2024届高三化学二轮复习 合成操作-有机合成单元反应类型课件(共20张PPT)

(共20张PPT)
合成操作—有机合成单元反应的类型
有机合成单元
反应的类型
01
02
03
04
06
05
07
08
磺化和硫酸酯化
还原和加氢
水解
酰化
卤化
硝化和亚硝化
氧化
缩合
09
11
10
12
氨解和胺化
环合
重氮化和重氮基的转化
烃化
13
聚合
向有机物分子中引入卤素的目的
作为有机中间体或其它物质的生产原料
卤化方法
卤化
向有机化合物分子中碳原子上引入卤素原子的反应叫做“卤化”。(即形成C-X键)。卤化包括氟化、氯化、溴化和碘化。
取代、加成、置换
卤化剂：
(1)用于取代和加成的卤化剂
(2)用于置换的卤化剂
在有机分子的碳原子上引入磺基(-SO3H)的过程叫“磺化”。其产物是磺酸(R-SO3H)、磺酸盐(R-SO3M)或磺酸氯(R-SO2Cl)。
磺化和硫酸酯化
磺化的目的
1)赋予有机物酸性、水溶性、表面活性及对纤维的亲和力等
2)可将-SO3H转化为其它基团
3)利用-SO3H可水解性，辅助定位或提高反应活性
4)分离异构体 如间二硝基苯(m)的提纯
向有机物分子的碳原子上引入硝基，生成C-N02键的反应叫做硝化。
向有机物分子的碳原子上引入亚硝基生产C-NO键的反应叫做亚硝化反应。
硝化的目的
1）将硝基转化为其它基团(-NH2) 3）满足产品性能要求
2）提高亲核置换反应活性
磺化的方法
磺化剂种类
磺化的应用
硝化剂
1）浓硝酸(>93%)
2）稀硝酸(<70%)
3）混酸(HS04-HNO3-H20)
硝化的方法
1）稀硝酸硝化
2）浓硝酸硝化
3）浓硫酸介质中的均相硝化
4）非均相混酸硝化
5）有机溶剂中硝化
(1)避免使用大量硫酸作溶剂，减少或消除了废酸量;
(2)选择合适的溶剂可以得到特定异构体的产品。
(3)溶剂:二氯甲烷、二氯乙烷、乙酸、乙酸酐等
1.催化氢化法
2.化学还原法
3.电解还原法
电解还原反应是在电极与电解液的界面上发生的。电解还原发生在电解池的阴极，在阴极、有机反应物发生得电子作用(还原作用)而转变为阴离子自由基。
催化氢化按其反应类型可分为氢化(加氢)反应和氢解反应。
氢化是指氢分子加成到烯基、炔基、羰基、氰基、芳环类等不饱和基团上使之成为饱和键的反应，它是π键断裂与氢加成的反应。
氢解是指有机化合物分子中某些化学键因加氢而断裂，分解成两部分氢化产物，它是键断裂并与氢结合的反应。通常容易发生氢解的有碳-卤键、碳-硫键、碳-氧键、氮-氨键、氮-氧键等。
定义：
在有机分子中增加氢或减少氧的反应，或者兼而有之的反应称为还原反应。
还原和加氢
还原和加氢的方法
将活泼金属(如锂、钠、钾等)加到质子性溶剂(如乙醇、乙酸)中进行还原的方法称作溶解金属还原，该方法具有良好的化学选择性及立体选择性。反应本质是电子对不饱和键的加成反应涉及的方面主要包括芳环、羰基、碳碳重键的还原。
（1）空气(氧气)氧化法
是以纯氧或空气为氧化剂，起氧化作用的是分子氧。一般需要催化
剂，反应温度高，可分为液相氧化反应和气固接触化氧化反应。
（2）化学氧化法
使用除氧气以外的化学物质作为氧化剂，使有机物发生氧化的反应。
包括无机氧化剂和有机氧化剂。常用氧化剂有无机的高价化合物
KMnO4、K2Cr2O7、NaClO3、HNO3、H2O2;有机过氧化物，硝基化
合物，亚硝基化合物等
（3）电化学氧化法
有机物在电解槽的阳极上失去电子而被氧化。
①液相催化氧化
液体有机化合物在催化剂作用下通空气进行的氧化反应。
应用的对象:烷烃(包括直链烷烃、环烷烃)及芳烃侧链的烷基氧化。烷烃氧化深度不同可得到醇、醛、酮、羧。对直链烷烃来说，低C的采用气相催化氧化，高C烷烃一般采用液相化氧化制高C脂肪酸或高C脂肪醇。
②气相催化氧化
有些芳烃、环烷烃、烯烃要在较高温度下，化剂存在下被空气氧化，这些烃类在高温下呈气体状态，是气相催化氧化。
