2013届高二化学课件：3-4有机合成(选修5).ppt

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1、第四节有机合成第四节有机合成(共共1课时课时)三、用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成三、用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成1草草酸酸二二乙乙酯酯分分子子中中含含有有两两个个酯酯基基，按按酯酯化化反反应应规规律律将将酯酯基基断断开开，得得到到_和和_，说说明明目目标标化化合合物物可可由由_通过酯化反应得到：通过酯化反应得到：2羧羧酸酸可可由由醇醇氧氧化化得得到到，草草酸酸前前一一步步的的中中间间体体应应该该是是乙二醇：乙二醇：3乙乙二二醇醇的的前前一一步步的的中中间间体体是是1,2二二氯氯乙乙烷烷，1,2二二氯乙烷可通过乙烯的加成反应而得到：氯乙烷可通过乙烯的加成反应而得到：4乙醇通过乙烯与水的

2、加成得到。乙醇通过乙烯与水的加成得到。根据以上分析，合成步骤如下根据以上分析，合成步骤如下(用化学方程式表示用化学方程式表示)：a_；b_；c_；d_；e_。【答案答案】一、一、1.简单、易得有机特定结构功能简单、易得有机特定结构功能2官官能能团团一一段段碳碳链链官官能能团团目目标标化化合合物物一一定定碳碳原子数目一定结构原子数目一定结构二二、设设计计复复杂杂化化合合物物的的合合成成路路线线中中间间体体中中间间体体辅辅助助原原料料最最适适宜宜的的基基础础原原料料最最终终的的合合成成物物反反应应条条件件必必须须比较温和较高的转化率低毒性低污染易得和廉价比较温和较高的转化率低毒性低污染易得和廉价三

3、、三、1.草酸两分子乙醇两分子的乙醇和草酸草酸两分子乙醇两分子的乙醇和草酸合成路线的总产率与各分步产率有何关系？合成路线的总产率与各分步产率有何关系？提提示示：合合成成路路线线的的总总产产率率等等于于各各步步产产率率之之乘乘积积，因因此此应应选择步骤尽量少、副反应产物最少的合成路线。选择步骤尽量少、副反应产物最少的合成路线。在分子中引入官能团的方法在分子中引入官能团的方法有有机机物物的的合合成成过过程程中中，往往往往要要涉涉及及官官能能团团的的改改变变，对对官官能团的引入的原则是最好通过官能团的反应一步合成。能团的引入的原则是最好通过官能团的反应一步合成。取代反应取代反应(2)引入羟基引入羟基

4、(5)引入羧基引入羧基羧酸衍生物羧酸衍生物(酯、酰卤、酸酐、酰胺酯、酰卤、酸酐、酰胺)的水解反应。的水解反应。醛的氧化。醛的氧化。从分子中消除官能团的方法：从分子中消除官能团的方法：(1)经加成反应消除不饱和键。经加成反应消除不饱和键。(2)经取代、消去、酯化、氧化等反应消去经取代、消去、酯化、氧化等反应消去OH。(3)经加成或氧化反应消除经加成或氧化反应消除CHO。(4)经水解反应消去酯基。经水解反应消去酯基。(5)通过消去或水解反应可消除卤原子。通过消去或水解反应可消除卤原子。【例例1】苯苯口口恶恶布布洛洛芬芬是是一一种种消消炎炎镇镇痛痛的的药药物物。它它的的工业合成路线如下：工业合成路线

5、如下：请回答下列问题：请回答下列问题：(1)A长期暴露在空气中会变质，其原因是长期暴露在空气中会变质，其原因是_。(2)由由A到到B的的反反应应通通常常在在低低温温进进行行。温温度度升升高高时时，多多硝硝基基取取代代副副产产物物会会增增多多。下下列列二二硝硝基基取取代代物物中中，最最可可能能生生成成的的是是_。(填字母填字母)(3)在在E的的下下列列同同分分异异构构体体中中，含含有有手手性性碳碳原原子子的的分分子子是是_。(填字母填字母)(4)F的结构简式：的结构简式：_。(5)D的的同同分分异异构构体体H是是一一种种氨氨基基酸酸，H可可被被KMnO4酸酸性性溶溶液液氧氧化化成成对对苯苯二二甲

6、甲酸酸，则则H的的结结构构简简式式是是_。高聚物高聚物L由由H通过肽键连接而成，通过肽键连接而成，L的结构简式是的结构简式是_。(1)A中中含含有有酚酚羟羟基基官官能能团团，酚酚羟羟基基易易被被空空气气中中氧氧气气氧氧化化而而变变质质。(2)酚酚羟羟基基对对苯苯环环的的影影响响，使使苯苯环环上上邻邻、对对位位上上的的氢氢变变得得更更活活泼泼，易易被被取取代代，选选a。(3)手手性性碳碳原原子子指指同同一一个个碳碳原原子子上上连连有有4种种不不同同的的原原子子或或原原子子团团，可可知知选选ac。(4)对对比比E、G的的结结构构，结结合合FG的的条条件件，氢氢氧氧化化钠钠，H，可可知知是是酯酯的的

