2014-2015学年高二化学鲁科版选修5课件：3.ppt

1、宇航员费俊龙、聂海胜凯旋归来 宇航员的服装能使太空的人处于加压状态，供给宇航员生命所需的氧气，控制温度和湿度，防止辐射，还要经得起微流星的冲击。宇航服中已经应用了一百三十多种新型材料。其中多数是有机合成材料。密闭头盔由透明聚碳酸酯组成，密闭服由耐高温的防火聚酰胺纤维织物等特殊材料组成。宇航服面罩是由碳材料制成的金刚石膜。我们世界上每年合成的近百万个新化合物中约70%以上是有机化合物。一座年产8万吨的合成橡胶厂相当于145万亩橡胶园的年产量。一座年产万吨的合成纤维厂相当于30万亩棉田或250万头绵羊的棉毛产量 合成纤维合成橡胶以化学为核心的科学技术改变了人类直接简单利用自然资源的状况，制造了无数

2、比天然性能更优异的产品，甚至设计和创造了自然界没有的产品，它已成为人们衣、食、住、行不可缺少的材料。著名化学家伍德沃德：在上帝创造的自然界旁边，化学家又创造了另外一个世界。明确目标化合物的结构大量合成设计合成路线合成目标化合物对样品进行结构测定试验其性质或功能有机合成步骤：设计合成路线关键碳骨架的构建官能团的引入碳链增长的反应有哪些?探讨学习：烯烃、炔烃的加聚反应、与HCN加成;卤代烃与氰化钠的取代、该氰化物在酸性条件下水解成羧酸；醛酮与HCN加成、与格氏试剂加成、羟醛缩合；用炔钠增长碳链等。1 碳骨架的构建碳链缩短的反应有哪些?烯、炔被酸性KMnO4 氧化；羧酸或羧酸盐脱去分子中的羧基放出二

3、氧化碳的反应，得到比羧酸盐少一个碳原子的烷烃等。（1）烷烃的热裂化：C8H18 C4H10 +C4H8（2）脱羧反应：CH3COONa+NaOH CH4+Na2CO3（3）烯、炔被酸性KMnO4 氧化等CH3CH=CH2 CH3COOH+CO2KMnO4(H+)2、官能团的引入与转化引入卤素原子引入碳碳双键引入羟基引入羰基引入羧基1.烷烃，苯与卤素反应：CH4+Cl2 CH3Cl+HClhv2.烯烃、炔烃、醛、酮、羧酸等与卤素反应：C6H6+Br2 C6H5Br+HBrFeCH3CH=CH2+Cl2 CH2ClCH=CH2+HCl500600CH3COOH+Cl2 CH2ClCOOH+HCl催

4、化剂3.烯/炔加成卤素/卤化氢：CH2=CH2+Br2 CH2BrCH2BrCCl44.醇与卤化氢反应：CH3CH2OH+HCl CH3CH2Cl+H2O探讨学习：在碳链上引入卤原子的途径2.烯烃与水反应：CH2=CH2+H2O CH3CH2OH3.醛、酮加成：CH3CHO+H2 CH3CH2OHNi5.酯的水解：CH3COOCH3+NaOH CH3COONa+CH3OH4.羧酸还原：CH3COOH CH3CH2OHLiAlH4探讨学习：在碳链上引入羟基的途径1.卤代烃水解：CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBrH2O1.卤代烃的消去反应：CH3CH2Br+NaOH CH2=C

5、H2+NaBr+H2O 醇CH3CHClCH2Cl+Zn CH3CH=CH2+ZnBr22.醇的消去反应：CH3CH(OH)CH3 CH3CH=CH2+H2O 浓硫酸引入碳碳双键的反应探讨学习：1.醇的催化氧化：2C2H5OH+O2 2CH3CHO+2H2OCu2.烯烃的氧化：2CH2=CH2+O2 2CH3CHO催化剂可引入羰基的反应：探讨学习：1.羧酸衍生物的水解：CH3COOCH3+H2O CH3COOH+CH3OH2.醛的氧化反应：CH3CHO+2Cu(OH)2 CH3COOH+Cu2O+2H2O4.腈的水解：C2H5CN C2H5COOHH+,H2O3.烃的氧化：C6H5CH3 C6

