简单有机物的合 成.ppt

1、简单有机物的合成,在1880年，人们一共发现了12000万种化合物（包括有机物和无机物）。到20世纪末，有机化合物的数量已超过2000万种，而且每年还以数十万种新化合物问世的速度增加着。 与有机化学有关的诺贝尔奖项中，与有机合成有联系的奖项占到33左右。 传统的有机合成常以加热为手段，现在还应用光化学、电化学、声化学、微波技术、超高压技术、辐射技术、固相合成、组合化学技术等进行有机合成。 食品添加剂的种类已达14000种以上，经常使用的医药原料有2000种。而每开发一个品种，人们的付出与投入是十分巨大的。例如，新医药，每开发成功一个新品种，所需筛选的化合物大约是8000种；再如新农药，平均每筛

2、选20000种化合物，才能开发一种。,一 .有机合成,1. 定义:,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的过程。,2. 意 义,可以制备天然有机物,以弥补自然资源的不足; 可以对天然有机物进行局部的结构改造和修饰,使其性能更加完美 可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物,以满足人类的特殊需要,问题探究一,根据乙酸乙酯的分子结构特点，运用已学的有机化学知识，推测怎样从乙烯合成乙酸乙酯。设计可能的合成路线，并写出发生反应的化学方程式。,乙烯的结构有何特点？ 如何在双键上引入羟基或转化为醛基、羧基？ 醇如何转变为醛？醛如何转变为酸？羧酸和醇又如何转变为酯？,

3、相关知识,（1）引入卤原子（-X）,（2）引入羟基（-OH）,（3）引入醛基、羧基（-CHO、-COOH）,根据所学过的有机化学知识，还有哪些合成方法和途径呢？,归纳总结,合成路线1：,乙烯 （CH2=CH2）,乙酸乙酯 （CH3COOC2H5）,乙醇 （CH3CH2OH）,乙醛 （CH3CHO）,乙酸 （CH3COOH）,合成路线2：,乙烯 （CH2=CH2）,乙醇 （CH3CH2OH）,乙醛 （CH3CHO）,乙酸 （CH3COOH）,乙酸乙酯 （CH3COOC2H5）,合成路线3：,乙烯 (CH2=CH2),乙醇 （CH3CH2OH）,乙酸 （CH3COOH）,乙酸乙酯 （CH3COOC

4、2H5）,思考：在实际工业生产中，有机物的合成应遵循哪些原则？,选择哪种合成路线？哪些反应？ 对反应条件和反应步骤有什么要求？ 如何引入官能团？ 选择什么原料？,3、有机合成遵循的原则,实际生产中，要综合考虑原料来源、反应物利用率、反应速率、设备和技术条件、是否有污染物排放、生产成本等问题来选择最佳的合成路线。,问题探究二,若有甲酸（HCOOH）、乙酸（CH3COOH）、甲醇（ CH3OH）和乙醇（CH3CH2OH）在一定条件下在同一体系内反应发生酯化反应。则理论上可以生成几种酯？其中哪些是同分异构体？,问题探究三,CH3CH2Cl可以由乙烷、乙烯、乙炔分别反应制得。试设计可能的合成路线，并比

5、较哪种方案更好。,请写出以下物质的化学式 乙烯： 乙酸（醋酸）： 乙炔： 乙醛： 乙醇： 氯乙烯： 纤维素：,(C6H7O2)(O-COCH3)3n,醋酸纤维,用途: 电影胶片的片基(不易着火),将感光乳剂涂布在透明柔韧的片基上制成的感光材料， 包括电影摄影用的负片、印拷贝用的正片、 复制用的中间片和录音用的声带片等。 这些胶片的结构大体相同，都由能感光的 卤化银明胶乳剂层和支持它的片基层两大部分组成。,有机高分子的合成,我们在日常生活中遇到过的有机高分子化合物有哪些？,有机高分子,天然高分子：淀粉、纤维素和蛋白质等,合成高分子：合成纤维、塑料、合成橡胶,涤纶,尼龙,纺纶纤维织成的防弹衣腈纶,

6、腈纶,橡 胶 产 品,有机高分子的形成：,1、加聚反应：,相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应叫加成聚合反应.简称加聚反应, 聚乙烯(PE)产品,保鲜膜,吹塑成型的聚乙烯薄膜,无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料,单体: CH2=CH2,水杯、奶瓶,聚氯乙烯（PVC）,化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60，在低温下会变硬 分为：软质塑料和硬质塑料,单体: CH2=CHCl,塑料薄膜、人造革、,P83问题与解决,聚苯乙烯,单体：,P82观察与思考,聚四氟乙烯,单体：,CF2CF2,聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）,单体：,P84 拓展与视野,专题4：

7、化学科学与人类文明,第一单元 化学是认识和创造物质的科学,第1课时：,化学是打开物质世界的钥匙,交流与讨论：,阅读下图：,（1）你认为金属开发、利用的的时间先后与其活动性活动性存在怎样的联系？,（2）结合你学过的知识，选择几种金属，指出它们的冶炼方法，并写出有关化学方程式。通过比较你是否发现一些规律？尝试用氧化还原反应的知识解释它们。,总结：金属冶炼方法,1人类认识酸碱经历了怎样的历程？ 2过去你是用哪种理论来确定酸碱的？,3按照酸碱的质子理论，你认为下列物质哪些是酸？哪些是碱？哪些是两性物质？ A、H2SO4 B、NaHCO3 C、Na2CO3 D、NaOH,思考与讨论：,资料：化学发展史与

