第四节有机合成精选PPT.ppt

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1、第四节有机合成第1页，此课件共58页哦第2页，此课件共58页哦第3页，此课件共58页哦第4页，此课件共58页哦(1)填空：填空：名称名称官能官能团团发发生反生反应应的主要的主要类类型型烯烃烯烃苯苯卤卤代代烃烃加成反加成反应应，氧化反，氧化反应应取代反取代反应应，加成反，加成反应应，氧化反，氧化反应应取代取代(水解水解)反反应应，消去反，消去反应应X第5页，此课件共58页哦名称名称官能官能团团发发生反生反应应的主要的主要类类型型醇醇 ，取代反，取代反应应(与与HX取代，取代，酯酯化反化反应应)羧羧酸酸酯酯OH氧化反氧化反应应，消去反，消去反应应COOH酸的通性，酸的通性，酯酯化反化反应应水解反水

2、解反应应第6页，此课件共58页哦(2)写出写出的化学方程式的化学方程式(注明反应条件注明反应条件)CH2=CH2NaBrH2O。第7页，此课件共58页哦 第8页，此课件共58页哦 一、有机合成一、有机合成 1有机合成的概念有机合成的概念 有机合成指利用简单易得的原料，通过有机合成指利用简单易得的原料，通过 ，生成具有，生成具有 和和 的有机化合物。的有机化合物。2有机合成的任务有机合成的任务 有机合成的任务包括目标化合物有机合成的任务包括目标化合物 的构建和的构建和 的转化。的转化。有机反应有机反应特定结构特定结构功能功能分子骨架分子骨架官能团官能团第9页，此课件共58页哦3有机合成的过程有机

3、合成的过程 4官能团的引入或转化的方法官能团的引入或转化的方法 (1)在碳链上引入碳碳双键的三种方法：在碳链上引入碳碳双键的三种方法：，。醇的消去醇的消去卤代烃的消去卤代烃的消去炔烃的加成炔烃的加成第10页，此课件共58页哦 (2)在碳链上引入卤素原子的三种方法：在碳链上引入卤素原子的三种方法：，。(3)在碳链上引入羟基的四种方法：在碳链上引入羟基的四种方法：，。不饱和键与不饱和键与X2的加成的加成醇与醇与HX的取代的取代烷烃与烷烃与X2的取代的取代烯烃与水加成烯烃与水加成卤代烃的水解卤代烃的水解酯的水解酯的水解醛醛(羰羰)基的还原基的还原第11页，此课件共58页哦二、逆合成分析法二、逆合成分

4、析法1逆合成分析法的构建逆合成分析法的构建 2以草酸二乙酯为例，说明逆推法在有机合成中的应用以草酸二乙酯为例，说明逆推法在有机合成中的应用 (1)草酸二乙酯分子中含有两个酯基，按酯化反应规律将酯基断草酸二乙酯分子中含有两个酯基，按酯化反应规律将酯基断开，得到开，得到 和和 ，说明目标化合物可由，说明目标化合物可由 通过酯化反应得到：通过酯化反应得到：草酸草酸两分子乙醇两分子乙醇两分子的乙醇和草酸两分子的乙醇和草酸第12页，此课件共58页哦 (2)羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二醇：羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二醇：第13页，此课件共58页哦 (3)乙二醇的前一

5、步中间体是乙二醇的前一步中间体是1,2二氯乙烷，二氯乙烷，1,2二氯乙烷二氯乙烷可通过乙烯的加成反应而得到：可通过乙烯的加成反应而得到：CH2=CH2Cl2CH2ClCH2Cl；第14页，此课件共58页哦CH2OHCH2OH2NaClC2H5OOCCOOC2H52H2O；。第15页，此课件共58页哦解析：解析：制取制取CHClBrCH2Br，即在分子中引入一个氯原子和，即在分子中引入一个氯原子和两个溴原子，所以加成时需先与两个溴原子，所以加成时需先与HCl加成引入一个加成引入一个Cl原子，原子，再与再与Br2加成引入两个溴原子。加成引入两个溴原子。1下图中四位同学对由乙炔为原料制取下图中四位同

