第三章烴的衍生物

第5節(jié)

有機合成

第1-2課

時

有機合成有機合成幫助人們發(fā)現(xiàn)和制備了一系列藥物、香料、染料、催化劑、添加劑等，有力地推動了材料科學和生命科學的發(fā)展有機合成合成的任務(wù)合成路線的設(shè)計構(gòu)建碳骨架官能團的引入、保護等原則成本低、路線短、產(chǎn)率高操作簡便、環(huán)境友好方法正向、逆向設(shè)計合成路線增長和縮短、成環(huán)等有機合成一、構(gòu)建碳骨架1.碳鏈的增長原料分子中的碳原子數(shù)目標分子中的碳原子數(shù)引入含碳原子的官能團（1）與HCN

加成（2）羥醛縮合反應(yīng)（3）酯化反應(yīng)（4）分子間脫水反應(yīng)（5）加聚反應(yīng)（6）縮聚反應(yīng)少于1.碳鏈的增長一、構(gòu)建碳骨架（1）與HCN

加成①炔烴與HCN的加成反應(yīng)

HCN催化劑H2O,H＋催化劑CH≡CHCH2＝CHCNCH2＝CHCOOH丙烯腈丙烯酸②醛（或酮）與HCN的加成反應(yīng)HCN催化劑CR（R1）HOHCNH2催化劑CR（R1）HOHCH2NH2羥基腈氨基醇C＝OR（R1）H1.碳鏈的增長一、構(gòu)建碳骨架（2）羥醛縮合反應(yīng)催化劑αCH3—C—CH2CHOOHH催化劑△CH3-CH＝CHCHO＋H2OααββCH3-C-H＋CH3CHOO

醛分子中在醛基鄰位碳原子上的氫原子(α-H)受羰基吸電子作用的影響，具有一定的活潑性。分子內(nèi)含有α-H

的醛在一定條件下可發(fā)生加成反應(yīng)，生成β-羥基醛，該產(chǎn)物易失水，得到α,β-不飽和醛。這類反應(yīng)被稱為羥醛縮合反應(yīng)，是一種常用的增長碳鏈的方法。例如：1.碳鏈的增長一、構(gòu)建碳骨架（3）酯化反應(yīng)1.碳鏈的增長（4）分子間脫水反應(yīng)

CH3-C-O-H+H-O-C2H5CH3-C-O-C2H5+H2O=OO=1818C2H5?OH+HO?C2H5C2H5?O?C2H5+H2O濃H2SO4140

℃

1.碳鏈的增長一、構(gòu)建碳骨架（5）加聚反應(yīng)1.碳鏈的增長（6）縮聚反應(yīng)nCH2＝CH2[CH2—CH2]n一定條件一、構(gòu)建碳骨架2.碳鏈的縮短原料分子中的碳原子數(shù)目標分子中的碳原子數(shù)引入含碳原子的官能團（1）烷烴的分解反應(yīng)（2）酯的水解反應(yīng)（3）高錳酸鉀的氧化反應(yīng)多于2.碳鏈的縮短一、構(gòu)建碳骨架（1）烷烴的分解反應(yīng)C16H34C8H18＋C8H16高溫C4H10＋C4H8C8H18高溫2.碳鏈的縮短（2）酯的水解反應(yīng)CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O稀硫酸2.碳鏈的縮短一、構(gòu)建碳骨架（3）高錳酸鉀的氧化反應(yīng)R′R″CCHRKMnO4H+R′R″CO＋

RCOOHR—CH=CH2RCOOH＋CO2↑KMnO4H+酸性高錳酸鉀溶液─C──H──COOHRR′2.碳鏈的成環(huán)一、構(gòu)建碳骨架COOH△COOH＋123465123465

共軛二烯烴(含有兩個碳碳雙鍵，且兩個雙鍵被一個單鍵隔開的烯烴，如1,3-丁二烯)與含碳碳雙鍵的化合物在一定條件下發(fā)生第爾斯-阿爾德反應(yīng)(Diels-Alderreaction),得到環(huán)加成產(chǎn)物，構(gòu)建了環(huán)狀碳骨架。例如：2.碳鏈的成環(huán)一、構(gòu)建碳骨架HOCH2CH2OH＋

