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第三章 烴的衍生物
第五節 有機合成
第一課時 有機合成的主要任務
構建碳骨架
有機合成
有機合成
合成的任務
合成路線的設計
構建碳骨架
官能團的引入、轉化、消除及保護
原則
成本低、產率高
環境友好、路線短
方法
逆向設計合成路線
增長和縮短、成環等過程
有機合成的主要任務---構建碳骨架
碳骨架是有機化合物分子的結構基礎，進行有機合成時需要考慮碳骨架的形成，包括碳鏈的增長和縮短、成環等過程。
原料分子中的碳原子
目標分子中的碳原子
少于
引入含碳原子的官能團
碳鏈的增長
（1）與HCN發生加成反應
（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
碳鏈的增長
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（1）與HCN發生加成反應
①炔烴與HCN的加成反應
HCN
催化劑
H2O,H＋
催化劑
CH≡CH
CH2＝CHCN
CH2＝CHCOOH
丙烯腈
丙烯酸
碳鏈的增長
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（1）與HCN發生加成反應
②醛（或酮）與HCN的加成反應
C＝O
R
（R1）H
HCN
催化劑
C
R
（R1）H
OH
CN
H2
催化劑
C
R
（R1）H
OH
CH2NH2
羥基腈
氨基醇
碳鏈的增長
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（2）羥醛縮合反應
醛分子中在醛基鄰位碳原子上的氫原子（α-H）受羰基吸電子的影響，具有一定的活潑性。分子內含有α-H的醛在一定條件下可與醛基發生加成反應，生成β-羥基醛，該產物易失水，得到α,β-不飽和醛。這類反應被稱為羥醛縮合反應，是一種常用的增長碳鏈的方法。
催化劑
CH3—C—H＋CH3CHO
O
α
CH3—C—CH2CHO
OH
H
催化劑
△
CH3—CH＝CHCHO＋H2O
α
α
β
β
碳鏈的增長
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（2）羥醛縮合反應
催化劑
CH3—C—H
O
α
CH3—CH—CH2CHO
OH
催化劑
△
CH3—CH＝CHCHO＋H2O
α
α
β
β
＋
H
C CHO
H
H
β-羥基醛
加成反應
消去反應
α,β-不飽和醛
碳鏈的增長
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（3）加聚反應
（4）酯化反應
（5）分子間脫水
nCH2＝CH2 [ CH2—CH2 ]n
一定條件下
18
18
O O
CH3—C—OH+H—O—C2H5 CH3—C—O—C2H5 + H2O
濃H2SO4
C2H5 OH + HO C2H5 C2H5 O C2H5 + H2O
濃H2SO4
140 ℃
碳鏈的縮短
有機合成的主要任務---構建碳骨架
原料分子中的碳原子
目標分子中的碳原子
多于
斷開碳鏈
（1）烷烴的分解反應
（3）與高錳酸鉀發生氧化反應
（2）酯的水解反應
碳鏈的縮短
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（1）烷烴的分解反應
C4H10 CH4+C3H6
△
碳鏈的縮短
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（2）酯的水解反應
CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH
稀硫酸
△
稀硫酸
△
CH2
O
C
O
C17H35
CH
O
C
O
C17H35
CH2
O
C
O
C17H35
C17H35COOH ＋
　CH2OH
CHOH
CH2OH
3
＋3H2O
碳鏈的縮短
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（2）與高錳酸鉀發生氧化反應
①烯烴
C＝CH—R
R'
R''
KMnO4
H＋
C＝O＋R—COOH
R'
R''
二氫成氣
一氫成酸
無氫成酮
碳鏈的縮短
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（2）與高錳酸鉀發生氧化反應
CH≡C—R
KMnO4
H＋
CO2＋RCOOH
②炔烴
碳鏈的縮短
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（2）與高錳酸鉀發生氧化反應
CH—
R
R'
KMnO4
H＋
HOOC—
③芳香化合物的側鏈
碳鏈的成環
有機合成的主要任務---構建碳骨架
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生雙烯合成反應（Diels-Alder reaction），得到環加成產物，構建了環狀碳骨架。
COOH
＋
△
COOH
1
2
3
4
6
5
1
2
3
4
6
5
（1）共軛二烯烴加成
碳鏈的成環
有機合成的主要任務---構建碳骨架
（2）合成環酯
1. （2021·新疆昌吉·）化合物丙是合成一種醫藥的中間體，可以通過如圖反應制得。下列說法正確的是
A．乙的分子式為C5H10O2B．甲的一氯代物有4種(不考慮立體異構)C．乙可以發生取代反應、加成反應
D．丙不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
課堂檢測
C
【詳解】
A．由乙的結構簡式可知，乙的分子式為C5H8O2，A項錯誤；
B．甲分子中有3種不同化學環境的氫原子，則其一氯代物有3種(不考慮立體異構)，B項錯誤；
C．乙有酯基能水解，水解是取代反應，有雙鍵可以發生加成反應，故C正確；
D．丙的結構中含有碳碳雙鍵，能被高錳酸鉀氧化，故能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，D項錯誤；故答案為C
課堂檢測
課堂檢測
2.有機物甲的結構簡式為： ，它可以通過下列路線合成分離方法和其他產物已經略去：
B
下列說法不正確的是（ ）
A. 甲可以發生取代反應、加成反應和縮聚反應
B. 步驟I的反應方程式是：
C. 步驟IV的反應類型是取代反應
D. 步驟I和IV在合成甲過程中的目的是保護氨基不被氧化
【詳解】
A.甲分子中含有氨基、羧基和苯環，可以發生取代反應、加成反應和縮聚反應，故A正確；
B.步驟I是取代反應，反應方程式是： +HCl
C.步驟IV的反應是肽鍵水解，所以反應類型是取代反應，故C正確；
D.氨基易被氧化，所以步驟I和IV在合成甲過程中的目的是保護氨基不被氧化，故D正確；
故選B。
課堂檢測
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
（1）與HCN發生加成反應
（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）與高錳酸鉀發生氧化反應
（2）酯的水解反應
（1）共軛二烯烴加成
（2）合成環酯

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