7、水解生成羧酸钠，再酸化，得水解生成羧酸钠，再酸化，得F结构结构【答案答案】(1)酚类化合物易被空气中的酚类化合物易被空气中的O2氧化氧化(2)a(3)ac(2010广广东东实实验验中中学学高高二二检检测测)氯氯乙乙烯烯是是合合成成聚聚氯氯乙乙烯烯的的单单体体。乙乙烯烯氧氧化化法法是是生生产产氯氯乙乙烯烯的的主主要要方方法法。分分三三步步进进行行，如下图所示：如下图所示：(1)关于乙烯、氯乙烯说法正确的是关于乙烯、氯乙烯说法正确的是_(填字母填字母)。A都能在氧气中燃烧都能在氧气中燃烧B都能发生加成反应，使溴水褪色都能发生加成反应，使溴水褪色C都能使酸性高锰酸钾溶液褪色都能使酸性高锰酸钾溶液褪色

8、D氯乙烯分子中所有原子共平面氯乙烯分子中所有原子共平面(2)从环境角度考虑，氧化法的优点是从环境角度考虑，氧化法的优点是_。(3)某学生设计下列反应：某学生设计下列反应：请写出请写出的化学方程式的化学方程式_。(4)已已知知二二氯氯乙乙烷烷与与氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液共共热热可可以以生生成成乙乙二二醇醇(HOCH2CH2OH)，请请写写出出乙乙二二醇醇与与过过量量乙乙酸酸完完全全发发生生反反应应的方程式的方程式_。【答案答案】(1)A、B、C、D(2)利利用用二二氯氯乙乙烷烷热热裂裂解解所所产产生生的的氯氯化化氢氢作作为为氯氯化化剂剂，从而使氯得到完全利用，不向环境排放有毒气体从而使氯得到完全

9、利用，不向环境排放有毒气体【解解析析】本本题题考考查查的的是是有有机机合合成成方方案案的的确确定定及及官官能能团团的引入。的引入。碳骨架的增减：碳骨架的增减：(1)增增长长：常常见见的的方方式式为为不不饱饱和和化化合合物物间间的的聚聚合合，羧羧酸酸或醇的酯化，有机物与或醇的酯化，有机物与HCN反应等。反应等。(2)变变短短：常常见见的的方方式式为为烃烃的的裂裂化化、裂裂解解，某某些些烃烃(如如苯苯的同系物，烯烃的同系物，烯烃)的氧化等。的氧化等。(3)芳香烃衍生物合成线芳香烃衍生物合成线【例例 2】以以 乙乙 烯烯 为为 初初 始始 反反 应应 物物 可可 制制 得得 正正 丁丁 醇醇(CH3

10、CH2CH2CH2OH)。已已知知两两个个醛醛分分子子在在一一定定条条件件下下可可以以自自身身加加成成，下下式式中中反反应应的的中中间间产产物物()可可看看成成是是由由()中中的的碳碳氧氧双双键键打打开开，分分别别跟跟()中中的的2位位碳碳原原子子和和2位位氢氢原原子子相相连连而而得得。()是是一一种种3羟羟基基醛醛，此此醛醛不不稳稳定定，受受热热即即脱脱水而生成不饱和醛水而生成不饱和醛(烯醛烯醛)：请请运运用用已已学学过过的的知知识识和和给给出出的的信信息息写写出出由由乙乙烯烯制制正正丁丁醇醇各步反应的化学方程式各步反应的化学方程式(不必写出反应条件不必写出反应条件)。_【解解析析】由由题题

11、给给信信息息知知：两两个个醛醛分分子子在在一一定定条条件件下下通通过过自自身身加加成成反反应应，得得到到的的不不饱饱和和醛醛分分子子中中的的碳碳原原子子数数是是原原参参加加反反应应的的两两个个醛醛分分子子的的碳碳原原子子数数之之和和。根根据据最最终终产产物物正正丁丁醇醇中中有有4个个碳碳原原子子，原原料料乙乙烯烯分分子子中中只只有有2个个碳碳原原子子，运运用用题题给给信信息息，将将乙乙烯烯氧氧化化为为乙乙醛醛，两两个个乙乙醛醛分分子子再再进进行行自自身身加加成成变变成成丁丁烯烯醛醛，最最后后用用H2与与丁丁烯烯醛醛中中的的碳碳碳碳双双键键和和醛醛基基进进行行加加成反应，便可得到正丁醇。本题基本

