人教版选修5高中化学第四节 有机合成(41张PPT)

(共41张PPT)
世界上每年合成的近百万个新化合物中约70%以上是有机化合物。
防水透气材料
玻璃钢材料
防臭鞋垫
隐形眼镜
功能性材料
第四节
有机合成
第三章
烃的含氧衍生物
一、有机合成的过程
1、有机合成的概念：
利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。
2、有机合成的意义
可以制备天然有机物,以弥补自然资源的不足；
可以对天然有机物进行局部的结构改造和修饰,
使其性能更加完美；
可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物,以满足人类的特殊需要。
3、有机合成的过程
基础原料
辅助原料
副产物
副产物
中间体
中间体
辅助原料
辅助原料
目标化合物
4、有机合成的任务(关键)
设计合成路线，具体包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。
5、分子骨架的构建（碳链的增减）
1）增长碳链：
①
C=C或C≡C或C=O和HCN加成等
②聚合反应
③
羟醛缩合等信息反应
2）缩短碳链：
①
烷烃的裂化和裂解反应；
②苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化
③水解反应：酯水解，糖类、
蛋白质水解
3）成环与开环：
①
酯化与酯的水解
②
根据信息分析
6.官能团的引入方法
（1）引入碳碳双键
1）某些醇的消去反应
CH3CH2
OH
浓硫酸
170℃
CH2==CH2↑
+H2O
醇
△
CH2=CH2↑+
NaBr+
H2O
CH3CH2Br
+NaOH
2）卤代烃的消去反应
3）炔烃的不完全加成反应
CH≡CH
+
HBr
CH2=CHBr
催化剂
△
(2)引入卤素原子（—X）
1）烃与X2取代反应
CH4
+Cl2
CH3Cl+
HCl
光照
2）不饱和烃与HX或X2加成反应
CH2==CH2+Br2
CH2BrCH2Br
3）醇与HX取代
C2H5OH
+
HBr
C2H5Br
+
H2O
△
催化剂
（3）引入羟基（—OH）
1）烯烃与水的加成反应
CH2==CH2
+H2O
CH3CH2OH
催化剂
加热加压
2）醛（酮）与氢气加成反应
CH3CHO
+H2
CH3CH2OH
催化剂
Δ
3）卤代烃的水解
C2H5Br
+NaOH
C2H5OH
+
NaBr
水
△
4）酯的水解
稀H2SO4
CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5
+
H2O
△
(4)引入-CHO或羰基的方法有：
醇的氧化
(5)引入-COOH的方法有：
醛的氧化
酯的水解
苯的同系物的氧化
2CH3CH2OH+O2　
2CH3CHO+2H2O
催化剂
△
2CH3CHO
+
O2
2CH3COOH
催化剂
CH3COOC2H5+H2O
CH3COOH+
C2H5OH
H2SO4
△
7.官能团的消除
①通过加成反应消除不饱和键
②通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基
③通过加成或氧化消除醛基
④通过消去反应或水解反应可消除卤原子
CH2==CH2+Br2
CH2BrCH2Br
CH3CH2
OH
浓硫酸
170℃
CH2==CH2↑
+H2O
CH3CHO
+H2
CH3CH2OH
催化剂
Δ
C2H5Br
+NaOH
C2H5OH
+
NaBr
水
△
(1)官能团种类变化：
CH3CH2-Br
水解
CH3CH2-OH
氧化
CH3-CHO
(2)官能团数目变化
CH3CH2-Br
消去
CH2=CH2
加Br2
CH2Br－CH2Br
(3)官能团位置变化：
CH3CH2CH2-Br
消去
CH3CH=CH2
加HBr
CH3CH-CH3
Br
8.官能团的转化：
氧化
CH3-COOH
酯化
CH3-COOCH3
8.官能团的转化：
CH3-CH3
CH3-CH2-Cl
CH2=CH2
CH2Cl-CH2-Cl
CH?CH
CH2=CHCl
[
CH2-CH
]
n
Cl
CH3-CH2-OH
CH3-CHO
CH3-COOH
CH3COOC2H5
CH3COONa
实
例
二、有机合成的分析方法
1、正向合成分析法
