
1. 有機(jī)合成的過程2. 官能團(tuán)的引入、消除、 轉(zhuǎn)化和保護(hù)的方法3. 有機(jī)物碳骨架構(gòu)建方法4. 常用方法—逆合成分析法
1.有機(jī)合成的概念
有機(jī)合成:是利用簡單、易得的原料,通過有機(jī)反應(yīng),生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物
2.有機(jī)合成的目的
(1)官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化;
(2)目標(biāo)化合物分子碳鏈骨架的構(gòu)建。
3.有機(jī)合成的意義
(1)可以制備天然有機(jī)物,以彌補(bǔ)自然資源的不足;
(2)可以對天然有機(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;
(3)可以合成具有特定性質(zhì)的、自然界并不存在的有機(jī)物,以滿足人類的特殊需要。
二、官能團(tuán)的引入、消除、轉(zhuǎn)化和保護(hù)的方法
(1)有機(jī)物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)引入碳碳雙鍵 ②炔烴的不完全加成: ③烷烴裂化裂解:
①醇和鹵代烴的消去:CH3CH2OH CH2=CH2↑+ H2OC2H5Br + NaOH CH2=CH2↑+ H2O + NaBr
CH≡CH + Br2 → CHBr =CHBr
C4H10 CH2=CH2 + CH3CH3
(2)引入鹵素原子(—X) ①烴、酚的取代: CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl + 3Br2 → ↓+ 3HBr②不飽和烴與 HX、X2 的加成:CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br③醇與氫鹵酸(HX)的取代: CH3CH2OH + HBr C2H5Br + H2O
(3)引入羥基(—OH) ①烯烴與水反應(yīng): CH2=CH2 + H2O CH3CH2OH ②醛、酮與氫氣加成: CH3CHO + H2 CH3CH2OH ③鹵代烴在堿性條件下水解: C2H5Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr ④酯的水解:CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH+ CH3CH2OH
(4)引入碳氧雙鍵 醇的催化氧化: 2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO + 2H2O(5)引入羧基(—COOH) ①醛基氧化: 2CH3CHO + O2 2CH3COOH ②酯、肽、蛋白質(zhì)、羧酸鹽的水解: CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH+ CH3CH2OH
例題:由 1,3-丁二烯合成 2-氯-1,3-丁二烯的路線如下:本合成中各步的反應(yīng)類型分別為( )A.加成、水解、加成、消去 B.取代、水解、取代、消去C.加成、取代、取代、消去 D.取代、取代、加成、氧化
(1)消除不飽和鍵:(2)消除羥基(—OH):(3)消除醛基(—CHO):(4)消除鹵素原子:
消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)或取代 (酯化、鹵代)反應(yīng)
(1)官能團(tuán)種類變化(2)官能團(tuán)數(shù)目變化(3)官能團(tuán)位置變化
例題1. 由溴乙烷為主要原料制取乙二醇時(shí),需要經(jīng)過的反應(yīng)為( ) A.加成—消去—取代B.消去—加成—取代 C.取代—加成—消去D.取代—消去—加成2. 有機(jī)物 可經(jīng)過多步反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)? , 其各步反應(yīng)的類型是( ) A.加成→消去→脫水B.消去→加成→消去 C.加成→消去→加成D.取代→消去→加成
常見需要保護(hù)的官能團(tuán)有碳碳雙鍵,酚羥基,醛基,-NH2特點(diǎn):易被氧化措施:先保護(hù)→再氧化→再還原一般的提問方式是:這幾個(gè)步驟的目的是(保護(hù)XX官能團(tuán)不被XX氧化)
1.c=c的保護(hù)(肉桂酸,馬來酸制?。?.醛基的保護(hù)3.酚羥基的保護(hù)(對甲基苯酚生成對羥基苯甲酸)4.普通羥基的保護(hù)
思考
生成
例:2-丁烯醛轉(zhuǎn)化為 2-丁烯酸的流程如下提問:上述流程中 A→B、B→C 的反應(yīng)順序能否顛倒?并說明理由。補(bǔ)充:如何保護(hù)酚羥基防止其被氧化?
