高中化学 第三章 有机合成及其应用 合成高分子化合物第1节 有机化合物的合成 第1课时课件 鲁科版选修5-鲁科版高二选修5化学课件

1、第1课时碳骨架的构建和官能团的引入第3章第1节有机化合物的合成学习目标定位1.知道寻找原料与合成目标分子之间的关系与差异。2.掌握构建目标分子骨架，官能团引入、转化或消除的方法。3.体会有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。新知导学达标检测内容索引新知导学1.合成路线的核心合成路线的核心构建目标化合物分子的 和引入必需的官能团。2.碳骨架的构建碳骨架的构建构建碳骨架，包括在原料分子及中间化合物分子的碳骨架上 或_碳链、 或 等。碳骨架一、碳骨架的构建增长减短成环开环(1)碳链的增长卤原子的氰基取代反应例如：用溴乙烷制取丙酸的化学方程式为CH3CH2BrNaCN_ ， 。CH3CH2CNN

2、aBrCH3CH2COOH卤代烃与炔钠的取代反应例如：用丙炔钠制2-戊炔的化学方程式为CH3CH2BrNaCCCH3 。CH3CH2CCCH3NaBr醛、酮的加成反应CH3CH2CHOHCN_ 炔烃的加成反应 。CH2=CHCN羟醛缩合反应(至少有1个氢)例如：两分子乙醛反应的化学方程式为2CH3CHO 。 。(2)碳链的减短烯烃、炔烃的氧化反应2CH3COOH例如：CH3CH=CHCH3苯的同系物的氧化反应例如： 。脱羧反应 。Na2CO3CH4(3)成环与开环的反应成环a.羟基酸分子内酯化： 。H2O二元羧酸和二元醇分子间酯化成环：如 。(环酯)2H2Ob.氨基酸缩合如 。H2Oc.二元醇

3、脱水。H2O开环a.环酯的水解反应：如b.某些环状烯烃的氧化反应：HOOC(CH2)4COOH。1.碳链的增长碳链的增长归纳总结归纳总结其他还有：(1)卤代烃与活泼金属反应：2CH3Cl2NaCH3CH32NaCl。(2)醛、酮与RMgX加成：CH3MgCl2.碳链的减短碳链的减短例例1下列反应中：酯化反应乙醛与HCN加成乙醇与浓硫酸共热到140 1-溴丙烷与NaCN作用持续加热乙酸与过量碱石灰的混合物重油裂化为汽油乙烯的聚合反应乙苯被酸性KMnO4溶液氧化(1)可使碳链增长的反应是_。(2)可使碳链减短的反应是_。答案易错警示像由CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3不属于碳链增长，酯化

4、反应引入“ ”，也不属于碳链增长。例例2下列物质中，不能使有机物成环的是 A.HOCH2CH2CH2COOHB.ClCH2CH2CH2CH2ClC. D.H2NCH2CH2CH2COOH答案解析解析解析因为HOCH2CH2CH2COOH有两个官能团，分子之间可以生成环内酯；ClCH2CH2CH2CH2Cl与金属钠反应生成 不能直接参与反应形成环状；H2NCH2CH2CH2COOH两端反应形成肽键可结合成环状，因而应选C。例例3写出下列构建碳骨架反应的方程式。(1)一溴甲烷制乙酸：_。(2)CH3CH2CHO和CH3CHO的反应：_。答案CH3COOH)(3) 与NaOH共热的反应：_。答案(4

5、)由CH2=CH2合成丙酸_ CH2=CH2HBrCH3CH2Br，CH3CH2COOH。CH3CH2BrNaCNCH3CH2CNNaBr，方法规律无水羧酸盐与碱石灰共热发生脱羧反应。1.官能团的引入官能团的引入(1)引入卤原子二、官能团的引入与转化取代反应烷烃、芳香烃的取代反应CH4Cl2 HCl Br2 _ Cl2 _ CH3ClHBrHCl取代反应烯烃、羧酸的-H取代CH3CH=CH2Cl2 _RCH2COOHCl2 _醇与氢卤酸的取代CH3CH2OHHBr _CH3CH2BrH2O加成反应与HX的加成CH2=CH2HBr _CHCHHBr _与X2的加成CH2=CH2Br2CH2BrC

