第四节有机合成(优秀课件)

第四节有机合成有机材料的惊艳绽放新型的ETFE（乙烯一四氟乙烯共聚物）1、抗压性很好，每个泡泡都可承受汽车的重量2、保温隔热3、会“呼吸”4、有很强的自洁性5、节能每天自然光照9个小时以上3000个美丽的蓝色泡泡水立方海葵毒素海葵毒素的同分异构体数目为271个，是目前最复杂的化合物,但已被科学家全合成。1989年经8年之久由哈佛大学的Kishi领导24名博士和博士后完成。知识链接分子式C129H223N3O541965年诺贝尔化学奖RobertB.Woodward(UnitedStates)有机合成使人类在旧的自然界旁又建立起一个新的自然界，大大地改变了社会上物质及商品的面貌，使人类的生活发生了巨大的革命。——[美]伍德沃德用化学方法人工合成物质复写自然物质OOOHOHOHOH用化学方法人工合成物质修饰自然物质解热镇痛药物——阿司匹林用化学方法人工合成物质创造新物质，如尼龙、涤纶、炸药、医药等一、有机合成的过程利用简单、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。1、有机合成的概念2、有机合成的任务有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。有机合成过程示意图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3、有机合成的过程4、有机合成的设计思路5、关键：设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引入和转化。6、有机物的相互转化关系：两碳有机物为例：CH3-CH3CH3-CH2-ClCH2=CH2CH2Cl-CH2-ClCHCHCH2=CHCl[CH-CH]nHClCH3-CH2-OHCH3-CHOCH3-COOHCH3COOC2H5CH3COONa顺推法即正向思维法，从已知原料入手，找出合成所需的中间产物，逐步推向待合成的有机物。思维程序是：原料中间产物产品CH3OH由合成俗称:水杨酸学生活动1→酸性KMnO4→CH3IOCH3CH3CH3OHCH3OH→酸性KMnO4OCH3COOHHI→OHCOOH水杨酸OHCOOH注意：基团的保护•优选合成路线基础原料中间体目标化合物中间体逆合成分析法1990年诺贝尔化学奖最适宜的基础原料最终的合成路线—科里在日常生活中，饮料、糖果中常常添加一些有水果香味的酯类香料，例如具有苹果香味的戊酸戊酯，你能利用1-戊烯为原料合成戊酸戊酯这种香料吗？戊酸戊酯CH3(CH2)3C-O-CH2(CH2)3CH3O1-戊烯CH2=CH-CH2CH2CH3学生活动2CH3(CH2)3C-O-CH2(CH2)3CH3O逆合成分析法CH3CH2CH2CH2COOHHO-CH2CH2CH2CH2CH3+CH3CH2CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH=CH2目标化合物中间体中间体基础原料CH3CH2CH2CH2CHOHO-H想一想：结合生产实际，同学们，你认为在选择原料和合成途径时，你应该注意一些什么问题？反应条件必须比较温和产率较高原料低毒性、低污染、廉价·········试用逆合成分析法研究用乙烯合成草酸二乙酯的路线C-OCH2CH3C-OCH2CH3OOC-OHC-OHOO+2HO-CH2CH3CHOCHOCH2-OHCH2-OHCH2-ClCH2-ClCH2CH2原材料学生活动3CH2CCH3CH3由和合成CH2CCH3COOCH2CH2OHn聚甲基丙烯酸羟乙酯甲基丙烯酸乙二醇CH2CCH3COOCH2CH2OHn1、由异丁烯合成甲基丙烯酸方法CH3-C=CH2CH3Br2CH3-C-CH2BrBrNaOHH2OCH3-C-CH2OHOH[O]OHCH3-C-COOHH2SO4浓CH2=C-COOHCH3CH3CH3CH3CH3-CH2-C-COOCH3浓H2SO4CH3OHCH3CH2=C-COOCH3nCH2CCH3CH32、合成乙二醇CH2BrCH2BrCH2OHCH2OHCH2OHCH2OH酯化加聚CH3CH2CCH3CH3练习：用2-丁烯、乙烯为原料设计的合成路线OOOO认目标巧切断再切断……得原料得路线NaOHC2H5OHOOOO1、逆向合成分析：COHCOHOO+CHCHOOCH2CH2OHOHCH2CH2BrBrCH2CH2NaOH水2、合成路线：CH2CH2Br2CH2CH2BrBrCH2CH2OHOHO2CuCHCHOOO2COHCOHOO浓H2SO4OHOHBrBrBrBrBr2BrBrBr2BrBrNaOH水OHOHOOOO练习：用2-丁烯、乙烯为原料设计的合成路线OOOONaOHC2H5OHOOOO1、逆合成分析：COHCOHOO+CHCHOOCH2CH2OHOHCH2CH2BrBrCH2CH2NaOH水2、合成路线：CH2CH2Br2CH2CH2BrBrCH2CH2OHOHO2CuCHCHOOO2COHCOHOO浓H2SO4OHOHBrBrBrBrBr2BrBrBr2BrBrNaOH水……再切断认目标巧切断得原料得路线OHOHOOOO思路关键：反思明确目标化合物的性质和结构设计合成路线检测样品的性能，不断改进官能团的引入方法有机合成的过程有机合成的方法？