5.3有机合成设计 课件 2023-2024学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修3

专题5 药物合成的重要原料 第三单元 有机合成设计 化学 3 1、通过常见官能团的结构和特征反应,能举例说明有机物中基团之间的相互影响。 2、能从官能团入手揭示一定条件下有机物之间的相互转化关系。 3、能运用逆合成分析法设计简单的有机合成路线。 基团间的影响 事物总是相互影响、相互制约的。在有机化合物分子中,这种相互影响、相互制约的关系同样存在。这是我们在学习了主要有机化合物的性质后必须思考的问题。 1、已知在浓硝酸、浓硫酸条件下,苯、甲苯硝化反应生成一取代产物的温度分别是60 、30 。甲烷不能被酸性KMnO4溶液氧化,而甲苯却能被酸性KMnO4溶液氧化。你能解释原因吗? 结论:苯基(邻、对位活化)和烷基互相活化! 甲烷不能被酸性KMnO4溶液氧化! KMnO4(H+) C2H5—OH与NaOH不反应 2、已知苯酚能与迅速溴水反应,而苯却必须与液溴在FeBr3催化下才能反应。苯酚具有酸性,而乙醇呈中性。你能解释原因吗? 结论:苯基(邻、对位活化)和羟基互相活化! 在研究有机化学反应时,要同时关注反应物结构和反应条件的影响。 3、已知醇的脱水反应在不同温度下主要产物不同,卤代烃与碱反应在不同的溶剂中主要产物也不同。你能解释原因吗? 卤代烃的取代反应和消去反应同时存在,相互竞争,我们可以通过控制条件使某类反应为主。 研究发现,对于卤代烃而言,卤素原子直接相连的碳上氢越多的越容易发生取代反应,反之,容易发生消去反应。对进攻试剂(如上述反应中的KOH)而言,碱性越强,越容易发生消去反应,反之,容易发生取代反应。 所以,在利用这些反应合成物质时,要根据需求合理地选择条件。 已知C2H5ONa + H2O C2H5OH + NaOH,利用已学知识和材料信息,分析C2H5ONa和(CH3CH2)3CBr反应会生成什么产物。 CH3CH2C=CHCH3 CH2CH3 重要有机物间的相互转化 有机化合物的性质主要取决于它所具有的官能团,有机化合物合成路线的设计往往围绕官能团展开。 下图列出了我们已经学过的各类有机化合物的代表物,请在图中所列有机化合物之间加上箭头以表示它们之间的转化关系。写出上述转化关系中所涉及反应的化学方程式,归纳出在有机化合物分子中引入常见官能团的方法。 3 1 2 5 4 6 7 8 9 10 11 14 12 13 1、引入碳碳双键 常见官能团的引入 ①消去反应(醇,卤代烃) ②加成反应(炔烃的不完全加成) CH≡CH+H2 CH2==CH2 【例题1】设计由2-丁烯制备1,3-丁二烯的合成路线。 催化剂 CH3CH==CHCH3 CH2==CHCH==CH2 CH3CH—CHCH3 Br Br Br2 NaOH/醇 2、引入碳卤键 ②取代反应(烃与卤素单质,醇) ①加成反应 CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O 催化剂 光照或 高温 3、引入羟基 ①加成反应 ②水解反应(卤代烃,酯) ③还原反应(醛,酮) CH3CHO + H2 CH3CH2OH 催化剂 CH3COCH3+H2 CH3CHOHCH3 催化剂 催化剂 ④酚盐溶液与CO2、HCl等反应 丹参醇的制备如下: (1)D到E所需的试剂和条件 。 (2)1mol丹参醇在Cu做催化剂和O2反应需要消耗 mol O2。 (3)A到C的反应类型 。 浓硫酸,加热 0.5 加成反应 已知:呋喃( )与苯相似,也具有芳香性。 4、引入羧基 ①氧化反应(醛,烯烃、炔烃、芳香烃被酸性高锰酸钾溶液) ②水解反应(酯,酰胺) CH3CONH2+H2O+HCl CH3COOH+NH4Cl 根据已学知识,完成下列合成路线流程图的设计。并从中选择最佳路线! 先水解?先氧化? NaOH O2/Cu O2 催化剂 H+ 有机物间的相互转化 有机合成的一般过程 一般来说,有机合成就是利用简单、易得的原料,通过一系列有机化学反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物的过程。 【案例1】乙二醇常用作汽车防冻液,请你以乙烯为基础原料合成乙二醇? 结论:原料 中间产物 目标产物 溴水 Br Br NaOH / 水 CH2=CH2 CH2—CH2 OH OH CH2—CH2 正向合成分析法:从原料出发设计合成路线的方法。 适用于简单有机物的合成设计 ? 【案例2】乙二酸二乙酯是一种医药和染料工业原料,请以乙烯为原料设计合成的路线。 CH2 CH2 = O O C—OC2H5 C—OC2H5 = = Elias James Corey 1928- 现任哈佛大学教授,伊莱亚斯 詹姆斯 科里,于1967年提出了“逆合成分析原理”,并开创了计算机辅助有机合成新纪元,获得1990年诺贝尔化学奖 。 逆合成分析法 起始原料 前体2 前体1 目标化合物 CH3CH2OH CH2=CH2 1、简