5.3-4 有机合成.doc

1 有机合成有机合成 教学目标 教学目标 通过复习有机合成 使学生掌握有机物的官能团间的相互转化以及各类有机物的性质 反应类型 反应条件 合成路线的选择或设计 会组合多个化合物的有机化学反应 合成指定结构简式的产物 重重 点 点 学会寻找有机合成题的突破口 学会利用有机物的结构 性质寻找合成路线的最佳方式 难难 点 点 学会寻找有机合成题的突破口 学会利用有机物的结构 性质寻找合成路线的最佳方式 学习要点分析学习要点分析 知识点知识点 1 1 有机合成的过程 有机合成的过程 1 有机合成定义 有机合成是利用简单 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 有机合成的任务 包括目标化合物分子骨架构建和官能团的转化 3 有机合成过程 有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料 通过有机反应链上官能团或一段碳链 得到 一个中间体 在此基础上利用中间体上的官能团 加上辅助原料 进行第二步反应 合成第二个中 间体 经过多步反应 按照目标化合物的要求 合成具有一定碳原子数目 一定结构的目标化合物 4 有机合成的思路 就是通过有机反应构建目标分子的骨架 并引入或转化所需的官能团 引入 OH烯烃与水加成 醛 酮加氢 卤代烃水解 酯的水解 引入 X烃与 X2取代 不饱和烃与 HX 或 X2加成 醇与 HX 取代 引入 C C某些醇和卤代烃的消去 炔烃加氢 引入 CHO某些醇氧化 烯氧化 炔水化 糖类水解 引入 COOH醛氧化 苯的同系物被强氧化剂氧化 羧酸盐酸化 酯酸性水解 官能 团的 引入 引入 COO 酯化反应 通过反应消除官能团的方法 通过有机物加成可消除不饱和键 2 通过消去 氧化或酯化可消除羧基 通过消去或取代可消除卤原子 5 有机合成的关键 碳骨架的构建 增长碳链 1 加成反应 2 卤代烃 NaCN 3 酯化反应 缩短碳链 1 脱羧反应 如 RCOONa NaOH RH Na2CO3 2 氧化反应 包括燃烧 烯 炔的部分氧化 丁烷的直接氧化成乙酸 苯的同系物氧 化成苯甲酸等 如 3 水解反应 主要包括酯的水解 蛋白质的水解和多糖的水解 如 知识点知识点 2 2 逆合成分析法逆合成分析法 1 有机合成的设计思路 首先要正确判断需合成的有机物的类别 它含有哪种官能团 与哪些知识信息有关 其次是根 据现在的原料 信息和有关反应规律 尽可能合理地把目标化合物分成若干片段 或寻找官能团的 引入 转换 保护方法 或设法将各片段拼凑衍变 尽快找出合成目标化合物的关键 最后将正向 推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较 选择出最佳的合成方案 2 有机合成路线的设计 正向合成分析法 从已知的原料入手 找出合成所需要的真接或间接的中间体 逐步推向合成的目 标有机物 3 逆向合成分析法 将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体 该中间体同辅助原料反应可以 得到目标化合物 而这个中间体 又可以由上一步的中间体得到 依次类推 最后 确定最适宜的基础原料和最终的合成路线 逆合成分析示意图 3 解题思路 1 剖析要合成的物质 目标分子 选择原料 路线 正向 逆向思维 结合题给信息 2 合理的合成路线由什么基本反应完全 目标分子骨架 3 目标分子中官能团引入 典型例题典型例题 OH O 例例 1 1 以乙烯为原料合成 草酸二乙酯 分析 1 草酸二乙酯 官能团有 2 反推 酯是由酸和醇合成的 则反应物为 和 3 反推 酸是由醇氧化成醛再氧化酸来的 则可推出醇为 4 反推 此醇 A 与乙醇的不同之处在于 此醇羟基的引入可用 B 5 反推 乙醇的引入可用 或 6 由乙烯可用 制得 B 分析思路 4 写出各步的化学方程式 例例 2 2 下图是以苯酚为主要原料制取冬青油和阿斯匹林的过程 1 写出 步反应的化学方程式 是离子反应的写离子方程式 2 B 溶于冬青油致使产品不纯 用 NaHCO3溶液即可除去 简述原因 3 在 2 中不能用 NaOH 也不能用 Na2CO3的原因是 例例 3 3 有一种广泛用于汽车 家电产品上的高分子涂料 是按下列流程生产的 图中的 M C3H4O 和 A 都可以发生银镜反应 N 和 M 的分子中碳原子数相等 A 的烃基上一氯取代位置有三种 试写出 1 物质的结构简式 A M 物质 A 的同类别的同分异构 体为 2 N B D 的化学方程式 3 反应类型 X Y 例例 4 4 化合物 C 和 E 都是医用功能高分子材料 且组成中元素质量分数相同 均可由化合物 A C4H8O3 制得 如下图所示 B 和 D 互为同分异构体 5 试写出 化学方程式 A D B C 反应类型 A B B C A E E 的结构简式 A 的同分异构体 同类别有支链 的结构简式 及 例例 5 5 酸牛奶中含有乳酸 其结构为 它可由乙烯来合成 方法如下 1 乳酸自身在不同条件下可形成不同的醇 其酯的式量由小到大的结构简式依次为 2 写出下列转化的化学方程式 A 的生成 CH3CHO 的生成 