北京市高二化学 3.4.3 专题 有机合成课件.ppt

第三章烃的含氧衍生物 专题有机合成 有机合成的方法1 正合成分析法是从已知的原料入手 找出合成所需要的直接或间接的 逐步推向合成的目标化合物 其合成示意图是 中间体 有机合成的方法2 逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法 它是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 如下图所示 一 有机合成题的解题思路 二 有机合成中有机物官能团的引入 消除和转化方法1 官能团的引入 二 有机合成中有机物官能团的引入 消除和转化方法1 官能团的引入 二 有机合成中有机物官能团的引入 消除和转化方法1 官能团的引入 二 有机合成中有机物官能团的引入 消除和转化方法1 官能团的引入 2 官能团的消去 1 通过加成反应消除不饱和键 2 通过消去反应 氧化反应或酯化反应消除羟基 oh 3 通过加成反应或氧化反应消除醛基 cho 4 通过消去反应或水解反应消除卤素原子 二 有机合成中有机物官能团的引入 消除和转化方法 3 官能团的转化 1 利用衍变关系引入官能团 如卤代烃伯醇 rch2oh 醛羧酸 2 通过不同的反应途径增加官能团的个数 如 3 通过不同的反应 改变官能团的位置 如 二 有机合成中有机物官能团的引入 消除和转化方法 工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯 其过程如下 例题一 据合成路线填写下列空白 1 有机物a的结构简式 b的结构简式 2 反应 属于 反应 反应 属于 反应 3 和 的目的是 4 写出反应 的化学方程式 例题一 此题可采用 顺推法 和 逆推法 相结合的方式 反应 是甲苯与cl2的取代反应 可知a是卤代烃 从反应 的产物可知反应 是一个卤代烃的水解反应 这样我们就可直接推出有机物a b c两种物质的推断应结合起来 反应 是b与c2h5oh的反应 而最后的产物是对羟基苯甲酸乙酯 说明反应 是酯化反应 那么反应 是引入 cooh的反应 这样我们就推出有机物b和c 从 是氧化反应知 反应 和 的目的是保护酚羟基 防止被氧化 例题一 解析 例题一 答案 三 有机合成中碳架的构建1 有机成环反应 1 有机成环 一种是通过加成反应 聚合反应来实现的 另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的 如多元醇 羟基酸 氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环 如 2 成环反应生成的五元环或六元环比较稳定 2 碳链的增长有机合成题中碳链的增长 一般会以信息形式给出 常见的方式如下所示 1 与hcn的加成反应 2 加聚或缩聚反应 如 3 酯化反应 三 有机合成中碳架的构建 3 碳链的减短 1 脱羧反应 r coona naohr h na2co3 2 氧化反应 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 4 烃的裂化或裂解反应 c16h34c8h18 c8h16 c8h18c4h10 c4h8 三 有机合成中碳架的构建 乙醇在与浓硫酸混合共热的反应过程中 受反应条件的影响 可发生两类不同的反应类型 1 4 二氧六环是一种常见的溶剂 它可以通过下列合成路线制得 其中的a可能是 a 乙烯b 乙醇c 乙二醇d 乙酸 例题二 根据题示信息 可以得出1 4 二氧六环是由乙二醇通过分子间脱水反应的方式合成的 结合官能团在各反应条件下变化的特点 各物质的结构可借助于逆向思维的方式得以推知 a 例题二 答案 解析 四 合成路线的选择1 中学常见的有机合成路线 1 一元合成路线 2 二元合成路线 四 合成路线的选择1 中学常见的有机合成路线 3 芳香化合物合成路线 2 有机合成中常见官能团的保护 1 酚羟基的保护 因酚羟基易被氧化 所以在氧化其他基团前可以先使其与naoh反应 把 oh变为 ona 或 och3 将其保护起来 待氧化后再酸化将其转变为 oh 2 碳碳双键的保护 碳碳双键也容易被氧化 在氧化其他基团前可以利用其与hcl等的加成反应将其保护起来 待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键 3 氨基 nh2 的保护 如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把 ch3氧化成 cooh之后 再把 no2还原为 nh2 防止当kmno4氧化 ch3时 nh2 具有还原性 也被氧化 四 合成路线的选择 由乙烯合成草酸二乙酯 c2h5ooc cooc2h5 请写出各步合成反应的化学方程式 本题可用逆合成分析法解答 其思维过程概括如下 