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选修五第三章有机合成1．有机合成的概念有机合成指利用简单、易得的原料，通过，生成具有特定结构和功能的有机化合物。2．有机合成的任务通过有机反应构建目标化合物的，并引入或转化所需的。分子骨架有机反应官能团3.有机合成的过程有机合成过程示意图这种按一定顺序进行的一系列反应就构成了合成路线基础原料辅助原料中间体副产物辅助原料中间体副产物辅助原料目标化合物3还原水解酯化CH3COOCH2CH3CH3COOHCH3CHOCH3CH2Br氧化氧化水解CH2=CH2CH3CH3CH≡CHCH3CH2OH温故而知新4.主要有机物之间转化关系图45.官能团的引入（1）怎样在有机化合物中引入碳碳双键？①炔烃与氢气1：1加成②醇的消去③卤代烃的消去CH≡CH+H2CH2=CH2催化剂△醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2OCH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH浓硫酸170℃CH2==CH2↑+H2O5①烷烃，苯及苯的同系物取代：a.CH4+Cl2CH3Cl+HCl光照③不饱和烃与HX或X2加成：CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br②醇与HX取代C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△6CH3+Cl2FeCl3光ΔorCH3ClClCH3++HClCH2ClCHCl2CCl3Cl2Cl2光Δor光Δor氯化苄（苯氯甲烷）苯二氯甲烷苯三氯甲烷（2）怎样在有机化合物中引入卤素原子？（3）怎样在有机化合物中引入羟基？①烯烃与水加成CH2==CH2+H2OCH3CH2OH催化剂加热加压②卤代烃水解C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr水△③醛/酮加氢CH3CHO+H2CH3CH2OH催化剂Δ④酯的水解稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O△7（4）怎样在有机化合物中引入醛基？①烯烃氧化②炔烃水化③某些醇氧化8（5）怎样在有机化合物中引入羧基？①苯的同系物被强氧化剂氧化②醛氧化③酯的酸性水解96.官能团的转化(1)官能团种类变化：醇-醛-酸-酯CH3CH2Br水解CH3CH2OH氧化CH3CHO氧化CH3COOH酯化CH3COOCH3(2)官能团数目变化：CH3CH2OH消去CH2=CH2加Br2CH2BrCH2Br10水解CH2OHCH2OH(3)官能团位置变化：CH3CH2CH2OH消去CH3CH=CH2加HClCH3CHCH3Cl11水解CH3CHCH3OH二、有机合成的方法：1、正向合成分析法：（又称顺推法）特点：从已知基础原料入手，找出合成所需要的直接或间接的一系列中间产物，逐步推向目标合成有机物。基础原料目标化合物中间体1中间体2正向合成分析法示意图12以为基础原料，无机原料可以任选，合成【探讨学习1】浓硫酸/△NaOH溶液△Cl2光照CH3C-O-CH2=OC-O-CH2=OCH3CH2ClCH2OHCHOCOOH催化剂△催化剂△132、逆合成分析法（又叫逆推法）逆合成分析法示意图基础原料中间体1目标化合物中间体2特点：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。（E.J.Corey）14C—OHC—OHOOH2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2C—OC2H5C—OC2H5OO(石油裂解气)CH3CH2OH+H2O+Cl2[O]浓H2SO4水解【探讨学习2】如何由乙烯合成乙二酸(草酸)二乙酯？12345△15如何由乙烯合成环乙二酸乙二酯？OCCH2CCH2OOOOCCH2CCH2OOO采用逆向合成法分析并写出各步的反应方程式：HOCH2-CH2OHHOOC-COOHOHC-CHOHOCH2-CH2OHBrCH2-CH2BrCH2=CH21加成2水解3氧化4氧化5酯化【练习2】16【学与问】（教材P66）ABC93.0%81.7%85.6%90.0%总产率=1×93.0%×81.7%×90.0%×85.6%=58.54%总产率计算——多步反应一次计算请计算一下该合成路线的总产率是多少？（卡托普利）结论：合成步骤越多，总产率就越低。思考：有机合成应遵循什么样的原则？