課時(shí)1有機(jī)合成碳骨架構(gòu)建課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修3

有機(jī)合成-碳骨架構(gòu)建第三章烴的衍生物通過碳骨架的構(gòu)建、官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化，體會(huì)有機(jī)合成的基本任務(wù)，掌握有機(jī)化合物分子碳骨架的構(gòu)建，官能團(tuán)引入、轉(zhuǎn)化或消除的方法。阿司匹林(解熱鎮(zhèn)痛藥)的前世今生柳樹皮止痛消炎柳樹皮中提取“柳苷”合成水楊酸與乙酸酐合成乙酰水楊酸公元前19世紀(jì)1853年1897年改良緩釋乙酰水楊酸20世紀(jì)“燒心”的酸性有機(jī)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(dòng)了材料科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展。費(fèi)利克斯?霍夫曼遠(yuǎn)古時(shí)代19世紀(jì)20年代物質(zhì)豐富的今天人類依靠自然資源，加工轉(zhuǎn)化自然資源，從生物體中獲得有機(jī)化合物德國(guó)化學(xué)家維勒合成尿素,開創(chuàng)人工合成有機(jī)物新時(shí)代有機(jī)合成的發(fā)展，使人們不僅能通過人工手段合成多種天然有機(jī)物，還可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)合成具有特定結(jié)構(gòu)和性能的新物質(zhì)，有力地推動(dòng)了材料科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展。NH4OCNH2NNH2CO氰酸銨尿素有機(jī)合成史有機(jī)合成的意義①制備天然有機(jī)物，彌補(bǔ)自然資源的不足；②對(duì)天然有機(jī)物進(jìn)行局部的結(jié)構(gòu)改造和修飾，使其性能更加完美；③合成具有特定性質(zhì)的、自然界并不存在的有機(jī)物，以滿足人類的特殊需要阿司匹林緩釋片隱形眼鏡材料制備的維生素C中間體1中間體2中間體4官能團(tuán)轉(zhuǎn)化官能團(tuán)轉(zhuǎn)化碳骨架構(gòu)建官能團(tuán)轉(zhuǎn)化碳骨架構(gòu)建CH2H+，H2ONaCNBr2催化劑

H2O

，催化劑CH2=CH2CH2-BrCH2-BrCH2-CNCH2COOHCOOHCH3CH2OHCOOCH2CH3CH2CH2COOCH2CH3CH2-CN中間體3原料目標(biāo)產(chǎn)物認(rèn)識(shí)有機(jī)合成對(duì)比原料和產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)，說說有機(jī)合成的主要任務(wù)是什么？構(gòu)建碳骨架引入官能團(tuán)丁二酸二乙酯在生活中應(yīng)用廣泛，常用作食物加香劑、增塑劑和特種潤(rùn)滑劑，以乙烯為原料可合成丁二酸二乙酯。利用相對(duì)簡(jiǎn)單易得的原料具有特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的目標(biāo)分子有機(jī)化學(xué)反應(yīng)合成構(gòu)建碳骨架引入官能團(tuán)碳鏈的增長(zhǎng)碳鏈的縮短成環(huán)碳碳雙鍵碳碳三鍵碳鹵鍵羥基醛基羧基構(gòu)建碳骨架引入官能團(tuán)酯基酰胺基酮羰基一、有機(jī)合成的主要任務(wù)一、有機(jī)合成的主要任務(wù)1.構(gòu)建目標(biāo)分子的碳骨架原料分子中的碳原子目標(biāo)分子中的碳原子少于引入含碳原子的官能團(tuán)(1)碳鏈的增長(zhǎng)哪些反應(yīng)類型能使碳鏈增長(zhǎng)呢？加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)、酯化反應(yīng)、分子間脫水、羥醛縮合反應(yīng)等。(1)碳鏈的增長(zhǎng)COHRHCN催化劑COHHRCN羥基腈烯炔烴、醛、酮與氫氰酸(HCN)的加成反應(yīng)COHHRCH2NH2氨基醇COHHRCOOH羥基酸H2催化劑H2O，H+催化劑類型一：增加1個(gè)碳原子HCCHHCNH2O，H+催化劑H2CCHCN丙烯腈H2CCHCOOH丙烯酸(1)碳鏈的增長(zhǎng)類型一：增加1個(gè)碳原子RX與NaCN的取代CH3CH2ClNaCNCH3CH2CN丙腈H2O，H+催化劑CH3CH2COOH丙酸【練習(xí)】如何由CH3CHO合成乳酸CH3CH(OH)COOH?CH3CHOCH3—CH—CNOHHCNH2O,H＋△CH3—CH—COOHOH(1)碳鏈的增長(zhǎng)類型二：增加多個(gè)碳原子(1)加聚反應(yīng)nCH2＝CH2[CH2-CH2]n一定條件下(2)縮聚反應(yīng)(4)分子間脫水C2H5?OH+HO?C2H5C2H5?O?C2H5+H2O濃H2SO4140

℃

(3)酯化反應(yīng)1818

CH3—C—OH+H—O—C2H5CH3—C—O—C2H5+H2O濃H2SO4OO

nHO-CH2CH2-COOH

H[O-CH2CH2-C]nOH+(n-1)H2O一定條件O(5)羥醛縮合反應(yīng):具有α-H的醛，在堿催化下與另一分子的醛或酮進(jìn)行親核加成，生成β-羥基醛，β-羥基醛可以受熱脫水生成α，β-不飽和醛。醛基鄰位C上