6、学对由乙炔为原料制取CHClBrCH2Br的认识中最可行的是的认识中最可行的是 ()答案：答案：C第16页，此课件共58页哦2判断正误。判断正误。(1)加成反应的原子利用率为加成反应的原子利用率为100%。()(2)消去反应可以引入双键，加成反应也可以引入双键。消去反应可以引入双键，加成反应也可以引入双键。()(3)只有不饱和键与只有不饱和键与HX(或或X2)通过加成反应才能引入通过加成反应才能引入X(X为卤素原子为卤素原子)。()(4)加聚反应可以使有机物碳链延长，取代反应不能。加聚反应可以使有机物碳链延长，取代反应不能。()答案：答案：(1)(2)(3)(4)第17页，此课件共58页哦3由

7、由 转变成转变成 ，需经过，需经过_反应、反应、_反应、反应、_反应反应等较合理的等较合理的反应过程。反应过程。答案：答案：消去加成消去消去加成消去第18页，此课件共58页哦4思考题。思考题。(1)有机物中能够被连续氧化的物质主要有哪些？有机物中能够被连续氧化的物质主要有哪些？(2)有机合成中的总产率与各分步反应的产率有什么关系？有机合成中的总产率与各分步反应的产率有什么关系？答案：答案：(1)有机物中能够连续被氧化的物质主要有醇类物质和乙烯。有机物中能够连续被氧化的物质主要有醇类物质和乙烯。(2)合成路线的总产率等于各分步产率之积，因此应选择步骤合成路线的总产率等于各分步产率之积，因此应选择

8、步骤尽量少、副反应产物最少的合成路线。尽量少、副反应产物最少的合成路线。第19页，此课件共58页哦第20页，此课件共58页哦 1碳链的增减碳链的增减 (1)碳链增长的反应：碳链增长的反应：不饱和键与不饱和键与HCN的加成反应。由于的加成反应。由于HCN分子中的分子中的CN含含有一个碳原子，因此它和不饱和键加成时，可增加一个碳原子。有一个碳原子，因此它和不饱和键加成时，可增加一个碳原子。各类缩合反应。如醛与醛的加成反应等。各类缩合反应。如醛与醛的加成反应等。加聚反应。含有不饱和键的化合物之间可以进行自聚或互加聚反应。含有不饱和键的化合物之间可以进行自聚或互聚，使碳链增长。如乙烯的加聚、乙醛的加聚

9、等。聚，使碳链增长。如乙烯的加聚、乙醛的加聚等。酯化反应。酸和醇的酯化反应也可使碳链增长。酯化反应。酸和醇的酯化反应也可使碳链增长。第21页，此课件共58页哦 (2)减少碳链的反应：减少碳链的反应：脱羧反应。羧酸失去羧基的反应称为脱羧反应。脱羧反应。羧酸失去羧基的反应称为脱羧反应。氧化反应。包括燃烧、烯、炔的部分氧化，丁烷直氧化反应。包括燃烧、烯、炔的部分氧化，丁烷直接氧化成乙酸，苯的同系物氧化成苯甲酸等。接氧化成乙酸，苯的同系物氧化成苯甲酸等。水解反应。主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖水解反应。主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解等。的水解等。裂化反应。长碳链的烷烃在高温或者有催化

10、剂存在的裂化反应。长碳链的烷烃在高温或者有催化剂存在的条件下可以裂解成短链的气态烃。条件下可以裂解成短链的气态烃。第22页，此课件共58页哦2官能团的引入官能团的引入第23页，此课件共58页哦第24页，此课件共58页哦第25页，此课件共58页哦第26页，此课件共58页哦3官能团的消除官能团的消除(1)通过加成消除不饱和键。通过加成消除不饱和键。(2)通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基。通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基。(3)通过加成或氧化消除醛基。通过加成或氧化消除醛基。(4)通过消去或水解可消除卤原子。通过消去或水解可消除卤原子。第27页，此课件共58页哦 例例1茚是一种碳氢化合物，其

11、结构为茚是一种碳氢化合物，其结构为 。茚有。茚有一种同分异构体一种同分异构体A，A分子中的碳原子不可能完全在同一平面上，分子中的碳原子不可能完全在同一平面上，且且A分子中含有一个苯环。分子中含有一个苯环。A有如下转化关系：有如下转化关系：，第28页，此课件共58页哦 一个碳原子上同时连有两个羟基不稳定，会失水形成羰基。一个碳原子上同时连有两个羟基不稳定，会失水形成羰基。B、C、D、E、F的分子结构中均有一个苯环。的分子结构中均有一个苯环。根据变化关系和已知条件，试回答下列问题：根据变化关系和已知条件，试回答下列问题：(1)A为为_，B为为_。(填结构简式填结构简式)(2)C生成生成D、D生成生

