第三章烴的衍生物

第五節(jié)有機(jī)合成

第1課時(shí)有機(jī)合成的主要任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、認(rèn)識(shí)有機(jī)合成的關(guān)鍵是碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。

2、掌握官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化的一些技巧。有機(jī)合成

有機(jī)合成使用相對(duì)簡(jiǎn)單易得的原料，通過(guò)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)來(lái)構(gòu)建碳骨架和引入官能團(tuán)，由此合成出具有特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的目標(biāo)分子。

【思考】有機(jī)合成是如何實(shí)現(xiàn)合成目標(biāo)的？合成的任務(wù)：

1.構(gòu)建碳骨架2.官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)化、消除及保護(hù)

一、構(gòu)建碳骨架（增長(zhǎng)、縮短、成環(huán)）

1.碳鏈增長(zhǎng)：當(dāng)原料分子中的碳原子數(shù)少于目標(biāo)分子中的碳原子數(shù)時(shí)，可以通過(guò)引入含碳原子的官能團(tuán)等方式使碳鏈增長(zhǎng)。（1）引入氰基②醛、酮中的不飽和鍵與HCN的加成反應(yīng)①烯烴（炔烴）與HCN的加成反應(yīng)催化劑CH3—C—HOαCH3—CH—CH2CHOOH催化劑△CH3—CH＝CHCHO＋H2Oααββ＋HCCHOHHβ-羥基醛加成反應(yīng)消去反應(yīng)α,β-不飽和醛（2）羥醛縮合反應(yīng)（3）加聚反應(yīng)（4）酯化反應(yīng)（5）分子間脫水反應(yīng)nCH2＝CH2[CH2—CH2]n一定條件下1818OOCH3—C—OH+H—O—C2H5CH3—C—O—C2H5+H2O濃H2SO4C2H5?OH+HO?C2H5C2H5?O?C2H5+H2O濃H2SO4140

℃

如何由CH3CHO合成乳酸CH3CH(OH)COOH?CH3CHOCH3—CH—CNOHH2O,H＋△CH3—CH—COOHOHHCN催化劑鞏固練習(xí)1：鞏固練習(xí)2：

乙烯是化工生產(chǎn)中重要的基礎(chǔ)原料，請(qǐng)以乙烯為基本原料合成正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH），寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式已知：2.碳鏈的縮短（1）烷烴的分解反應(yīng)C4H10CH4+C3H6△

當(dāng)原料分子中的碳原子數(shù)多于目標(biāo)分子中的碳原子數(shù)時(shí)，可以通過(guò)斷開(kāi)碳鏈等方式使碳鏈縮短。（2）酯的水解反應(yīng)CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△（3）與高錳酸鉀發(fā)生氧化反應(yīng)二氫成氣、一氫成酸、無(wú)氫成酮C＝O＋R--COOHR'R''CH≡C—RKMnO4H＋CO2＋RCOOH①烯烴②炔烴③芳香化合物的側(cè)鏈鞏固練習(xí)：下列反應(yīng)能使碳鏈縮短的是(

)①烯烴被酸性KMnO4溶液氧化②乙苯被酸性KMnO4溶液氧化

③重油裂化為汽油

④CH3COOCH3與NaOH溶液共熱

⑤炔烴與溴水反應(yīng)A．①②③④⑤ B．②③④⑤C．①②④⑤ D．①②③④3.碳鏈的成環(huán)

共軛二烯烴（含有兩個(gè)碳碳雙鍵，且兩個(gè)雙鍵被一個(gè)單鍵隔開(kāi)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)生雙烯合成反應(yīng)[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。COOH＋△COOH123465123465（1）共軛二烯烴加成鞏固練習(xí):我國(guó)自主研發(fā)對(duì)二甲苯的綠色合成路線取得新進(jìn)展，其合成示意圖如下。寫出過(guò)程ⅰ的反應(yīng)方程式：（2）合成環(huán)酯(3)羥基脫水成醚開(kāi)環(huán)

如環(huán)酯的水解反應(yīng):某些環(huán)狀烯烴的氧化反應(yīng):總結(jié)：有機(jī)合成的主要任務(wù)---構(gòu)建碳骨架碳鏈的增長(zhǎng)

碳鏈的縮短

碳鏈的成環(huán)

（1）與HCN發(fā)生加成反應(yīng)（2）羥醛縮合反應(yīng)（3）加聚反應(yīng)（4）酯化反應(yīng)（5）分子間脫水反應(yīng)（1）烷烴的分解反應(yīng)（3）與高錳酸鉀發(fā)生氧化反應(yīng)（2）酯的水解反應(yīng)（1）共軛二烯烴加成（2）合成環(huán)酯（3）羥基脫水成醚

有選擇地通過(guò)取代、加成、消去、氧化、還原等有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)化合物類別的轉(zhuǎn)化，并引入目標(biāo)官能團(tuán)?！舅伎寂c討論】我們?cè)诟黝愑袡C(jī)化合物化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)接觸了很多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。請(qǐng)你從官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的角度對(duì)其進(jìn)行分類整理，討論引入常見(jiàn)的官能團(tuán)(如碳碳雙鍵、碳鹵鍵、羥基、醛基、羧基、酯基)有哪些方法，并舉例說(shuō)明。有機(jī)合成的主要任務(wù)---官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)化、消除及保護(hù)1.引入碳碳雙鍵二、有機(jī)合成的主要任務(wù)---官能團(tuán)的引入（1）醇或鹵代烴的消去反應(yīng)CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2OCH3CH2Br＋NaOHCH2=CH2↑＋NaBr＋H2O乙醇△（2）炔烴的不完全加成反應(yīng)CH≡CH+HClCH2=CHCl2.引入碳鹵鍵的方法（1）醇(或酚)的取代C2H5?OH+H?BrC2H5?Br

