【大纲版创新设计】2011届高考化学一轮复习 第三节 有机合成课件 新人教版.ppt
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1、1. 烃和烃的衍生物的综合应用。烃和烃的衍生物的综合应用。2了解有机合成的一般方法。了解有机合成的一般方法。 第三节第三节 有机合成有机合成1有机合成的过程有机合成的过程(1)有机合成是指利用有机合成是指利用 、 的原料,通过有机反应,生成具有的原料,通过有机反应,生成具有 和和 的有机物的过程。的有机物的过程。(2)有机合成遵循的原则有:有机合成遵循的原则有:起始原料要价廉、易得、低毒性、低污染;起始原料要价廉、易得、低毒性、低污染;合成路线简捷,易于分离,产率合成路线简捷,易于分离,产率 ;条件适宜,操作条件适宜,操作 ,能耗低,易于实现。,能耗低,易于实现。简单简单易得易得特定结构特定结
2、构功能功能较高较高简便简便(3)有机合成的任务包括目标化合物有机合成的任务包括目标化合物 的构建和的构建和 的转化。的转化。(4)有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料,通过有机反应连上官能团或有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料,通过有机反应连上官能团或一段碳链,得到一个中间体;在此基础上利用中间体上的官能团,加上辅助原料,一段碳链,得到一个中间体;在此基础上利用中间体上的官能团,加上辅助原料,进行第二步反应,合成第二个中间体进行第二步反应,合成第二个中间体经过多步反应,按照目标化合物的要求,经过多步反应,按照目标化合物的要求,合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。其合成过
3、程示意图如下:合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。其合成过程示意图如下:分子骨架分子骨架官能团官能团2有机合成的方法有机合成的方法正逆合成分析法正逆合成分析法(1)有机合成的方法包括有机合成的方法包括 分析法和分析法和 分析法等。分析法等。(2)正向合成分析法是从已知的原料入手,找出合成所需要的直接或间接的正向合成分析法是从已知的原料入手,找出合成所需要的直接或间接的 ,逐步推向合成的目标有机物,其合成示意图是:,逐步推向合成的目标有机物,其合成示意图是: (3)逆向合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。它是将目标逆向合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。
4、它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的化合物倒退一步寻找上一步反应的 ,该中间体同辅助原料反应可以得到,该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物,而这个中间体,又可以由上一步的中间体得到,依次类推,最后目标化合物,而这个中间体,又可以由上一步的中间体得到,依次类推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线确定最适宜的基础原料和最终的合成路线(如下图所示如下图所示):正向合成正向合成逆向合成逆向合成 中间体中间体中间体中间体有机合成题的解题思路是什么?有机合成题的解题思路是什么?提示:提示:有机合成题的解题思路是:有机合成题的解题思路是:(1)(1)首先要正确判断要合成的有机物的类别,它含有哪
5、几种官能团,与哪些知首先要正确判断要合成的有机物的类别,它含有哪几种官能团,与哪些知识和信息有关;识和信息有关;(2)(2)其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律,尽可能合理地把目标化合其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律,尽可能合理地把目标化合物分成若干片断,或寻找官能团的引入、转换、保护方法,或设法将各片物分成若干片断,或寻找官能团的引入、转换、保护方法,或设法将各片断拼接衍变,尽快找出合成目标化合物的关键;断拼接衍变,尽快找出合成目标化合物的关键;(3)最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较,选择出最佳最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较,选择