6、H2BrCHCHBr2_CHCH2Br2_CH3CH2BrCH2=CHBrCHBr2CHBr2加成反应烯烃与水加成CH2=CH2H2O _醛、酮与H2加成CH3CHOH2 _醛、酮与HCN加成 HCN 羟醛缩合 HCH2CHO _(2)引入羟基CH3CH2OHCH3CH2OH水解反应卤代烃的水解 NaOH _ 酯的水解 H2O _ 酚钠水溶液与酸(引入酚羟基) H2OCO2CH3COOHC2H5OH NaHCO3NaBr氧化反应烯烃氧化2CH3CH=CH2O2 醇氧化2RCH2OHO2 _乙炔水化 CHCH (3)引入醛基2H2O氧化反应醛的氧化CH3CHO2Cu(OH)2 _2CH3CHOO

7、2 _ 烯烃被KMnO4(H)氧化RCH=CHR _含侧链的芳香烃被KMnO4(H)氧化(4)引入羧基CH3COOHCu2O2H2O2CH3COOHRCOOHRCOOH水解反应酯的水解CH3COOCH2CH3H2O CH3COOHCH3CH2OH有机酸酐的水解 H2O 蛋白质或肽的水解 H2O_ 氰的水解CH3CH2CN _2H2NCH2COOHCH3CH2COOH消去反应醇的消去CH3CH2OH _ 卤代烃的消去CH3CH2ClNaOH _邻二卤代烃的消去 Zn _ 炔烃与H2、HX、X2的加成 CHCHH2 _(5)碳碳双键的引入方式CH2=CH2H2OCH2=CH2NaClH2OCH2=

8、CH2ZnCl2CH2=CH2用对应的字母完成填空：上述转化中属于取代反应的为 ，属于加成反应的为 ，属于消去反应的为 ，属于氧化反应的为 ,属于还原反应的为 。2.官能团的转化官能团的转化(1)在有机合成中，官能团的转化可以通过取代、消去、加成、氧化、还原等反应来实现。已知如下转化关系：e、fa、c、jb、dg、i、kh、j转化步骤b的试剂为 ，转化步骤e的试剂为 ，转化步骤g的试剂为酸性 ，转化步骤h的试剂为LiAlH4。(2)官能团的数目变化、位置变化官能团数目的改变，如：NaOH醇溶液NaOH水溶液CH3CH2OH HOCH2CH2OH。KMnO4溶液官能团位置的改变，如：CH3CH2

9、CH2Cl_归纳总结归纳总结1.从分子中消除官能团的方法从分子中消除官能团的方法(1)经加成反应消除不饱和键。(2)经取代、消去、酯化、氧化等反应消去OH。(3)经加成或氧化反应消除CHO。(4)经水解反应消去酯基。(5)经消去或水解反应消除卤素原子。2.官能团的转化与衍变官能团的转化与衍变根据合成需要(有时题目信息中会明确某些衍变途径)可进行有机物的官能团衍变，以使中间产物向产物递进。常见的有三种方式：(1)利用官能团的衍生关系进行官能团种类的转化。(2)通过消去、加成(控制试剂)、水解反应使官能团数目增加。(3)通过消去、加成(控制条件)反应使官能团位置改变。例例4由环己烷可制备1,4-环

10、己二醇的二醋酸酯。下面是有关的八步反应(无机产物已略去)：答案解析根据以上反应关系回答下列问题：(1)写出A的结构简式_。解析解析此题显然要求解题者明确上述合成路线中各步反应的原理，从题面上看，八步反应中多次涉及烃与卤素单质的作用及卤代烃参与的反应。其中，反应很明确，就是环己烷与氯气在光照条件下的取代反应；从条件来看，反应应该属于卤代烃的消去反应，产物A是环己烯；反应是环己烯与氯气在不见光的条件下发生的，得到的产物发生反应后形成一个共轭二烯烃1,3-环己二烯，显然B应是环己烯与氯气加成的产物1,2-二氯环己烷 ，而反应属于消去反应；是共轭二烯烃的1,4-加成；发生的是什么反应应该与联系起来思考

