資源簡介

(共25張PPT)
第三章 烴的衍生物
第五節(jié) 有機(jī)合成 課時1
甲基丙烯酸羥乙酯
水仙花
香料
苯甲酸苯甲酯最早源自水仙花，在自然界存在，但含量太低，不能滿足人們的需要。
隱形眼鏡材料是自然界中原本不存在的有機(jī)化合物。
阿司匹林是對自然界中存在的水楊酸進(jìn)行人工改造而合成的。
有機(jī)合成
1.熟悉烴及烴的衍生物之間的相互轉(zhuǎn)化、主要的有機(jī)反應(yīng)類型及其特點(diǎn)，能依據(jù)相關(guān)信息正確書寫化學(xué)方程式；
2.認(rèn)識有機(jī)合成的關(guān)鍵是碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。
有機(jī)合成使用相對簡單易得的原料，通過有機(jī)化學(xué)反應(yīng)來構(gòu)建碳骨架和引入官能團(tuán)，由此合成具有特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的目標(biāo)分子。
有機(jī)合成
主要任務(wù)
構(gòu)建碳骨架
引入官能團(tuán)
包括碳鏈的增長、縮短與成環(huán)等
官能團(tuán)的引入
官能團(tuán)的消除
有機(jī)化合物分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
一、構(gòu)建碳骨架
1.碳鏈的增長
(2)炔烴與氫氰酸的加成反應(yīng)
CH CH
催化劑
HCN
CH2 CHCN
丙烯腈

H2O，H+
CH2 CHCOOH
丙烯酸
(1)醛與氫氰酸的加成反應(yīng)
C O
R
H
催化劑
HCN
C
R
H
OH
CN
C
R
H
OH
CH2NH2
催化劑
H2
羥基腈
氨基醇
(3)酮與氫氰酸的加成反應(yīng)：
(4)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）受羰基吸電子作用的影響，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。這類反應(yīng)被稱為羥醛縮合反應(yīng)。
CH3—C—CH3
O
催化劑
HCN
CH3—C—CN
OH
CH3

H2O，H+
CH3—C—COOH
OH
CH3
CH3—C—H +
O
α
CH3CHO
催化劑
CH3—C—CH2CHO
OH
H
α
β
催化劑

CH3—CH CHCHO+H2O
α
β
2.碳鏈的縮短
(1)烯烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化，生成碳鏈縮短的羧酸或酮
(2)炔烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化，生成碳鏈縮短的羧酸或酮
舉例：
氧化反應(yīng)等可以使烴分子鏈縮短
烷烴的裂解
C CH—R
R1
R2
C O+R—COOH
R1
R2
RC CH
RCOOH
CH3CH2C CCH3
CH3CH2COOH+CH3COOH
KMnO4
H+
KMnO4
H+
KMnO4
H+
(3)芳香烴的側(cè)鏈被酸性高錳酸鉀溶液氧化，生成碳鏈縮短的羧酸
舉例：
—CH
R
R1
KMnO4
H+
—COOH
—CH2CH3
KMnO4
H+
—COOH
3.成環(huán)反應(yīng)
(1)第爾斯-阿爾德反應(yīng)：
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)生第爾斯-阿爾德反應(yīng)( Diels-Alder- reaction),得到環(huán)加成產(chǎn)物，構(gòu)建了環(huán)狀碳骨架。
+
COOH
COOH

(2)形成環(huán)酯：
二、引入官能團(tuán)
引入官能團(tuán)(包括引入、消除)的反應(yīng)類型常見的有取代、加成、消去、氧化還原等。
1.引入碳碳雙鍵：
(1)醇或鹵代烴的消去反應(yīng)：
CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O
CH3CH2Br＋NaOH CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O
(2)炔烴與氫氣、鹵化氫、鹵素單質(zhì)的不完全加成反應(yīng) ：
CH≡CH+HCl
CH2=CHCl
濃硫酸

乙醇

催化劑

2.引入碳鹵鍵
(2)烷烴或苯及其同系物的取代反應(yīng)：
(3)醇或酚與氫鹵酸的取代反應(yīng) ：
(1)烯烴或炔烴與鹵素單質(zhì)或鹵化氫的加成反應(yīng) ：
CH2=CH2+Br2 CH2BrCH2Br
CH≡CH+HCl
CH2=CHCl
催化劑

CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl
光照
+Br2
FeBr3
+HBr
Br
C2H5OH+HBr
C2H5Br＋H2O