的H（α-H）αCH3—C—CH2CHOOHHCH3-CH＝CHCHO＋H2OααββCH3-C-H＋CH3CHOO一定條件下可與醛基發(fā)生加成反應(yīng)β-羥基醛α,β-不飽和醛受羰基吸電子的影響，具有一定活性

△δ+δ-先加成后消去產(chǎn)物易失水，得到α,β-不飽和醛

【練習(xí)】(1)如何由苯甲醛和乙醛制取？—CH＝CH—CHO—CHO＋CH3CHO催化劑催化劑△—CH—CH2—CHOOH—CH＝CH—CHO(2)如何由甲醛和乙醛制取HOCH2—C—CHO？CH2OHCH2OH3HCHO＋CH3CHO催化劑HOCH2—C—CHOCH2OHCH2OH(7)傅克烷基化反應(yīng)+Cl-CH2CH3

無水AlCl3CH2CH3

+HCl

(6)格氏試劑與鹵代烴、醛、酮反應(yīng)增長(zhǎng)碳鏈RMgCl

RCl+Mg無水乙醚R'—Cl+RMgCl

R'—R+MgCl2(2)碳鏈的縮短原料分子中的碳原子目標(biāo)分子中的碳原子多于斷開碳鏈分解反應(yīng)、水解反應(yīng)、氧化反應(yīng)等哪些反應(yīng)能使碳鏈縮短呢？(2)碳鏈的縮短類型一：氧化反應(yīng)R′R″CCHRR—CH==CH2RCOOH＋CO2↑KMnO4H+C＝CH3CR2HR1

①O3②Zn/H2OC＝O

H3CHO＝CR2R1

＋KMnO4H+R′R″CORCOOH＋烯烴、炔烴及芳香烴的側(cè)鏈被KMnO4(H+)溶液氧化二氫成CO2一氫成酸無氫成酮炔烴：一氫成CO2無氫成酸(2)碳鏈的縮短類型一：氧化反應(yīng)烯烴、炔烴及芳香烴的側(cè)鏈被KMnO4(H+)溶液氧化CH2CH3KMnO4H+COOHCHR′RKMnO4H+COOH與苯環(huán)相連的碳原子上至少連有一個(gè)氫原子才能被酸性KMnO4氧化?！揪毩?xí)】寫出以下不飽和烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化的產(chǎn)物：CH3—CH＝CH2KMnO4H＋CH3COOH＋CO2C＝CH—CH3H3CH3CKMnO4H＋OCH3—C—CH3＋CH3COOH(2)碳鏈的縮短類型二：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乙酸乙酯在稀硫酸存在下水解乙酸乙酯在氫氧化鈉存在下水解CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O稀硫酸CH3COONa＋C2H5OHCH3COOC2H5＋NaOH(2)碳鏈的縮短類型三：烴的裂化、裂解C8H18＋C8H16C16H34高溫C4H10＋C4H8C8H18高溫CH3-COONa＋NaOHCaO?CH4＋NaCO3類型四：脫羧反應(yīng)(羧酸分子中失去羧基放出CO2的反應(yīng))R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3加熱CHCl3＋CO2↑Cl3CCOOH加熱(3)碳鏈的成環(huán)形成環(huán)醚形成環(huán)酯類形成環(huán)酰胺類共軛二烯烴加成(3)碳鏈的成環(huán)COOH＋△COOH共軛二烯烴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)123465123465①

雙烯合成Diels-Alderreaction3CH≡CH②

炔烴成環(huán)已知：，如果通過一步反應(yīng)合成所用的原料可以是(

)①1，3-丁二烯和2-丁炔

②1，3-戊二烯和2-丁炔

③2，3-二甲基-1，3-丁二烯和乙炔

④2，4-己二烯和乙炔A．①③ B．②③

C．②④ D．①④A(2)形成環(huán)酯CH2OH

CH2OH—COOH

COOH—+濃硫酸+2H2O思考：寫出2分子CH3CH(OH)COOH形成環(huán)酯的化學(xué)方程式。2CH3—CH—C—OHO═OH＋2H2OCH3OC═OOC═OCH3濃硫酸(3)形成環(huán)醚CH2OH

CH2OH—++2H2OHOCH2HOCH2—

△OO+H2O

△CH2CH2OHOH——CH2—CH2O分子內(nèi)脫水分子間脫水構(gòu)建碳骨架碳鏈的增長(zhǎng)①與HCN發(fā)生加成反應(yīng)②羥醛縮合反應(yīng)③格式試劑④乙烯、乙炔加聚反應(yīng)⑤酯化反應(yīng)⑥分子間脫水……碳鏈的縮短①烷烴的裂化或裂解②酯的水解③氧化反應(yīng)碳鏈的成環(huán)①第爾斯—阿爾德反應(yīng)②形成環(huán)酯③形成環(huán)醚已知溴乙烷與氰化鈉反應(yīng)后再水解可以得到丙酸：CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH產(chǎn)物分子比原化合物分子多了一個(gè)碳原子，增長(zhǎng)了碳鏈。請(qǐng)根據(jù)以下框圖回答問題。NaCNH2O圖中F