气相催化氧化都采用连续化生产，其优点是:反应速度快，生产效率高，后处理简单，设备投资费用低，便于自动化控制，催化剂可长期使用。但也有局限性:催化剂选择较难，而且通用性差;由于反应温度高，要求反应原料和目的产物在反应条件下具有稳定性
液相催化氧化
气相催化氧化
氧化反应
氧化反应的类型
有机分子的加氧或脱氢过程称为氧化反应。在有机化合物中，常指作用部位的碳原子的氧化数增加，失去电子的过程。
重氮化定义:芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化反应。
芳伯胺常称重氮组分，亚硝酸为重氮化剂。因为亚硝酸不稳定，通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸，使反应时生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应，避免亚硝酸的分解，重氮化反应后生成重氮盐。
由重氮化反应制备的重氮化合物通过偶合反应可合成一系列偶氮染料，同时重氮偶合物通过重氮基的转化可以制备出许多重要中间体。
重氮化反应的用途
重氮化反应的方法
重氮基的转化反应
①重氮基还原成肼基
②重氮盐的偶合反应
③重氨基被氢置换--脱氨基反应
④重氮基被羟基置换--重氮盐的水解
反应的类型
⑤重氮基被卤原子置换
⑥重氮基被氰基置换
⑦重氮基被含硫基置换
⑧重氮基被含碳基置换
有机化合物与氨化剂(如氨)发生反应而生成胺类化合物的过程，称为氨解反应。
氨与双键(或环氧化合物)加成生成胺的反应叫做胺化反应。
1.制备脂肪族伯、仲、叔胺及季铵盐
2.制备芳胺
氨解和胺化
反应的目的
氨解和胺化
反应的方法
有机化合物与水发生的复分解反应叫做水解反应。
水解反应的方法
，
在有机分子中的碳、硅、氮、磷、氧或硫原子上引入烃基的反应，叫做烃化反应
烃化剂
烃化反应类型
1）N-烃化
氨基上的氢原子被烃基取代的反应叫做N-烃化反应
2）O-烃化
醇羟基(R-OH)或酚羟基(Ar-OH)上的氢原子被烃基取代，生成一烷基醚、烷基芳基醚或二芳基醚的反应叫做O-烃化反应。
3）芳环上的C-烃化
有机化合物分子中碳原子上的氢被烃基所取代的反应叫做C-烃化反应。
酰化指的是有机分子中与碳原子、氮原子、磷原子、氧原子或硫原子相连的氢被酰基所取代的反应。
酰基指的是从含氧的有机酸或无机酸的分子中除去一个或几个羟基后所剩余的基团。
酰化剂
1）N-酰化是制备酰胺的重要方法
2）O-酰化:指的是醇或酚分子中的羟基氢原子被酰基取代的反应，生成的产物是酯，因此又称为酯化。
酰化反应类型
缩合反应是精细有机合成中一类重要的单元反应，凡两个及两个以上有机化合物通过反应，失去一个小的分子(水、醇盐、卤化氢等)而形成一个新的较大分子化合物的反应称为缩合反应。如:醛醇缩合、Claisen缩合、Mannich反应、Perkin反应、Knoevenagel反应、Dieckman缩合、Darzens反应、Prins缩合、Diels-Alder反应等。该类反应需在缩在有机化合物分子中形成新的碳环或杂环的反应叫做环合反应，也叫做闭环或成环缩合反应。合剂或催化剂酸、碱、盐、金属、醇钠等存在下才能顺利进行。
重要缩合反应类型
1） 醛酮缩合反应 3）Diels-Alder 反应
2） 醛、酮与羧酸及其衍生物的缩合 4） 成环缩合反应
在有机化合物分子中形成新的碳环或杂环的反应叫做环合反应，也叫做闭环或成环缩合反应。
分子间环合
分子内环合
1.加聚反应:由不饱和的单体加成聚合成高分子化合物的反应。反应是通过单体的自聚或共聚完成的，能发生加聚反应的官能团是:碳碳双键、碳碳三键等。
2.缩聚反应:指小分子互相作用生成高分子的同时要脱去小分子。能发生加聚反应的官能团是:羧基和羟基(生成聚酯)，羧基和氨基(生成肽键)，苯酚和甲醛(生成酚醛树脂)。
聚合反应是指小分子互相作用生成高分子的反应。聚合反应包括加聚和缩聚反应。
聚合反应类型
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