第四节有机合成 (2)精选文档.ppt

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1、第四节有机合成本讲稿第一页，共四十九页（1）弱酸性）弱酸性H2C2O4+Na2CO3=Na2C2O4+CO2+H2O酸性强弱：乙二酸乙酸酸性强弱：乙二酸乙酸（2）酯化反应）酯化反应HOOC-COOH+2CH3CH2OH浓硫酸浓硫酸COOCH2CH3COOCH2CH3+2H2O乙二酸乙二酸二乙酯二乙酯COOHCOOH+HOCH2HOCH2浓硫酸浓硫酸COOCH2COOCH2+2H2O环乙二酸环乙二酸乙二酯乙二酯乙二酸乙二酸(HOOC-COOH)(H2C2O4)俗称草酸，俗称草酸，是是无色透明无色透明晶体，能溶于水和乙醇。晶体，能溶于水和乙醇。草酸钙草酸钙-CaC2O4是结石的主要成分。是结石的主

2、要成分。本讲稿第二页，共四十九页硝基化合物与硝酸酯的区别硝基化合物与硝酸酯的区别硝基苯（硝化反应）硝基苯（硝化反应）硝酸乙酯（酯化反应）硝酸乙酯（酯化反应）前面学习过：甘油与硝酸作用可以生成硝化甘油前面学习过：甘油与硝酸作用可以生成硝化甘油CH2ONO2CHONO2硝化甘油硝化甘油CH2ONO2三硝酸甘油酯三硝酸甘油酯属于酯类属于酯类+HO NO2 NO2 +H2O C2H5OH+HONO2C2H5ONO2+H2O浓H2SO4浓H2SO4本讲稿第三页，共四十九页本讲稿第四页，共四十九页 第四节第四节 有机合成有机合成本讲稿第五页，共四十九页1)2-1)2-氯丁烷氯丁烷2)2-2)2-丁醇丁醇3

3、)2,3-3)2,3-二氯丁烷二氯丁烷4)2,3-4)2,3-丁二醇丁二醇催化剂催化剂CHCH3 3CH=CHCHCH3 3+HClHClCHCH3 3CHCH2CHCH3 3ClCl催化剂催化剂CHCH3 3CH=CHCHCH3 3+H H2 2O OCHCH3 3CHCH2CHCH3 3OHOHCHCH3 3CH=CHCHCH3 3+ClCl2 2CHCH3 3CHCHCHCH3 3ClCl ClClCHCH3 3CH=CHCHCH3 3+ClCl2 2CHCH3 3CHCHCHCH3 3ClClClClCHCH3 3CHCHCHCH3 3+2NaOH+2NaOHClCl ClCl H H

4、2 2O OCHCH3 3CHCHCHCH3 3+2NaCl+2NaClOHOHOHOH本讲稿第六页，共四十九页5)1,3-5)1,3-丁二烯丁二烯CHCH3 3CH=CHCHCH3 3+ClCl2 2CHCH3 3CHCHCHCH3 3ClClClClCHCH3 3CHCHCHCH3 3+2NaOH+2NaOHClClClCl 醇醇CHCH2 2=CHCH=CHCH2 2+2NaCl+2NaCl本讲稿第七页，共四十九页 第四节第四节 有机合成有机合成本讲稿第八页，共四十九页一、有机合成遵循的原则一、有机合成遵循的原则1 1）起始原料要）起始原料要廉价、易得、低毒、低污染廉价、易得、低毒、低污

5、染通常采用通常采用 4 4个个C C以下以下的的单官能团单官能团化合物和单取代苯。化合物和单取代苯。2 2）尽量选择步骤）尽量选择步骤最少的合成路线最少的合成路线以保证较高的产率。以保证较高的产率。因因 合成路线总产率合成路线总产率=各分部产率的乘积各分部产率的乘积3 3）满足）满足“绿色化学绿色化学”的要求。的要求。4 4）操作）操作简单简单、条件、条件温和温和、能耗低能耗低、易实现易实现5 5）尊重）尊重客观事实客观事实，按一定顺序反应。，按一定顺序反应。目标化合物目标化合物分子骨架的构建分子骨架的构建和和官能团的转化官能团的转化。碳链增长和缩短碳链增长和缩短 、成环和开环等、成环和开环等