由此可确定可按以上6步合成草酸二乙酯 例题三 解析 例题三 答案 肉桂酸甲酯m 常用作调制具有草莓 葡萄 樱桃等香味的食用香精 m属于芳香化合物 苯环上只含一个直支链 能发生加聚反应和水解反应 测得m的摩尔质量为162g mol 1 只含碳 氢 氧三种元素 且原子个数之比为5 5 1 1 肉桂酸甲酯的结构简式是 2 g为肉桂酸甲酯的一种同分异构体 其分子结构模型如图所示 图中球与球之间连线表示单链或双键 g的结构简式 例题四 3 以芳香烃a为原料合成g的路线如下 例题四 化合物e中的含氧官能团有 填名称 e f的反应类型是 f g的化学方程式为 写出符合下列条件的f的同分异构体的结构简式 只写一种 分子内含苯环 且苯环上只有一个支链 在催化剂作用下 1mol该物质与足量氢气充分反应 消耗5molh2 它不能发生水解反应 例题四 1 由题意知肉桂酸甲酯的最简式为c5h5o 设它的分子式为 c5h5o n 因m 162g mol 1 则有 60 5 16 n 162 n 2 故它的分子式为c10h10o2 结合题意知 肉桂酸甲酯分子中含有苯环 酯基 coo 和碳碳双键 因为苯环上只含一个直支链 故苯环上的直支链为 ch ch cooch3 2 根据分子结构模型知 黑球表示碳原子 白球表示氢原子 花球表示氧原子 根据碳原子形成四个共价键 一个双键视为两个共价键 氧原子形成两个共价键 氢原子形成一个共价键可推知g的结构简式 例题四 解析 3 根据框图中的反应条件 分子式和结构简式知 a到b发生加成反应 b到c发生水解反应 c到d是醇羟基发生催化氧化反应 d到e是醛基发生催化氧化反应 e到f发生消去反应 f到g发生酯化反应 a b c e f的结构简式分别为 例题四 解析 例题四 答案 四招 突破有机合成题 1 全面获取有效信息 题干中 转化关系图中有关物质的组成 结构 转化路径均是解决问题必不可少的信息 在审题阶段必须弄清楚 2 确定官能团的变化 有机合成题目一般会给出产物 反应物或某些中间产物的结构等 在解题过程中应抓住这些信息 对比物质转化中官能团的种类变化 位置变化等 掌握其反应实质 四招 突破有机合成题 3 熟练掌握经典合成路线 在合成某一种产物时 可能会存在多种不同的方法和途径 应当在节省原料 产率高的前提下 选择最合理 最简单的方法和途径 4 规范表述 即应按照题目要求的方式将分析结果表达出来 力求避免书写官能团名称时出现错别字 书写物质结构简式时出现碳原子成键数目不为4等情况 确保答题正确 习题一 由1 3 丁二烯合成2 氯 1 3 丁二烯的路线如下 a 加成反应 水解反应 加成反应 消去反应b 取代反应 水解反应 取代反应 消去反应c 加成反应 取代反应 取代反应 消去反应d 取代反应 取代反应 加成反应 氧化反应 习题一 根据分子结构简式变化得 中碳碳双键变为碳碳单键 发生加成反应 官能团 cl变为 oh 发生取代反应或水解反应 反应物中碳碳双键变为生成物中碳碳单键 发生加成反应 反应物中碳碳单键变为生成物中碳碳双键且生成2个h2o 属于消去反应 所以 反应类型分别是a a 答案 解析 习题二 已知有机物a为茉莉香型香料下列推断中正确的是 a 有机物a的分子式为c14h16ob 只利用溴水就能鉴别有机物a和bc 有机物a中只含一种官能团d 有机物c可以发生水解反应 习题二 d 由c可知b应含有c c 由c的分子式可知b的分子式为c14h18o2 b由a氧化生成 则b应含有 cooh 则a中含有醛基和碳碳双键 由此可知a的分子式应为c14h18o a 由以上分析可知a的分子式为c14h18o 故a错误 b a和b中都含有碳碳双键 用溴水不能鉴别 故b错误 c 由以上分析可知a中含有醛基和碳碳双键两种官能团 故c错误 d c中含有 br官能团 在碱性条件下可发生水解 故d正确 故选d 答案 解析 习题三 伞形酮可用作荧光指示剂和酸碱指示剂 其合成方法为 下列有关这三种物质的说法正确的是 a 每个雷琐苯乙酮 苹果酸和伞形酮分子中均含有1个手性碳原子b 雷琐苯乙酮和伞形酮都能跟fecl3溶液发生显色反应c 1mol雷琐苯乙酮跟足量h2反应 最多消耗3molh2d 1mol伞形酮与足量naoh溶液反应 最多消耗3molnaoh 习题三 a 若碳原子连有不同的四个基团 则具有手性 显然只有苹果酸中与 oh相连的碳原子为手性碳原子 故a错误 b 因苯酚遇氯化铁溶液显紫色 雷琐苯乙酮和伞形酮都含有苯酚结构 则都能跟fecl3溶液发生显色反应 故b正确 c 雷琐苯乙酮含有苯环 羰基 均能与氢气发生加成反应 1mol雷琐苯乙酮跟足量h2反应 最多消耗4molh2 故c错误 d 苯酚 羧酸都能与naoh溶液反应 水解后生成2mol酚羟基和1mol羧基 则1mol伞形酮与足量naoh溶液反应 最多消耗3molnaoh 故d正确 故选bd bd 答案 解析 习题四 观察下列化合物a h的转换反应的关系图