+H2O△BrBr—OH+Br2—OH↓Br+3HBr3（2）烯烴(或炔烴)與X2、HX的加成CH3CH＝CH2＋Br2CH3CHBrCH2BrCH3CH＝CH2＋HClCH3CHClCH3△催化劑△CH≡CH＋HClCH2＝CHCl（3）烷烴(或苯及苯的同系物)的取代CH4+Cl2CH3Cl+HCl光+3Cl2光照+3HCl3.引入羥基的方法(1)烯烴與水的加成CH3CH＝CH2＋H2OCH3CH(OH)CH3催化劑加熱、加壓(2)鹵代烴的水解CH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH2CH2OH+NaClH2O△(3)酯的水解CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH△CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△(4)醛、酮的還原催化劑CH3CH2OHCH3CHO+H2OCCH3CH3＋H2催化劑OHCHCH3CH3(5)酚鹽溶液與HCl、CO2等反應(yīng)＋NaClOH+HClONa＋NaHCO3OH+CO2+H2O

ONa4.引入醛基的方法（1）醇的催化氧化2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O

Cu或Ag△（3）乙炔水化2CH2=CH2＋O2一定條件2CH3CHO（2）烯烴的氧化CH≡CH＋H2O催化劑△CH3CHO5.引入羧基的方法（1）醛的氧化反應(yīng)（2）酯、酰胺的水解反應(yīng)2CH3CHO+O22CH3COOHCH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△（3）伯醇被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應(yīng)（4）某些烯烴、炔烴、芳香烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應(yīng)官能團(tuán)引入方法(舉例)碳碳雙鍵鹵代烴的消去或醇的消去或炔烴的不完全加成碳鹵鍵醇、酚的取代或烯烴、炔烴的加成或烷烴、苯及苯的同系物的取代羥基烯烴與水的加成或鹵代烴的水解或醛、酮的還原或酯的水解醛基醇的催化氧化或烯烴的氧化或乙炔水化羧基醇的氧化或醛的氧化或酯的水解或苯的同系物的氧化酯基

酯化反應(yīng)總結(jié)：有機(jī)合成的主要任務(wù)---官能團(tuán)的引入課堂檢測(cè)1.有機(jī)合成的關(guān)鍵是構(gòu)建官能團(tuán)和碳骨架，下列反應(yīng)不能引入-COOH的是（）A.醛的氧化 B.酯在酸性條件下水解 C.烯烴的氧化 D.鹵代烴的水解D2.能在有機(jī)物的分子中引入羥基官能團(tuán)的反應(yīng)類型有：

a、酯化反應(yīng)，b、取代反應(yīng)，c、消去反應(yīng)，d、加成反應(yīng)，

e、水解反應(yīng)．其中正確的組合有（）A.a、b、c B.d、e C.b、d、e D.b、c、d、eC官能團(tuán)的消除

有機(jī)合成的主要任務(wù)---官能團(tuán)的消除加成反應(yīng)（1）消除不飽和鍵（2）消除羥基取代、消去、酯化、氧化（3）消除醛基、酮羰基加成、氧化（4）消除碳鹵鍵消去、水解（5）消除酯基、酰胺基水解1.利用衍變關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化

有機(jī)合成的主要任務(wù)---官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化官能團(tuán)種類變化：練一練：已知：

R-C=O+HCN→R′R-C-CNR′OHRCN-→RCOOHH+試寫出下圖中A→F各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

ABCDEFC14H20O4HBrNaOHH2O氧化濃H2SO4HCNH2OH+HBrBrOHNaOHH2O氧化=OHCNOHCNOHCOOH濃H2SO4OC-OO-COH+H2OBCDFEA2.通過(guò)消去、加成（控制試劑）、水解反應(yīng)使官能團(tuán)數(shù)目增加或減少

CH3CH2OH

CH2＝CH2消去－H2O加成＋Cl2CH2—CH2ClCl水解CH2—CH2OHOH官能團(tuán)數(shù)目變化：CH2CH2BrCH2=CH2CH2Br－CH2Br3.通過(guò)消去、加成（控制試劑）使官能團(tuán)位置改變

CH3CH2CH2ClCH3—CH—CH3ClCH3CH＝CH2加成（＋HCl）消去（－HCl）官能團(tuán)位置變化：

含有多個(gè)官能團(tuán)的有機(jī)物在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，非目標(biāo)官能團(tuán)也可能受到影響。此時(shí)需要將該官能團(tuán)保護(hù)起來(lái)，先將其轉(zhuǎn)化為不受該反應(yīng)影響的其他官能團(tuán)，反應(yīng)后再轉(zhuǎn)化復(fù)原。例如，有機(jī)合成中的某些反應(yīng)可能會(huì)使羥基受到影響，需要對(duì)羥基進(jìn)行保護(hù)。此時(shí)，可以先將羥基轉(zhuǎn)化為醚鍵，使醇轉(zhuǎn)化為在一般反應(yīng)條件下比較穩(wěn)定的醚。待相關(guān)合成反應(yīng)結(jié)束后，再在一定條件下脫除起保護(hù)作用的基團(tuán)（保護(hù)基），恢復(fù)羥基。有機(jī)合成的主要任務(wù)---官能團(tuán)的保護(hù)

因酚羥基易被氧化，故在加入氧化劑之前將-OH先轉(zhuǎn)化為-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其轉(zhuǎn)化為-OH，其過(guò)程表示為(1)酚羥基的保護(hù)OCH3COOHOHCOOHCH3IKMnO4/H＋H＋OCH3CH3OHCH3有機(jī)合成的主要任務(wù)---官能團(tuán)的保護(hù)

碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其