴等與x2或或hx加成加成（2 2）烴或烴的衍生物與）烴或烴的衍生物與x2取代取代反應(yīng)：反應(yīng)：醇與醇與hxhx取代取代 烷烴和烷烴和x x2 2苯和液溴苯和液溴酚和溴水酚和溴水 c c2 2h h5 5oh+hbroh+hbr c c2 2h h5 5br br + h+ h2 2o o chch+2br chch+2br2 2chchbrbr2 2chchbrbr2 2chch2 2=ch=ch2 2+hbr+hbrchch3 3chch2 2brbr c c6 6h h6 6+br+br2 2 c c6 6h h

11、5 5brbr+hbr+hbrfechch4 4+cl+cl2 2光光 ch ch3 3clcl+hcl+hcl3 3、怎樣在有機(jī)化合物中引入羥基？、怎樣在有機(jī)化合物中引入羥基？（1 1）鹵代烴水解）鹵代烴水解（2 2）烯烴與水加成）烯烴與水加成（3 3）醛）醛/ /酮加氫酮加氫（4 4）酯的水解）酯的水解稀稀h h2 2soso4 4chch3 3cooh+ccooh+c2 2h h5 5ohohchch3 3cooccooc2 2h h5 5 + h + h2 2o o c c2 2h h5 5br +naoh br +naoh c c2 2h h5 5oh oh + nabr+ nabr

12、水水 ch ch2 2=chch2 2 +h+h2 2o o chch3 3chch2 2ohoh催化劑催化劑加熱加壓加熱加壓chch3 3chocho +h+h2 2 chch3 3chch2 2ohoh催化劑催化劑(ch(ch3 3) )2 2c=o+hc=o+h2 2(ch(ch3 3) )2 2chchohoh催化劑催化劑1 1、通過加成反應(yīng)消除不飽和鍵、通過加成反應(yīng)消除不飽和鍵（二）官能團(tuán)的消除方法（二）官能團(tuán)的消除方法【思考】怎樣消去不飽和鍵？消去醛基？消去【思考】怎樣消去不飽和鍵？消去醛基？消去羥基？羥基？chch2 2=ch=ch2 2+h+h2 2 chch3 3chch3

13、3nini ch ch3 3ch=o+hch=o+h2 2chch3 3chch2 2ohoh催化劑催化劑2.2.通過加成（加通過加成（加h h）或氧化（加）或氧化（加o o）消除醛基）消除醛基chch3 3cho+hcho+h2 2chch3 3chch2 2ohoh催化劑催化劑2ch2ch3 3cho + ocho + o2 22ch2ch3 3coohcooh催化劑催化劑3.3.通過消去或氧化或酯化等消去羥基通過消去或氧化或酯化等消去羥基chch3 3chch2 2ohohchch2 2=ch=ch2 2 +h+h2 2o o 濃硫酸濃硫酸 2ch 2ch3 3chch2 2oh+ooh

14、+o2 22ch2ch3 3cho+2hcho+2h2 2o ocucu chch3 3oh + hcooh oh + hcooh hcoochhcooch3 3+h+h2 2o o濃硫酸濃硫酸1. 1. 不同官能團(tuán)間的轉(zhuǎn)換不同官能團(tuán)間的轉(zhuǎn)換（三）官能團(tuán)的衍變（三）官能團(tuán)的衍變 rchrch2 2chch2 2-x r-ch=ch-x r-ch=ch2 2 rch rch2 2chch2 2oh oh rch rch2 2cho rchcho rch2 2cooh rchcooh rch2 2coochcooch3 32. 2. 通過某種化學(xué)途徑增加官能團(tuán)通過某種化學(xué)途徑增加官能團(tuán) ch ch

15、3 3chch2 2oh hochoh hoch2 2chch2 2ohohchch2 2=ch=ch2 2clchclch2 2chch2 2clcl chch2 2=chch=chch2 2chch3 3 ch ch3 3ch=chchch=chch3 3chch3 3chchclclchch2 2chch3 3chch3 3ch=chch=ch2 2 ch ch3 3chch2 2chch2 2ohohchch3 3ch(ch(ohoh)ch)ch3 33.3.通過某種途徑使官能團(tuán)的位置改變通過某種途徑使官能團(tuán)的位置改變 1. 1. 形成環(huán)酯形成環(huán)酯2. 2. 形成環(huán)醚形成環(huán)醚二元醇脫水