官能团的引入和转化:(1)官能团的引入：思考与交流1、引入碳碳双键的三种方法：卤代烃的消去；醇的消去；炔烃的不完全加成。2、引入卤原子的三种方法：醇（或酚）的取代；烯烃（或炔烃）的加成；烷烃（或苯及苯的同系物）的取代。(2)官能团的转化：包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。3、引入羟基的四种方法：烯烃与水的加成；卤代烃的水解；酯的水解；醛的还原。a.官能团种类变化：CH3CH2-Br水解CH3CH2-OH氧化CH3-CHOb.官能团数目变化：CH3CH2-Br消去CH2=CH2加Br2CH2Br－CH2Brc.官能团位置变化：CH3CH2CH2-Br消去CH3CH=CH2加HBrCH3CH-CH3Br二、有机合成的方法1、有机合成的常规方法（1）官能团的引入①引入双键（C=C或C=O）1）某些醇的消去引入C=CCH3CH2OH浓硫酸170℃CH2==CH2↑+H2O醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2OCH3CH2Br+NaOH2）卤代烃的消去引入C=C3）炔烃加成引入C=C4）醇的氧化引入C=O②引入卤原子（—X）1）烃与X2取代CH4+Cl2CH3Cl+HCl光照2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O催化剂△CH≡CH+HBrCH2=CHBr催化剂△3）醇与HX取代CH2==CH2+Br2CH2BrCH2Br2）不饱和烃与HX或X2加成③引入羟基（—OH）1）烯烃与水的加成CH2==CH2+H2OCH3CH2OH催化剂加热加压2）醛（酮）与氢气加成CH3CHO+H2CH3CH2OH催化剂ΔC2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△3）卤代烃的水解（碱性）C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr水△4）酯的水解稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O△（2）官能团的消除①通过加成消除不饱和键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（3）官能团的衍变4、醇、醛、羧酸、酯的相互转化及其化学性质请以乙醇为例写出上述转化的化学方程式：思考:如何引入醇羟基、醛基、羧基、酯基【归纳总结及知识升华】思考：1、至少列出三种引入C=C的方法：(1)卤代烃消去(2)醇消去(3)C≡C不完全加成等思考：2、至少列出三种引入卤素原子的方法：(1)醇(或酚)和HX取代(2)烯烃(或炔烃)和HX、X2加成(3)烷烃(苯及其同系物)和X2的取代等思考：3、至少列出四种引入羟基(—OH)的方法：(1)烯烃和水加成(2)卤代烃和NaOH水溶液共热(水解)(3)醛(或酮)还原(和H2加成)(4)酯水解(5)醛氧化(引入—COOH中的—OH)等思考：4、在碳链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‘适度氧化(4)RCHX2水解等思考：4、在碳链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'适度氧化(4)RCX3水解等思考：5、如何增加或减少碳链？增加：①酯化反应②醇分子间脱水(取代反应)生成醚③加聚反应④缩聚反应⑤C=C或C≡C和HCN加成等思考：5、如何增加或减少碳链？减少：①水解反应：酯水解，糖类、蛋白质(多肽)水解②裂化和裂解反应；③脱羧反应；④烯烃或炔烃催化氧化(C=C或C≡C断开)等1、有机推断题中审题的要点⑴文字、框图及问题要全面浏览。⑵化学式、结构式要看清。⑶隐含信息要善于发现。2、有机推断题的突破口四类信息(⑴反应（条件、性质）信息⑵结构信息⑶数据信息⑷隐含信息)的充分挖掘，抓住有机物间的衍生关系。3、解答问题中注意要点结构简式、分子式、方程式等书写要规范。