+3Br2 3HBr + ↓
OH
OH
Br
Br
Br
3.引入羥基：
(1)烯烴與水加成：
(2)醛或酮與H2加成：
(3)鹵代烴的水解反應(yīng)：
CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH
催化劑

CH3CHO＋H2
CH3CH2OH
催化劑

+H2
—C—
O
CH3
CH3
催化劑

—CH—
OH
CH3
CH3
CH3CH2Br＋NaOH
CH3CH2OH＋NaBr
水

(4)酯的水解反應(yīng)：
CH3COOC2H5+H2O
CH3COOH+C2H5OH
(5)酚鹽溶液與CO2、HCl等反應(yīng)：
催化劑
△
ONa
+HCl
OH
+NaCl
ONa
+H2O+CO2
OH
+NaHCO3
4.引入醛基（或酮羰基）
(1)醇的催化氧化：
2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O
(2)某些烯烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應(yīng)：

Cu或Ag
(CH3)2C C(CH3)2
KMnO4
H+
2(CH3)2C O
5.引入羧基：
(1)醛的氧化反應(yīng)：
(2)酯的水解反應(yīng)：
(3)某些烯烴、苯的同系物被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應(yīng) ：
(4)伯醇被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應(yīng)：
2CH3CHO+O2
2CH3COOH
催化劑

CH3COOC2H5+H2O
CH3COOH+C2H5OH
催化劑

CH3
COOH
KMnO4
H+
KMnO4
H+
CH3CH CHCH3
2CH3COOH
KMnO4
H+
R—COOH
R—CH2OH
6.引入酯基：
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOC2H5+H2O
濃硫酸
△
7.官能團(tuán)的消除
加成
①不飽和鍵
取代、消去、酯化、氧化
②羥基
加成、氧化
③醛基
消去、水解
④鹵原子
水解
⑤酯基
8.官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化
(1)利用衍變關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化：
(2)官能團(tuán)數(shù)目增加或減少：
R—CH2—CH2OH
R—CH=CH2
(3)改變官能團(tuán)位置：
CH3CH2CH2OH
CH3CH=CH2
RCH2OH RCHO RCOOH
O2、Cu、△
H2、催化劑、△
Ag(NH3)2OH、Cu(OH)2、△
或O2、催化劑、△
消去
水解
與X2加成
R—CH—CH2
X
X
R—CH—CH2
OH
OH
消去
加成
H3C—CH—CH3
OH
9.官能團(tuán)的保護(hù)
含有多個官能團(tuán)的有機(jī)物在進(jìn)行反應(yīng)時，非目標(biāo)官能團(tuán)也可能受到影響。此時需要將該官能團(tuán)保護(hù)起來，先將其轉(zhuǎn)化為不受該反應(yīng)影響的其他官能團(tuán)，反應(yīng)后再轉(zhuǎn)化復(fù)原。
(1)酚羥基的保護(hù)
醛基可被弱氧化劑氧化，為避免在反應(yīng)過程中受到影響，對其保護(hù)和恢復(fù)過程為
(2)醛基的保護(hù)
思考與討論
舉例說明在合成有機(jī)化合物時,如何保護(hù)碳碳雙鍵
如需氧化含碳碳雙鍵的分子中的羥基時,先讓碳碳雙鍵與HX發(fā)生加成反應(yīng),氧化后再發(fā)生消去反應(yīng)生成碳碳雙鍵,如:
[練一練]
1.判斷正誤
(1)消去反應(yīng)可以引入碳碳雙鍵,加成反應(yīng)也可以引入碳碳雙鍵。 (　　)
(2)一定條件下,可以通過取代反應(yīng)由溴乙烷制備乙醇。(　　)
(3)丙烯中既可以引入碳鹵鍵也可以引入羥基。(　　)
(4)加聚反應(yīng)可以使有機(jī)化合物碳鏈增長。(　　)
(5)消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、酯化反應(yīng)等都可以消除羥基。(　　)
2.將 直接氧化能得到 嗎？若不能，如何得到？
不能。應(yīng)設(shè)計流程如下
3.由 怎樣轉(zhuǎn)變?yōu)? ？
有機(jī)合成
主要任務(wù)
構(gòu)建碳骨架
引入官能團(tuán)
碳鏈的增長
碳鏈的縮短
成環(huán)反應(yīng)
引入常用官能團(tuán)
醛、炔烴、酮與HCN
氧化反應(yīng)（酸性高錳酸鉀溶液）
羥醛縮合反應(yīng)
第爾斯-阿爾德反應(yīng)
形成環(huán)酯
官能團(tuán)的消除
官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化
官能團(tuán)的保護(hù)

展開更多......

收起↑