16、二元醇脫水3.3.形成環(huán)烴形成環(huán)烴4.4.形成環(huán)酸酐形成環(huán)酸酐第二課時(shí)還原還原水水解解酯酯化化酯酯羧酸羧酸醛醛醇醇鹵代烴鹵代烴氧化氧化氧化氧化水解水解主要有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化主要有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化取代取代烷烴烷烴取取代代烯烴烯烴炔烴炔烴水水化化消消去去水水化化消消去去加成加成加成加成加加成成復(fù)習(xí)鞏復(fù)習(xí)鞏固固常見的有機(jī)合成路線常見的有機(jī)合成路線(3)(3)芳香化合物合成路線：芳香化合物合成路線：【思考】看到下列反應(yīng)條件時(shí)，你會想到是什么物質(zhì)發(fā)【思考】看到下列反應(yīng)條件時(shí)，你會想到是什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)？產(chǎn)物是什么？生反應(yīng)？產(chǎn)物是什么？（1 1）brbr2 2/ccl/ccl4 4 、 clcl2 2/ /光照光

17、照 、 clcl2 2/fe /fe 、 溴水溴水 （2 2）濃硫酸，）濃硫酸，（3 3）naoh/hnaoh/h2 2o o有機(jī)物間轉(zhuǎn)化關(guān)系有機(jī)物間轉(zhuǎn)化關(guān)系 反應(yīng)條件歸納反應(yīng)條件歸納（4 4）h h+ +/h/h2 2o o（5 5）ag(nhag(nh3 3) )2 2 + +、ohoh- -、（6 6）o o2 2、cucu、（7 7）h h2 2、nini、（8 8）nahconahco3 3（9 9）a a氧化氧化b b氧化氧化c c（1010）naohnaoh、醇、醇、（醇脫水或酯化反應(yīng)）（醇脫水或酯化反應(yīng)）（鹵代烴或酯的水解）（鹵代烴或酯的水解）（酯化反應(yīng)或酯的水解）（酯化反應(yīng)或

18、酯的水解）（醛的銀鏡反應(yīng)）（醛的銀鏡反應(yīng)）（醇的催化氧化）（醇的催化氧化）（不飽和鍵與氫氣的加成）（不飽和鍵與氫氣的加成）（羧基與之反應(yīng)產(chǎn)生（羧基與之反應(yīng)產(chǎn)生coco2 2）（醇氧化得醛，醛氧化得酸）（醇氧化得醛，醛氧化得酸）（鹵代烴的消去反應(yīng)）（鹵代烴的消去反應(yīng)）有機(jī)合成的設(shè)計(jì)思路有機(jī)合成的設(shè)計(jì)思路 三、有機(jī)合成的方法三、有機(jī)合成的方法三、有機(jī)合成的方法三、有機(jī)合成的方法1 1、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，找出入手，找出合成所需要的直接或間接的合成所需要的直接或間接的中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物，逐步推向，逐步推向目標(biāo)目標(biāo)合成有機(jī)

19、物。合成有機(jī)物。正向合成分析法示意圖正向合成分析法示意圖基礎(chǔ)原基礎(chǔ)原料料中間體中間體1目標(biāo)目標(biāo)化合物化合物中間體中間體2探討學(xué)習(xí)探討學(xué)習(xí)1 如何以如何以乙烯乙烯為基礎(chǔ)原料，無機(jī)原料可以任為基礎(chǔ)原料，無機(jī)原料可以任選，合成下列物質(zhì)：選，合成下列物質(zhì)：ch3ch2oh、ch3cooh、ch3cooch2ch3酯酯化化乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酸乙醛乙醛乙醇乙醇氧化氧化氧化氧化乙烯乙烯水化水化卡托普利的合成卡托普利的合成ncoohhsch2chcoch3 卡托普利為血管緊張卡托普利為血管緊張素抑制劑，臨床上用于素抑制劑，臨床上用于治療高血壓和充血性心治療高血壓和充血性心力衰竭。文獻(xiàn)共報(bào)道了力衰竭。文獻(xiàn)共

