3.1.1 有机合成的关键-碳骨架的构建和官能团的引入 课件高二化学鲁科版（2019）选择性必修3

第3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一课时有机合成的关键

—碳骨架的构建和官能团的引入学习目标1、了解有机合成的基本程序和方法。2、在掌握有机化学反应类型和掌握烃和烃的衍生物的典型性质的基础上理解有机物碳骨架的构建方法。3、掌握碳链的增长和官能团的引入、转化的方法。有机合成的应用染料炸药农药医药合成纤维天然橡胶天然纤维有机合成有机合成合成橡胶自然界中存在的有机物测定其结构设计合成路线合成物质修改结构、改良性能某种具有特殊性质或功能的有机物明确其应具备的结构设计合成路线合成物质制备水仙花香料抗疟药物蒿甲醚隐形眼镜材料有机合成的方法和程序：合成物质明确目标化合物的结构设计合成路线对样品进行结构测定试验其性质或功能合成目标化合物大量合成有机合成流程：目标产物的碳骨架和官能团。关键是碳骨架构建和官能团引入目标产物不符合，重新审查和设计。一.碳骨架的构建

任何有机化合物的分子都是由特定碳骨架构成的。构建碳骨架是合成有机化合物的重要任务。

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增长或减短碳链、成环或开环等。思考与讨论一：碳链增长目标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团少于（1）烯烃、炔烃、醛、酮与HCN发生加成反应（2）羟醛缩合反应（3）加聚反应（4）酯化反应（5）分子间脱水反应（6）卤代烃的反应（1）与HCN发生加成反应HCN催化剂CH≡CHCH2＝CHCN

丙烯腈

C＝ORHHCN催化剂CRHOHCN羟基腈（2）羟醛缩合反应(其中至少一种有α­-H)CH3—C—H＋CH3CHOOα催化剂α催化剂CH3—CH—CH2CHOOHβCH3—CH＝CHCHO＋H2Oβα醛、酮与RMgX的加成CH3CH2Br＋NaCN→CH3CH2CN＋NaBrCH3CH2Br＋CH3C≡CNa→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr（6）卤代烃的反应b.卤代烃与活泼金属2CH3Br＋2Na→CH3CH3+2NaBra.卤代烃与NaCN、CH3C≡CNa等的取代思考与讨论二：碳链缩短原料分子中的碳原子目标分子中的碳原子多于（2）烯烃、炔烃、芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化（1）水解反应（3）烃的裂化或裂解（4）羧酸及其盐的脱羧反应（1）水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质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）烯烃、炔烃、芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化（3）烃的裂化或裂解：C16H34C8H16＋C8H18C8H18 C4H10＋C4H8（4）羧酸及其盐的脱羧反应CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3

练习：写出苯甲酸钠和碱石灰加热的反应方程式。如：无水醋酸钠晶体与氢氧化钠(通常用碱石灰——氢氧化钠与氧化钙的混合物)共热制备甲烷(脱羧反应)：注意事项：1.必须用无水醋酸钠，否则无法脱羧（即反应无法发生）2.最好用碱石灰（NaOH与CaO）的混合物，CaO的作用是吸水（有利于反应进行）和稀释混合物浓度（便于甲烷逸出）以及减少高温时NaOH与玻璃管的作用，防止玻璃试管破裂（因NaOH会和玻璃中的SiO2反应）收集方法：

用排水法或向下排空气法实验室制备甲烷装置(固固加热)（1）烯烃的氧化思考与讨论三：碳链成环（2）炔烃的聚合（3）共轭二烯烃的成环（4）二元醇分子内(间)脱水成环（5）羟基酸分子内(间)脱水成环酯（6）多元醇与多元羧酸分子间脱水成环酯（7）二元羧酸分子内脱水成环（8）氨基酸脱水成环（2）环烯烃的氧化思考与讨论四：碳链开环（1）环酯、环酰胺的水解（1）引入碳碳双键①卤代烃的消去反应：CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2+NaBr+H2O醇②醇的消去反应：CH3CH(OH)CH3CH3CH=CH2+H2O浓硫酸③炔烃的不完全加成：HC≡CH＋HCl催化剂二、官能团的引入CH2==CHCl

2.引入卤原子①烷烃、芳香烃与卤素取代烯烃、炔烃、醛、酮、羧酸等与卤素反应④烯/炔加成卤素/卤化氢③醇与卤化氢取代②α-H与卤素取代：3.引入羟基②烯烃与水的加成③醛、酮与H2、HCN的加成④酯的水解⑤羧酸还原：CH3COOHCH3CH2OHLiAlH4①卤代烃水解⑥羟醛缩合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烯烃的氧化：4.引入羰基C2H5CNC2H5COOHH+,H2O③烯烃及苯的同系物被酸性高锰酸钾的氧化②醛的氧化反应①酯在酸性条件下的水解⑤氰基的水解5.引入羧基④醇的氧化反应三、官能团的转化四、官能团的保护课堂小结有机合成关键1、下列反应可以在烃分子中引入卤素原子的是(

)A．苯和溴水共热B．光照甲苯与溴的蒸气C．溴乙烷与KOH溶液共热D．溴乙烷与NaOH的醇溶液共热B2、下列反应中，引入羟基官能团的是()

B3、下列反应不能使碳链缩短的是（）A.裂化石油制取汽油B.持续加热无水醋酸钠与碱石灰的混合物C.氯乙烷与氰酸钠反应D.烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应C4、由2-氯丙烷制取少量1,2-丙二醇时，需