课时1有机合成碳骨架构建课件高二下学期化学人教版选择性必修3

有机合成-碳骨架构建第三章烃的衍生物通过碳骨架的构建、官能团的转化，体会有机合成的基本任务，掌握有机化合物分子碳骨架的构建，官能团引入、转化或消除的方法。阿司匹林(解热镇痛药)的前世今生柳树皮止痛消炎柳树皮中提取“柳苷”合成水杨酸与乙酸酐合成乙酰水杨酸公元前19世纪1853年1897年改良缓释乙酰水杨酸20世纪“烧心”的酸性有机合成帮助人们发现和制备了一系列药物、香料、染料、催化剂、添加剂等，有力地推动了材料科学和生命科学的发展。费利克斯∙霍夫曼远古时代19世纪20年代物质丰富的今天人类依靠自然资源，加工转化自然资源，从生物体中获得有机化合物德国化学家维勒合成尿素,开创人工合成有机物新时代有机合成的发展，使人们不仅能通过人工手段合成多种天然有机物，还可以根据实际需要设计合成具有特定结构和性能的新物质，有力地推动了材料科学和生命科学的发展。NH4OCNH2NNH2CO氰酸铵尿素有机合成史有机合成的意义①制备天然有机物，弥补自然资源的不足；②对天然有机物进行局部的结构改造和修饰，使其性能更加完美；③合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物，以满足人类的特殊需要阿司匹林缓释片隐形眼镜材料制备的维生素C中间体1中间体2中间体4官能团转化官能团转化碳骨架构建官能团转化碳骨架构建CH2H+，H2ONaCNBr2催化剂

H2O

，催化剂CH2=CH2CH2-BrCH2-BrCH2-CNCH2COOHCOOHCH3CH2OHCOOCH2CH3CH2CH2COOCH2CH3CH2-CN中间体3原料目标产物认识有机合成对比原料和产物的分子结构，说说有机合成的主要任务是什么？构建碳骨架引入官能团丁二酸二乙酯在生活中应用广泛，常用作食物加香剂、增塑剂和特种润滑剂，以乙烯为原料可合成丁二酸二乙酯。利用相对简单易得的原料具有特定结构和性质的目标分子有机化学反应合成构建碳骨架引入官能团碳链的增长碳链的缩短成环碳碳双键碳碳三键碳卤键羟基醛基羧基构建碳骨架引入官能团酯基酰胺基酮羰基一、有机合成的主要任务一、有机合成的主要任务1.构建目标分子的碳骨架原料分子中的碳原子目标分子中的碳原子少于引入含碳原子的官能团(1)碳链的增长哪些反应类型能使碳链增长呢？加成反应、加聚反应、缩聚反应、酯化反应、分子间脱水、羟醛缩合反应等。(1)碳链的增长COHRHCN催化剂COHHRCN羟基腈烯炔烃、醛、酮与氢氰酸(HCN)的加成反应COHHRCH2NH2氨基醇COHHRCOOH羟基酸H2催化剂H2O，H+催化剂类型一：增加1个碳原子HCCHHCNH2O，H+催化剂H2CCHCN丙烯腈H2CCHCOOH丙烯酸(1)碳链的增长类型一：增加1个碳原子RX与NaCN的取代CH3CH2ClNaCNCH3CH2CN丙腈H2O，H+催化剂CH3CH2COOH丙酸【练习】如何由CH3CHO合成乳酸CH3CH(OH)COOH?CH3CHOCH3—CH—CNOHHCNH2O,H＋△CH3—CH—COOHOH(1)碳链的增长类型二：增加多个碳原子(1)加聚反应nCH2＝CH2[CH2-CH2]n一定条件下(2)缩聚反应(4)分子间脱水C2H5−OH+HO−C2H5C2H5−O−C2H5+H2O浓H2SO4140

℃

(3)酯化反应1818

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

nHO-CH2CH2-COOH

H[O-CH2CH2-C]nOH+(n-1)H2O一定条件O(5)羟醛缩合反应:具有α-H的醛，在碱催化下与另一分子的醛或酮进行亲核加成，生成β-羟基醛，β-羟基醛可以受热脱水生成α，β-不饱和醛。醛基邻位C上

的H（α-H）αCH3—C—CH2CHOOHHCH3-CH＝CHCHO＋H2OααββCH3-C-H＋CH3CHOO一定条件下可与醛基发生加成反应β-羟基醛α,β-不饱和醛受羰基吸电子的影响，具有一定活性

△δ+δ-先加成后消去产物易失水，得到α,β-不饱和醛

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

无水AlCl3CH2CH3

+HCl

(6)格氏试剂与卤代烃、醛、酮反应增长碳链RMgCl

RCl+Mg无水乙醚R'—Cl+RMgCl

R'—R+MgCl2(2)碳链的缩短原料分子中的碳原子目标分子中的碳原子多于断开碳链分解反应、水解反应、氧化反应等哪些反应能使碳链缩短呢？(2)碳链的缩短类型一：氧化反应R′R″CCHRR—CH==CH2RCOOH＋CO2↑KMnO4H+C＝CH3CR2HR1

①O3②Zn/H2OC＝O

H3CHO＝CR2R1

＋KMnO4H+R′R″CORCOOH＋烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被KMnO4(H+)溶液氧化二氢成CO2一氢成酸无氢成酮炔烃：一氢成CO2无氢成酸(2)碳链的缩短类型一：氧化反应烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被KMnO4(H+)溶液氧化CH2CH3KMnO4H+COOHCHR′RKMnO4H+COOH与苯环相连的碳原子上至少连有一个氢原子才能被酸性KMnO4氧化。【练习】写出以下不饱和烃被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物：CH3—CH＝CH2KMnO4H＋CH3COOH＋CO2C＝CH—CH3H3CH3CKMnO4H＋OCH3—C—CH3＋CH3COOH(2)碳链的缩短类型二：水解反应主要包括酯的水解、蛋白质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氢氧化钠存在下水解CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O稀硫酸CH3COONa＋C2H5OHCH3COOC2H5＋NaOH(2)碳链的缩短类型三：烃的裂化、裂解C8H18＋C8H16C16H34高温C4H10＋C4H8C8H18高温CH3-COONa＋NaOHCaO∆CH4＋NaCO3类型四：脱羧反应(羧酸分子中失去羧基放出CO2的反应)R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3加热CHCl3＋CO2↑Cl3CCOOH加热(3)碳链的成环形成环醚形成环酯类形成环酰胺类共轭二烯烃加成(3)碳链的成环COOH＋△COOH共轭二烯烃与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生双烯合成反应123465123465①

双烯合成Diels-Alderreaction3CH≡CH②

炔烃成环已知：，如果通过一步反应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)形成环酯CH2OH

CH2OH—COOH

COOH—+浓硫酸+2H2O思考：写出2分子CH3CH(OH)COOH形成环酯的化学方程式。2CH3—CH—C—OHO═OH＋2H2OCH3OC═OOC═OCH3浓硫酸(3)形成环醚CH2OH

CH2OH—++2H2OHOCH2HOCH2—

△OO+H2O

△CH2CH2OHOH——CH2—CH2O分子内脱水分子间脱水构建碳骨架碳链的增长①与HCN发生加成反应②羟醛缩合反应③格式试剂④乙烯、乙炔加聚反应⑤酯化反应⑥分子间脱水……碳链的缩短①烷烃的裂化或裂解②酯的水解③氧化反应碳链的成环①第尔斯—阿尔德反应②形成环酯③形成环醚已知溴乙烷与氰化钠反应后再水解可以得到丙酸：CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳链。请根据以下框图回答问题。NaCNH2O图中F