20、報(bào)道了1010條合成該物質(zhì)的路線，條合成該物質(zhì)的路線，其中最有價(jià)值的是以其中最有價(jià)值的是以2-2-甲基丙烯酸甲基丙烯酸為原料，通為原料，通過過四步反應(yīng)四步反應(yīng)得到目標(biāo)化得到目標(biāo)化合物。各步反應(yīng)的產(chǎn)率合物。各步反應(yīng)的產(chǎn)率如下：如下：請計(jì)算一下該合成路線請計(jì)算一下該合成路線的總產(chǎn)率為多少？的總產(chǎn)率為多少？【學(xué)與問】【學(xué)與問】多步反應(yīng)一次計(jì)算多步反應(yīng)一次計(jì)算【學(xué)與問】【學(xué)與問】a ab bc c93.0%93.0%81.7%81.7%85.6%85.6%90.0%90.0%總產(chǎn)率總產(chǎn)率= 1= 193.0%93.0%81.7%81.7%90.0%90.0%85.6%85.6% = 58.54% =

21、58.54%總產(chǎn)率計(jì)算總產(chǎn)率計(jì)算科里（e.j.corey）:編制了第一個(gè)計(jì)算計(jì)算機(jī)機(jī)輔助有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)程序，于1990年獲諾貝爾獎(jiǎng)。 三、有機(jī)合成的方法三、有機(jī)合成的方法2 2、逆合成分析法、逆合成分析法逆合成分析法示意圖逆合成分析法示意圖基礎(chǔ)原基礎(chǔ)原料料中間體中間體1目標(biāo)目標(biāo)化合物化合物中間體中間體2 又稱逆推法，其特點(diǎn)是從又稱逆推法，其特點(diǎn)是從產(chǎn)物產(chǎn)物出發(fā)，出發(fā)，由后向前推由后向前推，先找出先找出產(chǎn)物的前一步原料產(chǎn)物的前一步原料（中間體），并同樣找出它（中間體），并同樣找出它的的前一步原料前一步原料，如此繼續(xù)直至到達(dá)，如此繼續(xù)直至到達(dá)簡單的初始原料簡單的初始原料為為止。止。c ohc

22、ohooh2c ohh2c ohh2c clh2c clch2ch2c oc2h5c oc2h5oo(石油裂解氣石油裂解氣)ch3ch2oh+h2o+cl2o濃濃h2so4水水解解探討學(xué)習(xí)探討學(xué)習(xí)2如何合成乙二酸如何合成乙二酸( (草酸草酸) )二乙酯？二乙酯？12345探討學(xué)習(xí)探討學(xué)習(xí)2如何合成乙二酸如何合成乙二酸( (草酸草酸) )二乙酯？寫出有關(guān)方程式。二乙酯？寫出有關(guān)方程式。1、ch2=ch2 + h2o ch3ch2oh 高溫、高壓高溫、高壓催化劑催化劑2、ch2=ch2 + cl2 ch2cl ch2cl 3、ch2cl ch2cl + h2o ch2oh ch2oh naohna

23、oh溶液溶液 4、ch2oh ch2oh o o cooh coohcooh cooh5、+ 2c2h5oh cooc2h5 cooc2h5 濃濃h2so4 + 2h2o 官能團(tuán)的保護(hù)官能團(tuán)的保護(hù)【例】【例】以以brchbrch2 2-ch=ch-ch-ch=ch-ch2 2brbr為原料合成藥物為原料合成藥物chch3 3ooc-ch=ch-coochooc-ch=ch-cooch3 3的路線為：的路線為：brchbrch2 2-ch=ch-ch-ch=ch-ch2 2brbrhochhoch2 2-ch=ch-ch-ch=ch-ch2 2ohohhochhoch2 2-chcl-ch-chcl-ch2 2-ch-ch2 2ohohhooc-chcl-chhooc-chcl-ch2 2-cooh-coohhooc-ch=ch-coohhooc-