6、H5COOHKMnO4(H+)在碳链上引入羧基的途径:探讨学习：酸或碱观察与思考 取一支试管，滴入10-15滴溴乙烷，再加入1ml5%的氢氧化钠溶液，充分振荡、静置，待溶液分层后，用滴管小心吸取10滴上层液体，移入另一支盛有1ml稀硝酸的试管中，然后加入23滴2%的硝酸银溶液，观察现象。实验现象实验结论及有关的化学方程式有浅黄色沉淀生成CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBrH2ONaBr+AgNO3=AgBr+NaNO3CH3CH2OHCH3CH2XCH3COOHCH3CHOCH2=CH2CH3COOC2H5浓硫酸170H Cu 浓硫酸KMnO4 (H+)H2O催 O2化剂HX碱

7、,醇OH-H2OOH-H+,浓硫酸,LiAlH4银 新氨 制溶 Cu(OH)2液H+，O2 H2 Ni常见官能团间转化示意图（交流.研讨）某种医用胶的单体为 某同学以乙烯为起始物，设计了这种化合物的合成路线。某医用胶的合成路线设计有机合成路线的基本思路对比原料分子 目标分子实现变化的措施碳链变化2个C8个C引入羧基；在羧基的碳上引入卤素；通过取代羧基变为酯基、卤素变为氰基；最后再引入-CH2OH，消去反应得碳碳双键官能团的变化-COO-CN尝试设计 请分析设计由CH3CH2CH2Br到CH3CH(OH)CH3的合成路线。对比原料分子 目标分子实现变化的措施碳链变化官能团的变化无变化种类：-Br

8、-OH位置：1号碳2号碳先消去后加成逆推法1964年科里(E.J.Corey)首先用逆推的方式设计合成路线，并逐步形成了新的有机合成理论和方法，从而促进了有机合成化学的飞速发展,因而获得了1990年 诺贝尔化学奖。逆推法的一般程序示意图观察目标化合物分子的结构由目标化合物分子逆推原料分子并设计合成路线优选合成路线碳骨架特征及官能团的种类和位置碳骨架的构建官能团的引入或转化（符合化学原理、操作安全可靠）步骤尽量简单原子经济性符合绿色合成思想原料绿色化试剂和催化剂无公害性原子经济性1991年美国著名有机化学家特劳斯特(B.M.Trost)提出原子经济性概念,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分

9、子的每一个原子,使反应达到零排放。原子经济性可以用原子利用率来衡量:案例:利用逆推法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线苯甲酸苯甲酯(苯甲酸苄酯)存在于多种植物香精中，它可用作香料、食品添加剂及一些香料的溶剂，还可用做塑料、涂料的增塑剂。此外，苯甲酸苯甲酯具有杀灭虱、蚤和疥虫的作用且不刺激皮肤，无异臭和油腻感，可用于治疗疖疮。CCH2OO合成背景完成任务 任务1：分析目标化合物分子的结构，并逆推出原料分子。提示：充分利用已学有机化合物的化学性质 原料分子尽量是常见烃类物质 新信息提供：CHCl2 水解CHOHOHCOH分析苯甲酸苯甲酯分子的结构可知它是一种酯类化合物CCH2OO酯基苯环苯环OOCH2COCOHCH2OHOHCCHCl2CH2ClCH3汇报总结任务2：找出可能的合成路线 任务3：优选合成路线。提示：优选合成路线的基本原则 已知LiAlH4价格较为昂贵，且要求无水操作，成本高。概括整合有机合成路线的设计 1.认识并体会一般的设计思路 2.学习一种典型的设计方法-逆推合成法 逆推合成法的一般程序（思考和交流）：只用乙烯一种有机物(无机物可以任选),合成:COOCH2COOCH2请同学们说出其过程.CH2BrCH2BrCH2OHCH2OHCHOCHOCOOHCOOH