6、出最佳的合成方案。的合成方案。其解题思路可简要列如下表:其解题思路可简要列如下表:1取代反应取代反应(1)取代反应指的是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所取代反应指的是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。代替的反应。(2)烃的卤代、芳香烃的硝化或磺化、卤代烃的水解、醇分子间的脱水反应、烃的卤代、芳香烃的硝化或磺化、卤代烃的水解、醇分子间的脱水反应、醇与氢卤酸的反应、酚的卤代、酯化反应、酯的水解和醇解以及蛋白质的水醇与氢卤酸的反应、酚的卤代、酯化反应、酯的水解和醇解以及蛋白质的水解等都属于取代反应。解等都属于取代反应。(3)在有机合成中,利用卤代烷的取代
7、反应,将卤原子转化为羟基、氨基等官在有机合成中,利用卤代烷的取代反应,将卤原子转化为羟基、氨基等官能团,从而制得用途广泛的醇、胺等有机物。能团,从而制得用途广泛的醇、胺等有机物。 2加成反应加成反应(1)加成反应指的是有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团相互结合加成反应指的是有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团相互结合生成新化合物的反应。生成新化合物的反应。(2)能与分子中含碳碳双键、碳碳叁键等有机物发生加成反应的试剂有氢气、卤能与分子中含碳碳双键、碳碳叁键等有机物发生加成反应的试剂有氢气、卤素单质、氢卤酸、水等。素单质、氢卤酸、水等。此外,苯环的加氢,醛、酮与此外,苯环的加氢
8、,醛、酮与H2、X2、HX、HCN、NH3等的加成,也是必须等的加成,也是必须掌握的重要的加成反应。掌握的重要的加成反应。(3)加成反应过程中原来有机物的碳骨架结构并未改变,这一点对推测有机物的结构加成反应过程中原来有机物的碳骨架结构并未改变,这一点对推测有机物的结构很重要。很重要。(4)利用加成反应可以增长碳链,也可以转换官能团,在有机合成中有广泛的应用。利用加成反应可以增长碳链,也可以转换官能团,在有机合成中有广泛的应用。 3消去反应消去反应(1)消消去反应指的是在一定条件下,有机物脱去小分子物质去反应指的是在一定条件下,有机物脱去小分子物质(如如H2O、HX等等)生成分子生成分子中含双键
9、或叁键的不饱和有机物的反应。中含双键或叁键的不饱和有机物的反应。(2)醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握的消去反应。醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握的消去反应。 醇分子内脱水:醇分子内脱水:卤代烃脱卤化氢:卤代烃脱卤化氢:(主主)(3)卤代烃发生消去反应时,主要是卤素原子与相邻碳原子上含氢较少的碳原子卤代烃发生消去反应时,主要是卤素原子与相邻碳原子上含氢较少的碳原子上的氢一起结合生成卤化氢脱去。如果相邻碳原子上无氢原子,则不能发生消上的氢一起结合生成卤化氢脱去。如果相邻碳原子上无氢原子,则不能发生消去反应。如去反应。如 发生消去反应时主要生成发生消去反应时
10、主要生成 也有少量的也有少量的(CH3)2CHCH=CH2生成生成,而,而CH3X和和(CH3)3CCH2X却不能发生却不能发生消去反应。消去反应。(4)醇类发生消去反应的规律与卤代烃的消去规律相似,但反应条件不同,醇类发醇类发生消去反应的规律与卤代烃的消去规律相似,但反应条件不同,醇类发生消去反应的条件是浓硫酸、加热,而卤代烃发生消去反应的条件是浓生消去反应的条件是浓硫酸、加热,而卤代烃发生消去反应的条件是浓NaOH、醇、醇、加热加热(或或NaOH的醇溶液,的醇溶液,),要注意区分。,要注意区分。(5)在有机合成中,利用醇或卤代烷的消去反应可以在碳链上引入双键、叁键等不在有机合成中,利用醇或