12、成E的反应类型分别是的反应类型分别是_、_。第29页，此课件共58页哦 解析解析F能发生加聚反应，可推知能发生加聚反应，可推知F的分子结构中有碳碳不饱和的分子结构中有碳碳不饱和键：逆向推断并且结合反应条件可推知键：逆向推断并且结合反应条件可推知E中有中有“OH”、“COOH”官能团，官能团，E通过酯化反应实现了碳链的增长；通过酯化反应实现了碳链的增长；A的分子式为的分子式为C9H8，含有，含有苯环且分子中碳原子不可能完全在同一平面上，可知其结构简式为苯环且分子中碳原子不可能完全在同一平面上，可知其结构简式为 ；依正向思维，；依正向思维，A通过加成反应、取代反应、氧化反应、支链上的还原反应通过加

13、成反应、取代反应、氧化反应、支链上的还原反应生成了生成了E物质。物质。第30页，此课件共58页哦 例例2(2011课标全国卷课标全国卷)香豆素是一种天然香料，存在于香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：存在下加热反应制得：第31页，此课件共58页哦 以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条部分反应条件及副产物已略去件及副产物已略去)：已知以下信息：已知以下信息：A中有五种不同化学环境的氢；中有五种不同化学环境的氢；B可与可

14、与FeCl3溶液发生显色反应；溶液发生显色反应；同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基。形成羰基。第32页，此课件共58页哦 请回答下列问题：请回答下列问题：(1)香豆素的分子式为香豆素的分子式为_；(2)由甲苯生成由甲苯生成A的反应类型为的反应类型为_，A的化学名称的化学名称为为_；(3)由由B生成生成C的化学反应方程式为的化学反应方程式为_；第33页，此课件共58页哦 (4)B的同分异构体中含有苯环的还有的同分异构体中含有苯环的还有_种，其中在核磁种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有共振氢谱中只出现四组峰的有_种；种；(5)D的

15、同分异构体中含有苯环的还有的同分异构体中含有苯环的还有_种，其中：种，其中：既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是_(写出结构简写出结构简式式)；能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是的是_(写结构简式写结构简式)第34页，此课件共58页哦 解析解析本题主要考查有机合成知识，涉及分子式、有机反应类本题主要考查有机合成知识，涉及分子式、有机反应类型、同分异构体等知识，综合性较强，意在考查考生对有机合成的分型、同分异构体等知识，综合性较强，意在考查考生对有机合成的分析、推断能力以及运用所学知识解决新问题的能力。析、推断能力以及运

16、用所学知识解决新问题的能力。(1)根据香豆素的结构简式，可知其分子式为根据香豆素的结构简式，可知其分子式为C9H6O2。(2)由甲苯生成由甲苯生成A为取代反应，由香豆素的结构简式知为取代反应，由香豆素的结构简式知A为邻氯为邻氯甲苯。甲苯。第35页，此课件共58页哦 (3)由由B、C的分子式及反应条件可知，的分子式及反应条件可知，B生成生成C的化学方的化学方程式为：程式为：第36页，此课件共58页哦 (4)B的同分异构体含苯环的还有：的同分异构体含苯环的还有：共共4 种，在核磁共振氢种，在核磁共振氢谱只出现四组峰的有谱只出现四组峰的有2种。种。第37页，此课件共58页哦(5)含有碳氧双键和苯环的

17、含有碳氧双键和苯环的D的同分异构体还有的同分异构体还有第38页，此课件共58页哦答案答案(1)C9H6O2(2)取代反应取代反应2氯甲苯氯甲苯(邻氯甲苯邻氯甲苯)第39页，此课件共58页哦根据有机物的性质推断官能团的结构根据有机物的性质推断官能团的结构 (1)能与能与Na或或K反应放出反应放出H2 的官能团有：醇羟基、酚羟基、羧基、的官能团有：醇羟基、酚羟基、羧基、磺酸基磺酸基(SO3H)等。等。(2)能与能与 Na2CO3 溶液反应的官能团有：酚羟基、羧基、磺酸基溶液反应的官能团有：酚羟基、羧基、磺酸基等。等。(3)能与能与NaHCO3溶液反应的官能团有：羧基、磺酸基等。溶液反应的官能团有：

