《【高中化学】有机合成课件 2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高中化学】有机合成课件 2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3.pptx（45页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、有机合成 有机合成的意义制备天然有机物，弥补自然资源的不足。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。合成自然界中不存在的有机物，满足人们生活需要。有机合成的概念 使用相对简单易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。一、有机合成的任务(1)与HCN发生加成反应炔烃与HCN的加成反应1.增长碳链（一）构建碳骨架原料分子中的碳原子 目标分子中的碳原子 少于引入含碳原子的官能团醛（或酮）与HCN的加成反应(2)加聚反应nCH2CH2 CH2-CH2 n一定条件下(3)酯化反应(4)分子间脱水C2H5OH+HOC2H5 C2H5OC2
2、H5+H2O浓H2SO4140 1818 O OCH3COH+HOC2H5 CH3COC2H5+H2O浓H2SO42.碳链缩短CCHRRRKMnO4HCORCOOHRRRCCHKMnO4HCO2RCOOHCHRRKMnO4HHOOC（1）烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳链缩短的羧酸或酮（2）炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳链缩短的羧酸或酮（3）芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳链缩短的羧酸。（5）水解反应酯的水解、蛋白质水解、多糖水解。（4）烷烃的裂化、裂解反应3.碳链成环（1）共轭二烯烃(含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃，如1,3丁二烯)与含碳碳双键的化合物在一定
3、条件下发生第尔斯阿尔德反应(DielsAlder reaction)，得到环加成产物，构建了环状碳骨架。1,3-丁二烯与丙烯酸反应:COOHCOOH123465123465+COOCH3COOCH3COOCH3COOCH3CH3+COOCH3COOCH3CH3（2）酯化成环（3 3）醇分子间脱水成环）醇分子间脱水成环1.碳碳双键的引入方法浓硫酸170 CH3CH2 OH CH2=CH2+H2O醇CH3CH2Br+NaOH CH2=CH2+NaBr+H2O CHCH+H2 CH2=CH2NiCHCH+HCl CH2=CHCl（二）有机合成的主要任务二引入官能团（1）醇或卤代烃的消去反应（2）炔烃
4、的不完全加成反应 2.碳卤键的引入方法CH4 Cl2 CH3Cl HCl光光CH3Cl2CH2ClHCl试剂：X2、HX（1）烷烃、苯及苯的同系物、醇或酚的取代反应 2.碳卤键的引入方法 试剂：X2、HXCH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O（浓溶液）3Br2 3HBr（过量）OHOHBrBrBr（1）烷烃、苯及苯的同系物、醇或酚的取代反应（2）烯烃或炔烃的加成反应 CH3CHCH2Br2 CH3CHBrCH2Br CH3CHCH2HCl CH3CHClCH3(主要产物)CHCH+HCl CH2=CHCl CHCH+2Br2CHBr2CHBr2 2.碳卤键的引入方法3.羟基的引入方
5、法（1）烯烃与水、醛(酮)与H2、羟醛缩合等的加成反应 CH3CHCH2H2O CH3CH(OH)CH3催化剂加热、加压催化剂CH3CH2OH CH3CHO H2OCCH3CH3H2催化剂OHCHCH3CH3催化剂CH3CCH2CHOOHHCH3CHO+CH3CHO=CH3CH2CH2Cl+NaOH CH3CH2CH2OH+NaCl 水CH3COOC2H5NaOH CH3COONaC2H5OHCH3COOC2H5H2O CH3COOHC2H5OH稀硫酸（2）卤代烃、酯等的水解（取代反应）另外：酚盐溶液与CO2、HCl等反应+NaClOH+HCl ONa+NaHCO3OH+CO2+H2O ONa
6、4.碳氧双键（羰基或醛基）的引入方法（1）烯烃、醇的氧化反应2CH2CH2+O2 2CH3CHO一定条件Zn/H2OO3OHCCH2CH2CH2CH2CHOCH2CHC=CHCH3CH3CO2+HOOCC=O+HOOCCH3CH34.碳氧双键（羰基或醛基）的引入方法（1）烯烃、醇的氧化反应 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O Cu/Ag2RCHRO2催化剂2RCR2H2OOOH（2）炔烃水化（加成反应）催化剂CHCHH2O CH3CHO5.羧基的引入方法2CH3CHO O22CH3COOH催化剂KMnO4HRCHCH2 RCOOH+CO2CHRRKMnO4HHOOCRCOOH
7、RCCH（1）醛、烯(炔)烃、苯的同系物、伯醇的氧化反应KMnO4HRCH2OH RCOOH（2）酯、酰胺、RCN的水解（取代反应）CH3COOC2H5H2O CH3COOHC2H5OH稀硫酸CH3CH2CN CH3CH2COOH6.酯基的引入方法酯化反应CH3COOHC2H5OH CH3COOC2H5H2O浓硫酸酰氯醇解OCCl CH3 CH3OH无水操作OCOCH3HClCH3【官能团保护】下列两个有机合成设计流程有何特点？其设计的目的是什么？保护羰基不被反应保护酚羟基不被氧化（三）官能团的保护 含多个官能团的有机化合物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响，此时先将其转化为不受该反应影