6、本讲稿第九页，共四十九页有机合成过程示意图有机合成过程示意图基础原料基础原料辅助原料辅助原料1副产物副产物副产物副产物中间体中间体中间体中间体辅助原料辅助原料3辅助原料辅助原料2目标化合物目标化合物二、有机合成的方法二、有机合成的方法1.1.正向合成分析法正向合成分析法本讲稿第十页，共四十九页2 C2H5OHCOC2H5COC2H5OOCOHCOHOO+（讨论）乙二酸二乙酯的合成（讨论）乙二酸二乙酯的合成H2COHH2COHH2CClH2CClCH2CH2CHCHOO2.2.逆向合成分析法逆向合成分析法基础原料基础原料中间体中间体中间体中间体目标化合物目标化合物本讲稿第十一页，共四十九页由乙醇

7、合成乙二酸二乙酯依次发生的反应为由乙醇合成乙二酸二乙酯依次发生的反应为+2 C2H5OH2.加成加成H2COHH2COHCOC2H5COC2H5OOCOHCOHOOH2CClH2CClCH2CH2CHCHOO C2H5OH1.加成加成3.水解（取代）水解（取代）4.氧化氧化氧化氧化5.酯化（取代）酯化（取代）本讲稿第十二页，共四十九页4.4.引入引入-H H的方法有：的方法有：2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2OCu或或Ag CH2=CH2 +O2 2CH3CHO 催化剂催化剂醇醇的的氧化氧化C=CC=C的的氧化氧化乙炔乙炔水化法水化法CH CH+HCH CH+H2 2O CHO

8、 CH3 3CHOCHO催化剂催化剂(Hg(Hg2+2+)本讲稿第十六页，共四十九页5.5.引入引入-COOH-COOH 的方法有：的方法有：醛醛的的氧化氧化和和酯酯的的水解水解2CH2CH3 3CHO+OCHO+O2 2 2 CH 2 CH3 3COOHCOOH催化剂催化剂2 C2H5OHCOC2H5COC2H5OOCOHCOHOO+H2OH+CHCH3 3CHO+2 Ag(NHCHO+2 Ag(NH3 3)2 2OH OH CH CH3 3COO NHCOO NH4 4 +2Ag+3NH+2Ag+3NH3 3+H+H2 2OO生成生成1水水2银银3氨氨 乙酸铵乙酸铵OO CH CH3 3C

9、 CHH+2 Cu(OH)2+NaOHOO CH CH3 3C COONaNa+Cu2O +3H2O本讲稿第十七页，共四十九页2 2、1)1)2)2)3)3)4)4)5)5)取代反应取代反应消去反应消去反应加成反应加成反应消去反应消去反应加成反应加成反应本讲稿第十八页，共四十九页6)6)7)7)8)8)加成反应加成反应水解反应水解反应取代反应取代反应酯化反应酯化反应取代反应取代反应本讲稿第十九页，共四十九页a.a.官能团官能团种类种类变化：变化：CHCH3 3CHCH2 2-BrBr水解水解CHCH3 3CHCH2 2-OHOH氧化氧化CHCH3 3-CHOCHOb.b.官能团官能团数目数目变

10、化：变化：CHCH3 3CHCH2 2-BrBr消去消去CHCH2 2=CHCH2 2加加BrBr2 2CHCH2 2BrBrCHCH2 2BrBrc.c.官能团官能团位置位置变化：变化：CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2-BrBr消去消去CHCH3 3CHCH=CHCH2 2加加HBrHBr CH CH3 3CH-CHCH-CH3 3BrBr 四、官能团的转化：四、官能团的转化：CHCH3 3-COOHCOOH氧化氧化酯化酯化CHCH3 3-C-COOOOCHCH3 3本讲稿第二十页，共四十九页补充制备复杂的醇补充制备复杂的醇-与格氏试剂的加成与格氏试剂的加成(使碳链增长使碳链增长）

