3.1.1有機(jī)合成的關(guān)鍵碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的引入課件高二化學(xué)選擇性必修3

第1節(jié)

有機(jī)化合物的合成

課時(shí)11.掌握增長(zhǎng)碳鏈和減短碳鏈的化學(xué)反應(yīng)；2.熟悉烴及烴的衍生物之間的相互轉(zhuǎn)化，能依據(jù)相關(guān)信息正確書寫化學(xué)方程式。聯(lián)想·質(zhì)疑聯(lián)想·質(zhì)疑

1828年德國(guó)化學(xué)家維勒人工合成尿素以來，人類運(yùn)用有機(jī)化學(xué)手段合成出許多自然界中存在的物質(zhì)，也創(chuàng)造性地合成出許許多多自然界中并不存在的物質(zhì)。請(qǐng)舉例說明有機(jī)合成對(duì)人類生產(chǎn)、生活的影響。有機(jī)合成的產(chǎn)物被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、醫(yī)藥衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域。你思考過合成有機(jī)化合物需要解決哪些問題嗎？合成新的有機(jī)化合物改造天然有機(jī)化合物一、有機(jī)合成的流程明確目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成路線合成目標(biāo)化合物對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)測(cè)定試驗(yàn)其性質(zhì)或功能大量合成思考：對(duì)比原料和產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)，體會(huì)每一步在合成中的目的。CH2CH2CH2—BrCH2—BrBr2NaCNCH2—CNCH2—CNH+,H2OCH2—COOHCH2—COOHH2O△,催化劑CH3CH2OH催化劑△CH2CH2COOCH2CH3COOCH2CH3官能團(tuán)轉(zhuǎn)化碳骨架構(gòu)建官能團(tuán)轉(zhuǎn)化有機(jī)合成的關(guān)鍵構(gòu)建碳骨架引入官能團(tuán)包括碳鏈的增長(zhǎng)、縮短與成環(huán)或開環(huán)等官能團(tuán)的引入官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化思考：對(duì)比原料和產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)，體會(huì)每一步在合成中的目的。二、碳骨架的構(gòu)建1.增長(zhǎng)碳鏈CH3CH2Br+NaCNCH3CH2CN

+NaBrH+,H2O(1)鹵代烴的取代反應(yīng)CH3CH2CNCH3CH2COOH丙腈(2)醛或酮與氫氰酸加成反應(yīng)CH3—C—HO+H—CN催化劑CH3—C—CNOHH(3)羥醛縮合反應(yīng)受羰基吸電子作用的影響，醛分子中的α-H活潑性增強(qiáng)。在一定條件下，分子中有α-H的醛會(huì)發(fā)生分子間加成反應(yīng)。例如：2.減短碳鏈(1)烯烴、炔烴的氧化反應(yīng)CCH—RR1R2CO+R—COOHR1R2KMnO4H+RC

CHRCOOHKMnO4H+(2)羧酸或羧酸鹽脫羧反應(yīng)CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3交流·研討交流·研討請(qǐng)以乙烯為起始物列出實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化的途徑。在碳鏈上引入鹵素原子的途徑：______________________________________________________________在碳鏈上引入羥基的途徑：______________________________________________________________在碳鏈上引入羰基的途徑：______________________________________________________________在碳鏈上引入羧基的途徑：______________________________________________________________三、官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化1.引入碳碳雙鍵：(1)醇或鹵代烴的消去反應(yīng)：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2OCH3CH2Br＋NaOHCH2=CH2↑＋NaBr＋H2O(2)炔烴與氫氣、鹵化氫、鹵素單質(zhì)的不完全加成反應(yīng)：CH≡CH+HClCH2=CHCl

濃硫酸?乙醇?催化劑?三、官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化2.引入鹵素原子

(1)烯烴或炔烴與鹵素單質(zhì)或鹵化氫的加成反應(yīng)：CH2=CH2+Br2

CH2BrCH2BrCH≡CH+HClCH2=CHCl催化劑?(2)醇或酚與氫鹵酸的取代反應(yīng)：C2H5OH+HBr

C2H5Br＋H2O

?+3Br2

3HBr

+

↓OHOHBrBrBr(3)烷烴或苯及其同系物的取代反應(yīng)：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl

光照+Br2FeBr3+HBrBr三、官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化3.引入羥基：(1)烯烴與水加成：(2)醛或酮催化氫化：(3)鹵代烴的水解反應(yīng)：CH2=CH2+H2OCH3CH2OH催化劑CH3CHO＋H2CH3CH2OH催化劑+H2—C—OCH3CH3催化劑?—CH—OHCH3CH3CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr水?(4)羧酸的還原反應(yīng)：CH3COOHCH3CH2OHLiAlH4(5)酯的水解反應(yīng)：CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH(6)酚鹽溶液與CO2、HCl等反應(yīng)：催化劑△ONa+HClOH+NaClONa+H2O+CO2OH+NaHCO3三、官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化4.引入醛基（或酮羰基）(1)醇的催化氧化：2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2O

(2)某些烯烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應(yīng)：?Cu或Ag(CH3)2CC(CH3)2KMnO4H+2(CH3)2CO三、官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化5.引入羧基：(1)醛的氧化反應(yīng)：2CH3CHO+O22CH3COOH催化劑?(2)伯醇被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應(yīng)：KMnO4H+R—COOHR—CH2OH(3)酯的水解反應(yīng)：(4)某些烯烴、苯的同系物被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應(yīng)：CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH催化劑?CH3COOHKMnO4H+KMnO4H+CH3CHCHCH32CH3COOH1.判斷下列說法是否正確,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)有機(jī)合成的關(guān)鍵是目標(biāo)化合物分子碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的引入。(

)(2)綠色合成思想只要求所有原料都轉(zhuǎn)化為目標(biāo)化合物。(

)(3)用乙炔為原料制取CHClBr—CH2Br,可先與HBr加成,再與HCl加成。(

)(4)若以溴乙烷為主要原料制備乙二酸,則經(jīng)過的最佳途徑反應(yīng)順序?yàn)?消去—加成—取代—氧化。(

)(5)在有機(jī)合成中,利用鹵代烴的消去反應(yīng)可以形成不飽和鍵,能得到烯烴、炔烴等。(

)【練一練】2.下列反應(yīng)中一定能使碳鏈增長(zhǎng)的是(

)A.乙醇與鹵化氫反應(yīng)B.丙醛與HCN的加成反應(yīng)C.1-丙醇與濃硫酸共熱到170℃D.1-丁烯與H2加成B3.由乙醇制取乙二酸乙二酯的途徑包含下列反應(yīng)類型,其順序正確的是(

)①取代反應(yīng)②加成反應(yīng)③氧化反應(yīng)④消去反應(yīng)

⑤酯化反應(yīng)A.①②③④⑤ B.④②①③⑤C.②①③④⑤ D.④②③①⑤B4.能在有機(jī)化合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.只有(d)(e)C.(b)(d)(e) D.(b)(c)(d)(e)C5.將