资源简介

(共21张PPT)
第三章 烃的衍生物
2019人教版选择性必修三
第五节 有机合成
第一课时 有机合成的主要任务
核心素养发展目标
1.通过碳骨架的构建、官能团的转化，体会有机合成基本任务
2.掌握有机化合物分子骨架的构建，官能团引入、转化或消除的方法。
维勒——开创了人工合成有机化合物的新时代
有机合成的原则
(1)起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。
(2)尽量选择步骤最少的合成路线，使得反应过程中副反应少、产率高。
(3)符合“绿色化学”的要求，操作简单、条件温和、能耗低、易实现、原料利用率高、污染少，尽量实现零排放。
(4)按照一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。
认识有机合成
有机合成使用相对简单易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。
有机合成的一般思路示意图
碳骨架的构建
官能团的转化（引入、消除）
官能团的转化（引入、消除）
认识有机合成
原料分子 目标分子 主要任务
示例 CH2=CH2 CH3COOH 改变官能团种类
(1) CH3CH2OH
(2) CH≡CH
(3) CH3CH2CH2Br
(4) CH3CH=CH2 CH3CH2CH2COOH
对照下列有机合成的原料分子和目标分子，仿照示例给出下列有机合成的主要任务。
改变官能团数目
碳链变为碳环且改变碳原子数目
认识有机合成
改变官能团的位置
改变官能团的种类和碳原子数目
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）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
1.碳链的增长
碳骨架是有机化合物分子的结构基础，进行有机合成时需要考虑碳骨架的形成，包括碳链的增长和缩短、成环等过程。
构建碳骨架
HCN
催化剂
H2O,H＋
催化剂
CH≡CH
CH2＝CHCN
CH2＝CHCOOH
丙烯腈
丙烯酸
碳链的增长
（1）与HCN发生加成反应
①炔烃与HCN的加成反应
②醛与HCN反应,再还原:
③酮与氢氰酸的加成反应：
催化剂
CH3—C—H
O
α
CH3—CH—CH2CHO
OH
催化剂
△
CH3—CH＝CHCHO＋H2O
α
α
β
β
＋
H
C CHO
H
H
β-羟基醛
加成反应
消去反应
α,β-不饱和醛
（2）羟醛缩合反应
含有α H的醛在一定条件下可发生加成反应，生成β 羟基醛，进而发生消去反应。
碳链的增长
（3）加聚反应
（4）酯化反应
（5）分子间脱水
18
18
O O
CH3—C—OH+H—O—C2H5 CH3—C—O—C2H5 + H2O
浓H2SO4
C2H5 OH + HO C2H5 C2H5 O C2H5 + H2O
浓H2SO4
140 ℃
碳链的增长
nCH2＝CH2 [ CH2—CH2 ]n
一定条件下
2CH3Cl+2Na → CH3—CH3+2NaCl。
碳链的增长
(6)卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、CH3C≡CNa等取代
RCl+NaCN → RCN+NaCl
(7)卤代烃与活泼金属作用
（8）格氏试剂的合成方法:
2、碳链的缩短
（1）烷烃的裂化或裂解反应
C4H10 CH4+C3H6
△
原料分子中的碳原子
目标分子中的碳原子
多于
碳链缩短
（2）烯(炔)烃、芳香烃与高锰酸钾发生氧化反应
①烯烃
C＝CH—R
R'
R''
KMnO4
H＋
C＝O＋R—COOH
R'
R''
二氢成气
一氢成酸
无氢成酮
构建碳骨架
②炔烃
CH≡C—R
KMnO4
H＋
CO2＋RCOOH
CH—
R
R'
KMnO4
H＋
HOOC—
③芳香化合物的侧链
C＝C
H3C
R2
H
R1
①O3
②Zn/H2O
C＝O
H3C
H
O＝C
R2
R1
＋
一氢成醛
无氢成酮
碳链的缩短
（3）烯烃臭氧化反应
（4）水解反应（包括酯的水解、蛋白质或多糖的水解）
CH3COOC2H5 ＋ H2O CH3COOH ＋ C2H5OH
稀硫酸
△
下列反应能使碳链缩短的是(　　)
①烯烃被酸性KMnO4溶液氧化　②乙苯被酸性KMnO4溶液氧化　
③重油裂化为汽油④CH3COOCH3与NaOH溶液共热⑤炔烃与溴水反应
A．①②③④⑤ B．②③④⑤
C．①②④⑤ D．①②③④
碳链的缩短
D
碳链的成环
（1）共轭二烯烃加成
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（Diels-Alder reaction），得到环加成产物，构建了环状碳骨架。
COOH
＋
△
COOH
（2）合成环酯
碳链的成环
（3）羟基脱水成醚
（2）某些环状烯烃的氧化反应:
碳链的开环
（1）环酯的水解反应
KMnO4
H＋
HOOC
HOOC
小结：有机合成的主要任务（1）——构建碳骨架
（1）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
（1）烷烃的裂化或裂解反应
（3）与高锰酸钾发生氧化反应
（2）酯的水解反应
（1）共轭二烯烃加成
（2）合成环酯
（3）羟基脱水成醚
碳链的增长
碳链的缩短
碳链的成环
1.如何由CH3CHO合成乳酸CH3CH(OH)COOH
CH3CHO
CH3—CH—CN
OH
H2O,H＋
△
CH3—CH—COOH
OH
HCN
催化剂
达标检测
2.乙烯是化工生产中重要的基础原料，请以乙烯为基本原料合成正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH），写出有关反应的化学方程式
已知：
R—C—H＋R'—CH—CHO
O
H
OH
R—CH—CH—CHO
R'
R—CH＝C—CHO
R'
达标检测
CH2＝CH2
H2O
催化剂/△
CH3CH2OH
Cu/O2
△
CH3CHO
CH3—CH—CH2CHO
OH
－H2O
△
CH3—CH＝CHCHO
－H2O
△
CH3CH2CH2CH2OH
＋H2
Ni/△
A
达标检测
3.烯烃在一定条件下发生氧化反应时 发生断裂，RCH=CHR′可以氧化成RCHO和R′CHO，在该条件下烯烃分别被氧化后产物可能有CH3CHO的是( )
A.(CH3)2C=CH(CH2)2CH3
B.CH2=CH(CH2)2CH3
C.CH3CH=CH—CH=CH2
D.CH3CH2CH=CHCH2CH3

展开更多......

收起↑