171、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。182、表达方式：ABC......D反应物反应条件反应物反应条件2.合成路线的选择(1)一元合成路线:卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路线:CH2X—CH2XCH2OH—CH2OHOHC—CHOHOOC—COOH链酯、环酯、聚酯3、中学常见的有机合成路线19(3)芳香化合物合成路线:①②芳香酯20三、有机合成中碳架的构建1、有机成环反应：（1）加成反应、聚合反应：共轭二烯烃+单烯烃→六元环烯烃（2）至少含有两个相同官能团或不同官能团脱去小分子a.二醇脱水成环醚b.羟基羧酸，氨基酸脱水成环。注：五元环或六元环比较稳定2、开环：环酯的水解等3、碳链的增长：（1）加聚反应缩聚反应（2）酯化反应（3）碳碳双键或醛、酮和HCN先加成后水解（5）醇分子间脱水(取代反应)生成醚（4）羟醛缩合23本章小结知识整合一、烃的衍生物的重要类别和主要化学性质类别通式官能团代表性物质分子结构特点主要化学性质卤代烃R—X—X溴乙烷C2H5BrC—X键有极性，易断裂1．取代反应：与NaOH溶液发生取代反应，生成醇2．消去反应：与强碱的醇溶液共热，脱去卤化氢，生成烯烃醇R—OH—OH乙醇C2H5OH有C—O键和O—H键，有极性；—OH与链烃基直接相连1．与金属钠反应，生成醇钠和氢气2．氧化反应：在空气中燃烧，生成二氧化碳和水；被氧化剂氧化为乙醛3．脱水反应：在170℃时发生分子内脱水，生成乙烯4．酯化反应：与酸反应生成酯24酚——OH苯酚—OH直接与苯环相连1．弱酸性：与NaOH溶液反应，生成苯酚钠和水2．取代反应：与浓溴水反应，生成三溴苯酚白色沉淀3．显色反应：与铁盐(FeCl3)反应，生成紫色物质醛乙醛C＝O键有极性，具有不饱和性1．加成反应：用Ni作催化剂，与氢气加成，生成乙醇2．氧化反应：能被弱氧化剂氧化成羧酸(如银镜反应、还原氢氧化铜)羧酸乙酸受C＝O键影响，O—H键能够电离，产生H+1．具有酸的通性2．酯化反应：与醇反应生成酯酯(R和R′可以相同，也可以不同)—乙酸乙酯分子中RCO—和OR′之间的键易断裂水解反应：生成相应的羧酸和醇25二、烃的衍生物之间的转化关系三、有机反应和有机合成26四、反应条件与物质性质1．温度不同，反应类型和产物不同(1)乙醇的脱水反应：乙醇与浓H2SO4共热至170℃，主要发生消去反应(属分子内脱水)生成乙烯(浓硫酸起脱水剂和催化剂双重作用)：原理：CH2＝CH2↑＋H2O若将温度调至140℃，主要发生分子间脱水(不是消去反应而是取代反应)生成乙醚：C2H5—O—C2H5＋H2O―――→浓硫酸170℃―――→浓硫酸140℃27(2)甲酸与新制Cu(OH)2悬浊液混合，常温下主要发生中和反应：2HCOOH＋Cu(OH)2→Cu(HCOO)2＋2H2O而加热煮沸则主要发生氧化还原反应：HCOOH＋2Cu(OH)2Cu2O↓＋CO2↑＋3H2O2．溶剂不同，反应类型和产物不同溴乙烷与强碱的水溶液共热则发生取代反应(也称为水解)生成乙醇，但跟强碱的醇溶液共热却发生消去反应生成乙烯。CH3—CH2—Br＋NaOH(水溶液)CH3—CH2—OH＋NaBrCH3—CH2—Br＋NaOH(醇溶液)CH2＝CH2↑＋H2O＋NaBr――→△――→△――→△283．催化剂不同，反应进行的方向不同CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2OCH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH4．酸碱性不同，其水解程度不同，产物不同酯的碱性水解程度大于酯的酸性水解，这是因为碱和酯水解生成的酸发生中和反应，从而使酯的水解平衡向正反应方向移动。稀H2SO429五．反应条件与发生的反应类型(1)光照：烷烃的取代，苯环侧链上的取代。(2)铁作催化剂：苯环上的取代。(3)酸性高锰酸钾溶液：不饱和烃的氧化，伯醇、仲醇的氧化，苯的同系物的氧化。(4)溴的CCl4溶液：不饱和烃的加成。(5)NaOH的醇溶液，加热：卤代烃的消去。(6)浓硫酸，加热：醇的消去反应，酯化反应。(7)Cu/Ag，加热：醇的催化氧化。(8)H2、加热：不饱和烃的加成,苯环的加成,醛的加成。(9)浓硫酸，浓硝酸，加热：苯及其同系物的硝化。(10)稀硫酸，加热：酯的水解，中和反应。(11)NaOH水溶液：卤代烃的水解，酯的水解，羧酸的中和反应，苯酚与碱反应。(12)银氨溶液，加热：醛基的氧化。(13)新制Cu(OH)2加热：醛基的氧化。