12、采用正向思维方法：成反应，便可得到正丁醇。本题基本采用正向思维方法：【答案答案】由乙烯合成草酸二乙酯，请写出各步合成的方程式。由乙烯合成草酸二乙酯，请写出各步合成的方程式。【解解析析】本本题题可可用用逆逆合合成成分分析析法法解解答答，其其思思维维过过程程概概括如下：括如下：其逆合成路线分析的思路为：其逆合成路线分析的思路为：乙乙酸酸苯苯甲甲酯酯对对花花香香和和果果香香的的香香味味具具有有提提升升作作用用，常常用用于于食食品品、化化妆妆品品工工业业。试试以以乙乙烯烯、甲甲苯苯为为原原料料(必必要要的的无无机机试试剂剂任任选选)，设设计计方方案案合合成成乙乙酸酸苯苯甲甲酯酯，并并写写出出有有关关反

13、反应应的的化化学方程式。学方程式。【解析解析】应用逆合成分析法：应用逆合成分析法：(1)合合成成乙乙酸酸苯苯甲甲酯酯，按按酯酯化化反反应应规规律律只只需需得得到到乙乙酸酸和和苯甲醇即可。苯甲醇即可。【答案答案】合成乙酸苯甲酯方案为：合成乙酸苯甲酯方案为：有关反应的化学方程式：有关反应的化学方程式：1与与HCN的加成反应的加成反应2羟醛缩合羟醛缩合3与格林雅试剂的反应与格林雅试剂的反应4苯的烷基化反应苯的烷基化反应5脱羧反应脱羧反应6氧化反应氧化反应【例例3】杰杰出出的的奥奥地地利利化化学学家家约约瑟瑟夫夫劳劳旋旋密密特特(Josef Loschmidt)1861年年所所著著的的化化学学研研究究

14、第第一一卷卷中中就就有有物物质质圈圈图图(如图如图1所示所示)，即肉桂酸结构肉桂酸的合成路线如图，即肉桂酸结构肉桂酸的合成路线如图2所示：所示：试回答下列：试回答下列：(1)D的结构简式为：的结构简式为：_。(2)属于消去反应的有：属于消去反应的有：_(填序号填序号)。(3)与与肉肉桂桂酸酸互互为为同同分分异异构构体体且且能能使使溴溴的的四四氯氯化化碳碳溶溶液液褪褪色色，还还能能与与碳碳酸酸氢氢钠钠溶溶液液反反应应的的异异构构体体有有：_、_、_、_。(4)肉肉桂桂酸酸苄苄酯酯是是一一种种重重要要的的定定香香剂剂，是是由由肉肉桂桂酸酸与与苯苯甲甲 醇醇 反反 应应 得得 到到 的的，写写 出出

15、 该该 反反 应应 的的 化化 学学 方方 程程 式式：_。【解析解析】由题给信息醛与醛之间可发生加成反应，则由题给信息醛与醛之间可发生加成反应，则 由由环环己己烷烷可可制制备备1,4环环己己醇醇的的二二醋醋酸酸酯酯。下下面面是是有有关关的的8步反应步反应(其中所有无机产物都已略去其中所有无机产物都已略去)；其其中中有有3步步属属于于取取代代反反应应、2步步属属于于消消去去反反应应、3步步属属于于加加成成反反应应。反反应应、_和和_属属于于取取代代反反应应。化化合合物物的的结结构构简简式式是是：B._、C._。反反应应所所用用试剂和条件是试剂和条件是_。【解解析析】本本题题是是通通过过官官能能

16、团团的的引引入入、转转化化、消消除除等等合合成成有有机机物物。该该题题的的目目标标是是合合成成1,4环环己己醇醇的的二二醋醋酸酸酯酯，通通过正向合成，可以逐步推出各步未知的中间产物及反应类型。过正向合成，可以逐步推出各步未知的中间产物及反应类型。一、有机合成的过程一、有机合成的过程1有机合成的概念有机合成的概念有有机机合合成成是是利利用用_的的原原料料，通通过过_反反应应，生成具有生成具有_和和_的有机物的过程。的有机物的过程。2有机合成过程有机合成过程利利用用简简单单的的试试剂剂作作为为基基础础原原料料，通通过过有有机机反反应应链链上上_和和_，得得到到一一个个中中间间体体；在在此此基基础础

17、上上利利用用中中间间体体上上的的_，加加上上辅辅助助原原料料，进进行行第第二二步步反反应应，合合成成第第二二个个中中间间体体经经过过多多步步反反应应，按按照照_的的要要求求，合合成成具有具有_、_的目标化合物。的目标化合物。二、逆合成分析法二、逆合成分析法逆逆合合成成分分析析法法是是在在_时时常常用用的的方方法法，它它是是将将目目标标化化合合物物倒倒退退一一步步寻寻找找上上一一步步反反应应的的_，该该_同同_反反应应可可以以得得到到目目标标化化合合物物。而而这这个个中中间间体体的的合合成成与与目目标标化化合合物物的的合合成成一一样样，是是从从更更上上一一步步的的中中间间体体得得来来的的。依依次次倒倒推推，最最后后确确定定_和和_。所所确确定定的的合合成成路路线线的的各各步步反反应应其其_，并并具具有有_，所所使使用用的的基基础础原原料料和辅助原料应该是和辅助原料应该是_、_和和_的。的。