選修五第三章烴的含氧衍生物有機(jī)合成高二年級(jí)化學(xué)主講人石毅天津市第三中學(xué)天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源聚丙烯防護(hù)服聚碳酸酯護(hù)目鏡聚酯纖維無(wú)紡布口罩乳膠醫(yī)用手套1.能列舉有機(jī)合成的目的、流程和基本原則2.能推斷目標(biāo)化合物分子碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化3.能初步使用逆合成分析法合理設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線學(xué)習(xí)目標(biāo)：天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源德國(guó)化學(xué)家維勒人工合成尿素天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源制備天然有機(jī)物，以彌補(bǔ)自然資源的不足；對(duì)天然有機(jī)物進(jìn)行局部的結(jié)構(gòu)改造和修飾，使其性能更加完美。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源有特定性質(zhì)的、自然界并不存在的有機(jī)物，以滿足人類(lèi)的特殊需要。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源有機(jī)合成的威力是在“老的自然界旁邊”建立起一個(gè)“新的自然界”。有機(jī)化學(xué)家伍德沃德天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源有機(jī)合成的概念

有機(jī)合成是利用簡(jiǎn)單、易得的原料，通過(guò)有機(jī)反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源有機(jī)合成的任務(wù)天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源目標(biāo)化合物分子碳骨架的構(gòu)建官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化C=CR-OHR-XR-C-HR-C-OHOO有機(jī)合成的過(guò)程基礎(chǔ)原料輔助原料副產(chǎn)物副產(chǎn)物中間體天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源副產(chǎn)物副產(chǎn)物中間體中間體輔助原料輔助原料目標(biāo)化合物三頸燒瓶溫度計(jì)恒壓漏斗球形冷凝管有機(jī)合成反應(yīng)的一種裝置天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源

有機(jī)合成的思路是通過(guò)反應(yīng)構(gòu)建目標(biāo)產(chǎn)物的碳骨架、引入或轉(zhuǎn)化所需的官能團(tuán)。通過(guò)下面的思考與交流，用我們所學(xué)習(xí)的有機(jī)反應(yīng)，列出下列官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化的方法。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源引入碳碳雙鍵C=C的方法（1）某些醇的消去CH3CH2OH濃硫酸170℃

CH2=CH2↑+H2O天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源引入碳碳雙鍵C=C的方法（1）某些醇的消去CH3CH2OH濃硫酸170℃

CH2=CH2↑+H2O醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2O

CH3CH2Br+NaOH（2）某些鹵代烴的消去天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源（3）炔烴不完全加成：CH≡CH+H2

CH2=CH2

催化劑△天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源CH≡CH+HClCH2=CH—Cl催化劑△（1）烴與鹵素單質(zhì)的取代CH4+Cl2

CH3—Cl+HCl光照引入鹵素原子（-X)的方法:天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源+Br2FeBr3Br+HBr（2）不飽和烴與

HX或

X2加成CH2=CH2+Br2

CH2—CH2天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源BrBr（2）不飽和烴與

HX或

X2加成CH2=CH2+Br2

CH2—CH2（3）醇與

HX

取代C2H5OH+HBr

C2H5Br+H2O△天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源BrBr（1）烯烴與水的加成CH2=CH2+H2O

CH3CH2OH催化劑引入羥基（-OH)的方法：天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源（1）烯烴與水的加成CH2=CH2+H2O

CH3CH2OH催化劑（2）醛(酮)與氫氣加成CH3CHO

+H2

CH3CH2OH催化劑Δ引入羥基（-OH)的方法：天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源CH3—C—CH3

+H2

CH3—CH—CH3催化劑ΔOOH（3）鹵代烴的水解C2H5—Br+NaOHC2H5—OH+NaBr水△天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源（3）鹵代烴的水解C2H5—Br+NaOHC2H5—OH+NaBr水△（4）酯的水解稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O△天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源同學(xué)們思考如何利用所學(xué)知識(shí)引入醛基、羧基？天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源官能團(tuán)種類(lèi)變化:CH3CH2—Br水解CH3CH2—OH氧化CH3—CHO官能團(tuán)種類(lèi)、數(shù)目、位置變化氧化CH3—COOH酯化CH3—COOCH3天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源官能團(tuán)數(shù)目變化:CH3CH2—BrCH2=CH2Br2CH2—CH2BrBr天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源NaOH

醇△官能團(tuán)數(shù)目變化:CH3CH2—BrCH2=CH2Br2CH2—CH2官能團(tuán)位置變化:CH3CH2CH2—BrCH3CH=CH2HBrCH3CH—CH3BrBrBr天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源NaOH

醇△NaOH

醇△還原水解酯化酯R-COO-R'羧酸R-COOH醛R-CHO醇R-OH鹵代烴

R-Cl氧化氧化水解烯烷炔

各類(lèi)官能團(tuán)之間的相互轉(zhuǎn)化天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源有機(jī)合成思路：從已知原料入手，找出合成所需要的直接和間接的中間產(chǎn)物，逐步推向目標(biāo)合成有機(jī)物。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源哈佛大學(xué)的研究小組經(jīng)過(guò)8年努力，完成了?？舅氐暮铣?。這是有機(jī)化學(xué)100多年來(lái)積極探索、不斷積累的結(jié)果，它的成功預(yù)示著有機(jī)合成步入新的輝煌。分子式是C129H223N3O54天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源

