《有机合成》课件

有机合成一、有机合成的过程1、有机合成的概念: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、有机合成的设计思路3、有机合成关键设计合成路线:即碳骨架的构建、官能团的引入和转化。碳链增长的途径：④醛酮与HCN加成①烯烃、炔烃的加聚反应⑤羟醛缩合②炔烃与HCN加成③卤代烃与NaCN、炔钠取代碳链缩短的途径：③石油的裂解和裂化①烯、炔被酸性KMnO4氧化②羧酸盐脱去羧基的反应成环（信息题）(1)形成碳环双烯成环(2)形成杂环通过酯化反应形成环酯开环（信息题）(1)断开碳环环烯氧化(2)断开杂环环酯水解5.（2004江苏）环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到（方程式中有机物用键线式表示，例如“||”表示CH2=CH2，“”表示CH2＝CH－CH＝CH2）：实验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化：5.环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到（方程式中有机物用键线式表示，例如“||”表示CH2=CH2，“”表示CH2＝CH－CH＝CH2）：＋实验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化：5.环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到（方程式中有机物用键线式表示，例如“||”表示CH2=CH2，“”表示CH2＝CH－CH＝CH2）：＋实验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化：CHO氧化现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环已烷：请按要求填空：(1)A的结构简式是；B的结构简式是；现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环已烷：请按要求填空：(1)A的结构简式是；B的结构简式是；现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环已烷：请按要求填空：(1)A的结构简式是；B的结构简式是；现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环已烷：请按要求填空：(1)A的结构简式是；B的结构简式是；CHO现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环已烷：(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型：反应④，反应类型；反应⑤，反应类型。现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环已烷：(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型：反应④，反应类型；反应⑤，反应类型。现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环已烷：(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型：反应④，反应类型；反应⑤，反应类型。现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环已烷：(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型：反应④，反应类型；反应⑤，反应类型。消去反应现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环已烷：(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型：反应④，反应类型；反应⑤，反应类型。消去反应现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环已烷：(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型：反应④，反应类型；反应⑤，反应类型。消去反应加成反应思考：用2-丁烯、乙烯为原料设计的合成路线OOOOoo引入碳碳双键的途径：①醇的消去反应②卤代烃的消去反应③炔烃，共轭二烯的加成④烷烃的裂化和裂解在碳链上引入卤原子的途径：①烯烃或炔烃与X2或HX加成②醇与HX发生取代反应③烷烃、芳香烃与X2发生取代反应在碳链上引入羟基的途径：③醛酮与H2加成①卤代烃碱性条件水解④羧酸被LiAIH4还原②烯烃与水加成⑤酯的水解在碳链上引入羰基的途径：①醇的催化氧化②乙炔水化得乙醛在碳链上引入羧基的途径：②醛的氧化①醇、烯烃、苯的同系物被酸性KMnO4氧化③氰基酸酸性条件下水解④酯的水解①不同官能团间的转换R—XR—OHRCHORCOOHRCOOR’②通过某种途径使一个官能团变为两个，如CH3CH2OHHOCH2CH2OH③通过某种途径使官能团的位置改变4、官能团的衍变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二.有机合成题的解题方法例1、从丙烯合成硝化甘油(三硝酸甘油酯)可采用下列四步反应,写出①、②、③、④各步反应的化学方程式,并分别注明其反应类型:①;②;③;④。2、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2C2H5OHC—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC—OHOO+例2；草酸二乙酯的合成H2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2C—HC—HOO反推法的思维途径：（1）首先确定所要合成的有机物属于何种类别，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。（2）以题中要求最终产物为起点，考虑这一有机物由甲经过一步反应而制得，如果甲不是所给的已知原料，再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应而制得，一直推导到题目中给定的原料为终点。三、有机合成遵循的原则1．