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1、第四节有机合成 第三章烃的含氧衍生物 一 有机合成的过程 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 1 有机合成的概念 2 有机合成的任务 有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化 有机合成过程示意图 基础原料 辅助原料 副产物 副产物 中间体 中间体 辅助原料 辅助原料 目标化合物 3 有机合成的过程 4 有机合成的设计思路 5 关键 设计合成路线 即碳骨架的构建 官能团的引入和转化 6 有机物的相互转化关系 两碳有机物为例 CH3 CH3 CH3 CH2 Cl CH2 CH2 CH2Cl CH2 Cl CH CH CH2 CHCl CH3 CH
2、2 OH CH3 CHO CH3 COOH CH3COOC2H5 CH3COONa 7 碳骨架的构建和官能团的引入 1 碳骨架构建 包括碳链增长和缩短 成环和开环等 构建方法会以信息形式给出 2 官能团的引入和转化 1 官能团的引入 思考与交流 1 引入碳碳双键的三种方法 卤代烃的消去 醇的消去 炔烃的不完全加成 2 引入卤原子的三种方法 醇 或酚 的取代 烯烃 或炔烃 的加成 烷烃 或苯及苯的同系物 的取代 2 官能团的转化 包括官能团种类变化 数目变化 位置变化等 3 引入羟基的四种方法 烯烃与水的加成 卤代烃的水解 酯的水解 醛的还原 a 官能团种类变化 CH3CH2 Br 水解 CH3
3、CH2 OH 氧化 CH3 CHO b 官能团数目变化 CH3CH2 Br 消去 CH2 CH2 加Br2 CH2Br CH2Br c 官能团位置变化 CH3CH2CH2 Br 消去 CH3CH CH2 加HBr 二 有机合成的方法 1 有机合成的常规方法 1 官能团的引入 引入双键 C C或C O 1 某些醇的消去引入C C 2 卤代烃的消去引入C C 3 炔烃加成引入C C 4 醇的氧化引入C O 引入卤原子 X 1 烃与X2取代 2CH3CH2OH O22CH3CHO 2H2O 3 醇与HX取代 2 不饱和烃与HX或X2加成 引入羟基 OH 1 烯烃与水的加成 2 醛 酮 与氢气加成 3
4、 卤代烃的水解 碱性 4 酯的水解 2 官能团的消除 通过加成消除不饱和键 通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基 通过加成或氧化消除醛基 通过消去反应或水解反应可消除卤原子 3 官能团的衍变 主要有机物之间转化关系图 2 正向合成分析法 此法采用正向思维方法 从已知原料入手 找出合成所需要的直接可间接的中间产物 逐步推向目标合成有机物 基础原料 中间体 中间体 目标化合物 正向合成分析法示意图 3 逆向合成分析法 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 基础原料 中间体 中间体 目标化合物 逆向合成分析法示意图 所确定的合成路线的各步反应 其反应
5、条件必须比较温和 并具有较高的产率 所使用物基础原料和辅助原料应该是低毒性 低污染 易得和廉价的 2C2H5OH 草酸二乙酯的合成 练习 用2 丁烯 乙烯为原料设计的合成路线 NaOHC2H5OH 1 逆合成分析 NaOH水 2 合成路线 Br2 O2 Cu O2 浓H2SO4 Br2 Br2 NaOH水 第四节有机合成 第二课时 预备知识回顾 1 烷烃 烯烃 炔烃的制法及其主要化学性质 产物还有CH2Cl2 CHCl3 CCl4等 烷烃及烷烃基的主要化学性质 注意反应条件为光照 减少C原子的方法 2 预备知识回顾 1 烷烃 烯烃 炔烃的制法及其主要化学性质 A B为X2 HX H2 H OH
6、 H CN等 3 预备知识回顾 1 烷烃 烯烃 炔烃的制法及其主要化学性质 C C和X2加成 往相邻碳上引入2个卤素原子 C C和HX加成 引入1个卤素原子 C C和水加成 引入一个羟基 OH C C和HCN加成 增长碳链 4 预备知识回顾 1 烷烃 烯烃 炔烃的制法及其主要化学性质 化学性质 和HX X2 H2 H2O HCN等加成 5 预备知识回顾 1 烷烃 烯烃 炔烃的制法及其主要化学性质 炔烃不完全加成 引入C C 如 乙炔和HCl反应生成CH2 CHCl 既引入了C C也引入了 X原子 CH CH和水加成产物为乙醛 引入醛基 或酮基 6 预备知识回顾 2 苯及其同系物的化学性质 写出
7、苯与液溴 浓硝酸和浓硫酸混合液 浓硫酸 氢气反应的化学方程式 思考 如何往苯环上引入 X原子 NO2 SO3H 如何将苯环转化为环己基 7 2 苯及其同系物的化学性质 写出甲苯与浓硝酸和浓硫酸混合液反应的化学方程式 甲苯可以被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸 此为往苯环上引入 COOH的方法 8 预备知识回顾 3 卤代烃的制取及其主要化学性质 引入一个卤素 X 原子 往相邻碳上引入2个卤素原子 9 预备知识回顾 3 卤代烃的制取及其主要化学性质 思考 1 如何引入C C 2 如何引入羟基 OH 化学性质 请写出溴乙烷分别和NaOH水溶液 NaOH醇溶液混合加热的化学方程式 并指出其反应类型 10
