选修使用新有机合成课件.pptx
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- 选修 使用 有机合成 课件
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1、 选修选修5 5 有机化学基础有机化学基础 第三章第三章 烃的含氧衍生物烃的含氧衍生物用化学方法人工合成物质用化学方法人工合成物质 创造新物质,如尼龙、涤纶、炸药、医药等等创造新物质,如尼龙、涤纶、炸药、医药等等宇航服中应用了一百三十宇航服中应用了一百三十多种新型材料。其中多数多种新型材料。其中多数是是有机合成材料有机合成材料。“水立方水立方”是我国第一个采用是我国第一个采用ETFE(ETFE(乙烯乙烯四氟乙四氟乙烯共聚物烯共聚物)膜材料作为立面维护体系的建筑。膜材料作为立面维护体系的建筑。我们世界上每年合成的近百万个新化合物我们世界上每年合成的近百万个新化合物中约中约70%70%以上是有机化
2、合物。以上是有机化合物。用化学方法人工合成物质用化学方法人工合成物质 复写自然物质复写自然物质OOOHOHOHOH用化学方法人工合成物质用化学方法人工合成物质 修饰修饰 自然自然 物质物质解热镇痛药物解热镇痛药物阿司匹林阿司匹林叶叶绿绿素素分分子子的的结结构构式式维维生生素素B B1212的的化化学学结结构构阅读课本阅读课本P P6464第三自然段,回答:第三自然段,回答:1 1、什么是有机合成?、什么是有机合成?2 2、有机合成的任务有哪些?、有机合成的任务有哪些?3 3、用示意图表示出有机合成过程。、用示意图表示出有机合成过程。自学与交流自学与交流 利用利用简单、易得的原料简单、易得的原料
3、,通过有机反应,生,通过有机反应,生成具有成具有特定结构和功能特定结构和功能的有机化合物。的有机化合物。1 1、有机合成:、有机合成:2 2、有机合成的任务:、有机合成的任务:(1 1)目标化合物分子)目标化合物分子碳链骨架碳链骨架的构建;的构建;(2 2)官能团官能团的转化。的转化。一、有机合成的过程一、有机合成的过程碳链发生变化(包括碳链增长、缩短、成环)碳链发生变化(包括碳链增长、缩短、成环)基础原基础原料料中间体中间体1目标目标化合物化合物中间体中间体2辅助原料辅助原料1辅助原料辅助原料2辅助原料辅助原料3副产物副产物1副产物副产物23 3、有机合成的过程:、有机合成的过程:有机合成过
4、程示意图有机合成过程示意图4、有机合成的设计思路、有机合成的设计思路 关键:关键:设计合成路线,即碳骨架的构建、官能团的引入和转化设计合成路线,即碳骨架的构建、官能团的引入和转化。官能团的引入官能团的引入 官能团的消除官能团的消除官能团的衍变官能团的衍变有机成环反应规律有机成环反应规律 1 1、怎样在有机化合物中引入碳碳双键?、怎样在有机化合物中引入碳碳双键?(1 1)卤代烃的消去)卤代烃的消去二、有机合成的常规方法二、有机合成的常规方法(一)常见引入官能团的方法(一)常见引入官能团的方法(2 2)醇的消去)醇的消去(3 3)炔烃与氢气)炔烃与氢气 1 1:1 1 加成加成2 2、怎样在有机化
5、合物中引入羟基?、怎样在有机化合物中引入羟基?(1 1)卤代烃水解)卤代烃水解(2 2)烯烃与水加成)烯烃与水加成(3 3)醛)醛/酮加氢酮加氢(4 4)酯的水解)酯的水解三种方法三种方法四种方法四种方法-C=C-或或-C=O的引入的引入2CH3CH2OH+O2 2H3CHC=O+2H2OCu CH3CH2OHCH2=CH2+H2O 浓硫酸浓硫酸170CH3CH2BrCH2=CH2+HBr NaOH醇醇1.醇与卤代烃的消去反应醇与卤代烃的消去反应2.醇的氧化醇的氧化3.乙烯氧化、乙炔水化乙烯氧化、乙炔水化 -OH的引入的引入 H2SO4CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+
