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)魯科版（2019）選擇性必修3

第3章有機(jī)合成及其應(yīng)用合成高分子化合物第1節(jié)有機(jī)化合物的合成第一課時(shí)有機(jī)合成的關(guān)鍵

—碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的引入學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解有機(jī)合成的基本程序和方法。2、在掌握有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型和掌握烴和烴的衍生物的典型性質(zhì)的基礎(chǔ)上理解有機(jī)物碳骨架的構(gòu)建方法。3、掌握碳鏈的增長和官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)化的方法。有機(jī)合成的應(yīng)用染料炸藥農(nóng)藥醫(yī)藥合成纖維天然橡膠天然纖維有機(jī)合成有機(jī)合成合成橡膠自然界中存在的有機(jī)物測定其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成路線合成物質(zhì)修改結(jié)構(gòu)、改良性能某種具有特殊性質(zhì)或功能的有機(jī)物明確其應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成路線合成物質(zhì)制備水仙花香料抗瘧藥物蒿甲醚隱形眼鏡材料有機(jī)合成的方法和程序：合成物質(zhì)明確目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成路線對樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)測定試驗(yàn)其性質(zhì)或功能合成目標(biāo)化合物大量合成有機(jī)合成流程：目標(biāo)產(chǎn)物的碳骨架和官能團(tuán)。關(guān)鍵是碳骨架構(gòu)建和官能團(tuán)引入目標(biāo)產(chǎn)物不符合，重新審查和設(shè)計(jì)。一.碳骨架的構(gòu)建

任何有機(jī)化合物的分子都是由特定碳骨架構(gòu)成的。構(gòu)建碳骨架是合成有機(jī)化合物的重要任務(wù)。

構(gòu)建碳骨架包括在原料分子及中間化合物分子的碳骨架上增長或減短碳鏈、成環(huán)或開環(huán)等。思考與討論一：碳鏈增長目標(biāo)分子中的碳原子原料分子中的碳原子引入含碳原子的官能團(tuán)少于（1）烯烴、炔烴、醛、酮與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)（6）鹵代烴的反應(yīng)（1）與HCN發(fā)生加成反應(yīng)HCN催化劑CH≡CHCH2＝CHCN

丙烯腈

C＝ORHHCN催化劑CRHOHCN羥基腈（2）羥醛縮合反應(yīng)(其中至少一種有α--H)CH3—C—H＋CH3CHOOα催化劑α催化劑CH3—CH—CH2CHOOHβCH3—CH＝CHCHO＋H2Oβα醛、酮與RMgX的加成CH3CH2Br＋NaCN→CH3CH2CN＋NaBrCH3CH2Br＋CH3C≡CNa→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr（6）鹵代烴的反應(yīng)b.鹵代烴與活潑金屬2CH3Br＋2Na→CH3CH3+2NaBra.鹵代烴與NaCN、CH3C≡CNa等的取代思考與討論二：碳鏈縮短原料分子中的碳原子目標(biāo)分子中的碳原子多于（2）烯烴、炔烴、芳香烴的側(cè)鏈被酸性高錳酸鉀溶液氧化（1）水解反應(yīng)（3）烴的裂化或裂解（4）羧酸及其鹽的脫羧反應(yīng)（1）水解反應(yīng)：主要包括酯的水解、蛋白質(zhì)的水解和多糖的水解。C＝CH—RR'R''KMnO4H＋C＝O＋R—COOHR'R''RC≡CHKMnO4H＋RCOOHKMnO4H＋—COOH—CHRR'（2）烯烴、炔烴、芳香烴的側(cè)鏈被酸性高錳酸鉀溶液氧化（3）烴的裂化或裂解：C16H34C8H16＋C8H18C8H18 C4H10＋C4H8（4）羧酸及其鹽的脫羧反應(yīng)CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3

練習(xí)：寫出苯甲酸鈉和堿石灰加熱的反應(yīng)方程式。如：無水醋酸鈉晶體與氫氧化鈉(通常用堿石灰——?dú)溲趸c與氧化鈣的混合物)共熱制備甲烷(脫羧反應(yīng))：注意事項(xiàng)：1.必須用無水醋酸鈉，否則無法脫羧（即反應(yīng)無法發(fā)生）2.最好用堿石灰（NaOH與CaO）的混合物，CaO的作用是吸水（有利于反應(yīng)進(jìn)行）和稀釋混合物濃度（便于甲烷逸出）以及減少高溫時(shí)NaOH與玻璃管的作用，防止玻璃試管破裂（因NaOH會和玻璃中的SiO2反應(yīng)）收集方法：

用排水法或向下排空氣法實(shí)驗(yàn)室制備甲烷裝置(固固加熱)（1）烯烴的氧化思考與討論三：碳鏈成環(huán)（2）炔烴的聚合（3）共軛二烯烴的成環(huán)（4）二元醇分子內(nèi)(間)脫水成環(huán)（5）羥基酸分子內(nèi)(間)脫水成環(huán)酯（6）多元醇與多元羧酸分子間脫水成環(huán)酯（7）二元羧酸分子內(nèi)脫水成環(huán)（8）氨基酸脫水成環(huán)（2）環(huán)烯烴的氧化思考與討論四：碳鏈開環(huán)（1）環(huán)酯、環(huán)酰胺的水解（1）引入碳碳雙鍵①鹵代烴的消去反應(yīng)：CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2+NaBr+H2O醇②醇的消去反應(yīng)：CH3CH(OH)CH3CH3CH=CH2+H2O濃硫酸③炔烴的不完全加成：HC≡CH＋HCl催化劑二、官能團(tuán)的引入CH2==CHCl

2.引入鹵原子①烷烴、芳香烴與鹵素取代烯烴、炔烴、醛、酮、羧酸等與鹵素反應(yīng)④烯/炔加成鹵素/鹵化氫③醇與鹵化氫取代②α-H與鹵素取代：3.引入羥基②烯烴與水的加成③醛、酮與H2、HCN的加成④酯的水解⑤羧酸還原：CH3COOHCH3CH2OHLiAlH4①鹵代烴水解⑥羥醛縮合①醇的催化氧化：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OCu(CH3)2C=C(CH3)22(CH3)2C=OKMnO4(H+)Cu△2CH3-C-CH3

＋2H2OO＝2CH3CHCH3＋O2OH－②烯烴的氧化：4.引入羰基C2H5CNC2H5COOHH+,H2O③烯烴及苯的同系物被酸性高錳酸鉀的氧化②醛的氧化反應(yīng)①酯在酸性條件下的水解⑤氰基的水解5.引入羧基④醇的氧化反應(yīng)三、官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化四、官能團(tuán)的保護(hù)課堂小結(jié)有機(jī)合成關(guān)鍵1、下列反應(yīng)可以在烴分子中引入鹵素原子的是(

)A．苯和溴水共熱B．光照甲苯與溴的蒸氣C．溴乙烷與KOH溶液共熱D．溴乙烷與NaOH的醇溶液共熱B2、下列反應(yīng)中，引入羥基官能團(tuán)的是()

B3、下列反應(yīng)不能使碳鏈縮短的是（）A.裂化石油制取汽油B.持續(xù)加熱無水醋酸鈉與堿石灰的混合物C.氯乙烷與氰酸鈉反應(yīng)D.烯烴與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)C4、由2-氯丙烷制取少量1,2-丙二醇時(shí)，需