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人教版化学选修5课件:3-4-2《有机合成》(54张ppt)

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,CHCH,CH2=CHC

2、l,CH3-CH2-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

3、原。,a.官能团种类变化:,CH3CH2-Br,水解,CH3CH2-OH,氧化,CH3-CHO,b.官能团数目变化:,CH3CH2-Br,消去,CH2=CH2,加Br2,CH2BrCH2Br,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+O2 2CH3CHO+2H2O,3)醇与HX取代,2)不饱和烃与HX或X

4、2加成,引入羟基(OH),1)烯烃与水的加成,2)醛(酮)与氢气加成,3)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

5、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。,2 C2H5OH,+,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,NaOH C2H5OH,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

6、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,AB为X2、HX、H2、HOH、HCN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

7、,既引入了C=C也引入了X原子; CHCH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

8、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,【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):

9、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

10、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) CC不完全加成等,18,【归纳总结及

11、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(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) RCH2OH氧化 (2) 乙炔和水加成 (3) RCH=CHR 适度氧化 (4) RCH

12、X2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) RCHO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CC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?,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CC断开)等,24,【学以致用解决问题 】,问题一,阅读课本,以

13、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:AD ,AE 。 (3) 反应

14、类型:AD ,AE 。,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AC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:CCC,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AD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: 2AE=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),再见!,