18、羧基、磺酸基等。(4)能与能与NaOH溶液发生反应的官能团有：酚羟基、羧基、磺酸基、溶液发生反应的官能团有：酚羟基、羧基、磺酸基、酯基、酯基、CX键等。键等。第40页，此课件共58页哦 (5)能与能与H2发生加成反应发生加成反应(即能被还原即能被还原)的官能团有：碳碳双键、的官能团有：碳碳双键、碳碳三键、醛基、羰基、苯环等。碳碳三键、醛基、羰基、苯环等。(6)能被氧化能被氧化(具有还原性，可燃性除外具有还原性，可燃性除外)的官能团有：醛基、醇的官能团有：醛基、醇羟基、酚羟基、碳碳双键等。羟基、酚羟基、碳碳双键等。(7)既能发生氧化反应，又能发生还原反应的官能团有：碳碳双键、既能发生氧化反应，又

19、能发生还原反应的官能团有：碳碳双键、碳碳三键、醛基等。碳碳三键、醛基等。(8)能与能与H2O、HX、X2 发生加成反应的官能团有：碳碳双键、发生加成反应的官能团有：碳碳双键、碳碳三键等。碳碳三键等。第41页，此课件共58页哦 (9)既能与银氨溶液发生银镜反应，又能与新制氢氧化铜悬浊既能与银氨溶液发生银镜反应，又能与新制氢氧化铜悬浊液反应生成红色沉淀的官能团有醛基。液反应生成红色沉淀的官能团有醛基。(10)既能使酸性既能使酸性KMnO4溶液褪色，又能使溴水因反应而褪色的官溶液褪色，又能使溴水因反应而褪色的官能团有：碳碳双键、碳碳三键、酚羟基、醛基等。能团有：碳碳双键、碳碳三键、酚羟基、醛基等。(

20、11)能发生水解反应的官能团有：酯基、能发生水解反应的官能团有：酯基、CX键等。键等。(12)能发生加聚反应的官能团有碳碳双键。能发生加聚反应的官能团有碳碳双键。(13)能通过缩合掉能通过缩合掉H2O、HX而发生缩聚反应的官能团有：羧基与而发生缩聚反应的官能团有：羧基与醇羟基、酚羟基与醛基等。醇羟基、酚羟基与醛基等。第42页，此课件共58页哦1有机合成的分析方法有机合成的分析方法分析方法分析方法内容内容正合成分正合成分析法析法采用正向思采用正向思维维方法，从已知原料入手，找出合成方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或所需要的直接或间间接的中接的中间间体，逐步推向待合成体，逐步推向待合成有

21、机物，其思有机物，其思维维程序：原料程序：原料中中间间体体产产品品第43页，此课件共58页哦分析方法分析方法内容内容逆合成分析法逆合成分析法采用逆向思采用逆向思维维方法，从方法，从产产品的品的组组成、成、结结构、构、性性质质入手，找出合成所需要的直接或入手，找出合成所需要的直接或间间接接的中的中间间体，逐步推向已知原料，其思体，逐步推向已知原料，其思维维程程序：序：产产品品中中间间体体原料原料综综合比合比较较法法采用采用综综合思合思维维的方法，将正向或逆向推的方法，将正向或逆向推导导出的几种合成途径出的几种合成途径进进行比行比较较，从而得到最，从而得到最佳合成路佳合成路线线第44页，此课件共5

22、8页哦2有机合成遵循的原则有机合成遵循的原则第45页，此课件共58页哦3有机合成的解题思路有机合成的解题思路第46页，此课件共58页哦 (烃基烯基醚烃基烯基醚)烃基烯基醚烃基烯基醚A的相对分子质量的相对分子质量(Mr)为为176，分子中碳氢原子数，分子中碳氢原子数目比为目比为3 4，与，与A相关的反应如下：相关的反应如下：第47页，此课件共58页哦 请回答下列问题：请回答下列问题：(1)A的分子式为的分子式为_。(2)B的名称是的名称是_；A的结构简式为的结构简式为_。(3)写出写出CD反应的化学方程式：反应的化学方程式：_。(4)写出两种同时符合下列条件的写出两种同时符合下列条件的E的同分异