C 的生成 3 A B 的反应类型为 例例 6 6 达菲 是目前抗击禽流感的常用药物 合成 达菲 的重要中间体为莽草酸 Shikimic Acid 莽草酸的球棍模型如右图所示 图中不同颜色的球代表不同的原子 取一定量的莽草酸燃烧 产物只 有 CO2和 H2O 则莽草酸的分子式为 莽草酸中所含的官能团名称为 以下是以莽草酸 A 为原料的有机合成路线 莽草酸 A C 与乙酸酯化 n A n 乙酸 1 2 一定条件下 失去 2H2O D 遇 FeCl3显紫色 C2H518OH 浓硫酸 E 有香味油状物 已知 D 的碳环上一氯代物只有两种 请继续回答下列问题 C 有三种同分异构体 结构简式分别是 莽草酸 A D 的反应类型是 写出下列反应的化学方程式 D 与足量的 NaHCO3溶液反应 D E 红红 红红 红红 红红 红红 白白 白白 白白 白白 白白 白白 白白 白白 白白 白白 黑黑 黑黑 黑黑 黑黑 黑黑 黑黑 黑黑 6 例例 7 7 目前世界上有一种动向 即用天然气的主要成分 在催化剂和强热条件下充分作用 制取一种混 合气体 成分与水煤气相同 然后用来合成多种有机物 以下是一种合成路线的流程图 其中 C 是 B 在 少量及的条件下生成的三聚物 E 是一种能使血红蛋白中毒的气体 F 是 D 的钠盐 42SO HCC 60 50 G 是两分子 F 脱去一分子氢的缩合产物 天然气 H2O 混合气体 催化剂 A 催化剂 BC H2SO4 50 C 60 C DFG H H H2 400 C NaOH浓H2SO4 E H2O 催化剂 800 C O2催化剂 回答以下问题 1 写出下列物质的化学式 天然气 主要成分 混合气 E 结构简式 A D F 2 写出下列反应的化学方程式 BC A 与 H 按物质的量比为 2 1 完全反应 课课 后后 提提 升升 一 选择题一 选择题 1 化合物的 中的 OH 被卤原子取代所得的化合物称为酰卤 下列化合物中可以看作酰卤 的是 A HCOF B CCl4 C COCl2 D CH2ClCOOH 2 合成结构简式为 的高聚物 其单体应是 苯乙烯 丁烯 丁二烯 丙炔 苯丙烯 A B C D 3 自藜芦醇 广范存在于食物 例如桑椹 花生 尤其是葡萄 中 它可能具有 抗癌性 能够跟 1mol 该化合物起反应的 Br2 或 H2 的最大用量分别是 7 A 1mol 1mol B 3 5mol 7mol C 3 5mol 6mol D 6mol 7mol 4 A B C D 都是含碳 氢 氧的单官能团化合物 A 水解得 B 和 C B 氧化可以得到 C 或 D D 氧化也 得到 C 若 M X 表示 X 的摩尔质量 则下式中正确的是 A M A M B M C B ZM D M B M C C M B M D M C D M D M B M C 二 非选择题二 非选择题 5 提示 通常 溴代烃既可以水解生成醇 也可以消去溴化氢生成不饱和烃 如 请观察下列化合物 A H 的转换反应的关系图 图中副产品均未写出 并填写空白 1 写出图中化合物 C G H 的结构简式 C G H 2 属于取代反应的有 填写代号 错答要倒扣分 6 有机物 E 和 F 可用作塑料增塑剂或涂料中的溶剂 它们的分子量相等 可用以下方法合成 请写出 有机物的名称 A B 化学方程式 A D E B G F X 反应的类型及条件 类型 条件 E 和 F 的相互关系属 多选扣分 同系物 同分异构体 同一种物质 同一类物质 8 7 乙酰水杨酸 俗称阿司匹林 1982 年科学家将其连接在高分子载体上 使之在人 体内持续水解释放出乙酰水杨酸 称为长效阿司匹林 它的一种结构是 1 将乙酰水杨酸溶于适量 NaOH 溶液中并煮沸 然后滴入盐酸至呈酸性 析出白色晶体 A 将 A 溶于 FeCl3 溶液 溶液呈紫色 白色晶体 A 的结构简式为 A 的同分异构体中 属于酚类 同时还属于酯类的化合物有 A 的同分异构体中 属于酚类 但不属于酯类或羧酸类的化合物必定含有 基 2 长效阿司匹林水解后可生成三种有机物 乙酰水杨酸 醇类有机物和一种高聚物 该醇的结构简式 为 该高聚物的单体的结构简式为 9 参参 考考 答答 案案 例例 1 1 例例 2 2 1 2 产物 可溶于水相而与冬青油分层 便可用分液法分离而除 杂 3 在 2 中不能用 NaOH Na2CO3 的原因是酚羟基可与其发生反应 而使冬青油变质 例例 3 3 1 A CH3CH2CH2CHO M CH2 CH CHO 2 CH3CH2CH2OH CH2 CHCOOH CH2 CHCOOCH2CH2CH3 H2O 3 X 加成反应 Y 加聚反应 例例 4 4 A D B C A B 消去反应 B C 加聚反应 A E 缩聚反应 E 的结构简式 A 的同分异构体 例例 5 5 3 水解反应 或取代反应 例例 6 6 1 C7H10O5 2 羧基 羟基 碳碳双键 3 10 4 消去反应 5 例例 7 7 1 HCOONaHCOOHOHCHCOHCOCH 324 2 C HCHO SOH 60 50 3 42 浓 O CH2 O CH2 CH2 O COOH COOH 42 3 2 SOH OHCH 浓 3 3 COOCH C