内容正文:
有机合成的基本思路
碳链的增长和缩短、成环、开环等
官能团的引入、转化、消除及保护等
有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应,可以实现有机物类别的转化,并引人目标官能团。
Cl2 光照
NaOH 水、△
O2 Cu △
O2 催化剂
△
醇 浓硫酸 △
水 稀硫酸 △
H2 催化剂 △
HX △
NaOH
醇、△
X2
HX
浓硫酸 △
X2 HX
必备知识一:官能团的转化
烯、炔烃
饱和烃
卤代烃
醇
醛
羧酸
酯
水解
酯化
芳香烃
Cl2
光照
或Fe
问题1:请以石油化工产品乙烯(C2H4)为原料(无机试剂任选),请设计不同的路线合成乙酸(CH3COOH)并进行评价。
C2H4
C2H5OH
CH3CHO
CH3COOH
H2O
催化剂,△,加压
O2
Cu,△
O2
催化剂,△
C2H4
C2H5OH
CH3CHO
CH3COOH
HCl
△,催化剂
O2
Cu,△
O2
催化剂,△
CH3CH2Cl
NaOH/H2O
△
假设路线中每一步反应的产率均为70%,请计算下述合成路线的总产率。
C2H4
CH3COOH
O2
催化剂
(工业制备)
总产率=70%×70%×70%=34.3%
产率(70%)
合成步骤应尽可能少,以提高产率。
教材P85【思考与讨论】
3
Cl2
(1)
NaOH/H2O, △
(2)
H2O/△,加压
(4)
CH2-CH2
O
O2/催化剂,△
(3)
(工业制备)
问题2:请以石油化工产品乙烯(C2H4)为原料(无机试剂任选),请设计不同的路线合成乙二醇并进行评价。
(5) 要贯彻“绿色化学”理念等。
(1)步骤较少,副反应少,反应产率高;
(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;
——通常采用4个C以下的单官能团化合物和单取代苯。
P87
有机合成中的原子经济;
原料的绿色化;
试剂与催化剂的无公害化;
1.请设计以乙烯为原料合成乙二酸二乙酯的合成路线(无机试剂任选)。
1
2
3
4
5
巩固练习
顺丁烯二酸二乙酯
6
②写出由B制取顺丁烯二酸二乙酯的合成路线: (要求写出顺式结构)。
【强化练习】
2.请设计合理方案用 合成
(无机试剂任选,用反应流程图表示,并注明反应条件)。
提示:RCH=CH2 RCH2-CH2-Br
HBr
过氧化物
巩固练习
请写出各步反应的化学方程式,并指出其反应类型;分析以上合成路线中官能团的转化过程。
3. 1,4-环己二醇是生产某些液晶材料和药物的原料,请以环己烷为原料合成 1,4-环己二醇,其他试剂任选。
1、炔烃与HCN加成,再经水解生成羧酸
2、醛与HCN加成, 经催化加氢还原 生成胺
3、羟醛缩合
4、酯化反应 5、醇脱水成谜
要关注教材选修一的反应:(P85)
必备知识二:碳骨架的构建——碳链增长
1.设计以乙醇和苯甲醛为原料(无机试剂任选)制备的合成路线
【巩固练习】
解题技巧:采用逆合成法,有酯基先切酯基,再进行碳链构建或官能团转化
【答案】 CH3CH2OH CH3CHO
【答案】 CH3CH2OH CH3CHO
2.设计路线合成甲基丙烯酸
请同学们结合所给信息讨论,探究以丙酮或丙炔为原料合成甲基丙烯酸的路线
3.
【强化训练】
(5)在一定条件下,以原子利用率 100%的反应制备 HOCH2CH2CHO。该反应中:
a、若反应物之一为 V 形结构分子,则另一反应物的结构简式为_______
b、若反应物之一为4 个原子组成的平面三角形结构分子,则另一反应物的
结构简式为______。
(6)以化合物Ⅲ和 为原料,无机试剂任选,合成 。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
a、第一步反应的化学方程式为__________________________________(写出反应条件)。
b、最后一步反应的化学方程式为________________________________(写一个即可)。
1、烯烃、炔烃生成碳链
缩短的羧酸或酮
2、芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾氧化生成碳链缩短的羧酸(P49 11题)
要关注教材选修一的反应:(P85)
3、酯的水解,酰胺的水解
必备知识二:碳骨架的构建——碳链缩短
一氢成酸
二氢成气
无氢成酮
5. 请你写出由正丁醇为唯一有机原料制备CH3CH2COOH的合成路线。
【巩固练习】
必备知识二:碳骨架的构建——成环反应
必备知识三:引入官能团时,注意某些官能团的保护
官能团保护的判断关键:
合成路线前后对比,有机物特定位置的官能团不变。
一般需要保护的官能团:
易被氧化的官能团:羟基、碳碳双键、氨基等。
NaOH的作用:
保护-OH
请以对甲基苯酚为原料合成对羟基苯甲酸。
问题:根据信息,写出以甲苯为原料合成邻氨基苯甲酸的流程图(无机试剂任选)。
已知1:
已知2:-NH2易氧化
已知3:苯环上有烷烃基时,新引入的取代基连在苯环的邻或对位;苯环上有羧基时,新引入的取代基连在苯环的间位。
[归纳说明]
引入或转化官能团时,注意综合考虑,必要时需要对有些官能团进行保护。
请你评价
KMnO4会将氨基氧化
苯环上有羧基时,新引入的取代基连在苯环的间位
定位效应
官能团的保护
规范表达
问题4:
(1)该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B,而是经由①②③三步反应制取B,其目的是____________。
(2)写出⑥的化学反应方程式:____________________,该步反应的主要目的是____________。
定位效应
避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代(或减少副产物,或占位)
保护氨基
官能团的保护
强化练习
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