選修5《有機化學基礎》第三章烴的含氧衍生物第四節有機合成昌河中學江樂輝用化學方法人工合成物質創造新物質，如尼龍、滌綸、炸藥、醫藥等等宇航服中應用了一百三十多種新型材料。其中多數是有機合成材料。“水立方”是我國第一個采用ETFE(乙烯—四氟乙烯共聚物)膜材料作為立面維護體系的建筑。青霉素的發現者——英國細菌學家弗萊明人類治療細菌性感染的第一武器——青霉素最偉大的三項發明——青霉素、原子彈、雷達人類治療細菌性感染的第一武器——青霉素最偉大的三項發明——青霉素、原子彈、雷達青霉素的提取者——澳大利亞病理學家弗洛里英國化學家錢恩1945年的諾貝爾生理和醫學獎1949年以前，“價比黃金”，0.12g青霉素相當于1963年，降為0.9g黃金0.22元我們世界上每年合成的近百萬個新化合物中約70%以上是有機化合物。石器時代青銅器時代鐵器時代鋼鐵時代高分子時代合成塑料、合成纖維、合成橡膠、高分子膜有機合成閱讀課本P64第三自然段，回答：1、什么是有機合成？2、有機合成的任務有哪些？3、用示意圖表示出有機合成過程。自學與交流利用簡單、易得的原料，通過有機反應，生成具有特定結構和功能的有機化合物。1、有機合成：2、有機合成的任務：（1）目標化合物分子碳鏈骨架的構建；（2）官能團的轉化。一、有機合成碳鏈發生變化（包括碳鏈增長、縮短、成環）

3、有機合成遵循的原則1）起始原料要廉價、易得、低毒、低污染——通常采用

4個C以下的單官能團化合物和單取代苯。2）盡量選擇步驟最少的合成路線——以保證較高的產率。

因合成路線總產率=各分部產率的乘積（P65學與問）3）滿足“綠色化學”的要求。4）操作簡單、條件溫和、能耗低、易實現5）尊重客觀事實，按一定反應順序和規律引入官能團。不能臆造不存在的反應目標化合物分子骨架的構建和官能團的轉化。碳鏈增長和縮短、成環和開環等——多步反應一次計算【學與問】ABC93.0%81.7%85.6%90.0%總產率=1×93.0%×81.7%×90.0%×85.6%=58.54%總產率計算4、有機合成的設計思路

關鍵：設計合成路線，即碳骨架的構建、官能團的引入和轉化。1.正向合成分析法此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接或間接的中間產物，逐步推向目標合成有機物。基礎原料輔助原料中間體1副產物輔助原料中間體2副產物輔助原料目標化合物有機合成過程示意圖二、有機合成的方法探討學習1如何以乙烯為基礎原料，無機原料可以任選，合成下列物質：CH3CH2OH、CH3COOH、CH3COOCH2CH3酯化乙酸乙酯乙酸乙醛乙醇氧化氧化乙烯水化2、逆合成分析法逆合成分析法示意圖基礎原料中間體1目標

化合物中間體2又稱逆推法，其特點是從產物出發，由后向前推，先找出產物的前一步原料（中間體），并同樣找出它的前一步原料，如此繼續直至到達簡單的初始原料為止。2C2H5OHC—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC—OHOO+（討論）乙二酸二乙酯的合成H2C—OHH2C—OHH2C—ClH2C—ClCH2CH2C—HC—HOO2.逆向合成分析法基礎原料中間體中間體目標化合物由乙醇合成乙二酸二乙酯依次發生的反應為+2C2H5OH2.加成H2C—OHH2C—OHC—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC—OHOOH2C—ClH2C—ClCH2CH2C—HC—HOOC2H5OH1.加成3.水解（取代）4.氧化氧化5.酯化（取代）探討學習5用2-丁烯、乙烯為原料設計的合成路線認目標巧切斷再切斷……得原料得路線采用逆合成分析：NaOHC2H5OH逆合成分析：+NaOH水合成路線：Br2O2CuO2濃H2SO4Br2Br2NaOH水以乙烯和乙苯為原料(其它無機物自選),