11、RCCOHRRROMgXRMgX+(H)RROCR(H)(H)R H2O无水乙醚无水乙醚H+格氏试剂怎样制备？通常用卤代烃与镁、乙醚为溶剂在格氏试剂怎样制备？通常用卤代烃与镁、乙醚为溶剂在绝对绝对无水无水条件下加热制得。条件下加热制得。R-X+MgR-MgX无水乙醚无水乙醚+CH3MgClHCH3OC无水无水乙醚乙醚COMgClHCH3CH3H2OH+COHHCH3CH32-2-丙醇丙醇本讲稿第二十二页，共四十九页(讨论）讨论）用用2-2-丁烯、乙烯为原料设计丁烯、乙烯为原料设计 的合成路线的合成路线认目标认目标巧切断巧切断再切断再切断得原料得原料得路线得路线NaOHNaOHC C2 2H H

12、5 5OHOH1 1、逆合成分析：、逆合成分析：+NaOHNaOH水水2 2、合成路线：、合成路线：BrBr2 2O O2 2CuCuO O2 2浓浓H2SO4BrBr2 2BrBr2 2NaOHNaOH水水本讲稿第二十三页，共四十九页（1 1）酸牛奶中含有乳酸与碳酸氢钠反应的方程式）酸牛奶中含有乳酸与碳酸氢钠反应的方程式（2 2）乳酸与钠反应的方程式）乳酸与钠反应的方程式（3 3）乳酸在浓硫酸存在下二分子反应，生成物为环状时，）乳酸在浓硫酸存在下二分子反应，生成物为环状时，反应方反应方程式为程式为（4 4）乳酸发生消去反应，生成物为）乳酸发生消去反应，生成物为 ，该物质与，该物质与甲醇反应，

13、生成的有机物结构简式为甲醇反应，生成的有机物结构简式为 ，这，这一产物又可以发生加聚反应，反应方程式为：一产物又可以发生加聚反应，反应方程式为：(探讨）酸牛奶中含有乳酸探讨）酸牛奶中含有乳酸(2-(2-羟基丙酸）羟基丙酸）本讲稿第二十四页，共四十九页【讨论讨论1】簸簸箩酯箩酯是一种具有菠是一种具有菠萝萝气味的食用香料，是化合物气味的食用香料，是化合物甲与苯氧乙酸甲与苯氧乙酸 OCH2COOH发发生生酯酯化反化反应应的的产产物。物。(1)甲一定含有的官能甲一定含有的官能团团的名称是的名称是_。(2)5.8g甲完全燃甲完全燃烧烧可可产产生生0.3molCO2和和0.3molH2O，甲蒸气，甲蒸气对

14、氢对氢气气的相的相对对密度是密度是29，甲分子中不含甲基，且，甲分子中不含甲基，且为链为链状状结结构，构，其其结结构构简简式是式是_。(3)苯氧乙酸有多种苯氧乙酸有多种类类型的同分异构体，其中能与型的同分异构体，其中能与FeCl3溶液溶液发发生生显显色反色反应应，且有，且有2种一硝基取代物的同分异构体是种一硝基取代物的同分异构体是(写出任意写出任意2种的种的结结构构简简式式)_ _。羟基羟基分析：分析：甲蒸汽对氢气的相对密度为甲蒸汽对氢气的相对密度为29，故其相对分子质量为，故其相对分子质量为58，5.8g甲为甲为0.1mol，其中，其中n（C）=0.3mol，n(H)=0.6mol，n（O）

15、=0.1mol甲的分子式甲的分子式C3H6OCH2=CH-CH2OHCH3COO-OH-COOCH3HO-本讲稿第二十五页，共四十九页4)已知：已知：簸簸箩酯箩酯的合成的合成线线路如下：路如下：试剂试剂X不可不可选选用的是用的是(选选填字母填字母)_。a、CH3COONa溶液溶液 b、NaOH溶液溶液 c、NaHCO3溶液溶液 d、Na 丙的丙的结结构构简简式是式是_，反反应应的反的反应类应类型是型是_。反反应应的化学方程式是的化学方程式是_a、cClCH2COOH取代反取代反应应CH3COOHClCH2COOH答案答案CH2=CH-CH2OH本讲稿第二十六页，共四十九页【讨论讨论2】苯丙酸苯