11、卤代烷的消去反应可以在碳链上引入双键、叁键等不饱和键。饱和键。4.有机化学中的氧化反应和还原反应有机化学中的氧化反应和还原反应(1)有有机化学中,通常将有机物分子中加入氧原子或脱去氢原子的反应称为氧化机化学中,通常将有机物分子中加入氧原子或脱去氢原子的反应称为氧化反应,而将有机物分子中加入氢原子或脱去氧原子的反应称为还原反应。反应,而将有机物分子中加入氢原子或脱去氧原子的反应称为还原反应。(2)在氧化反应中,常用的氧化剂有在氧化反应中,常用的氧化剂有O2、酸性、酸性KMnO4溶液、溶液、O3、银氨溶液和新制、银氨溶液和新制的的Cu(OH)2悬浊液等;在还原反应中,常用的还原剂有悬浊液等;在还原
12、反应中,常用的还原剂有H2、LiAlH4和和NaBH4等。等。 (3)有机物的燃烧、有机物被空气氧化、有机物被酸性有机物的燃烧、有机物被空气氧化、有机物被酸性KMnO4溶液氧化、醛基被溶液氧化、醛基被银氨溶液和新制的银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液氧化、烯烃被臭氧氧化等都属于氧化反应;而悬浊液氧化、烯烃被臭氧氧化等都属于氧化反应;而不饱和烃的加氢、硝基还原为氨基、醛基或酮基的加氢、苯环的加氢等都属于还不饱和烃的加氢、硝基还原为氨基、醛基或酮基的加氢、苯环的加氢等都属于还原反应。原反应。(4)利用氧化反应或还原反应,可以转变有机物的官能团,实现醇、醛、羧酸等利用氧化反应或还原反应,可以转变有
13、机物的官能团,实现醇、醛、羧酸等物质间的相互转化。如:物质间的相互转化。如: 5加聚反应加聚反应(1)相相对分子质量小的化合物对分子质量小的化合物(也叫单体也叫单体)通过加成反应互相聚合成为高分子化合通过加成反应互相聚合成为高分子化合物的反应叫做加聚反应。物的反应叫做加聚反应。(2)加聚反应的特点是:加聚反应的特点是:链节链节(也叫结构单元也叫结构单元)的相对分子质量与单体的相对分子质量的相对分子质量与单体的相对分子质量(或相对分子质量或相对分子质量和和)相等。相等。产物中仅有高聚物,无其他小分子生成,但生成的高聚物由于产物中仅有高聚物,无其他小分子生成,但生成的高聚物由于n值不同,是混合值不
14、同,是混合 物物(注意!注意!)。实质上是通过加成反应得到高聚物。实质上是通过加成反应得到高聚物。(3)加聚反应的单体通常是含有加聚反应的单体通常是含有 键或键或CC键的化合物。可利用键的化合物。可利用“单双键单双键互换法互换法”巧断加聚产物的单体。巧断加聚产物的单体。常见的单体主要有:乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈常见的单体主要有:乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈( )、1,3丁二烯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯丁二烯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯( )等。等。6缩聚反应缩聚反应(1)单体间的相互反应生成高分子,同时还生成小分子单体间的相互反应生成高分子,同时还生成小分子(如如H2O、HX等等
15、)的反应叫的反应叫做缩聚反应。做缩聚反应。(2)缩聚反应与加聚反应相比较,其主要的不同之处是缩聚反应中除生成高聚物缩聚反应与加聚反应相比较,其主要的不同之处是缩聚反应中除生成高聚物外同时还有小分子生成,因而缩聚反应所得高聚物的结构单元的相对分子质量外同时还有小分子生成,因而缩聚反应所得高聚物的结构单元的相对分子质量比反应的单体的相对分子质量小。比反应的单体的相对分子质量小。7显色反应显色反应(1)某些有机物跟某些试剂作用而产生特征颜色的反应叫显色反应。某些有机物跟某些试剂作用而产生特征颜色的反应叫显色反应。(2)苯酚遇苯酚遇FeCl3溶液显紫色,淀粉遇碘单质显蓝色,某些蛋白质遇浓硝酸显黄色等溶
16、液显紫色,淀粉遇碘单质显蓝色,某些蛋白质遇浓硝酸显黄色等都属于有机物的显色反应。都属于有机物的显色反应。苯酚遇苯酚遇FeCl3溶液显紫色。溶液显紫色。淀粉遇碘单质显蓝色。淀粉遇碘单质显蓝色。这是一个特征反应,常用于淀粉与碘单质的相互检验。这是一个特征反应,常用于淀粉与碘单质的相互检验。某些蛋白质遇浓硝酸显黄色。某些蛋白质遇浓硝酸显黄色。含有苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色。这是由于蛋白质变性而引起的特征颜色反应,含有苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色。这是由于蛋白质变性而引起的特征颜色反应,通常用于蛋白质的检验。通常用于蛋白质的检验。(常用于苯酚或酚类物质的鉴别常用于苯酚或酚类物质的鉴别) 【例【例1】以以
