《有机化学基础》PPT课件

烃和烃的衍生物间的转化：,烷烃,烯烃,炔烃,卤代烃,醛,羧酸,酯,醇,+H2O,+H2O,-H2O,+H2,+H2,+X2(HX),+X2(HX),-HX,+X2,+HX,+H2O,氧化,还原,氧化,酯化,水解,水解,酯化,有机合成,有机合成的必备知识,有机合成题的解题方法,有机合成的解题思路,有机合成遵循的原则,一.有机合成的必备知识,1、各类有机物的相互转化：,2、官能团的引入,羟基的引入,卤原子的引入,双键的引入,加成消不饱和键消去、氧化、酯化除羟基加成、氧化除醛基,3、官能团的消除,4、官能团的衍变,二.有机合成题的解题方法,1.直推法：从反应物正推至生成物，例如：CH2=CH2HOCH2CH2OH,2.反推法先确定合成物的类别及题中给定的条件，然后从产物起一步一步反推至原料,反推法的思维途径：（1）首先确定所要合成的有机物属于何种类别，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。（2）以题中要求最终产物为起点，考虑这一有机物由甲经过一步反应而制得，如果甲不是所给的已知原料，再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应而制得，一直推导到题目中给定的原料为终点。,1、将原料与产物的结构进行对比，一比碳干的变化，二比官能团的差异。,三、有机合成的解题思路,2、在合成某一种产物时，可能会产生多种不同的方法和途径，应当在兼顾原料省、产率高的前提下，选择最合理、最简单的方法和途径。,四、有机合成遵循的原则,1所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离，避免采用副产物多的反应。2发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少而简单。3要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。4所选用的合成原料要易得，经济。,例1：已知,试写出下图中AF各物质的结构简式,解：,例2：,解：,例3、已知：,以丙烯、异戊二烯为原料合成,解：,1、已知丙二酸（HOOCCH2COOH）用P2O5脱水得到的主要产物分子式是C3O2；后者跟水加成，仍得丙二酸。C3O2是一种非常“活泼”的化合物，除能跟水加成生成丙二酸外，还能跟NH3、HCl、ROH（R为链烃基）等发生加成反应：（1）写出C3O2的结构简式。（2）写出C3O2分别跟HCl、CH3CH2OH发生加成反应的化学方程式；。,练习：,2、由2-甲基丙烯、甲醇等合成聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）,解：,3、感光高分子实施制作大规模集成电路不可缺少的材料，感光高分子在曝光是会发生二聚反应，生成不溶性的交联高分子硬化模。将未感光部分用溶剂或其他药品洗去，便可以制造集成电路等。常用的感光高分子有聚乙烯醇肉桂酸酯，它感光后的二聚交联高分子结构简式为（见下图）：,（1）在感光前这种感光高分子（单分子）的结构简式为。（2）单分子的这种感光高分子材料可用肉桂酸（C6H5CH=CHCOOH）与一种烃反应而得其单体。试推断这种烃与肉桂酸生成肉桂酸乙烯酯单体的化学方程式。,一种解法：主要是结构推导,（1）计算不饱和程度，考虑相应的可能结构（2）确定起推点及起推物的结构简式（3）做到前后照应，左右关联，统筹全局的审题要求。（4）操作方法：逆推法加减法对照法,A、B、C、D、E、F和G都是有机化合物，它们的关系如图所示：,(1)化合物C的分子式是C7H8O，C遇FeCl3溶液显紫色，C与溴水反应生成的一溴代物只有两种，C的结构简为；(2)D为一直链化合物，其相对分子质量比化合物C小20，它能跟NaHCO3反应放出CO2，则D分子式为，D具有的官能团是；(3)反应的化学方程式是；(4)芳香化合物B是与A具有相同官能团的A的同分异构体，通过反应化合物B能生成E和F，F可能的结构简式是；(5)E可能的结构简式是.,(1)化合物C的分子式是C7H8O，C遇FeCl3溶液显紫色，C与溴水反应生成的一溴代物只有两种，C的结构简为；(2)D为一直链化合物，其相对分子质量比化合物C小20，它能跟NaHCO3反应放出CO2，则D分子式为，D具有的官能团是；,符合CnH2nO2,而D为羧酸,预计可能是酯,M(C)=108,M(D)=108-20=88又M(-COOH)=45则M(CnH2n+1)=88-45=43n=3C3H7COOH,(3)反应的化学方程式是；(4)芳香化合物B是与A具有相同官能团的A的同分异构体，通过反应化合物B能生成E和F，F可能的结构简式是；(5)E可能的结构简式是.,A:C7H8O+C4H8O2-H2O=C11H14O2F:C7H14O2+H2OC4H8O2=C3H8OE:C11H14O2+H2OC3H8O=C8H8O,CH3CH2CH2OHorCH3CH(OH)CH3,第五节有机化学的计算,有机物分子式和结构式的确定,有机物组分讨论型计算,有机物条件和范围讨论型计算,有机物通式归纳法计算,有机物计算中曲线关系,有机物分子式和结构式的确定,1.测定有机化合物结构的流程：,问题1:如何确定某烃的衍生物为卤代烃,1.反应物：2.反应条件：3.产物检验步骤,溴乙烷+氢氧化钠溶液；,共热,取水解后上层清液少许加入稀硝酸至酸性再加入硝酸银溶液,因为Ag+OH=AgOH（白色）2AgOH=Ag2O(褐色)+H2O；褐色掩蔽AgBr的浅黄色，使产物检验实验失败。所以必须用硝酸酸化！,问题2:一定量某有机物X在02中完全燃烧，生成了nmolC02和nmolH2O。