合成下列有機物。探討學習6合成1分析?光照取代NaOH醇加熱消去加聚催化劑整個過程的反應合成2分析??光照取代NaOH醇加熱消去加成水解NaOH水

加熱氧化氧化水解加成酯化光照取代NaOH醇加熱消去加成酯化水解NaOH水

加熱整個過程的反應官能團的性質類別官能團通式代表物主要化學性質烷烴CnH2n+2CH3CH3(1)取代反應(2)催化裂化(3)燃燒反應烯烴碳碳雙鍵CnH2nCH2=CH2(1)加成反應(2)氧化反應(3)加聚反應炔烴碳碳三鍵CnH2n-2CH≡CH(1)加成反應(2)氧化反應(3)加聚反應苯及同系物CnH2n-6

苯甲苯

(1)取代反應

(2)加成反應

(3)氧化反應鹵代烴—XCnH2n+1XCH3CH2X

(1)取代反應（水解反應）

(2)消去反應

必備的基本知識官能團的性質類別官能團通式代表物主要化學性質醇—OHR—OHCnH2n+2OCH3CH2OH(1)與鈉反應(2)取代反應(3)消去反應(4)分子間脫水(5)氧化反應(6)酯化反應酚—OHCnH2n-6OC6H5—OH(1)有弱酸性(2)取代反應(3)顯色反應(4)縮聚反應醛—CHOR—CHOCnH2nOCH3CHO(1)氧化反應(2)還原反應羧酸—COOHR—COOHCnH2nO2CH3COOH(1)具有酸性(2)酯化反應酯—COO—RCOOR`CnH2nO2CH3COOC2H5水解反應

必備的基本知識有機反應的基本類型甲烷、苯、醇的鹵代,苯的硝化，醇的分子間脫水，酯化反應，酯的水解反應等。有機物加氧或去氫的反應，如：醛基的氧化、醇的催化氧化。

1）取代反應2）加成反應

3）氧化反應烯烴、炔烴、苯、醛等分子中含有CC、CCCO可與H2、HX、X2、H2O等加成。必備知識回顧：有機物加氫或去氧的反應，如：烯烴、炔烴、苯、醛等與氫氣的加成反應。

4）還原反應

5）消去反應有機化合物在一定條件下，從一個分子中脫去一個小分子(如HX、H2O),而形成不飽和化合物的反應。如鹵代烴、乙醇。6）酯化反應醇和含氧酸起作用，生成酯和水的反應叫做酯化反應。①酯的水解反應：酯與水發生作用生成相應的醇和羧酸(或羧酸鹽)的反應。②鹵代烴在NaOH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應。如乙烯加聚生成聚乙烯。7）水解反應8）加聚反應有機合成的關鍵知識

官能團的引入

官能團的消除官能團的衍變有機成環反應規律碳骨架的增減

CH3CH2OH濃硫酸170℃

CH2==CH2↑+H2O醇△CH2=CH2↑+NaBr+H2O

CH3CH2Br+NaOH鹵代烴消去反應、

醇消去反應、

-CC-部分加成CH≡CH+HBr

CH2=CHBr

催化劑△1.引入的C=C三法：（一）官能團的引入CH4+Cl2

CH3Cl+HCl光照2.引入鹵原子三法：烷基鹵代、C=C或-CC-加鹵、－OH鹵代CH2==CH2+Br2CH2BrCH2BrC2H5OH+HBrC2H5Br+H2OH+△CH2==CH2

+H2O

CH3CH2OH催化劑加熱加壓CH3CHO

+H2CH3CH2OH催化劑Δ3.引入-OH四法：C=C加水、醛基加氫、鹵代烴水解、酯基水解C2H5Br+NaOH

C2H5OH+NaBr水△稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O△4.引入-ＣHＯ的方法有：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OCu或Ag

