化學(xué)選修有機(jī)合成

化學(xué)選修有機(jī)合成第1頁(yè)/共35頁(yè)一、有機(jī)合成的過(guò)程

利用簡(jiǎn)單、易得的原料，通過(guò)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。第2頁(yè)/共35頁(yè)有機(jī)合成過(guò)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(guò)程第3頁(yè)/共35頁(yè)各類(lèi)主要有機(jī)物的特征反應(yīng)有機(jī)物類(lèi)別特征反應(yīng)烷烴取代反應(yīng)、熱裂解烯烴、炔烴加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、加聚反應(yīng)苯和苯的同系物取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、苯的同系物的氧化反應(yīng)醇脫水反應(yīng)、消去反應(yīng)、取代反應(yīng)、酯化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、置換反應(yīng)酚取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)、顯色反應(yīng)、弱酸的酸通性醛氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、加成反應(yīng)、縮聚反應(yīng)羧酸酯化反應(yīng)、弱酸的酸通性酯水解反應(yīng)第4頁(yè)/共35頁(yè)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，即碳骨架的構(gòu)建、官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化。第5頁(yè)/共35頁(yè)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(kāi)環(huán)等。構(gòu)建方法會(huì)以信息形式給出。2).官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化:(1)官能團(tuán)的引入：第6頁(yè)/共35頁(yè)思考與交流1：（I）官能團(tuán)的引入(1)、引入碳碳雙鍵的方法：(2)、引入鹵原子的方法：(3)、引入羥基的方法：醇類(lèi)消去、鹵代烴消去、三鍵加成烷烴取代、烯烴或炔烴加成、醇類(lèi)羥基鹵代鹵代烴堿性水解、烯烴水化、醛類(lèi)加氫還原（氫化）、酯的水解第7頁(yè)/共35頁(yè)(4).引入的-CHO的方法有：醇的氧化和C=C的氧化(5).引入-COOH的方法有：醛的氧化和酯的水解(6).有機(jī)物成環(huán)的方法有：加成法、酯化法和“消去”法第8頁(yè)/共35頁(yè)(1).官能團(tuán)種類(lèi)變化：CH3CH2-Br水解CH3CH2-OH氧化CH3-CHO(2).官能團(tuán)數(shù)目變化：CH3CH2-Br消去CH2=CH2加Br2CH2Br－CH2Br(3).官能團(tuán)位置變化：CH3CH2CH2-Br消去CH3CH=CH2加HBrCH3CH-CH3Br(II)官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化：包括官能團(tuán)種類(lèi)變化、數(shù)目變化、位置變化等。氧化CH3-COOH酯化CH3-COOCH3第9頁(yè)/共35頁(yè)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=CCH3CH2OH濃硫酸170℃

CH2==CH2↑+H2O醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2OCH3CH2Br

+NaOH2）鹵代烴的消去引入C=C第10頁(yè)/共35頁(yè)3）炔烴加成引入C=C4）醇的氧化引入C=O②引入鹵原子（—X）1）烴與X2取代CH4+Cl2

CH3Cl+HCl光照2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2O催化劑△CH≡CH+HBr

CH2=CHBr催化劑△第11頁(yè)/共35頁(yè)3）醇與HX取代CH2==CH2+Br2CH2BrCH2Br2）不飽和烴與HX或X2加成③引入羥基（—OH）1）烯烴與水的加成CH2==CH2+H2O

CH3CH2OH催化劑加熱加壓2）醛（酮）與氫氣加成CH3CHO

+H2CH3CH2OH催化劑ΔC2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△第12頁(yè)/共35頁(yè)3）鹵代烴的水解（堿性）C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr水△4）酯的水解稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O△（2）官能團(tuán)的消除①通過(guò)加成消除不飽和鍵②通過(guò)消去或氧化或酯化或取代等消除羥基③通過(guò)加成或氧化消除醛基④通過(guò)消去反應(yīng)或水解反應(yīng)可消除鹵原子（3）官能團(tuán)的衍變第13頁(yè)/共35頁(yè)主要有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化關(guān)系圖還原水解

酯化酯羧酸醛醇鹵代烴氧化氧化

水解

烯

烷炔第14頁(yè)/共35頁(yè)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第15頁(yè)/共35頁(yè)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?；A(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。第16頁(yè)/共35頁(yè)1、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。烷烴及烷烴基的主要化學(xué)性質(zhì)，注意反應(yīng)條件為光照

2減少C原子的方法第17頁(yè)/共35頁(yè)【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第18頁(yè)/共35頁(yè)【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第19頁(yè)/共35頁(yè)【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第20頁(yè)/共35頁(yè)【歸納總結(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第21頁(yè)/共35頁(yè)【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

(3)RCH=CHR‘適度氧化

(4)RCHX2水解等

21第22頁(yè)/共35頁(yè)【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第23頁(yè)/共35頁(yè)【歸納總結(jié)及知識(shí)升華

】思考：5、如何增加或減少碳鏈？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)⑤C=C或C≡C和HCN加成等

23第24頁(yè)/共35頁(yè)【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(lèi)、蛋白質(zhì)(多肽)水解②裂化和裂解反應(yīng)；③脫羧反應(yīng)；④烯烴或炔烴催化氧化(C=C或C≡C斷開(kāi))等

24第25頁(yè)/共35頁(yè)【學(xué)以致用——解決問(wèn)題

】問(wèn)題二寫(xiě)出由乙烯制備乙酸乙酯的設(shè)計(jì)思路，并寫(xiě)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第26頁(yè)/共35頁(yè)問(wèn)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(ài)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(xiě)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(lèi)型：A→D

，A→E

。27第27頁(yè)/共35頁(yè)問(wèn)題三分析：

題中說(shuō)“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：CH3—CH—COOHOH28第28頁(yè)/共35頁(yè)問(wèn)題三分析：A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3—CH—COOHOH則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3—CH—COOC2H5OH則C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3—CH—O—C—CH3COOHO29第29頁(yè)/共35頁(yè)問(wèn)題三分析：A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3—CH—COOHOH則A→D的化學(xué)方程式為：CH3—CH—COOHOH濃硫酸H2O+CH2=CHCOOH反應(yīng)類(lèi)型：消去反應(yīng)30第30頁(yè)/共35頁(yè)問(wèn)題三分析：A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3—CH—COOHOH

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