8、响的其他官能团，反应后再转化复原。1.醇羟基的保护 先将羟基转化为醚键，使醇转化为在一般反应条件下比较稳定的键。相关合成反应结束后，再在一定条件下脱除起保护作用的基团(保护基)，恢复羟基。因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(酯基或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为OCH3COOHOHCOOHCH3IKMnO4/HHOCH3CH3OHCH32.酚羟基的保护 碳碳双键易加成，易被O3、H2O2、酸性高锰酸钾等氧化，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将其转变为碳碳双键。3.碳碳双键的保护CCH
9、XCCXHNaOH/醇CCCCH2OCCOHH浓硫酸CC4.醛基的保护醛基可被弱氧化剂氧化，为避免在反应过程中受到影响，保护一般是把醛基制成缩醛，最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)。缩醛也可以先生成醇，然后再氧化恢复。5.氨基(-NH2)的保护胺基易被O2、O3、H2O2等氧化，一般采用下列方法保护。CH3浓硝酸浓硫酸，加热CH3NO2KMnO4/HCOOHNO2Fe/HClCOOHNH2用甲苯制备对氨基苯甲酸，先氧化甲基后还原为氨基。(四)官能团的转化(种类、数目和位置的变化)1.官能团种类变化（1）有机合成题是中学化学常见题型,“乙烯辐射一大片,醇、醛、酸、酯一条线”是有机合成的基本思
10、路。(2)先消去后加成。使官能团转换位置或数目增多一般都采取先消去后加成的方法。可以由醇或卤代烃先发生消去反应,再与HX、X2或H2O发生加成反应。【实战】某有机物的结构简式如下，则此有机物可发生的反应类型有_(填序号)。取代反应加成反应消去反应酯化反应水解反应氧化反应中和反应显色反应银镜反应还原反应加聚反应硝化反应解析：该有机物含有碳碳双键，可以发生加成、加聚、氧化等，含有羧基可以发生中和、酯化（取代）等；含有酯基可以发生水解反应（取代）；含有酚OH，可以发生取代，显色；含有醇OH可发生消去、酯化（取代）。含有CHO可发生银镜反应（氧化）、氧化反应和还原反应。含有苯环氢原子可发生硝化（取代）
11、、加成等。碳碳双键C=C-CC-碳碳三键碳卤键CX OH醇羟基O=CH醛基O=COH羧基O=COR酯基12111314如三种方法：HOCl、HX、X22.官能团数目变化消去 加成CH3CH2-Br CH2=CH2CH2Br-CH2Br3.官能团位置变化CH3CH2CH2OH CH3CH=CH2CH3CH-CH3Br消去HBrCH3CH-CH3OH水解CH3CH2OH消去CH2=CH2加Br2CH2BrCH2BrHOCH2CH2OH水解4.官能团的消除加成反应（1）消除不饱和键（2）消除羟基 取代、消去、酯化、氧化（3）消除醛基、酮羰基加成、氧化（4）消除碳卤键消去、水解（5）消除酯基、酰胺基
12、水解【实战】由苯酚制取A B C D时，最简便的流程需要下列哪些反应其正确的顺序是()取代；加成；氧化；消去；还原B-OH-OH-Br-Br加成消去加成取代一、有机合成路线的设计与实施（一）有机合成的设计基础原料辅助原料中间体 副产物辅助原料中间体 副产物辅助原料目标化合物1.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或间接的中间产物，逐步推向目标化合物。碳骨架和官能团等方面的异同的比较设计合理方案用 合成(无机试剂任选，用反应流程图表示，并注明反应条件)。提示：RCH=CH2 RCH2-CH2-Br HBr2.逆向合成分析法 采用逆向思维方法，从产物出发，由后向
13、前推，先找出产物的前一步原料（中间体），并同样找出它的前一步原料，如此继续直至到达简单的初始原料为止。COCOOC2H5OC2H5COCOOHOHCH3CH2OHCH2CH2ClClCH2CH2OHOHCH2=CH2CH2=CH2【逆合成分析】以乙烯合成乙二酸二乙酯。【合成路线】苯甲酸苯甲酯 是一种有水果香气的食品香料。请以甲苯为基础原料，使用逆合成分析法设计它的合成路线。【逆合成分析】【合成路线】3.综合比较法 采用综合思维的方法,将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较,从而得到最佳合成路线。（二）有机合成路线设计的原则、主要装置1.设计原则成本低：原料、溶剂和催化剂尽可能价廉易得、低毒。
14、产率高：合成步骤较少，副反应少，反应产率高。反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯。要贯彻“绿色化学”理念，选择最佳合成路线，污染排放少，以较低的经济成本和环境代价得到目标产物。假定如下两个工艺涉及的反应和合成路线的每一步反应的产率均为70%，请计算并比较这两种合成路线的总产率。方案1整个合成路线生成CH3COOH的总产率为70%70%70%34.3%，低于方案2乙烯直接氧化成乙酸的产率（70%），因此，合成步骤应尽可能少，以提高产率。（1）CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH70%70%70%（2）CH2=CH2+O2CH3COOH催化剂70%总产率计算多步反应一次计算H2C=CCOOHCH3A BC93.0%81.7%85.6%90.0%COOHHSCH2CHCONCH3总产率=93.0%81.7%90.0%85.6%=58.54%原料目标产物2.有机合成常用装置球形冷凝管 温度计恒压滴液漏斗三颈烧瓶 作业1.及时结合学案复述、回顾、复习授课内容。2.完成课本相关作业，做在课本上。3.完成教辅书上自选的5道题或以上。