CH2=CH2+O22CH3CHO

催化劑醇的氧化C=C的氧化乙炔水化法CHCH+H2OCH3CHO催化劑(Hg2+)5.引入-COOH的方法有：醛、苯的同系物的氧化和酯的水解2CH3CHO+O2

2CH3COOH催化劑2C2H5OHC—OC2H5C—OC2H5OOC—OHC—OHOO+H2OH++CH3CHO+2Ag(NH3)2OH→CH3COONH4

+2Ag↓+3NH3+H2O生成1水2銀3氨乙酸銨O

CH3—C—H+2Cu(OH)2+NaOHO

CH3—C—ONa+Cu2O↓+

3H2O1、通過加成反應消除不飽和鍵（二）官能團的消除方法【思考】怎樣消去不飽和鍵？消去醛基？消去羥基？CH2=CH2+H2

CH3CH3Ni△CH3CH=O+H2CH3CH2OH催化劑Δ2、通過加成（加H）或氧化（加O）消除醛基3、通過消去或氧化或酯化等消去羥基H3CHC=O+H2CH3CH2OH催化劑Δ2CH3CHO+O22CH3COOH催化劑ΔCH3OH+HCOOH

HCOOCH3+H2O濃硫酸△CH3CH2OHCH2=CH2+H2O

濃硫酸△2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2OCu△a.官能團種類變化：CH3CH2-Br水解CH3CH2-OH氧化CH3-CHOb.官能團數目變化：CH3CH2-Br消去CH2=CH2加Br2CH2Br－CH2Brc.官能團位置變化：CH3CH2CH2-Br消去CH3CH=CH2加HBrCH3CH-CH3BrCH3-COOH氧化酯化CH3-COOCH3（三）官能團的衍變1.形成環酯（四）、有機成環反應規律2.氨基酸形成環狀肽3.形成環醚4.形成環酸酐5.形成環烴（五）碳骨架的增減1、增長：

①

酯化反應②醇分子間脫水(取代反應)生成醚③加聚反應④縮聚反應⑤C=C或C≡C和HCN加成等

甲基丙烯酸的工業合成路線HCN催化劑催化劑路線一：路線二：催化劑拓展視野催化劑補充制備復雜的醇--與格氏試劑的加成(使碳鏈增長

）R''CCOHR''RROMgXR''MgX+(H)R'ROCR

'(

H

)(

H

)R

'H2O無水乙醚H+格氏試劑怎樣制備？通常用鹵代烴與鎂、乙醚為溶劑在絕對無水條件下加熱制得。R-X+MgR-MgX無水乙醚+CH3MgClHCH3OC無水乙醚COMgClHCH3CH3H2OH+COHHCH3CH32-丙醇2、減少：①水解反應：酯水解，糖類、蛋白質(多肽)水解②裂化和裂解反應；③羧酸鹽的脫羧反應；④烯烴或炔烴催化氧化(C=C或C≡C斷開)等及苯的同系物的氧化還原水解酯化酯羧酸醛醇鹵代烴氧化氧化水解主要有機物之間轉化取代烷烴取代烯烴炔烴水化消去水化消去加成加成加成必備知識回顧：【思考】看到下列反應條件時，你會想到是什么物質發生反應？產物是什么？（1）Br2/CCl4Cl2/光照Cl2/FeBr2

（2）濃硫酸，△（3）NaOH/H2O有機物間轉化關系——反應條件歸納（4）H+/H2O（5）[Ag(NH3)2]+、OH-、△（6）O2、Cu、△（7）H2、Ni、△（8）NaHCO3（9）A氧化B氧化C（10）NaOH、醇、△三、有機合成的思路分析碳鏈的變化分析官能團的變化分析題中的信息分析方法：正向合成、逆向合成、綜合比較

合成目標

審題

新舊知識

分析

突破設計合成路線

確定方法推斷過程和方向思維求異，解法求優

結構簡式

準確表達

反應類型

化學方程式有機合成的思維結構有機合成路線的選擇1、有機合成路線的選擇原則2、常用的有機合成路線官能團的保護【例1】以BrCH2-CH=CH-CH2Br為原料合成藥物CH3OOC-CH=CH-COOCH3的路線為：BrCH2-CH=CH-CH2BrHOCH2-CH=CH-CH2OHHOCH2-CHCl-CH2-CH2OHHOOC-CHCl-CH2-COOHHOOC-CH=CH-COOHCH3OOC-CH=CH-COOCH3ABCDE問：A、B兩步能否顛倒？設計B、D兩步的目的是什么？【思考與交流】問：設計（1)、(2)兩步的目的是什么？【練習】工業上以甲苯為原料生產對羥基苯甲酸乙酯（一種常用的化