下列关于X的说法中，正确的是AX分子中一定有n个碳原子、n个氢原子BX分子中一定含有碳、氢、氧三种元素CX分子中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素DX分子中碳、氢元素质量比一定为1：2,问题3:木糖醇是一种既甜味足，又能防龋齿的理想的蔗糖代替品，尤其适合糖尿病患者。木糖醇是一种白色粉末状的结晶，分子式为C5H12O5。,无任何双键,多羟基化合物,含有5个羟基,总结：某些特殊官能团的定量关系,1molCHO1molOH1molCOOH1molX,为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验。【分子式的确定】（1）将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4gH2O和8.8gCO2，消耗氧气6.72L（标准状况下）。则该物质中各元素的原子个数比是；（2）质谱仪测定定机化合物的相对分子质量为46，则该物质的分子式是；（3）根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式。,（1）n(C):n(H):n(O)=2:6:1（2）C2H6O（3）CH3CH2OHCH3OCH3,CH3CH2OH,5)A在一定条件下脱水可生成B，B可合成包装塑料C，请写出B转化为C的化学反应方程式：；6)体育比赛中当运动员肌肉扭伤时，队医随即用氯乙烷（沸点为12.27）对受伤部位进行局部冷冻麻醉。请用B选择合适的方法制备氯乙烷，要求原子利用率为100%，请写出制备反应方程式：。7)由粮食制得的A在一定温度下密闭储存，因为发生一系列的化学变化而变得更醇香。请写出最后一步反应的化学方程式：。,有机物C、H、O组成一般采用李比希法来确定,ABCDEF,AEDCBF（F）,（1）已知15g化合物A完全氧化，把产物通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重9g，碱石灰增重39.6g，其蒸气相对氢气的密度比为75,（1）150，C9H10O2,（2）A的核磁共振氢谱有3个峰，其面积之比为2：3：5,测得A分子的红外光谱如图：A的苯环上只有一取代基。,C6H5COOCH2CH3C6H5CH2OOCCH3C6H5CH2COOCH3,（2）A的芳香类同分异构体有多种，请按要求写出其中两种同分异构B和C结构简式：B分子中不含甲基的芳香酸：。C分子中不含甲基，且遇FeCl3溶液显紫色，苯环上只有两个对位取代基的芳香醛：。,（2）C6H5CH2CH2COOHHOC6H4CH2CH2CHO,HOC6H4CH2CH2CHO,写出E的结构简式请用合成反应流程图表示出由C合成F的最少经过几步反应。提示：合成反应流程图表示方法示例如下：,（3）HOC6H4CH2CH2COONa，4,加氢还原引入羟基消去反应引入双键卤化加成引入卤原子水解取代引入羟基,（一）、一般思路,C、H等元素的质量C、H等元素的质量比C、H等元素的质量分数燃烧产物的质量,分子式,实验式,相对分子质量=,有机物燃烧方程式计算、讨论,通过计算讨论,结构式,实验,有机物分子式和结构式的确定,1、直接法：密度（相对密度）摩尔质量1mol分子中各元素原子的物质的量分子式,（二）、基本方法,2、最简式法：最简式CaHbOc.,3、余数法：用烃的相对分子质量除以14，视商数和余数确定分子式：,=x+m,m=2为烷烃m=0为烯烃m=12为炔烃m=8为苯或苯的同系物,用烃的相对分子质量除以12，视商数和余数确定分子式：,若,则分子式为CxHy,对于烃的衍生物，先用相对分子质量减去氧原子总相对分子质量，剩余的相对分子质量仍按上述方法进行,4、增减法：,同理，增加一个氧原子必减少一个CH4,5、平均分子式法：当烃为混合物时，先求出平均分子式，再利用平均值，确定各种可能混合烃的分子式,6、不定式法、最值讨论法,（三）、有关燃烧的规律,烃的含氧衍生物完全燃烧的化学方程式为,CxHyOz(g)燃烧规律如下：,y4-2z时，燃烧后气体体积增大(100OC以上，下同),y4时，完全燃烧的反应后物质的量增大,y=4时，完全燃烧的反应前后物质的量不变,y,例：有机物，分子式不同，它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种，如果将、不论以何种比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量不变。那么，、组成必须满足条件是。若是甲烷，则符合上述条件的化合物中，相对分子质量最小的是_；并写出相对分子质量最小的含有甲基的的两种同分异构体的结构简式。,H个数相等，相差一个或若干个CO2,CmHn(CO2)n,C2H4O2,延伸：CmHn(H2O)x，所需O2和生成的CO2物质的量不变,CH3COOH、HCOOCH3,有机物通式归纳法计算,例：化合物CO、HCOOH和OHC-COOH(乙醛酸)分别燃烧时，消耗O2和生成CO2的体积比都是1:2，后两者的分子可以看成是CO(H2O)和(CO)2(H2O)，也就是说，只要分子式符合COn(H2O)m(n和m均为正整数)的各有机物，它们燃烧时消耗O2和生成CO2的体积比总是1:2。现有一些只含C、H、O三种元素的有机物，它们燃烧时消耗O2和生成CO2的的体积比是3:4。(1)这些有机物中，相对分子质量最小的化合物的分子式是_。(2)某两种碳原子数相同的上述有机物，若它们的相对分子质量分别为和(ab)则b-a必定是_(填入一个数字)的整数倍。,C2H2O2,18,(3)在这些有机物中有一种化合物，它含有两个羧基，取0.2625g该化合物恰好能与25.0mL0.10mol/LNaOH溶液完全中和，据此结合必要的计算和推导，试求该有机物的相对分子质量和分子式。,210C6H10O8,有机物计算中曲线关系,例：有1,3