此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接可间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物。
基础原料
中间体
中间体
目标化合物
正向合成分析法示意图
　例1：已知醛分子间可发生下列反应
请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇的合成路线和各步反应的化学方程式(不必写出反应条件)。
2、逆向合成分析法
基础原料
中间体
中间体
目标化合物
逆向合成分析法示意图
又称逆推法，其特点是从产物出发，由后向前推，先找出产物的前一步原料（中间体），并同样找出它的前一步原料，如此继续直至到达简单的初始原料为止。
2
C2H5OH
C—OC2H5
C—OC2H5
O
O
C—OH
C—OH
O
O
+
例1：草酸二乙酯的合成
H2C—OH
H2C—OH
H2C—Cl
H2C—Cl
CH2
CH2
C—H
C—H
O
O
信息：
R－CH=CH2
R－CH2－CH2－Br
HBr
过氧化物
A
例2：芳香内酯广泛存在于植物中，是一类重要的香料。A是一种芳香内酯，请设计合成路线：
A
三、有机合成遵循的原则
1）尽量选择步骤最少的合成路线——以保证较高的产率。
2）起始原料要廉价、易得、低毒、低污染——通常采用4个C以下的单官能团化合物和单取代苯。
3）满足“绿色化学”的要求。
4）操作简单、条件温和、能耗低、易实现
5）尊重客观事实，按一定顺序反应。
产率计算——多步反应一次计算
H2C=
C—COOH
CH3
A
B
C
93.0%
81.7%
85.6%
90.0%
COOH
HSCH2CHCO—N
CH3
总产率=
93.0%×81.7%×90.0%×85.6%
=58.54%
课堂演练
1.由甲苯为原料来制取苯甲酸苯甲酯，写出所发生的化学反应方程式，注明条件。
2.从丙醇合成丙三醇，写出各步所发生的化学反应方程式，注明条件。
3．写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备
的各步反应方程式(必要的无机试剂自选)。
4.已知：
请设计
乙烯
→
CH3CH2COOH的合成路线。
要求：合成路线流程图表示示例
5.请用合成反应流程图表示
下列合成过程
写出最合理的方案（不超过4步），其它无机物自选
6.设计由丙烯合成2-甲基丙烯酸的合成路线。
要求：以丙烯为主要原料，其余无机物任选。（所需信息如下）
思路Ⅰ
思路Ⅱ
常用方法
逆合成分析法
正合成分析法
7.由丙烯、乙烯合成隐形眼镜
要求：以乙烯、丙烯为主要原料，其余无机物任选。（所需信息如下）
逆合成分析法
8.工业上用甲苯生产对-羟基苯甲酸乙酯（一种常用的化妆品防霉剂），其生产过程如下（反应条件及某些反应物、产物未全部注明）：
请回答：①写出A、B的结构简式
②在合成路线中设计反应③和⑥的目的是　　　
CH3
A
Cl2
催化剂
①
一定条件下
CH3I
C2H5OH
B
HO
COOC2H5（产品）
HI
②
③
④
⑤
⑥
官能团的保护
CH3
Cl
COOC2H5
H3CO
R
-
C
=
O
R
'
+
H
C
N
R
'
R
-
C
-
C
N
O
H
R
C
N
H
+
R
C
O
O
H
9、已知下述反应，试写出下图中A→F各物质的结构简式
10.从石油裂解中得到的1，3—丁二烯可进行以下多步反应，得到重要的合成橡胶和杀菌剂富马酸二甲酯。
（1）写出D的结构简式_____________
（2）写出B的结构简式_____________
（3）写出第②步反应的化学方程式
_______________
（4）写出富马酸的一种相邻同系物的结构简式_______
（5）写出第⑨步反应的化学方程式________________
（6）以上反应中属于消去反应的是______（填入编号）
（1）D的结构简式
（2）B的结构简式
HOCH2CHClCH2CH2OH
（3）第②步反应的化学方程式
（4）HOOCCH=CHCH2COOH
（5）
（6）以上反应中属于消去反应的是
④⑦
11.氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂，麻醉作用较快、较强，毒性较低，其合成路线如下：
请把相应反应名称填入下表中，供选择的反应名称如下：氧化、还原、硝化、碘化、氯代、酸化、碱化、成盐、酯化、酯交换、水解
①硝化
②氯代
③氧化
④酯化
⑥还原
12.
已知：
试以1—丁烯为主要原料合成
并写出有关化学方程式