6、H2OCH3CH2OHCH2=CH2+H2O 催化剂催化剂加热加热(CH3)2C=O+H2(CH3)2CHOH催化剂催化剂2.2.醛醛.酮加氢气酮加氢气3.卤代烃水解卤代烃水解4.酯的水解酯的水解1.烯烃加水烯烃加水CH3CH=O+H2CH3CH2OH催化剂催化剂NaOHCH3CH2OHCH3CH2Cl+H2O3 3、怎样在有机化合物中引入卤素原子?、怎样在有机化合物中引入卤素原子?(1 1)烃或烃的衍生物与)烃或烃的衍生物与X2取代取代反应:反应:(2 2)醇与)醇与HX取代取代 (3 3)加成加成反应:反应:甲烷和氯气甲烷和氯气苯和溴苯和溴酚和溴水酚和溴水烯烃、炔烃等与烯烃、炔烃等与X2或
7、或HX加成加成思考与交流思考与交流-X的引入的引入CH2=CH2+HBrCH3CH2BrCHCH+2Br2CHBr2CHBr2C2H5OH+HBr C2H5Br+H2OC6H6+Br2 C6H5Br+HBrFe1.烃与烃与X2的取代的取代2.不饱和烃与不饱和烃与HX、X2的加成的加成3.醇与醇与HX的取代的取代 CH4+Cl2光光CH3Cl+HCl4 4、怎样在有机化合物中引入醛基?、怎样在有机化合物中引入醛基?(1 1)某些醇氧化)某些醇氧化(2 2)糖类水解)糖类水解(3 3)炔烃水化)炔烃水化5 5、怎样在有机化合物中引入羧基?、怎样在有机化合物中引入羧基?(1 1)醛氧化)醛氧化(2
8、2)苯的同系物被强氧化剂氧化)苯的同系物被强氧化剂氧化(3 3)羧酸盐酸化)羧酸盐酸化(4 4)酯的酸性水解)酯的酸性水解 思考与交流思考与交流官能团的性质官能团的性质类别类别官能团官能团通式通式代表物代表物主要化学性质主要化学性质烷烃烷烃CnH2n+2CH3CH3(1)取代反应取代反应(2)催化裂化催化裂化(3)燃烧反应燃烧反应烯烃烯烃碳碳双键碳碳双键CnH2nCH2=CH2(1)加成反应加成反应 (2)氧化反应氧化反应(3)加聚反应加聚反应炔烃炔烃碳碳三键碳碳三键CnH2n-2CHCH(1)加成反应加成反应 (2)氧化反应氧化反应(3)加聚反应加聚反应苯及同苯及同系物系物CnH2n-6 苯
9、苯 甲苯甲苯(1)取代反应取代反应(2)加成反应加成反应 (3)氧化反应氧化反应卤代烃卤代烃XCnH2n+1 XCH3CH2 X (1)取代反应(水解反应)取代反应(水解反应)(2)消去反应消去反应 官能团的性质官能团的性质类别类别官能团官能团通式通式代表物代表物主要化学性质主要化学性质醇醇OHROHCnH2n+2OCH3CH2OH(1)与钠反应与钠反应 (2)取代反应取代反应(3)消去反应消去反应 (4)分子间脱水分子间脱水(5)氧化氧化反应反应 (6)酯化反应酯化反应酚酚OHCnH2n-6OC6H5OH(1)有弱酸性有弱酸性 (2)取代反应取代反应(3)显色反应显色反应 (4)缩聚反应缩聚
10、反应醛醛CHORCHOCnH2nOCH3CHO(1)氧化反应氧化反应(2)还原反应还原反应羧酸羧酸COOHRCOOHCnH2nO2CH3COOH(1)具有酸性具有酸性(2)酯化反应酯化反应酯酯COORCOORCnH2nO2CH3COOC2H5水解反应水解反应 有机反应的基本类型有机反应的基本类型甲烷、苯、醇的卤代甲烷、苯、醇的卤代,苯的硝化,醇的分子间脱水,酯苯的硝化,醇的分子间脱水,酯化反应,酯的水解反应等。化反应,酯的水解反应等。有机物加氧或去氢的反应,如:醛基的氧化、醇的有机物加氧或去氢的反应,如:醛基的氧化、醇的催化氧化。催化氧化。1 1)取代反应)取代反应2 2)加成反应)加成反应
11、3 3)氧化反应)氧化反应烯烃、炔烃、苯、醛等分子中含有烯烃、炔烃、苯、醛等分子中含有C CC C、C C C C C C O O 可与可与H H2 2、HXHX、X X2 2、H H2 2O O等加成等加成 。必备知识回顾:必备知识回顾:有机物加氢或去氧的反应,如:烯烃、炔烃、苯、有机物加氢或去氧的反应,如:烯烃、炔烃、苯、醛等与氢气的加成反应。醛等与氢气的加成反应。4 4)还原反应)还原反应 5 5)消去反应)消去反应有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个小分有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个小分子子(如如HXHX、H H2 2O),O),而形成不饱和化合物的反应。如卤代烃
