人教版選擇性必修3網(wǎng)科學(xué)【備課無(wú)憂(yōu)】2021-2022學(xué)年高二化學(xué)同步優(yōu)質(zhì)課件人教版選擇性必修3網(wǎng)科學(xué)第五節(jié)有機(jī)合成合成任務(wù)一構(gòu)建碳骨架

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第三章烴的衍生物認(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。掌握官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化的一些技巧。

自然資源

↓

↓（加工和轉(zhuǎn)化）

↓

功能各異、性能卓越的有機(jī)物利用簡(jiǎn)單、易得的原料，通過(guò)有機(jī)反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物。1、什么是有機(jī)合成？

2、有機(jī)合成的意義？

通過(guò)有機(jī)合成不僅可以制備天然有機(jī)物，還可以對(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，以滿(mǎn)足人類(lèi)的特殊需求。水楊酸阿司匹林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(mǎn)足人類(lèi)的特殊需要認(rèn)識(shí)有機(jī)合成中間體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)化官能團(tuán)轉(zhuǎn)化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)物有機(jī)合成的一般思路示意圖碳骨架的構(gòu)建官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化（引入、消除）官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化（引入、消除）【任務(wù)一】構(gòu)建碳骨架

碳骨架是有機(jī)化合物分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，進(jìn)行有機(jī)合成時(shí)需要考慮碳骨架的形成，包括碳鏈的增長(zhǎng)和縮短、成環(huán)等過(guò)程。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）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)碳鏈的增長(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)。例如，炔烴和醛中的不飽和鍵與HCN發(fā)生加成反應(yīng)生成含有氰基（—CN）的物質(zhì)，再經(jīng)水解生成羧酸，或經(jīng)催化加氫還原生成胺。這樣，在將羧基、氨基等官能團(tuán)引入碳鏈的同時(shí)，產(chǎn)物較原料分子增加了一個(gè)碳原子。

HCN催化劑H2O,H＋催化劑CH≡CHCH2＝CHCNCH2＝CHCOOH丙烯腈丙烯酸碳鏈的增長(zhǎng)

（1）與HCN發(fā)生加成反應(yīng)①炔烴與HCN的加成反應(yīng)②醛與HCN反應(yīng),再還原:③酮與氫氰酸的加成反應(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)

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與醛基發(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(lèi)反應(yīng)被稱(chēng)為羥醛縮合反應(yīng)，是一種常用的增長(zhǎng)碳鏈的方法。羥醛縮合反應(yīng)：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，進(jìn)而發(fā)生消去反應(yīng)。（3）加聚反應(yīng)（4）酯化反應(yīng)（5）分子間脫水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

℃

(6)鹵代烴與NaCN、CH3CH2ONa、CH3C≡CNa等取代:

RCl+NaCN→

RCN+NaCl。(7)鹵代烴與活潑金屬作用:2CH3Cl+2Na→

CH3—CH3+2NaCl。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(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式已知：R—C—H＋R'—CH—CHOOHOHR—CH—CH—CHOR'－H2O△R—CH＝C—CHOR'【解析】CH2＝CH2H2O催化劑/△CH3CH2OHCu/O2△CH3CHOCH3—CH—CH2CHOOH-H2O△CH3—CH＝CHCHO＋H2Ni/△CH3—CH2—CH2—CH2—OH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(kāi)碳鏈常見(jiàn)減短碳鏈的方式:（1）烷烴的分解反應(yīng)C4H10CH4+C3H6△

（2）與高錳酸鉀發(fā)生氧化反應(yīng)①烯烴C＝CH—RR'R''KMnO4H＋C＝O＋R—COOHR'R''二氫成氣一氫成酸無(wú)氫成酮2-甲基-2-丁烯與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng):②炔烴CH≡C—RKMnO4H＋CO2＋RCOOH③芳香化合物的側(cè)鏈CH—RR'KMnO4H＋HOOC—（3）酯的水解反應(yīng)CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△稀硫酸△CH2OCOC17H35CHOCOC17H35CH2OCOC17H35C17H35COOH＋

CH2OHCHOHCH2OH3＋3H2O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．①②③④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)（Diels-Alderreaction），得到環(huán)加成產(chǎn)物，構(gòu)建了環(huán)狀碳骨架。COOH＋△COOH123465123465（1）共軛二烯烴加成共軛二烯烴與烯或炔的加成成環(huán)和成環(huán)酯或環(huán)醚等?！眷柟叹毩?xí)3】我國(guó)自主研發(fā)對(duì)二甲苯的綠色合成路線(xiàn)取得新進(jìn)展，其合成示意圖如下。寫(xiě)出過(guò)程ⅰ的反應(yīng)方程式：（2）合成環(huán)酯酯化法(2)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):③羥基脫水成醚