高中化学 第三章 第一节 有机化合物的合成课件 鲁科版选修5.ppt

第1节 有机化合物的合成,1碳骨架的构建。 每一种有机化合物的分子都具有特定碳骨架结构，所以合成有机化合物的重要任务之一就是要构建碳骨架。对原料分子及中间化合物分子碳骨架的构建主要包括三个方面：碳骨架增长；减短碳链；成环或开环等。 (1)碳骨架的增长：有机合成所用的有机物原料分子中的碳原子数若小于目的物分子中的碳原子数，在合成中就需要增长碳链。有机合成中碳链的增长的常见方法有：,卤代烃与氰化钠取代反应后，再在酸性条件下水解(增加1个碳原子)。例如，溴乙烷与氰化钠的乙醇溶液共热时，溴原子被氰基取代而生成氰化物；该氰化物在酸性条件下水解，可以得到分子比溴乙烷分子多一个碳原子的丙酸。,2官能团的引入与转化。 (1)在碳链上引入卤原子的途径：烃与卤素的取代、不饱和碳碳双键或叁键的有机物(烯烃或炔烃等)与卤素单质或卤代氢的加成反应。 (2)在碳链上引入羟基的途径：卤代烃的水解、酯的水解、醛或酮的还原、烯烃与水的加成反应、羰基化合物与格氏试剂反应后酸化等。 (3)在碳链上引入羰基的途径：醇的氧化、烯烃的臭氧化还原法、羰基化反应等。 (4)在碳链上引入羧基的途径：醇或醛的氧化、苯的同系物的氧化、烯烃的强氧化、酯的水解反应等。,(5)在有机合成中官能团的转化极为重要，可以通过取代、消去、加成、氧化、还原等反应来实现。卤代烃、醇、醛在官能团的转化中占有重要的地位。,官能团间转化示例：,按要求完成下列转化，写出反应方程式：,解析：(1)二碳变四碳，碳链增长，可通过二元卤代烃的氰基取代反应而完成。路线为：,答案：,点评：有机合成的关键之一就是碳骨架的构建，包括碳链增长、碳链的减短。注意总结常见碳链增长和碳链减短的反应，才是解题的根本。,变式训练 1以乙烯为初始反应物可制得正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)。已知2个醛分子在一定条件下可以自身加成。下式中反应的中间产物()可看成是由()中的碳氧双键打开，分别跟()中的碳原子和氢原子相连而得，()是一种3羟基醛，此醛不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛(烯醛)。,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各步反应的化学方程式(不必写出反应条件)。,解析：本题既有碳链增长，又有官能团的引入 ，从反应物乙烯和产物正丁醇可知由C2C4，必须完成碳链增长，根据信息可知首先合成乙醛，乙醛可用乙烯氧化法或乙烯水化再氧化；如何引入羟基，由题目信息和产物分析可知氢化烯醛。,答案：CH2CH2H2OCH3CH2OH； 2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O (或2CH2=CH2O22CH3CHO)； 2CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHO； CH3CHCHCHO (或CH2=CHCH2CHO)H2O； CH3CH=CHCHO(或CH2=CHCH2CHO)2H2CH3CH2CH2CH2OH。,已知乙烯与氯水反应时，可以与次氯酸发生加成反应： CH2CH2HOClClCH2CH2OH 请利用上述信息，以乙烯为主要原料合成化合物HOCH2COOH。,解析：要引入两个官能团OH和COOH，虽然羧基可以用CH2OH经多步氧化得到，但显然不可能一次引入两个OH再氧化一个而保留另一个。也不可能直接运用题给信息，制得ClCH2CH2OH后，直接将Cl转化为COOH，如果用卤代烃与NaCN反应，会使碳链增长。于是可以考虑先把ClCH2CH2OH中的CH2OH连续氧化为COOH，再使Cl水解变为OH。,答案：(1)CH2CH2HOCl ClCH2CH2OH (2)2ClCH2CH2OHO2催化剂 2ClCH2CHO2H2O (3)2ClCH2CHOO2催化剂2ClCH2COOH (4)ClCH2COOH2NaOHHOCH2COONaNaClH2O (5)HOCH2COONaHClHOCH2COOHNaCl,变式训练 2由石油裂解产物乙烯制取HOCH2COOH，需要经历的反应类型有( ) A氧化氧化取代水解 B加成水解氧化氧化 C氧化取代氧化水解 D水解氧化氧化取代,解析：由乙烯CH2CH2合成HOCH2COOH的步骤： 2CH2CH2O2催化剂2CH3CHO； 2CH3CHOO2催化剂2CH3COOH； CH3COOHCl2催化剂ClCH2COOHHCl； ClCH2COOHH2ONaOHHOCH2COOHHCl； 故反应类型有：氧化氧化取代水解。 答案：A,有机合成路线的设计,2逆向推导设计有机合成的路线。 所谓逆推法就是采取从产物逆推出原料，设计合理的合成路线的方法。 在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。只要每步逆推是合理的，就可以得出科学的合成路线。当得到几条不同的合成路线时，就需要通过优选来确定最佳合成路线。 在优选合成路线时，必须考虑合成路线是否符合化学原理，以及合成操作是否完全可靠等问题。为了实现社会的可持续发展，绿色合成的思想已成为人们进行优选的重要指导思想。,一般程序：,3常见有机物的合成路线。 (1)一元合成路线：RCHCH2HX一元卤代物一元醇一元醛一元羧酸酯。 (2)二元合成路线：CH2CH2X2二元卤代物二元醇二元醛二元羧酸酯(链酯、环酯、聚酯)。,(3)芳香族化合物的合成路线：,4案例：利用逆推法设计乙酰水杨酸的合成路线。,解析：本题考查了羰基与格氏试剂的反应，该反应是制备醇的一个重要方法，经常用于合成结构较复杂的醇，该反应的特征是引入OH的同时也增长了碳链。首先，理解、整合、加工信息，由RCHO和RX经三步反应可合成醇 ；其次与试题情景相结合， 应分为 两部分，前者划归醛，后 者划归卤代烃；最后，分析如何由所给的原料制备乙醛和氯苯。,答案：,点评：本题将格氏试剂的反应作为信息，考查学生的实际应用能力。,变式训练 3苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合