16、丙酸诺龙诺龙是一种是一种兴奋兴奋剂剂，结结构构简简式式为为（l）由苯丙酸）由苯丙酸诺龙诺龙的的结结构推构推测测，它能它能 （填代号）。（填代号）。a使溴的四使溴的四氯氯化碳溶液褪色化碳溶液褪色 b使酸性使酸性KMnO4溶液褪色溶液褪色 c与与银银氨溶液氨溶液发发生生银镜银镜反反应应 d与与 Na2CO3 溶液作用生成溶液作用生成CO2 酯基酯基羰基羰基碳碳碳碳双键双键ab本讲稿第二十七页，共四十九页苯丙酸诺龙的一种苯丙酸诺龙的一种同分异构体同分异构体A，在一定条件下可发生下列反应：，在一定条件下可发生下列反应：酯基酯基COOHClC-COOHCH2C-COONaCH2C-COOH本讲稿第二十八

17、页，共四十九页苯丙酸诺龙的一种同分异构体苯丙酸诺龙的一种同分异构体A，在一定条件下可发生下列反应：，在一定条件下可发生下列反应：酯基酯基（2）BD的反应类型是的反应类型是。（3）C的结构简式为的结构简式为。（4）FC的化学方程式是的化学方程式是。加成反应（或还原反应）；加成反应（或还原反应）；【答案答案】本讲稿第二十九页，共四十九页【讨论讨论13】食品香精菠食品香精菠萝酯萝酯的生的生产产路路线线（反（反应应条件略去）如下：条件略去）如下：下列叙述下列叙述错误错误的是的是A A、步、步骤骤（1 1）产产物中残留的苯酚可用物中残留的苯酚可用FeClFeCl3 3溶液溶液检验检验B B、苯酚和菠、苯

18、酚和菠萝酯萝酯均可与酸性均可与酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液发发生反生反应应C C、苯氧乙酸和菠、苯氧乙酸和菠萝酯萝酯均可与均可与NaOHNaOH溶液溶液发发生反生反应应D D、步、步骤骤（2 2）产产物中残留的物中残留的烯烯丙醇可用溴水丙醇可用溴水检验检验D本讲稿第三十页，共四十九页测定乙醇测定乙醇的结构式的结构式A滴定法测定盐酸滴定法测定盐酸溶液的浓度溶液的浓度 B合成氨并检验合成氨并检验氨的生成氨的生成 C 碘的碘的CCl4溶液中溶液中分离分离I2并回收并回收CCl4D【讨论讨论4】下列下列实验实验装置装置设计设计正确，且能达到目的的是正确，且能达到目的的是 A要用碱式滴定管要用碱式

19、滴定管湿润的湿润的PH试纸试纸本讲稿第三十一页，共四十九页【讨论讨论5】有关下有关下图图所示化合物的所示化合物的说说法不正确的是法不正确的是A.既可以与既可以与Br2的的CCl4溶液溶液发发生加成反生加成反应应，又可以在光照下，又可以在光照下 与与Br2发发生取代反生取代反应应 B.1 mol该该化台物最多可以与化台物最多可以与3molNaOH反反应应C.既可以催化加既可以催化加氢氢，又可以使酸性，又可以使酸性KMnO4溶液褪色溶液褪色D.既可以与既可以与FeCl3溶液溶液发发生生显显色反色反应应，又可以与，又可以与NaHCO3溶液反溶液反应应放出放出CO2气体气体D本讲稿第三十二页，共四十九