H2O二、引入官能團

有選擇地通過取代、加成、消去、氧化、還原等有機化學反應(yīng)，可以實現(xiàn)有機化合物類別的轉(zhuǎn)化，并引入目標官能團。二、引入官能團1.引入碳碳雙鍵(1)醇的消去反應(yīng)CH3CH2OH___________________。(2)鹵代烴的消去反應(yīng)CH3—CH2—Br＋NaOH________________________。(3)炔烴與H2、鹵化氫、鹵素單質(zhì)的不完全加成反應(yīng)CH≡CH＋HCl____________。CH2==CH2↑＋H2OCH2==CH2↑＋NaBr＋H2OCH2==CHCl二、引入官能團2.引入碳鹵鍵(1)烷烴、芳香烴的取代反應(yīng)

＋Br2__________________；＋Cl2______________________。(2)醇與氫鹵酸(HX)的取代反應(yīng)CH3—CH2—OH＋HBr____________________。CH3—CH2—Br＋H2O二、引入官能團(3)炔烴、烯烴與鹵素單質(zhì)或鹵化氫的加成反應(yīng)CH3CH==CH2＋Br2―→

；CH3CH==CH2＋HCl―→

(主要產(chǎn)物)；CH≡CH＋HCl―→

___________。CH3CHBrCH2BrCH3CHClCH3CH2==CHCl二、引入官能團3.引入羥基(1)烯烴與水的加成反應(yīng)CH2==CH2＋H2O

。(2)醛或酮的還原反應(yīng)

CH3CHO＋H2

；CH3CH2OHCH3CH2OH_______________。二、引入官能團(3)鹵代烴、酯的水解反應(yīng)CH3CH2Br＋NaOH

；CH3COOC2H5＋H2O

；CH3COOC2H5＋NaOH

。CH3CH2—OH＋NaBrCH3COOH＋C2H5OHCH3COONa＋C2H5OH二、引入官能團4.引入醛基(1)醇的催化氧化反應(yīng)2CH3CH2OH＋O2

。(2)炔烴與水的加成反應(yīng)

CH≡CH＋H2O

。2CH3CHO＋2H2OCH3—CHO二、引入官能團5.引入羧基(1)醛的氧化反應(yīng)2CH3CHO＋O2

。(2)某些烯烴、苯的同系物被KMnO4(H＋)溶液氧化CH3CH==CHCH3

；2CH3COOH_____________。2CH3COOH二、引入官能團(3)酯、酰胺的水解＋CH3OH＋H2O_____________________；RCONH2＋H2O＋HCl

。RCOOH＋NH4Cl三、官能團的保護

含有多個官能團的有機化合物在進行反應(yīng)時，非目標官能團也可能受到影響，此時需要將該官能團保護起來，先將其轉(zhuǎn)化為不受該反應(yīng)影響的其他官能團，反應(yīng)后再轉(zhuǎn)化復(fù)原。深度思考。1.將

直接氧化能得到

嗎？若不能，如何得到？應(yīng)用體驗設(shè)計方案以CH2==CHCH2OH為原料制備CH2==CHCOOH。四、有機合成路線的設(shè)計與實施有機合成路線用反應(yīng)流程圖表示：1.請以乙烯為原料，設(shè)計合理的路線合成乙酸，寫出反應(yīng)流程圖。四、有機合成路線的設(shè)計與實施有機合成路線用反應(yīng)流程圖表示：2.請用流程圖將乙醇轉(zhuǎn)化成乙二醇(改變官能團的數(shù)目)合成路線。

CH3CH2OHCH2==CH2四、有機合成路線的設(shè)計與實施有機合成路線用反應(yīng)流程圖表示：3.請用流程圖將1-丙醇轉(zhuǎn)化成2-丙醇(改變官能團的位置)合成路線。

CH3CH2CH2OHCH3CH==CH2應(yīng)用體驗A.用氯苯合成環(huán)己烯：B.用甲苯合成苯甲醇：