有機(jī)合成__人教版選修5_第三章第四節(jié)

1、第四節(jié)第四節(jié) 有機(jī)合成有機(jī)合成第三章第三章 烴的含氧衍生物烴的含氧衍生物沁陽一中 岳愛國一、有機(jī)合成的過程一、有機(jī)合成的過程 利用利用簡單簡單、易得易得的原料，通過有機(jī)反應(yīng)，的原料，通過有機(jī)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(jī)化合物。的有機(jī)化合物。1 1、有機(jī)合成的、有機(jī)合成的概念概念2 2、有機(jī)合成的、有機(jī)合成的任務(wù)任務(wù) 有機(jī)合成的任務(wù)包括目標(biāo)化合物有機(jī)合成的任務(wù)包括目標(biāo)化合物分子骨架分子骨架的構(gòu)建的構(gòu)建和和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。有機(jī)合成過程示意圖有機(jī)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

2、輔助原料目標(biāo)化合物目標(biāo)化合物3 3、有機(jī)合成的、有機(jī)合成的過程過程4、有機(jī)合成的設(shè)計(jì)思路有機(jī)合成的設(shè)計(jì)思路 5、關(guān)鍵：、關(guān)鍵：設(shè)計(jì)合成路線，即碳骨架的構(gòu)建、官能團(tuán)的引入設(shè)計(jì)合成路線，即碳骨架的構(gòu)建、官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化 。6、有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系：、有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系： 兩碳有機(jī)物為例：兩碳有機(jī)物為例：CH3-CH3CH3-CH2-ClCH2=CH2CH2Cl-CH2-ClCH CHCH2=CHCl CH-CH nH ClCH3-CH2-OHCH3-CHOCH3-COOHCH3COOC2H5CH3COONa1 1、有機(jī)合成的關(guān)鍵是通過有機(jī)反應(yīng)構(gòu)建目標(biāo)化合物的、有機(jī)合成的關(guān)鍵是通過有機(jī)反應(yīng)

3、構(gòu)建目標(biāo)化合物的分子骨架，并引入或轉(zhuǎn)化所需要的官能團(tuán)。你能利用分子骨架，并引入或轉(zhuǎn)化所需要的官能團(tuán)。你能利用所學(xué)的有機(jī)反應(yīng)，列出下列官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化方法所學(xué)的有機(jī)反應(yīng)，列出下列官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化方法嗎？嗎？1)1)引入的引入的C=CC=C的方法有哪些？的方法有哪些？2)2)引入鹵原子的方法有哪些？引入鹵原子的方法有哪些？3)3)引入的引入的-OH-OH的方法有哪些？的方法有哪些？4)4)引入的引入的- -H H的方法有哪些？的方法有哪些？5)5)引入的引入的- -的方法有哪些？的方法有哪些？6)6)有機(jī)物成環(huán)的方法有哪些？有機(jī)物成環(huán)的方法有哪些？(1)引入碳碳雙鍵的三種方法舉例：引入碳碳雙鍵

4、的三種方法舉例：CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O濃硫酸濃硫酸170CH3CH2Cl + NaOH CH2=CH2 + NaCl醇醇CH=CH + H2 CH2=CH2 催化劑催化劑鹵代烴的消去鹵代烴的消去醇的消去醇的消去炔烴的不完全加成炔烴的不完全加成(2)引入鹵原子的三種方法舉例：引入鹵原子的三種方法舉例：CH2=CH2 +HCl CH3CH2Cl 催化劑催化劑CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl光照光照CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O+ Br2 FeBr+ HBr醇醇(酚酚)的取代反應(yīng)的取代反應(yīng)烯烯(炔炔)的加成的加成烴的取代烴的取代(3)引入羥

5、基的四種方法舉例：引入羥基的四種方法舉例：CH2=CH2 +H2O CH3CH2OH催化劑催化劑CH3CH2Cl + NaOH CH3CH2OH + NaClH2OCH3CHO + H2 CH3CH2OH催化劑催化劑CH3COOCH2CH3 + H2O CH3COOH + CH3CH2OH稀硫酸稀硫酸烯烴與水的加成烯烴與水的加成鹵代烴的水解鹵代烴的水解醛的還原醛的還原酯的水解酯的水解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C2H5OH + HBr C2H5Br + H2OCH4 +Cl2 CH3Cl+ HCl光

6、照光照1 1）烴與）烴與X2取代取代4 4、引入鹵原子引入鹵原子（X）a.a.官能團(tuán)種類變化：官能團(tuán)種類變化：CH3CH2-Br水解水解CH3CH2-OH氧化氧化CH3-CHOb.b.官能團(tuán)數(shù)目變化：官能團(tuán)數(shù)目變化：CH3CH2-Br消去消去CH2=CH2加加BrBr2 2CH2BrCH2Brc.c.官能團(tuán)位置變化：官能團(tuán)位置變化：CH3CH2CH2-Br消去消去 CH3CH=CH2加加HBrHBrCH3CH-CH3Br(2)(2)官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化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

7、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(biāo)合成有機(jī)物目標(biāo)合成有機(jī)物?；A(chǔ)原料基礎(chǔ)原料中間體中間體中間體中間體目標(biāo)化合物目標(biāo)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(biāo)化合物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的是將目標(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)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?；衔??；A(chǔ)原料基礎(chǔ)原料中間體中間體中間體中間體目標(biāo)化合物目標(biāo)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