20、页【讨论讨论6】分子式为分子式为C5H10O2的酯共有的酯共有(不考虑立体异构不考虑立体异构)：A7种种B8种种C9种种D10种种C解：解：HCOOC4H9-有四种有四种CH3COOC3H7-有二种有二种CH3CH2COOC2H5-有一种有一种CH3CH2CH2COOCH3-有二种有二种本讲稿第三十三页，共四十九页7 7、已知苯已知苯环环上由于取代基的影响，使硝基上由于取代基的影响，使硝基邻邻位上的位上的卤卤原子原子的反的反应应活性增活性增强强，现现有某有机物的有某有机物的结结构构简简式如下：式如下：1 mol1 mol该该有机物与足量的有机物与足量的氢氢氧化氧化钠钠溶液混合并共溶液混合并共热

21、热，充分反，充分反应应后后最多可消耗最多可消耗氢氢氧化氧化钠钠的物的物质质的量的量为为a a(不考不考虑虑醇醇羟羟基和硝基与基和硝基与氢氢氧化氧化钠钠的反的反应应)，则则a a为为:A、5 mol B、6 mol C、7 mol D、8 molDOHOHHO-OHOH1+32+2本讲稿第三十四页，共四十九页8.原子核磁共振谱原子核磁共振谱PMR是研究有机化合物结构重要方法之一是研究有机化合物结构重要方法之一CH3CH2COOH在在PMR谱中观察到各种峰的强度谱中观察到各种峰的强度之比为之比为；实践中可以根据实践中可以根据PMR谱中观察到的氢原子给出的峰值情况，谱中观察到的氢原子给出的峰值情况，

22、确定有机物的结构。如化学式为确定有机物的结构。如化学式为C3H6O2的链状有机化合物，在核磁的链状有机化合物，在核磁共振谱上给出的峰的稳定强度仅有四种，其中的二种峰值强度之比为共振谱上给出的峰的稳定强度仅有四种，其中的二种峰值强度之比为3:32:2:1:1请推断出其对应的结构简式请推断出其对应的结构简式如果用核磁共振谱的方法来研究如果用核磁共振谱的方法来研究C2H6O的结构。请简要说明的结构。请简要说明根据核磁共振谱的结果来确定根据核磁共振谱的结果来确定C2H6O分子结构的方法分子结构的方法_ 3:2:1(2)根据根据PMR谱中观察到三种峰值强度之比为谱中观察到三种峰值强度之比为3:2:1CH

23、3-CH2OH只只观察到一种峰观察到一种峰CH3-O-CH3本讲稿第三十五页，共四十九页讨论讨论9：用一种试剂鉴别用一种试剂鉴别乙醇、乙醇、乙醛、乙醛、乙酸、乙酸、甲酸甲酸四种无色溶液。四种无色溶液。用新制的用新制的Cu(OH)2本讲稿第三十六页，共四十九页（4）、酰胺的生成）、酰胺的生成在羧酸中通入氨气或加入碳酸铵，可得到羧酸铵盐，铵盐热在羧酸中通入氨气或加入碳酸铵，可得到羧酸铵盐，铵盐热解失水而生成酰胺。解失水而生成酰胺。可制备酰胺类化合物可制备酰胺类化合物C6H5-COOH+NH3C6H5-COONH4C6H5-COONH4C6H5-CONH2+H2O 本讲稿第三十七页，共四十九页2、羧

24、基上的、羧基上的羟基（羟基（-OH）的取代反应的取代反应羧基上的羧基上的OH原子团可被一系列原子或原原子团可被一系列原子或原子团取代生成子团取代生成羧酸的衍生物羧酸的衍生物本讲稿第三十八页，共四十九页【学以致用学以致用解决问题解决问题】问题一问题一写出由写出由乙烯乙烯制备制备乙酸乙酯乙酸乙酯的设计思路，并写出有关的化的设计思路，并写出有关的化学方程式学方程式 ：乙烯乙烯乙醛乙醛乙醇乙醇乙酸乙酸乙酸乙酯乙酸乙酯本讲稿第三十九页，共四十九页【学以致用学以致用解决问题解决问题】问题二问题二写出由乙烯制备乙酸乙酯乙酸乙酯的设计思路，并写出有关的化学方程式：乙烯乙烯乙醇乙醇乙醛乙醛乙酸乙酸乙酸乙酯乙酸乙