12、、而形成不饱和化合物的反应。如卤代烃、乙醇。乙醇。6 6)酯化反应)酯化反应醇和含氧酸起作用,生成酯和水的反应叫做酯化反应。醇和含氧酸起作用,生成酯和水的反应叫做酯化反应。酯的水解反应:酯与水发生作用生成相应的醇酯的水解反应:酯与水发生作用生成相应的醇和羧酸和羧酸(或羧酸盐或羧酸盐)的反应。的反应。卤代烃在卤代烃在NaOHNaOH的水溶液中水解。的水溶液中水解。由小分子加成聚合生成高分子化合物的反应。如乙由小分子加成聚合生成高分子化合物的反应。如乙烯加聚生成聚乙烯。烯加聚生成聚乙烯。7 7)水解反应)水解反应8 8)加聚反应)加聚反应 1、通过加成反应消除不饱和键、通过加成反应消除不饱和键(二
13、)官能团的消除方法(二)官能团的消除方法【思考思考】怎样消去不饱和键?消去醛基?消去怎样消去不饱和键?消去醛基?消去羟基?羟基?CH2=CH2+H2 CH3CH3NiCH3CH=O+H2CH3CH2OH催化剂催化剂 2、通过加成(加、通过加成(加H)或氧化(加)或氧化(加O)消除醛基)消除醛基 3、通过消去或氧化或酯化等消去羟基、通过消去或氧化或酯化等消去羟基H3CHC=O+H2CH3CH2OH催化剂催化剂2CH3CHO+O22CH3COOH催化剂催化剂CH3OH+HCOOH HCOOCH3+H2O浓硫酸浓硫酸CH3CH2OHCH2=CH2+H2O 浓硫酸浓硫酸2CH3CH2OH+O2 2CH
14、3CHO+2H2OCu 官能团官能团的的保护保护【例例1 1】以以BrCHBrCH2 2-CH=CH-CH-CH=CH-CH2 2BrBr为原料合成药物为原料合成药物CHCH3 3OOC-CH=CH-COOCHOOC-CH=CH-COOCH3 3的路线为:的路线为:BrCHBrCH2 2-CH=CH-CH-CH=CH-CH2 2BrBrHOCHHOCH2 2-CH=CH-CH-CH=CH-CH2 2OHOHHOCHHOCH2 2-CHCl-CH-CHCl-CH2 2-CH-CH2 2OHOHHOOC-CHCl-CHHOOC-CHCl-CH2 2-COOH-COOHHOOC-CH=CH-COOH
15、HOOC-CH=CH-COOHCHCH3 3OOC-CH=CH-COOCHOOC-CH=CH-COOCH3 3ABCDE问:问:A A、B B两步能否两步能否颠倒颠倒?设计设计B B、D D两步的两步的目的目的是什么?是什么?【思考与交流思考与交流】问:设计(问:设计(1)1)、(2)(2)两步的目的是什么?两步的目的是什么?【例例2 2】工业上以工业上以甲苯甲苯为原料生产为原料生产对羟基苯甲对羟基苯甲酸乙酯酸乙酯(一种常用的(一种常用的化妆品化妆品防霉剂),其生防霉剂),其生产流程如下:产流程如下:CHCH3 3-C-C6 6H H5 5 A A CHCH3 3-C-C6 6H H4 4-O
16、H-OH CHCH3 3-C-C6 6H H4 4-OCH-OCH3 3 B B C CCHCH3 3CHCH2 2OOC-COOC-C6 6H H4 4-OH-OHCl2CH3CH2OHCH3IHI(1)(2)1.不同官能团间的转换(利用衍生关系)不同官能团间的转换(利用衍生关系)(三)官能团的衍变(三)官能团的衍变 RCH2CH2-X R-CH=CH2 RCH2CH2OH RCH2CHO RCH2COOH RCH2COOCH32.通过某种化学途径增加官能团通过某种化学途径增加官能团 CH3CH2OH HOCH2CH2OHCH2=CH2ClCH2CH2Cl CH2=CHCH2CH3 CH3C
17、H=CHCH3CH3CHClCH2CH3CH3CH=CH2CH3CH2CH2OHCH3CH(OH)CH33.通过某种途径使官能团的位置改变通过某种途径使官能团的位置改变还原还原水水解解酯酯化化酯酯羧酸羧酸醛醛醇醇卤代烃卤代烃氧化氧化氧化氧化水解水解主要有机物之间转化主要有机物之间转化取代取代烷烃烷烃取取代代烯烃烯烃炔烃炔烃水水化化消消去去水水化化消消去去加成加成加成加成加加成成必备知识回顾:必备知识回顾:【思考思考】看到下列反应条件时,你会想到是什么看到下列反应条件时,你会想到是什么物质发生反应?产物是什么?物质发生反应?产物是什么?(1)Br2/CCl4 Cl2/光照光照 Cl2/Fe Br
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