《有机化合物的合成》.ppt

第三章 第一节 有机化合物的合成 （第一课时） 要掌握这些知识将继续学习有机物的合成 分组交流讨论课前预习内容 1 有机合成的关键是- 2 碳链增长的方法 有- - 3 碳链缩短的方法有- 。 联想 .质疑 前面我们学习了许多有机物，你现在所看到所接触到的与有 机物有关的物质有哪些？ 涤纶，锦纶衣服. 塑料水瓶.水桶.橡胶鞋底 .水笔，电扇开关 .等等 你知道制造这些成品的有机物是怎样合成的吗？ 明确目标化合物的结构 大量合成 设计合成路线 合成目标化合物 对样品进行结构测定 试验其性质或功能 有机合成（思路）步骤： 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。 设 计 合 成 路 线 关键 碳骨架的构建 官能团的引入 引入卤原子 引入碳碳双键 引入羟基 引入羰基 引入羧基 增长碳链 缩短碳链 开环，成环 1 有机合成的关键 CH3CH2Br + NaCN CH3CH2CN+NaBr CH3CH2Br + NaCCCH3CH3CH2-CCCH3+NaBr CH3CHO+HCNCH3CH-CN OH （-H加成） CH3CHO+CH3CHO CH3CH(OH)CH2CHO 醛.酮.炔烃加 HCN 羟醛缩合； 2、能使碳链增长的反应通常有： 卤代烃的 取代反应 ； 1、卤代烃的取代反应；（1）与NaCN；（2 ）与炔钠； 2、醛酮的加成反应； （1）与HCN（2）羟醛缩合； 3 炔烃加HCN . 小结：能使碳链增长常用的方法： 3、碳链缩短的反应通常有： CH3COONa+NaOH CH4+Na2CO3 CH3CH2KMnO4 COOH CH3CH=CCH3 CH3 KMnO4 CH3CHO+CH3CCH3 O 苯的同系物的 氧化反应 羧酸盐的脱羧反应 烯烃、炔烃 的氧化反应 （KMnO4） R-COONa+NaOH R-H+Na2CO3 通式： 小结：能减短碳链的常用方法 1、氧化反应（酸性KMnO4溶液） （1）烯烃、炔烃；（2）苯的同系物 2、脱羧反应 R-COONa+NaOH R-H+Na2CO3 通式： （1）、在分子中引入卤素原子的反应通常有： CH4+Cl2（光）CH3Cl+HCl CH2=CH2+Br2CH2Br-CH2Br CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O Br +Br2 Fe +HBr 烃与X2取代 CH3CH=CH2+Cl2 ClCH2CH=CH2+HCl 一定条件 醇与HX的取代 含有-H烯烃，炔烃，醛 酮.羧酸与卤素的取代 烯烃、炔烃 与HX、X2的加 成 在有机合成中除了构建碳骨架，官能团的引入、转化或消除 是有机合成中的重要环节。 学生分组交流讨论 课前预习内容 引入-X， -OH，羰基 ，羧基，碳碳双键方法有哪些。 小结：分子中引入卤素原子的常用方法 1、取代反应 （1）烃与X2的取代；（2）醇与HX的取代 （3）含有-H烯烃，炔烃，醛，酮，羧酸 与卤素取代 2、加成反应 烯烃、炔烃与HX、X2的加成 （2）、在分子中引入羟基的反应通常有： CH2=CH2+H2O CH3CH2OH 一定条件 卤代烃在碱 性条件下水解 CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr H2O 烯烃与水加成 CH3CHO+H2 CH3CH2OH 催化剂 醛、酮中羰基 与H2加成 CH3COOH CH3CH2OH LiAlH4 羧酸还原 小结：分子中引入羟基的常用方法 1、水解 （1）卤代烃；（2）淀粉 2、加成反应 （1）烯烃与水；（2）醛、酮与H2 3、羧酸还原 LiAlH4做还原剂 （3）、在分子中引入羰基（醛基）的反应通常是： 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O Cu 醇的催 化氧化 （4）、在分子中引入羧基的反应通常有 ： CH3CH2KMnO4 COOH CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O+2H2O 醛的氧化 烯烃及苯 的同系物 被氧化 CH3CH=CCH3 CH3 KMnO4 CH3COOH+CH3CCH3 O 小结：分子中引入羰基（醛基）的主要途径 醇的催化氧化； 分子中引入羧基的主要途径： 氧化反应 （1）醛的氧化（2）苯的同系物氧化（3）烯烃 氧化 （5）在分子中引入碳碳双键的反应通常有 CH3CH2OH CH2=CH2+H2O 浓H2SO4 170 CH3CH2Br+NaOH CH2=CH2+NaBr+H2O 醇 醇、卤代烃的 消去反应 (1) (2) 小结：分子中引入碳碳双键的方法 消去反应： （1）醇；（2）卤代烃； 填写实现下列有机物之间转化的反应类型填写实现下列有机物之间转化的反应类型 还原还原 水水 解解 酯酯 化化 酯酯 羧酸羧酸醛醛醇醇 卤代烃卤代烃 氧化氧化 氧化氧化 水解水解 烯烯 烷烷炔炔 加成 消去 加成 消去 加成 取代 加成 学生练习 gkxx精品课件 CH3CH2OH CH3CH2X CH3COOH CH3CHO CH2=CH2 CH3COOC2H5 浓 硫 酸 170 H+ Cu 浓 硫 酸 KMnO4 (H+) +H2O 催 O2 化 剂 HX 碱,醇 OH- H2O OH- H+, 浓硫酸, LiAlH4 银 新 氨 制 溶 Cu (OH) 2 液 ，O2 H2 Ni 以乙烯为原料实现官能团间转化 课后作业 第三章 第一节 有机化合物的合成 （第二课时） l1）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。 