11、：反应的条件告诉我们，这一步发生的是酯化反应，要发生酯化，化合物C中应该有醇羟基才可以，故反应应该是卤代烃 的水解反应；则反应为环上双键的加氢。(2)确定下列反应所属反应类型：反应_，反应_。(3)反应的化学方程式为_。答案取代反应加成反应2CH3COOH方法规律二元卤代烃发生消去反应后，可在有机物中引入碳碳叁键，如CH3CH2CHCl22NaOH CH3CCH2NaCl2H2O。CH2BrCH2Br2NaOH CHCH2NaBr2H2O。请回答下列问题：(1)A的化学名称是_。例例5乙烯是一种重要的化工原料，以乙烯为原料衍生出部分化工产品的反应如下(部分反应条件已略去)：答案解析乙醇解析解析

12、CH2=CH2与H2O在催化剂作用下发生加成反应，生成A(CH3CH2OH)，CH3CH2OH经氧化生成B(C2H4O2)，则B为CH3COOH。CH3COOH与CH3CH2OH在浓H2SO4、加热条件下发生酯化反应，生成C(C4H8O2)，则C为CH3COOCH2CH3。E与B在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应，生成F(C6H10O4)，从而推知E分子中含有2个OH，则E为HOCH2CH2OH，F为 。D与H2O发生反应生成E(HOCH2CH2OH)，可推知D为 ，不可能为CH3CHO。D(C2H4O)的同分异构体为CH3CHO和CH2=CHOH。(2)B和A反应生成C的化学方程式为_，该反应

13、的类型为_。(3)D的结构简式为_。(4)F的结构简式为_。(5)D的同分异构体的结构简式为_。答案CH3COOCH2CH3H2O酯化反应(或取代反应)CH3CHO、CH2=CHOH达标检测1.(2017鄂南高二检测)下列反应不能在有机化合物分子中引入羟基的是 A.乙酸和乙醇的酯化反应B.聚酯的水解反应C.油脂的水解反应D.烯烃与水的加成反应答案123456解析解析羧酸和醇的酯化反应在有机物分子中引入酯基；酯的水解、烯烃与水的加成均能引入羟基。解析72.下列化学反应的有机产物只有一种的是 A. 在浓硫酸存在下发生脱水反应B. 在铁粉存在下与氯气反应C. 与碳酸氢钠溶液反应D.CH3CH=CH2

14、与氯化氢加成答案解析1234567解析解析A项中的产物可能是CH3CH2CH=CH2或CH3CH=CHCH3；123456B项中的产物可能是 或 ；D项中的产物可能是CH3CH2CH2Cl 或 7A.1-丁烯 B.1,3-丁二烯C.乙炔 D.乙烯3.1,4-二氧六环是一种常见的有机溶剂，它可以通过下列合成路线制得，则烃A可能是 答案解析123456解析解析由生成物的结构推知C为 ，B为 ，A为CH2=CH2。7A. B.C. D.4.如图表示4-溴-1-环己醇所发生的4个不同反应。其中产物只含有一种官能团的反应是 答案解析1234567123456解析解析根据反应条件分析：A为，B为，C为，D

15、为或75.已知共轭二烯烃(两个碳碳双键间有一个碳碳单键)与烯或炔反应可生成六元环状化合物。已知1,3-丁二烯与乙烯的反应可表示为 则异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)与丙烯反应，生成的产物的结构简式可能是 123456答案解析7123456解析解析根据1,3-丁二烯与乙烯反应表示式可知其反应过程为1,3-丁二烯中的两个碳碳双键断裂，原碳碳双键之间形成一个新的碳碳双键，两端碳原子上的两个半键与乙烯中碳碳双键断裂形成的两个半键相连构成环状。类比1,3-丁二烯与乙烯的反应可推知异戊二烯( )与丙烯的反应过程：异戊二烯的两个碳碳双键断裂，原碳碳双键之间形成一个新的碳碳双键，两端碳原子上的两个半键与丙烯中碳碳双键断裂形成的两个半键相连接构成环状，所以生成的产物是 或 76.工业上以丙酮为原料制取有机玻璃的合成路线如图所示。123456(1)写出A、B的结构简式：A_，B_。答案解析7123456解析解析依据题示转化关系，从出发：(酯化反应)(加聚反应)。7(2)写出BC、CD的化学方程式：BC_；CD_。答案123456H2OH2O7试通过分析回答下列问题：(1)写出C的结构简式