25、酯本讲稿第四十页，共四十九页问题三问题三 化合物化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间体，体，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某催化剂的存在某催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下，下，A可发生如下图所示的反应：可发生如下图所示的反应：试写出：试写出：(1)化合物化合物A、B、C的结构简式：的结构简式：、。(2)化学方程式：化学方程式：AD ，AE 。(3)反应类型：反应类型：AD ，AE 。本讲稿第四十一页，共四十九页分析：分析：题

26、中说题中说“A的钙盐的钙盐”，可知，可知A含含COOH；结合；结合A的分子式，由的分子式，由AC知，知，A还含有还含有OH，由，由A在催在催化剂作用下被氧化的产物不能发生银镜反应可化剂作用下被氧化的产物不能发生银镜反应可知：知：A的的OH不在碳链的末端；不在碳链的末端；3个碳的碳链只有个碳的碳链只有一种：一种：CCC，OH只能在中间碳上。综上：只能在中间碳上。综上：A的结构简式为：的结构简式为：CH3CHCOOHOH本讲稿第四十二页，共四十九页分析：分析：A的结构简式为：的结构简式为：CH3CHCOOHOH则则B的结构简式为：的结构简式为：CH3CHCOOC2H5OH则则C的结构简式为：的结构

27、简式为：CH3CHOCCH3COOHO本讲稿第四十三页，共四十九页分析：分析：A的结构简式为：的结构简式为：CH3CHCOOHOH则则ADD的化学方程式为：的化学方程式为：CH3CHCOOHOH浓硫酸浓硫酸H2O+CH2=CHCOOH反应类型：反应类型：消去反应消去反应本讲稿第四十四页，共四十九页问题三问题三 分析：分析：A的结构简式为：的结构简式为：CH3CHCOOHOH 对比对比A和和E的分子式，我们发现的分子式，我们发现E的的C原子个数原子个数是是A的的2倍，推断可能是倍，推断可能是2分子的分子的A反应生成反应生成E，再，再对比对比H和和O原子发现：原子发现：2AE=2H2O，结合，结合

28、A的结的结构简式，很明显是它们的羧基和醇羟基相互反应构简式，很明显是它们的羧基和醇羟基相互反应生成酯基。所以：生成酯基。所以：本讲稿第四十五页，共四十九页分析：分析：则则AEE的化学方程式为：的化学方程式为：2CH3CHCOOHOH浓硫酸浓硫酸2H2O+CHCCH3OOCCHCH3OO反应类型：反应类型：酯化反应酯化反应本讲稿第四十六页，共四十九页HClADBCENaOH溶液Cu，O2【讨论讨论10】某衍生物某衍生物A的化学式的化学式为为C6H12O2，已知已知AE有如有如图转图转化关系，且化关系，且D不不与与Na2CO3溶液反溶液反应应，C、E均能均能发发生生银镜银镜反反应应，则则A结结构可

29、能有：构可能有：A、2种种 B、3种种 C、4种种 D、5种种CA:HCOOCH2C4H9丁基有丁基有4种种本讲稿第四十七页，共四十九页还原还原还原还原水水水水解解解解酯酯酯酯羧酸羧酸羧酸羧酸醛醛醇醇卤代烃卤代烃卤代烃卤代烃氧化氧化氧化氧化氧化氧化氧化氧化 烯烯烯烯 烷烷炔炔炔炔【小结小结】官能团的衍变官能团的衍变:酯酯酯酯 化化化化取取代代H H2 2加成加成加成加成H H2 2不完全加成不完全加成不完全加成不完全加成 水解水解取代取代取代取代NaOH/NaOH/醇消去醇消去醇消去醇消去HXHX加成加成加成加成消去消去消去消去加成加成加成加成本讲稿第四十八页，共四十九页【复习复习】有机物的相互转化关系：有机物的相互转化关系：CH3-CH3CH3-CH2-ClCH2=CH2CH2Cl-CH2-ClCH CHCH2=CHCl CH2-CH nClCH3-CH2-OHCH3-CHOCH3-COOHCH3COOC2H5CH3COONa本讲稿第四十九页，共四十九页