3.5 有机合成 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

人教版(2019)选择性必修3 第三章 烃的衍生物 第五节 有机合成 【任务一】认识有机合成 使用相对简单、易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引人官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。 有机合成： 有机合成 合成的任务 合成路线的设计 构建碳骨架 官能团的引入、转化、消除及保护 原则 成本低、产率高 环境友好、路线短 方法 逆向设计合成路线 增长和缩短、成环等过程 【任务二】构建碳骨架 1.增长碳链 加聚反应 碳链增长 分子间脱水 与HCN发生加成反应 酯化反应 羟醛缩合反应 【任务二】构建碳骨架 1.增长碳链 （1）与HCN发生加成反应 CH3-C-CH3 O 催化剂 HCN CH3-C-CN OH CH3 ∆ H2O，H+ CH3-C-COOH OH CH3 （2）羟醛缩合反应 CH3—C—H + O α CH3CHO 催化剂 CH3—C—CH2CHO OH H α β 催化剂 ∆ CH3—CH CHCHO+H2O α β 【任务二】构建碳骨架 1.增长碳链 （3）加聚反应 （4）酯化反应 （5）分子间脱水 【任务二】构建碳骨架 2.碳链的减短 酯的水解 碳链缩短 碳碳双键、三键的氧化 裂解反应 酰胺基的水解 苯的同系物的氧化 【任务二】构建碳骨架 2.碳链的减短 （1）烷烃的分解反应(烃的裂化、裂解) C4H10 CH4 + C3H6 △ （2）酯的水解反应 CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH 稀硫酸 △ （3）芳香化合物的侧链与高锰酸钾发生氧化反应 KMnO4 H＋ （4）酰胺基的水解 【任务二】构建碳骨架 2.碳链的减短 RCONHR′ + H2O + HCl 加热 RCOOH + R′NH2Cl （5）碳碳双键、碳碳三键的氧化 ①烯烃 CH≡C－R KMnO4(H＋) CO2＋RCOOH ②炔烃 C＝CH－R R' R'' KMnO4 H＋ C＝O＋R－COOH R' R'' 二H成气 一H成酸 无H成酮 一H成气 无H成酸 【任务二】构建碳骨架 形成环醚 形成环酯类 成环反应 共轭二烯烃加成 3.成环反应 △ △ + 浓H2SO4 △ + 2 + △ 环酯的水解反应 【任务二】构建碳骨架 3.开环反应 CH2 CH2 CH2 O C O H2O 稀硫酸 加热 CH2 CH2 CH2 O C OH OH + 【训练巩固】 1.中国科学院上海有机化学研究所人工合成了青蒿素，其部分合成路线如图所示，下列说法中正确的是 ( ) A．“乙→丙”发生了消去反应 B．香茅醛不存在顺反异构现象 C．甲遇浓溴水产生白色沉淀 D．香茅醛可形成分子内氢键 B 【任务三】官能团的引入 官能团 引入方法 碳碳双键 碳卤键 羟基 醛基 羧基 酯基 ①卤代烃的消去　②醇的消去 ③炔烃的不完全加成 ①醇(酚)的取代　 ②烯烃(炔烃)的加成 ③烷烃(苯及苯的同系物)的取代 ①烯烃与水的加成 ②卤代烃的水解 ③醛的还原 ④酯的水解 ①醇的催化氧化　 ②炔烃的加成 ①醇、醛的氧化　②酯、酰胺的水解　③烯烃、芳香烃的氧化 酯化反应 【任务四】官能团的消除 官能团 消除方法 碳碳双键 碳卤键 羟基 醛基 羧基 酯基 加成反应、加聚反应 消去反应、水解反应 消去反应、氧化反应、酯化反应 加成反应、氧化反应 酯化反应 水解反应 【任务五】官能团的保护 含有多个官能团的有机物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。如-OH保护过程： 【任务五】官能团的保护 1.酚羟基的保护 在氧化其他基团前可以先使其与NaOH溶液反应，把-OH变为-ONa将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为-OH OH NaOH ONa HCl OH CO2+H2O OH +NaHCO3 +NaCl 方法一：因酚羟基易被氧化 【任务五】官能团的保护 1.酚羟基的保护 方法二：先与CH3I或硫酸二甲酯【(CH3)SO4】反应，把-OH变为-OCH3将其保护起来，待氧化后再酸化(氢碘酸HI或三溴化硼作用)将其转变为-OH。 OH CH3I OCH3 HI OH 方法三：用乙酸酐和酚羟基反应生成酚酯，再加稀硫酸酸化使酚羟基复原。 OH H+ CH3C CH3C O O O CH3C O O CH3COOH 【任务五】官能团的保护 2.碳碳双键的保护 碳碳双键易被氧化，在氧化其他基团前利用其与卤素单质，卤化氢等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 C C ＋HBr C C H Br NaOH、乙醇 加热 C C 【任务五】官能团的保护 3.氨基的保护 先通过取代反应使-NH2转化为酰胺基，待氧化其他基团后，再通过酰胺键的水解反应转化为-NH2。 1.金银花有效活性成分为绿原酸，又名咖啡鞣酸，具有广泛的杀菌消炎功效，结构如图所示，下列有关绿原酸的说法不正确的是 A．绿原酸的分子式为C16H16O9 B．1mol绿原酸最多与4 molNaOH反应 C．1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子 D．绿原酸分子能与1,3-丁二烯加热条件下进行D-A反应 【训练巩固】 A 【任务六】有机合成路线设计 1.有机合成路线设计方法 碳骨架构建 官能团转化 有机合成路线的确定 进行合理的设计与选择 较低的成本和较高的产率 简便而对环境友好的操作得到目标产物。 【任务六】有机合成路线设计 2.正向合成法 采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标化合物。 简单、易得 碳骨架和官能团等方面的异同的比较 【任务六】有机合成路线设计 [例]以乙烯为原料，按照下列路线合成 2.正向合成法 Br2 NaOH 水溶液 氧化 氧化 A B C D 浓硫酸 CH2=CH2 【任务六】有机合成路线设计 3.逆向合成法 从产物出发，由后向前推，先找出产物的前一步原料（中间体），并同样找出它的前一步原料，如此继续直至到达简单的初始原料为止。 目标分子 基础原料 中间体1 中间体2 【任务六】有机合成路线设计 3.逆向合成法 如何合成乙二酸二乙酯？ CH2=CH2 O2 催化剂，△ H2O 加压，△ 路线一 路线二 思考与讨论P90 【思考与讨论】 1.步骤较少，副反应少，产率高； 2.原料、溶剂和催化剂尽可能价廉易得、低毒； 3.反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯； 4.污染排放少； 5.在进行有机合成时，要贯彻“绿色化学”理念等。 设计合成路线的基本原则 【归纳】 1.步骤较少，副反应少，产率高； 2.原料、溶剂和催化剂尽可能价廉易得、低毒； 3.反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯； 4.污染排放少； 5.在进行有机合成时，要贯彻“绿色化学”理念等。 设计合成路线的基本原则 【归纳】 乙酸乙酯可作为香料原料，在日常生活中有广泛的应用。请问如何利用乙烯合成乙酸乙酯？ 【思考与讨论】 $$