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！,