l2）尽量选择步骤最少的合成路线以保 证较高的产率。 l3）满足“绿色化学”的要求。 l4）操作简单、条件温和、能耗低、易实现 l5）尊重客观事实，按一定顺序反应。 有机合成遵循的原则 正向合成分析法 从已知原料入手，经过（中间体）碳链的连 接和官能团的安装来完成。 基础原料 中间体中间体 目标化合物 首先要比较原料分子和目标化合物分子在结构 上的异同，包括官能团和碳骨架两方面的异同 ，然后设计由原料分子转向目标化合物分子的 合成线路 由乙烯制备乙酸乙酯的设计思路 乙烯乙醇乙醛乙酸 乙酸乙酯 26 中间体 目标化合物 原料 安装羟基官能团 安装羧基官能团 CH2=CH2 CH3CH2OH CH3COOH CH3COOC2H5 CH3CHO 逆向合成分析法 思路 ；目标化合物是由什么物质反应得到的，（就 是反应中间体）该物质又是由哪种物质反应得到的， （反应中间体）按照这种思路倒推下去就能找到起始 原料是什么。 逆向合成法就是对目标化合物进行切割，分解找出是 由什么物质反应得来的，如果有多种方法应当优选， 选取那种原料易得，方法简单，安全环保符合绿色合 成思想。 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 2 C2H5OH COC2H5 COC2H5 O O COH COH O O + 例 草酸二乙酯的合成-切割逆推法 H2COH H2COH H2CCl H2CCl CH2 CH2 CH CH O O 如何由CH2=CH2制备乙二酸乙二酯 ? O=C O=C CH2 CH2 O O CH2=CH2 CH2Br CH2Br CH2OH CH2OH CHO CHO COOH COOH Br2 NaOH(aq) O O 浓H2SO4 O=C O=C CH2 CH2 O O 例题 化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢 的中间体，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某 催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应 。在浓硫酸存在下，A可发生如下图所示的反应： 试写出： (1) 化合物A、B、C的结构简式： 、 、 。 (2) 化学方程式：AD ，AE 。 (3) 反应类型：AD ，AE 。 27 分析 ： A在浓硫酸存在下既能与乙醇又能与乙酸反 应可知A含COOH和OH，由A在催化剂作用 下被氧化的产物不能发生银镜反应可知：A的 OH不在碳链的末端；3个碳的碳链只有一种 ：CCC，OH只能在中间碳上。综上：A 的结构简式为：CH3CHCOOH OH 28 分析 ： A的结构简式为 ： CH3CHCOOH OH 则B的结构简式为 ： CH3CHCOOC2H5 OH 则C的结构简式为 ： CH3CHOCCH3 COOH O 29 分析： A的结构简式为 ： CH3CHCOOH OH 则AD的化学方程式为 ： CH3CHCOOH OH 浓硫酸 H2O+CH2=CHCOOH 反应类型 ： 消去反应 30 分析 ： A的结构简式为 ： CH3CHCOOH OH 对比A和E的分子式，我们发现E的C原子 个数是A的2倍，推断可能是2分子的A反应生 成E，再对比H和O原子发现： 2AE=2H2O， 结合A的结构简式，很明显是它们的羧基和醇 羟基相互反应生成酯基。所以： 31 分析 ： 将A的结构简式改写为 ： 则A生成E可表示为： O CH3CHCOH O H O CH3CHCOH O H HOCCHCH3 O O H H2O H2O 即： CHC CH3O O CCH CH3O O CC CC O O 32 分析 ： 则AE的化学方程式为 ： 2CH3CHCOOH OH 浓硫酸 2H2O + CHC CH3O O CCH CH3 O O 反应类型：酯化反应 33 练习：用2-丁烯、乙烯为原料设计 的合成路线 认目标巧切断再切断 得原料得路线 NaOH C2H5OH 1、逆合成分析： + NaOH 水 2、合成路线： Br2 O2 Cu O2 浓H2SO4 Br2Br2 NaOH 水 【学以致用解决问题 】 习题1、以2-丁烯为原料合成： 1) 2-氯丁烷 2) 2-丁醇 3) 2,3-二氯丁烷 4) 2,3-丁二醇 官能团的消除 通过加成消除不饱和键 通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基 通过加成或氧化消除醛基 通过消去反应或水解反应可消除卤原子 明确目标化合物的结构 大量合成 设计合成路线 合成目标化合物 对样品进行结构测定 试验其性质或功能 有机合成步骤： 醇、醛、羧酸、酯的相互转化 一、知识与技能 1、会用所学反应对碳链进行增长、减短、成环和开环等 2、会使用常见官能团引入和转化的方法。 二、过程与方法 通过学习本课巩固一种学习方法归纳法 三、情感态度与价值观 感受有机合成的重要作用，培养求实、创新、探索的精 神与品质 构建碳骨架的方法和引入官能团的途径 学习目标： 学习重点、难点： 取一支试管,滴