8、 预备知识回顾 3 卤代烃的制取及其主要化学性质 一卤代烃的消去反应引入C C 一卤代烃的水解引入 OH 11 预备知识回顾 4 醇 醛 羧酸 酯的相互转化及其化学性质 请以乙醇为例写出上述转化的化学方程式 思考 如何引入醇羟基 醛基 羧基 酯基 12 预备知识回顾 4 醇 醛 羧酸 酯的相互转化及其化学性质 乙醇的其它化学性质 写出化学方程式 和金属钠的反应 置换反应 分子间脱水生成二乙醚 取代反应 和HX的反应 取代反应 2Na 2C2H5OH 2C2H5ONa H2 HBr C2H5OH C2H5Br H2O 引入卤素原子的方法之一 13 预备知识回顾 4 醇 醛 羧酸 酯的相互转化及其
9、化学性质 乙醛的其它化学性质 写出化学方程式 和银氨溶液的反应 和新制Cu OH 2悬浊液的反应 此两反应为将醛基氧化为羧基的方法之一 14 5 酚的主要化学性质 写出化学方程式 苯酚与NaOH溶液的反应 酸碱中和 苯酚钠溶液中通入CO2气体 15 C6H5OH NaOH C6H5ONa H2O C6H5ONa CO2 H2O C6H5OH NaHCO3 预备知识回顾 较强酸制取较弱酸 5 酚的主要化学性质 写出化学方程式 苯酚与FeCl3溶液反应 显特征的紫色 酚羟基可与羧酸反应生成酯 如 CH3COOC6H5 16 苯酚与溴水的反应 取代反应 预备知识回顾 归纳总结及知识升华 思考 1 至
10、少列出三种引入C C的方法 2 至少列出三种引入卤素原子的方法 3 至少列出四种引入羟基 OH 的方法 4 在碳链上引入醛基和羧基的方法有 5 如何增加或减少碳链 17 归纳总结及知识升华 思考 1 至少列出三种引入C C的方法 1 卤代烃消去 2 醇消去 3 C C不完全加成等 18 归纳总结及知识升华 思考 2 至少列出三种引入卤素原子的方法 1 醇 或酚 和HX取代 2 烯烃 或炔烃 和HX X2加成 3 烷烃 苯及其同系物 和X2的取代等 19 归纳总结及知识升华 思考 3 至少列出四种引入羟基 OH 的方法 1 烯烃和水加成 2 卤代烃和NaOH水溶液共热 水解 3 醛 或酮 还原
11、和H2加成 4 酯水解 5 醛氧化 引入 COOH中的 OH 等 20 归纳总结及知识升华 思考 4 在碳链上引入醛基和羧基的方法有 醛基 1 R CH2OH氧化 2 乙炔和水加成 3 RCH CHR 适度氧化 4 RCHX2水解等 21 归纳总结及知识升华 思考 4 在碳链上引入醛基和羧基的方法有 羧基 1 R CHO氧化 2 酯水解 3 RCH CHR 适度氧化 4 RCX3水解等 22 归纳总结及知识升华 思考 5 如何增加或减少碳链 增加 酯化反应 醇分子间脱水 取代反应 生成醚 加聚反应 缩聚反应 C C或C C和HCN加成等 23 归纳总结及知识升华 思考 5 如何增加或减少碳链
12、减少 水解反应 酯水解 糖类 蛋白质 多肽 水解 裂化和裂解反应 脱羧反应 烯烃或炔烃催化氧化 C C或C C断开 等 24 学以致用 解决问题 问题一 阅读课本 以乙二酸二乙酯为例 说明逆推法在有机合成中的应用 分析 HO HO H H 请课后在学案中完成上述化学方程式 H2O 25 学以致用 解决问题 问题二 写出由乙烯制备乙酸乙酯的设计思路 并写出有关的化学方程式 乙烯 乙醇 乙醛 乙酸 乙酸乙酯 请课后在学案中完成相应的化学方程式 26 问题三 化合物A最早发现于酸牛奶中 它是人体内糖代谢的中间体 A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一 A在某催化剂的存在下进行氧化 其产物不能发生银镜反应 在
13、浓硫酸存在下 A可发生如下图所示的反应 试写出 1 化合物A B C的结构简式 2 化学方程式 A D A E 3 反应类型 A D A E 27 问题三分析 题中说 A的钙盐 可知A含 COOH 结合A的分子式 由A C知 A还含有 OH 由A在催化剂作用下被氧化的产物不能发生银镜反应可知 A的 OH不在碳链的末端 3个碳的碳链只有一种 C C C OH只能在中间碳上 综上 A的结构简式为 28 问题三分析 A的结构简式为 则B的结构简式为 则C的结构简式为 29 问题三分析 A的结构简式为 则A D的化学方程式为 反应类型 消去反应 30 问题三分析 A的结构简式为 对比A和E的分子式 我们发现E的C原子个数是A的2倍 推断可能是2分子的A反应生成E 再对比H和O原子发现 2A E 2H2O 结合A的结构简式 很明显是它们的羧基和醇羟基相互反应生成酯基 所以 31 问题三分析 将A的结构简式改写为 则A生成E可表示为 H2O H2O 即 C C C C O O 32 问题三分析 反应类型 酯化反应 33 学以致用 解决问题 习题1 以2 丁烯为原料合成 1 2 氯丁烷 2 2 丁醇 3 2 3 二氯丁烷 4 2 3 丁二醇 5 1 3 丁二烯 2 1 2 3 4 5 6 7 8