8、测定技术,(1)古代化学,冶金、陶瓷、酿造、 火药、造纸、医药,近代化学,原子分子论,现代化学,现代分子结构理论,(2)微观结构观测仪器：,光学显微镜,电子显微镜,扫描隧道显微镜,创立了原子-分子学说近代化学建立的标志,近代化学阶段,人工合成出了尿素，彻底动摇了“生命力论”。,历史上曾经有人认为，有机化合物只能由生物的细胞在一种特殊力量 生命力的作用下产生，人工合成有机物是不可能的。1828年，德国化学家维勒通过蒸发氰酸铵（NH4CNO)，水溶液得到了尿素CO(NH2)2。尿素的人工合成，揭开了人工合成有机物的序幕。,近代化学阶段,发现了大量元素，同时揭示了物质世界的根本性规律元素周期律。,元

9、素周期表,近代化学阶段,建立了价键电子理论现代化学发展的里程碑,第一次揭示了化学键的本质,电子的相互作用,相互作用形式,共价键,离子键,现代化学阶段,利用STM技术实现对对分子与原子的操纵,STM工作原理,用STM技术写成的字母“IBM”,现代化学阶段,从天然产物中分离与人工合成的化合物种类统计数据,据统计：现在平均每天增加4000多种新化合物,“化学家在老的自然界旁边又建立一个新的自然界。” 伍德沃特RBWoodward,化学是人类创造新物质的工具,资料：电解氯化钠的产品及应用：,NaCl,熔融电解,Na,Cl2,水溶液电解,H2,NaOH,相关工业,冶金(如K、Ti)、Na2O2等,CHC

10、l3、 CCl4、聚氯乙烯、 漂白剂、药物、颜料等,HCl、NH3、冶金等,肥皂、造纸、漂白液等,根据教材第95页“资料卡”：电解熔融氯化钠与氯化钠水溶液时，在电解槽的阴阳两极分别能得到哪些产品？根据你学过的知识，你觉得利用这些产品又能生产哪些新物质？,交流与讨论：,资料：“生命力论”的破灭与有机合成：, 16世纪后期,西欧曾制得乙醚、硝酸乙酯、氯乙烷等,由于这些有机物都是直接或间接来自动植物体，因此，人们认为有机化合物只能由生物的细胞在一种特殊力量生命力的作用下才能产生，即 “生命力论”。 1828年，维勒通过蒸发氰酸铵（NH4CNO）水溶液得到了尿素CO(NH2)2。 1844年，柯尔柏又

11、合成了醋酸， 1854年柏赛罗合成了油脂等，有机化学从此进入了合成时代，大量的有机物被用人工的方法合成出来。,请举例说明合成有机物在现代生活中重要作用?,各小组学生分别就如下四个方面的研究历史及面对粮食增产的贡献,交流与讨论：,问题：,1除上述途径外，你觉得还有哪些可行方法能促使粮食增产？,2通过对上述粮食增产各方面研究的历史与现状的认识，你认为未来我们应从哪些方面去研究它们？请设想未来粮食生产的状况 。,资料：生产化肥，使粮食大量增产,本世纪初世界闻名的德国物理化学家、合成氨的发明者弗里茨哈伯。有人说：他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人。,资料：改良品种,2001年2月1

12、9日，袁隆平被授予2000年度中国国家最高科学技术奖。,袁隆平：世界杂交 水稻之父,DDT的故事,瑞士化学家米勒首先发现具有杀虫性能，1944年后DDT被广泛用作杀虫剂，有效的控制了虫害。米勒因此于1948年获得诺贝尔奖。后来DDT因其残留毒性而被禁用。DDT被新的农药所所替代说明了什么？,昆虫激素,保幼激素是幼虫始终处于幼虫阶段；,不育激素可以使害虫失去繁殖能力；,性激素引诱害虫聚集到一起，然后聚而歼之。,资料：,资料： 作物套种， 便于光合作用,专题4：化学科学与人类文明,第二单元 化学是社会可持续发展的基础,单晶硅、光导纤维：,硅芯片,人们是怎样从自然界的石英沙中获得单晶硅的？写出反应式

13、 。,思考：,单晶硅,有机硅的性能,1耐温特性有机硅产品是以硅氧（有机硅不但可耐高温，而且也耐低温，可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能，随温度的变化都很小。 2耐候性不易被紫外光和臭氧所分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。 3生理惰性它们十分耐生物老化，与动物体无排异反应，并具有较好的抗凝血性能。二、有机硅的用途它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩到：建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等。,1。频带宽,2损耗低,3重量轻,4抗干扰能力强,5

14、工作性能可靠,光导纤维,1形状记忆合金： NiTi等合金，在温度发生变化时，它的晶格结构会发生变化，随之它的体积也发生变化，从而产生形状的变化。,2超导合金：,你知道什么是超导合金吗？,3储氢合金,TiFe和LaNi合金能大量吸收H2。为推动H2作为能源的实际应用起到重要作用,储氢合金与氢能汽车,纳米药物导弹,纳米材料：,纳米材料,你知道什么是纳米材料吗？,你知道印刷电路板是如何制造的吗？(分析原因，写出相关的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目),活动与探究,印刷电路板的制作方法,敷铜板,用油漆描出电路图,放入FeCl3溶液中浸泡,印刷电路板,小结：化学的科技意义：,人类生存吃、穿、住、用、行，那一样都离不开物质； 社会发展农业、工业、国防、医药、环境等，无不以物质为基础； 科技进步现代科技的三大支柱，材料、信息与能源均以物质为支撑。,回顾二氧化硫、汽车尾气、过量的二氧化碳对环境的危害，讨论预防的措施。,思考 ：,你了解上述污染的治理方法吗？,以上这种从源头上预防污染的方法的，与“先污染，等经济发展了再治理”的观点相比，有在哪些优