所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离，避免采用副产物多的反应。如氯乙烷的制取2．发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少而简单。3．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事实，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。4．所选用的合成原料要易得，经济。例、以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到重要的化工产品增塑剂G。请完成下列各题：（1）写出反应类型：①④（2）写出反应条件：反应③⑥（3）反应②③的目的是?（4）写出反应⑤的化学方程式。（5）写出G的结构简式。练1、工业上用甲苯生产对―羟基苯甲酸乙酯，HO―C6H4―COOC2H5(一种常用的化妆品防腐剂)，其生产过程如下（反应条件未注明）如图所示（1）反应②和④的反应类型分别是；（2）写出反应③的化学方程式；（3）在合成线路中，设计③和⑥两步的目的是什么？CH3C=CH2CH2=C-COOH练2、CH3C=CH2Br2CH3C-CH2BrBrOH-CH3C-CH2OHOH[O]CH3C-COOHOHH2SO4浓CH2=C-COOH解：练3、已知：CH2=CH-CH=CH2+CH2=CH2ClCH2CH=CH2℃500Cl2CH3CH=CH2以丙烯、异戊二烯为原料合成COOHCH3COOHCH3CH3CH=CH2Cl2500℃CH2CH=CH2ClCH2=C-CH=CH2CH3CH3CH2ClCH2OHCH3NaOHH2OH2CH3CH2OH[O]解：练4．某芳香烃A有如下转化关系：回答下列问题：(1)写出反应类型：⑤___________，⑥_____________(2)写出结构简式：A___________，F_______________(3)写出反应的化学方程式：②________________________________________________⑦_______________________________________________(4)E有多种同分异构体，其中苯环、官能团的种类和数目都不变的同分异构体有______________种(E除外)练6、由2-甲基丙烯、甲醇等合成聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）CH3-C=CH2CH3Br2CH3-C-CH2BrBrNaOHH2OCH3-C-CH2OHOH[O]OHCH3-C-COOHH2SO4浓CH2=C-COOHCH3CH3CH3CH3CH3-CH2-C-COOCH3浓H2SO4CH3OHCH3CH2=C-COOCH3n解：已知丙二酸（HOOC—CH2—COOH）用P2O5脱水得到的主要产物分子式是C3O2；后者跟水加成，仍得丙二酸。C3O2是一种非常“活泼”的化合物，除能跟水加成生成丙二酸外，还能跟NH3、HCl、ROH（R为链烃基）等发生加成反应：（1）写出C3O2的结构简式。（2）写出C3O2分别跟HCl、CH3CH2OH发生加成反应的化学方程式；。CO+2NHHNCHNH323222→————COCO||||练5：练7、烷基苯在高锰酸钾的作用下，侧链被氧化成羧基。化合物A～E的转化关系如图所示，已知：A是芳香化合物，只能生成3种一溴化合物，B有酸性，C是常用增塑剂，D是有机合成的重要中间体和和常用化学试剂（D也可由其他原料催化氧化得到），E是一种常用的指示剂酚酞，结构如图写出A、B、C、D的结构简式。解析：本题意在对信息处理能力、羧酸变酸酐、酯化反应等的考查。运用化学反应环境联想法，可知道：A到B为信息反应，B到C为酯化反应，故答案为：ABCD练8、异氰酸酯R—N＝C＝O是一大类化合物的总称（其中R是烃基）。聚氨脂单体是异氰酸酯和含氨基、亚氨基＝NH、羟基—OH的化合物。官能团—N＝C＝O中的氮原子带有部分负电荷，碳原子上带有部分正电荷，跟含有的氨基、亚氨基＝NH和羟基—OH的化合物加成时，氢原子总是加在—N＝C＝O的氮原子上，而其他基团的氮原子或氧原子则加在碳原子上。试回答下列问题：（1）写出两个苯异氰酸酯分子发生聚合反应生成物的结构简式；（2）苯异氰酸酯跟“氨基甲酸酯”的反应为：生成物分子中的R1、R2、R3的结构简式依次为、、。（3）若单体2，6-甲基二异氰酸酯（下图）和1，3—丙二醇聚合，写出两者生成高聚物的化学方程式：。练9、感光高分子实施制作大规模集成电路不可缺少的材料，感光高分子在曝光是会发生二聚反应，生成不溶性的交联高分子硬化模。将未感光部分用溶剂或其他药品洗去，便可以制造集成电路等。常用的感光高分子有聚乙烯醇肉桂酸酯，它感光后的二聚交联高分子结构简式为（见下图）：（1）在感光前这种感光高分子（单分子）的结构简式为。（2）单分子的这种感光高分子材料可用肉桂酸（C6H5—CH=CH—COOH）与一种烃反应而得其单体。试推断这种烃与肉桂酸生成肉桂酸乙烯酯单体的化学方程式。7、类似于卤素X2与苯的同系物的反应，卤代烃亦可进行类似反应，如均三甲苯与氟乙烷的反应。它们的反应经历了中间体（Ⅰ）这一步，中间体（Ⅰ）为橙色固体，熔点－15℃，它是由负离子BF4－与一个六元环的正离子组成的，正离子中正电荷平均分配在除划*号碳原子以外的另五个成环的碳原子上，见下图（Ⅰ）虚线。（1）从反应类型看，反应A属于，反应B属于，全过程属于。（2）中间体（Ⅰ）中画*号的碳原子的立体构型与下列化合物中画*号碳原子接近的是（）A、*CH≡CHB、CH3*CH2CH3C、D、（3）模仿上题，完成下列反应（不必写中间体，不考虑反应条件，但要求配平）。①+→②（过量）+CHCl3——→③+→+HBr例：6－羰基庚酸是合成某些高分子材料和药物的重要中间体。某实验室以溴代甲基环己烷为原料合成6－羰基庚酸。请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案(注明反应条件)2、R-CNRCOOH，R-Cl+CN-RCN+Cl-，（R为烃基）。是重要的化工原料，它在一定条件下可发生以下变化：H2O(H+)（1）写出A、B、D的结构简式：A，BD。（2）写出下列化学方程式：③；④。（3）若E为环状化合物，则其结构简式。9、新近发现了烯烃的一个新反应，当烯烃（I）在苯中，用一特殊的催化剂处理时，歧化成(Ⅱ)和(Ⅲ)：对上述反应，提出两种机理（a和b）。机理a，转烷基化反应。机理b，转亚烷基化反应：试问，通过什么方法能确定这个反应机理？作业：1.准备新作业本（白纸暗格），复习课本（每日一节课，6个方程式，积累3道好题）。2.1套定时练习题。再见