不能顛倒,碳碳雙鍵會(huì)被氧化
先與堿反應(yīng)生成鹽,再酸化
例題:已知:以A為主要原料制備己醛(目標(biāo)化合物)(1)上述合成路線中第一步反應(yīng)的目的是 。(2)在方框中將合成路線的后半部分補(bǔ)充完整。
三、碳骨架的構(gòu)建1.碳骨架的增長(1)有機(jī)物的加聚反應(yīng):(2)有機(jī)物的縮聚反應(yīng):(3)酯化反應(yīng): CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOC2H5+ H2O(4)醇分子間脫水(取代反應(yīng))生成醚(5)C=C 或 C≡C 和HCN 加成等
2.碳骨架的減短(2)酯的水解 如:乙酸乙酯水解生成乙酸和乙醇;(3)烴的裂化裂解 如:丁烷裂解為乙烯和乙烷。(4)烯烴或炔烴的催化氧化(C=C 或C≡C斷開等)(5)脫羧反應(yīng)
例題:烯烴在一定條件下發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)C=C 鍵會(huì)發(fā)生斷裂,RCH=CHR′可以氧化成 RCHO 和R′CHO,下列烯烴在該條件下分別被氧化后產(chǎn)物可能有 CH3CHO 的是( ) A.(CH3)2C=CH(CH2)2CH3 B.CH2=CH(CH2)2CH3 C.CH3CH=CH—CH=CH2 D.CH3CH2CH=CHCH2CH3
3.有機(jī)物成環(huán)的方法(1)酯化法(2)加成法
四、有機(jī)合成的分析與應(yīng)用
一、有機(jī)合成的分析方法和原則1.正合成分析法 從已知的原料入手,找出合成目標(biāo)化合物所需的直接或間接的中間體,逐步推向待合成的目標(biāo)化合物,其思維方法為:
例題已知: , 如果合成 ,所用原始原料可以是( ) A.3-甲基-l,3-丁二烯和 3-丁炔 B.2-甲基-l,3-丁二烯和 2-丁炔 C.2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D.2,3-二甲基-l,3-丁二烯和丙炔
如何以乙烯為基礎(chǔ)原料,無機(jī)原料可以任選,合成下列物質(zhì):CH3CH2OH、CH3COOH、CH3COOCH2CH3
2.逆合成分析法將目標(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, 而這個(gè)中間體又可由更上一步的中間體得到,依次類推,最后確定最適宜的基礎(chǔ)原料和最終的合成路線。
如何用最簡單的工業(yè)原料,合成乙二酸二乙酯?
例題:1.從丙烯合成“硝化甘油”(三硝酸甘油酯)可采用下列四步反應(yīng), 已知寫出①、②、③、④各步反應(yīng)的化學(xué)方程式,并分別注明其反應(yīng)類型: ① ; ② ; ③ ; ④ 。
2.已知下列兩個(gè)有機(jī)反應(yīng):RCl + NaCN →RCN + NaClRCN + 2H2O + HCl → RCOOH + NH4Cl現(xiàn)以乙烯為惟一有機(jī)原料(無機(jī)試劑及催化劑可任選),經(jīng)過 6 步化學(xué)反應(yīng),合成二丙酸乙二酯(CH3CH2COOCH2CH2OOCCH2CH3),設(shè)計(jì)正確的合成路線。答案:
3.已知:試寫出下圖中A→F 各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式答案:
常見有機(jī)信息反應(yīng)的歸納
(2018年全國Ⅰ卷)化合物W可用作高分子膨脹劑,一種合成路線如下:(7)苯乙酸芐酯 是花香型香料,設(shè)計(jì)由苯甲醇為起始 原料制備苯乙酸芐酯的合成路線(無機(jī)試劑任選)。
(2019年全國Ⅲ卷)氧化白藜蘆醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck 反應(yīng)合成W的一種方法:(6)利用Heck反應(yīng),由苯和溴乙烷為原料制備 寫出合成路線。(無機(jī)試劑任選)答案:
這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修3第五節(jié) 有機(jī)合成一等獎(jiǎng)ppt課件,共23頁。PPT課件主要包含了有機(jī)合成的基本流程,目標(biāo)化合物,中間體1,中間體2,基礎(chǔ)原料,CH3CH2OH,CH2CH2,相關(guān)反應(yīng),一元合成路線,鹵代烴等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份新高考版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)(新高考版) 第1部分 專題突破 專題23 有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)課件PPT,共60頁。PPT課件主要包含了高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)策略,有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì),核心精講,3官能團(tuán)的保護(hù),4CH3CHO,CH2CHCH3,真題演練,示烴基,為原料設(shè)計(jì)合成,考向預(yù)測等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2024屆高三化學(xué)高考備考一輪復(fù)習(xí):有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)課件,共44頁。
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