高中第四节 有机合成教课内容ppt课件

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1.能记住有机化学反应的主要类型:取代反应、加成反应、消去反应的原理及应用,初步学会引入各官能团的方法。2.在掌握各类有机物的性质、反应类型、相互转化的基础上,初步学会设计合理的有机合成路线。3.会运用逆合成分析法分析有机合成中的相关问题。
一、有机合成的过程1.有机合成的定义有机合成是指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。2.有机合成的思路通过有机反应构建目标化合物的分子骨架,并引入或转化所需的官能团。
3.官能团的引入或转化方法(1)引入碳碳双键的方法。①卤代烃的消去,②醇的消去,③炔的不完全加成。(2)引入卤素原子的方法。①醇(或酚)的取代,②烯烃(或炔烃)的加成,③烷烃(或苯及苯的同系物)的取代。(3)引入羟基的方法。①烯烃与水的加成,②卤代烃的水解,③酯的水解,④醛的还原。4.有机合成过程示意图
二、有机合成的分析方法1.有机合成分析方法正合成分析法、逆合成分析法、综合分析法。2.逆合成分析法(1)逆合成分析法示意图。目标化合物⇒中间体⇒中间体 基础原料(2)用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成。①每个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,得到草酸和两分子乙醇,说明目标化合物可由乙醇和草酸通过酯化反应得到:
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:③乙二醇的前一步中间体是1,2-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷可通过乙烯的加成反应而得到:
④乙醇通过乙烯与水的加成得到。根据以上分析,合成步骤如下(用化学方程式表示):
一、有机合成过程中官能团的引入、转化和消除1.官能团的引入(1)卤素原子的引入方法。①烃与卤素单质的取代反应。例如:
②不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应。例如:
③醇与氢卤酸的取代反应。例如:R—OH+HX R—X+H2O
(2)羟基的引入方法。①醇羟基的引入方法。Ⅰ.烯烃水化生成醇。例如:Ⅱ.卤代烃在强碱性水溶液中水解生成醇。例如:Ⅲ.醛或酮与氢气加成生成醇。例如:
Ⅳ.酯水解生成醇。例如:②酚羟基的引入方法。Ⅰ.酚钠盐溶液中通入CO2生成酚。例如:Ⅱ.苯的卤代物水解生成苯酚,例如:
(3)碳碳双键和碳氧双键的引入方法。①碳碳双键的引入。Ⅰ.醇的消去反应引入碳碳双键。例如:Ⅱ.卤代烃的消去反应引入碳碳双键。例如:Ⅲ.炔烃与氢气、卤化氢、卤素单质加成(限制物质的量)可得到碳碳双键。例如:
3.从分子中消除官能团的方法(1)经加成反应消除不饱和键。(2)经取代、消去、酯化、氧化等反应消除—OH。(3)经加成或氧化反应消除—CHO。(4)经水解反应消除酯基。(5)通过消去或水解反应可消除卤原子。
二、有机合成遵循的原则及合成路线的选择1.有机合成遵循的原则(1)起始原料要价廉、易得、低毒性、低污染。通常选用分子中四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。(2)应尽量选择步骤最少的合成路线。为减少合成步骤,应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少,产率越高。(3)合成路线要符合“绿色、环保”的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使之结合到目标化合物中,力求达到零排放。(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
(5)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。综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息,掌握正确的思维方法。有时则要综合运用正推或逆推的方法导出最佳的合成路线。
知识点1 官能团的引入和消去【例题1】 由环己烷可制备1,4-环己醇的二醋酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略去):
其中有3步属于取代反应、2步属于消去反应、3步属于加成反应。反应①、　　　　和　　　　属于取代反应。反应　　　　是羟基的引入,反应　　　　和　　　　是消去反应。化合物的结构简式是:B　　　　、C　　　　。反应④所用试剂和条件是　　　　。 解析:合成目标产物是1,4-环己醇的二醋酸酯,通过正向合成,可以逐步推出各步未知的中间产物及反应类型。
答案:⑥　⑦　⑥　②　④NaOH醇溶液,加热
点拨解该类题,需准确掌握取代、加成、消去反应的含义,认真审题,注意从结构、组成上对比上、下步物质的差别,从而确定反应物、反应条件、反应类型及产物。尤其要熟练掌握反应的特征条件,如碱的醇溶液、加热为卤代烃消去反应的特征条件,碱的水溶液、加热为卤代烃水解反应的特征条件,X2、光照为烷烃取代反应的特征条件等。这些特征条件可作为有机物合成题的突破口。
知识点2 有机合成路线的选择【例题2】 (2015全国Ⅰ)A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示:
回答下列问题:(1)A的名称是　　　,B含有的官能团是　　　　　　　。 (2)①的反应类型是　　　　　　,⑦的反应类型是　　　　。 (3)C和D的结构简式分别为　　　　　　　、　　　　　　　　　。 (4)异戊二烯分子中最多有　　　　　　　个原子共平面,顺式聚异戊二烯的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　。 (5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填结构简式)。 (6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线　　　　　　　　　　　　　。