8、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(jià)廉價(jià)的。的。2 C2H5OHCOC2H5COC2H5OOCOHCOHOO+草酸二乙酯的合成草酸二乙酯的合成H2COHH2COHH2CClH2CClCH2CH2CHCHOO練習(xí)：用練習(xí)：用2-2-丁烯、乙烯為原料設(shè)計(jì)丁烯、乙烯為原料設(shè)計(jì) 的合成路線的合成路線認(rèn)目認(rèn)目標(biāo)標(biāo)巧切斷巧切斷 再切斷再切斷得原料得原料得路線得路線NaOHNaOHC C2 2H H5 5O OH HOOOO1 1、逆合成分析：、逆合成分析：COHCOHOO+ +C

9、HCHOOCH2CH2OHOHCH2CH2BrBrCH2CH2NaOHNaOH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(jī)合成有機(jī)合成(第二課時(shí)第二課時(shí)) 【預(yù)備知識(shí)回顧】【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)、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學(xué)性質(zhì) 產(chǎn)物還有CH2Cl2、CHCl3、CCl4等。烷烴及烷烴基烷烴基的主要化學(xué)性

10、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(yù)備知識(shí)回顧】【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)、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學(xué)性質(zhì)AB為X2、HX、H2、HOH、HCN等 3【預(yù)備知識(shí)回顧】【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)、烷烴、烯烴、炔烴的制法及其主要化學(xué)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(gè)鹵素原子個(gè)鹵素原子； C=C和和HX加成：引入加成：引入1個(gè)鹵素原子個(gè)鹵素原子； C=C和水加成：引入一個(gè)羥基和水加成：引入一個(gè)羥基(OH)； C=C和和HCN加成：增長碳鏈加成：增長碳鏈。 4【預(yù)備知識(shí)回顧】【預(yù)

11、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)、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】【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)、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(yù)備知識(shí)回顧】【預(yù)備知識(shí)回顧】2、苯及其同系物的化學(xué)性質(zhì)、苯及其同系物的化學(xué)性質(zhì) 寫

12、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)的化學(xué)方程式。反應(yīng)的化學(xué)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(xué)性質(zhì)、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】【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)、鹵代烴的制取及其主要化學(xué)性質(zhì) 引入一個(gè)鹵引入一個(gè)鹵素素(X)原子原子往相鄰

13、碳上引往相鄰碳上引入入2個(gè)鹵素原子個(gè)鹵素原子9【預(yù)備知識(shí)回顧】【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)、鹵代烴的制取及其主要化學(xué)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(xué)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(xué)方程式，并指出其反應(yīng)類型。 10【預(yù)備知識(shí)回顧】【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)、鹵代烴的制取及其主要化學(xué)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(yù)備知識(shí)回顧】【預(yù)備知識(shí)回顧】4、醇、醛、羧酸、酯的相互

14、轉(zhuǎn)化及其化學(xué)性質(zhì)、醇、醛、羧酸、酯的相互轉(zhuǎn)化及其化學(xué)性質(zhì) 請以乙醇為例寫出上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：請以乙醇為例寫出上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)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(yù)備知識(shí)回顧】【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)、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)乙醇的其它化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式寫出化學(xué)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 +

15、H2 2C2H5OH C2H5OC2H5 + H2O 濃硫酸140HBr + C2H5OH C2H5Br + H2O引入鹵素原子的方法之一13【預(yù)備知識(shí)回顧】【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)、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)乙醛的其它化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式寫出化學(xué)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

16、應(yīng)為將醛基氧化為羧基的方法之一145、酚的主要化學(xué)性質(zhì)、酚的主要化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式寫出化學(xué)方程式)： 苯酚與苯酚與NaOH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(yù)備知識(shí)回顧】【預(yù)備知識(shí)回顧】 (較強(qiáng)酸較強(qiáng)酸 制取制取 較弱酸較弱酸)5、酚的主要化學(xué)性質(zhì)、酚的主要化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式寫出化學(xué)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

17、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(yù)備知識(shí)回顧】【預(yù)備知識(shí)回顧】【歸納總結(jié)及知識(shí)升華【歸納總結(jié)及知識(shí)升華 】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(shí)升華【歸納總結(jié)及知識(shí)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(shí)升華【歸納總結(jié)及知識(shí)升華 】思考：思考

18、：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、X2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(shí)升華【歸納總結(jié)及知識(shí)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(shí)升華【歸納總結(jié)及知識(shí)

19、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(shí)升華【歸納總結(jié)及知識(shí)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(shí)升華【歸納總結(jié)及知識(shí)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)

20、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【歸納總結(jié)及知識(shí)升華【歸納總結(jié)及知識(shí)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(xué)以致用【學(xué)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(jī)合成中的應(yīng)用。 分析：分析：C O C2H5C O C2H5OOHOHOHHCH2OHCH2OHCH2BrCH2B

21、r請課后在學(xué)案中完成上述化學(xué)方程式請課后在學(xué)案中完成上述化學(xué)方程式+H2O25【學(xué)以致用【學(xué)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酯乙酸乙酯的設(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(xué)案中完成相應(yīng)的化學(xué)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(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)簡式： 、 、 。(2) 化學(xué)方程式：AD ，AE 。(3) 反應(yīng)類型：AD ，

22、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：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(xué)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(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，很明顯是它們的羧基和醇羥基相互反應(yīng)生成酯基。所以：31問