基礎(chǔ)原料中間體中間體目標(biāo)化合物逆合成分析法示意圖是將目標(biāo)化合物倒退一步，尋找上一步反應(yīng)的中間體，該中間體同輔助原料反應(yīng)可以得到目標(biāo)化合物。逆合成分析法：天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源

所確定合成路線的各步反應(yīng)，其反應(yīng)條件必須比較溫和，并具有較高的產(chǎn)率，所用的基礎(chǔ)原料和輔助原料應(yīng)該是低毒性、低污染、易得和廉價(jià)的。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源合成路線遵循的原則：

逆合成分析法的基本思維、順序是從目標(biāo)入手，找到上一部的中間產(chǎn)物，逐漸推向原料的一種辦法。它是一個(gè)利用逆向思維的方法對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行分析，找到它與原料之間的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源??伊萊亞斯

●詹姆斯

●

科里

EliasJamesCorey??1967年提出了“逆合成分析原理”，將有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)技巧藝術(shù)的變成了有嚴(yán)格思維邏輯的科學(xué)。他所提出的有機(jī)合成理論及方法，促進(jìn)了有機(jī)合成化學(xué)的飛速發(fā)展，獲得了1990年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源2C2H5OHC——OC2H5C——OC2H5OOC——OHC——OHOO+如：以乙烯為原料合成草酸二乙酯天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源草酸二乙酯分子中含有兩個(gè)酯基，按照酯化反應(yīng)的規(guī)律，我們將酯基斷開(kāi)，可以得到草酸和兩分子的乙醇。說(shuō)明目標(biāo)化合物可由兩分子的乙醇和一分子草酸通過(guò)酯化反應(yīng)得到。C——OHC——OHOOCH2—OHCH2—OH根據(jù)我們學(xué)過(guò)的知識(shí)，羧酸可以由醇氧化得到，草酸的前一步的中間體應(yīng)該是乙二醇。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源乙二醇的前一步中間體是1,2-二氯乙烷，1,2-二氯乙烷則可以通過(guò)乙烯的加成反應(yīng)得到。CH2—OHCH2—OHCH2—ClCH2—ClCH2CH2天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源根據(jù)以上逆合成分析，可以確定合成草酸二乙酯的基礎(chǔ)原料為乙烯，通過(guò)以下五步反應(yīng)合成：1.CH2=CH2+H2O催化劑CH3-CH2-OH天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源根據(jù)以上逆合成分析，可以確定合成草酸二乙酯的基礎(chǔ)原料為乙烯，通過(guò)以下五步反應(yīng)合成：1.CH2=CH2+H2O催化劑CH3-CH2-OH2.CH2=CH2+Cl2CH2-CH2ClCl天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源3.+2NaOH+2NaClCH2-CH2ClClCH2-CH2OHOHH2O天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源△3.+2NaOH+2NaClCH2-CH2ClClCH2-CH2OHOHH2O天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源4.

CH2-CH2OHOH【O】HO—C—C—OHOO△3.+2NaOH+2NaClCH2-CH2ClClCH2-CH2OHOHH2O天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源4.

CH2-CH2OHOH【O】HO—C—C—OHOO5.

HO—C—C—OH+2CH3-CH2-OHOOC2H5O—C—C—OC2H5+2H2OOO濃H2SO4△△

根據(jù)有機(jī)反應(yīng)的特點(diǎn)，每一步反應(yīng)一般產(chǎn)率都不是百分之百，在有機(jī)合成的多步反應(yīng)過(guò)程中，每一步反應(yīng)都有各自的產(chǎn)率，不同步驟的產(chǎn)率都會(huì)對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的最終產(chǎn)率帶來(lái)影響。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源H2C=C—COOHCH3ABC93.0%81.7%85.6%90.0%COOHHSCH2CHCO—NCH3總產(chǎn)率=93.0%×81.7%×90.0%×85.6%=58.54%天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源多步合成產(chǎn)率的計(jì)算方法：①②③④

通過(guò)這個(gè)例子我們可以總結(jié)出，多步遞進(jìn)反應(yīng)的總產(chǎn)率，等于每一步反應(yīng)產(chǎn)率的乘積。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源鞏固與提升：由環(huán)己烷為原料制備二乙酸-1,4-環(huán)己二醇酯天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源（1）光照Cl（2）NaOH乙醇AB（3）Cl2（4）（5）BrBr（6）H2催化劑C（7）NaOH水D（8）濃硫酸CH3COOHOOCCH3OOCCH3ClClNaOH乙醇Br2BrBrHOOH試判斷A-D各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及(4)、(5)兩步的反應(yīng)條件：△△△△Cl2E制備課后拓展訓(xùn)練：

本節(jié)課開(kāi)始提到的聚酯纖維材質(zhì)的醫(yī)用口罩，化學(xué)成分為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。它是由對(duì)二甲苯和乙烯為原料制備的，大家課后思考一下，利用今天我們所學(xué)的知識(shí)如何制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。天津市春季學(xué)期中小學(xué)精品課程資源

有機(jī)合成應(yīng)遵循的原則

（1）起始原料要廉價(jià)、易得、低毒、低污染。

（2）步驟最少的合成路線，步驟少，則產(chǎn)率高。

（3）合成路線要符合滿足“綠色、環(huán)?！钡囊?。