第三章烴的衍生物

第五節(jié)有機合成

第1課時有機合成的主要任務學習目標：1、認識有機合成的關鍵是碳骨架的構建和官能團的轉化。

2、掌握官能團的引入和轉化的一些技巧。有機合成

有機合成使用相對簡單易得的原料，通過有機化學反應來構建碳骨架和引入官能團，由此合成出具有特定結構和性質的目標分子。

【思考】有機合成是如何實現(xiàn)合成目標的？合成的任務：

1.構建碳骨架2.官能團的引入、轉化、消除及保護

一、構建碳骨架（增長、縮短、成環(huán)）

1.碳鏈增長：當原料分子中的碳原子數(shù)少于目標分子中的碳原子數(shù)時，可以通過引入含碳原子的官能團等方式使碳鏈增長。（1）引入氰基②醛、酮中的不飽和鍵與HCN的加成反應①烯烴（炔烴）與HCN的加成反應催化劑CH3—C—HOαCH3—CH—CH2CHOOH催化劑△CH3—CH＝CHCHO＋H2Oααββ＋HCCHOHHβ-羥基醛加成反應消去反應α,β-不飽和醛（2）羥醛縮合反應（3）加聚反應（4）酯化反應（5）分子間脫水反應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1：鞏固練習2：

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

當原料分子中的碳原子數(shù)多于目標分子中的碳原子數(shù)時，可以通過斷開碳鏈等方式使碳鏈縮短。（2）酯的水解反應CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△（3）與高錳酸鉀發(fā)生氧化反應二氫成氣、一氫成酸、無氫成酮C＝O＋R--COOHR'R''CH≡C—RKMnO4H＋CO2＋RCOOH①烯烴②炔烴③芳香化合物的側鏈鞏固練習：下列反應能使碳鏈縮短的是(

)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A．①②③④⑤ B．②③④⑤C．①②④⑤ D．①②③④3.碳鏈的成環(huán)

共軛二烯烴（含有兩個碳碳雙鍵，且兩個雙鍵被一個單鍵隔開的烯烴，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[第爾斯-阿爾德反應（Diels-Alderreaction）]，得到環(huán)加成產(chǎn)物，構建了環(huán)狀碳骨架。COOH＋△COOH123465123465（1）共軛二烯烴加成鞏固練習:我國自主研發(fā)對二甲苯的綠色合成路線取得新進展，其合成示意圖如下。寫出過程ⅰ的反應方程式：（2）合成環(huán)酯(3)羥基脫水成醚開環(huán)

如環(huán)酯的水解反應:某些環(huán)狀烯烴的氧化反應:總結：有機合成的主要任務---構建碳骨架碳鏈的增長

碳鏈的縮短

碳鏈的成環(huán)

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

有選擇地通過取代、加成、消去、氧化、還原等有機化學反應，可以實現(xiàn)有機化合物類別的轉化，并引入目標官能團?！舅伎寂c討論】我們在各類有機化合物化學性質的學習中，已經(jīng)接觸了很多有機化學反應。請你從官能團轉化的角度對其進行分類整理，討論引入常見的官能團(如碳碳雙鍵、碳鹵鍵、羥基、醛基、羧基、酯基)有哪些方法，并舉例說明。有機合成的主要任務---官能團的引入、轉化、消除及保護1.引入碳碳雙鍵二、有機合成的主要任務---官能團的引入（1）醇或鹵代烴的消去反應CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2OCH3CH2Br＋NaOHCH2=CH2↑＋NaBr＋H2O乙醇△（2）炔烴的不完全加成反應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＋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（2）酯、酰胺的水解反應2CH3CHO+O22CH3COOHCH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△（3）伯醇被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應（4）某些烯烴、炔烴、芳香烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應官能團引入方法(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

酯化反應總結：有機合成的主要任務---官能團的引入課堂檢測1.有機合成的關鍵是構建官能團和碳骨架，下列反應不能引入-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.能在有機物的分子中引入羥基官能團的反應類型有：

a、酯化反應，b、取代反應，c、消去反應，d、加成反應，

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

有機合成的主要任務---官能團的消除加成反應（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.利用衍變關系進行轉化

有機合成的主要任務---官能團的轉化官能團種類變化：練一練：已知：

R-C=O+HCN→R′R-C-CNR′OHRCN-→RCOOHH+試寫出下圖中A→F各物質的結構簡式。

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

CH3CH2OH

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

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

含有多個官能團的有機物在進行反應時，非目標官能團也可能受到影響。此時需要將該官能團保護起來，先將其轉化為不受該反應影響的其他官能團，反應后再轉化復原。例如，有機合成中的某些反應可能會使羥基受到影響，需要對羥基進行保護。此時，可以先將羥基轉化為醚鍵，使醇轉化為在一般反應條件下比較穩(wěn)定的醚。待相關合成反應結束后，再在一定條件下脫除起保護作用的基團（保護基），恢復羥基。有機合成的主要任務---官能團的保護

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

碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其