23、构体的结构简的同分异构体的结构简式：式：_、_。第48页，此课件共58页哦属于芳香醛；属于芳香醛；苯环上有两种不同环境的氢原子。苯环上有两种不同环境的氢原子。.由由E转化为对甲基苯乙炔转化为对甲基苯乙炔()的一条路线如下：的一条路线如下：第49页，此课件共58页哦 (6)写出写出步反应所加试剂、反应条件和步反应所加试剂、反应条件和步反应类步反应类型：型：序号序号所加所加试剂试剂及反及反应应条件条件反反应类应类型型第50页，此课件共58页哦 解析解析本题考查考生对有机信息的提取能力和框图分析能力。本题考查考生对有机信息的提取能力和框图分析能力。利用信息可知利用信息可知A的分子式可写为的分子式可写

24、为(C3H4)nO，则：，则：40n16176，n4，所以，所以A的分子式为的分子式为C12H16O。由转化图可知。由转化图可知B的碳原子数为的碳原子数为3，该醇氧化生成的该醇氧化生成的C能够发生银镜反应，故能够发生银镜反应，故B的羟基在端点，故的羟基在端点，故B是是1丙醇。从苯环上有两种不同环境的氢原子来看，丙醇。从苯环上有两种不同环境的氢原子来看，E的同分异的同分异构体结构对称性应较强。构体结构对称性应较强。E的相对分子质量为的相对分子质量为134，G的相对分的相对分子质量为子质量为118，二者差值为，二者差值为16，可见，可见E发生加氢反应生成醇发生加氢反应生成醇F，F发生发生消去反应生

25、成烯烃消去反应生成烯烃G，从最终产物的结构来看，对甲基苯乙炔应是，从最终产物的结构来看，对甲基苯乙炔应是H发生消去反应所得。发生消去反应所得。第51页，此课件共58页哦答案答案(1)C12H16O(2)1丙醇丙醇(或正丙醇或正丙醇)第52页，此课件共58页哦(6)序号序号所加所加试剂试剂及反及反应应条件条件反反应类应类型型H2，催化，催化剂剂(或或Ni、Pt、Pd)，还还原原(或加成或加成)反反应应浓浓H2SO4，消去反消去反应应Br2(或或Cl2)加成反加成反应应NaOH，C2H5OH，第53页，此课件共58页哦 (1)解答有机合成、有机推断题时，首先要认真审题，分析题解答有机合成、有机推断

26、题时，首先要认真审题，分析题意，从中分离出已知条件和推断内容，弄清被推断物和其他有机物意，从中分离出已知条件和推断内容，弄清被推断物和其他有机物的关系，以特征点作为解题突破口，结合信息和相关知识进行推理，的关系，以特征点作为解题突破口，结合信息和相关知识进行推理，排除干扰，作出正确推断。排除干扰，作出正确推断。(2)一般可采取的方法有：一般可采取的方法有：顺推法顺推法(以有机物结构、性质和实验以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用正向思维，得出正确结论现象为主线，采用正向思维，得出正确结论)、逆推法逆推法(以有机物结以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论构、性质和实验

27、现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论)、多法结合推断多法结合推断(综合应用顺推法和逆推法综合应用顺推法和逆推法)等。等。(3)关注官能团种类的改变，搞清反应机理。关注官能团种类的改变，搞清反应机理。第54页，此课件共58页哦第55页，此课件共58页哦点击此图片进入点击此图片进入课堂课堂1010分钟练习分钟练习第56页，此课件共58页哦 (1)有机合成的任务是目标化合物分子碳骨架的构建和官能团有机合成的任务是目标化合物分子碳骨架的构建和官能团的转化。的转化。(2)有机合成中的逆合成分析法是分析有机合成常用的方法，有有机合成中的逆合成分析法是分析有机合成常用的方法，有时也要结合使用正合成分析法。时也要结合使用正合成分析法。(3)有机合成的要求是各步反应条件温和，产率高，基础原有机合成的要求是各步反应条件温和，产率高，基础原料和辅助原料低毒性，低污染，易得而廉价。料和辅助原料低毒性，低污染，易得而廉价。第57页，此课件共58页哦点击此图片进入点击此图片进入课下课下3030分钟演练分钟演练第58页，此课件共58页哦