17、乙醇为原料,用下述乙醇为原料,用下述6种类型的反应:种类型的反应:氧化,氧化,消去,消去,加成,加成,酯化,酯化,水解,水解,加聚,来合成乙二酸乙二酯加聚,来合成乙二酸乙二酯( )的正确顺序是的正确顺序是()A B C D解析:解析:其合成路线可表示如下:其合成路线可表示如下:答案:答案:C对有机反应的学习应注意以下几点:对有机反应的学习应注意以下几点:(1)理解并掌握各类有机化学反应的反应机理理解并掌握各类有机化学反应的反应机理(2)正确标示有机反应发生的条件正确标示有机反应发生的条件有机反应必须在一定条件下才能发生有机反应必须在一定条件下才能发生反应条件不同,反应类型和反应产物也有可能不同
18、反应条件不同,反应类型和反应产物也有可能不同(3)准确书写有机反应的化学方程式准确书写有机反应的化学方程式有机物可用结构简式表示有机物可用结构简式表示标明反应必须的条件标明反应必须的条件不漏写其他生成物不漏写其他生成物将方程式进行配平将方程式进行配平1氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂,麻醉作用较快、较强,毒性较低,其合成氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂,麻醉作用较快、较强,毒性较低,其合成路线如下:路线如下:请把相应反应名称填入下表中,供选择的反应名称如下:请把相应反应名称填入下表中,供选择的反应名称如下:氧化、还原、硝化、磺化、氯化、酸化、碱化、成盐、酯化、酯交换、水解氧化、还原、硝化、磺化
19、、氯化、酸化、碱化、成盐、酯化、酯交换、水解(氯普鲁卡因盐酸盐氯普鲁卡因盐酸盐)反应编号反应编号反应名称反应名称解析:解析:此题以甲苯为原料,经八步反应最终合成此题以甲苯为原料,经八步反应最终合成 容容易看出,反应易看出,反应为硝化,但接下来的两步反应的生成物没有给出,只写出为硝化,但接下来的两步反应的生成物没有给出,只写出(A)、(B),经反应经反应的产物不难看出的产物不难看出、两步反应在苯环上引进了氯原子,且变成了酯,而反两步反应在苯环上引进了氯原子,且变成了酯,而反应应为酯化反应,则反应为酯化反应,则反应、分别进行了氯代和氧化。分别进行了氯代和氧化。 进行酯交换反应,生成物进行酯交换反应
20、,生成物C是是 ,反应,反应则是还原则是还原NO2为为NH2的反应,反应的反应,反应是成盐的反应。是成盐的反应。答案:答案:硝化氯代氧化酯化还原硝化氯代氧化酯化还原有机合成的思路是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架,并引入或转化所有机合成的思路是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。根据所学过的有机反应,应掌握有机物官能团的引入、消除和转需的官能团。根据所学过的有机反应,应掌握有机物官能团的引入、消除和转化的各种方法。化的各种方法。1官能团的引入官能团的引入(1)引引入碳碳双键入碳碳双键( )卤代烃的消去卤代烃的消去醇的消去醇的消去炔烃的不完全加成炔烃的不完全加成(
21、2)引入卤原子引入卤原子(X)烷烃或苯及其同系物的卤代烷烃或苯及其同系物的卤代不饱和烃与不饱和烃与HX、X2的加成的加成醇与氢卤酸的取代醇与氢卤酸的取代(3)引入羟基引入羟基(OH)烯烃与水的加成烯烃与水的加成 醛醛(酮酮)的加成的加成 卤代烃的水解卤代烃的水解 酯的水解酯的水解2官能团的消除官能团的消除(1)通过有机物加成可消除不饱和键通过有机物加成可消除不饱和键(2)通过消去、氧化或酯化可消除羟基通过消去、氧化或酯化可消除羟基(3)通过加成或氧化可消除醛基通过加成或氧化可消除醛基(4)通过消去或取代可消除卤原子通过消去或取代可消除卤原子 3官能团的转变官能团的转变(1)利利用官能团的衍生关
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