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人教版2019版高中化学
选择性必修3 第三章 烃的衍生物
第五节 有机合成
第2课时 引入官能团
学习目标
1.掌握常见有机官能团的性质和特征反应
2.掌握官能团的引入、消除和转化的方法和技巧。
3.能掌理解有机合成中的官能团保护的原理，
能设计方案对羟基、碳碳双键、醛(羰)基、氨基等官能团进行保护。
教材内容：P86
名称 官能团(名称) 代表物 主要化学性质
烃 烷烃 ----------- 甲烷 燃烧氧化 、取代、裂化
烯烃 碳碳双键 乙烯 氧化、加成、加聚
炔烃 碳碳叁键 乙炔 氧化、加成、加聚
芳香烃 ----------- 苯、甲苯 氧化、取代、加成
烃的衍生物 卤代烃 —X 碳卤键 溴乙烷 水解、消去
醇 —OH 羟基 乙醇 取代、消去、氧化、缩聚
醚 醚键 二甲醚 -----------
酚 —OH 羟基 苯酚 弱酸性、取代、显色、氧化、缩聚
醛 —CHO 醛基 乙醛 加成、氧化、缩聚
酮 羰基 丙酮 加成
羧酸 —COOH 羧基 乙酸 酸性、酯化、缩聚
酯 —COOR 酯基 乙酸乙酯 水解
胺 —NH2 氨基 甲胺、苯胺 与盐酸反应
酰胺 酰胺基 乙酰胺、苯甲酰胺 水解
各种官能团及性质
回顾提升
(1)卤代反应：饱和烃、苯、苯的同系物，醇的卤代等；
(2)酯化反应: 醇、羧酸、糖类等；(成肽反应：待补充)；
(3)水解反应: 卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质等;
(4)硝化反应：苯和苯的同系物等；
(5)磺化反应：苯和苯的同系物等；
(6)醇的分子间脱水。
1.取代反应
2.加成反应(生成饱和键）
烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛、酮(可与H2加成)等
有机反应的基本类型
3.消去反应(生成不饱和键）
卤代烃、醇等
4.氧化反应(加氧或去氢)
(1)燃烧：绝大多数有机物；
(2)酸性高锰酸钾溶液：烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、醛等；
(3)直接(或催化)氧化反：酚、醇、醛、葡萄糖等。
5.还原反应(加氢或去氧)
烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、酮、葡萄糖等。
6.聚合反应
7.与浓硝酸的颜色反应
8.与FeCl3溶液的显色反应
(1)加聚反应(只有高分子产物):烯烃、炔烃等；
(2)缩聚反应(产物有高分子又有小分子):苯酚与甲醛、羧基与羟基或氨基
酚类物质
(含苯环的)蛋白质
回顾提升
不饱和烃
饱和烃
卤代烃
醇
醛
羧酸
酯
卤代
脱卤
水解
取代
氧化
还原
酯化
水解
氧化
加成
消去
加成
消去
加成
水解
酯化
有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应，可以实现有机物类别的转化，并引人目标官能团。
1.引入碳碳双键的方法；
2.引入卤素原子的方法；
3.引入羟基的方法；
4.引入醛基的方法；
5.引入碳氧双键的方法；
6.引入羧基的方法；
7.引入酯基的方法。
一、官能团的引入
炔
烯
烷
卤代烃
醇
醛
羧酸
H2加成
H2加成
X2取代
水解
氧化
氧化
还原
(+H2)
HX取代
1. 引入碳碳双键的方法
CH3CH2 OH
浓硫酸
170℃
CH2=CH2↑
+H2O
醇
△
CH2=CH2↑+ NaBr + H2O
CH3CH2Br +NaOH
CH≡CH + HBr CH2=CHBr
催化剂
△
酯
（1）醇的消去反应
（3）炔烃的不完全(限制物质的量)加成反应
（NaOH醇溶液，加热）
（2）卤代烃的消去反应
（浓硫酸，加热）
（催化剂，加热）
炔
烯
烷
卤代烃
醇
醛
羧酸
H2加成
H2加成
X2取代
水解
氧化
氧化
还原
(+H2)
HX取代
（1）醇(或酚)的取代反应
①醇与浓HX：
②酚与浓溴水：
C2H5OH + HBr(浓) C2H5Br + H2O
△
2. 引入卤原子的方法
酯
＋3Br2
＋3HBr
（过量）
OH
OH
Br
Br
Br
炔
烯
烷
卤代烃
醇
醛
羧酸
H2加成
H2加成
X2取代
水解
氧化
氧化
还原
(+H2)
HX取代
（2）烯烃（或炔烃）与卤素单质X2、卤化氢HX等的加成反应
2. 引入卤原子的方法
酯
CH3CH＝CH2＋Br2 CH3CHBrCH2Br
CH3CH＝CH2＋HCl CH3CHClCH3(主要产物:马氏规则)
△
催化剂
△
CH≡CH＋HCl
CH2＝CHCl
CH3CH＝CH2 CH3CH2CH2Br(主要产物：反马氏规则)
HBr
过氧化物
炔
烯
烷
卤代烃
醇
醛
羧酸
H2加成
H2加成
X2取代
水解
氧化
氧化
还原
(+H2)
HX取代
（3）烷烃（或苯及其同系物）的取代
CH4 +Cl2
CH3Cl+ HCl
光照
2. 引入卤原子的方法
酯
注意反应条件的选择:光支铁苯
+ 3Cl2
光照
+ 3HCl
↑
CH2＝CH—CH3＋Cl2
500~600℃
或光照
CH2＝CH—CH2Cl＋HCl
炔
烯
烷
卤代烃
醇
醛
羧酸
H2加成
H2加成
X2取代
水解
氧化
氧化
还原
(+H2)
HX取代
3. 引入羟基的方法
(1)烯烃与水加成
(2)卤代烃的水解
(3)醛或酮的还原
酯
(1)酚盐溶液与CO2、HCl等反应
＋NaHCO3
OH
+ CO2+H2O
ONa
(4)酯的水解
CH3COCH3＋H2
Ni
△
CH3CH(OH)CH3
CH3CHO＋H2
Ni
△
CH3CH2OH
CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH
稀硫酸
△
CH3COOC2H5＋NaOH CH3COONa＋C2H5OH
△
CH3CH2CH2Br＋NaOH CH3CH2CH2OH ＋ NaBr
H2O
△
CH2＝CH2＋H2O CH3CH2OH
催化剂
加热加压
一定条件
或羟醛缩合(略)
(一)醇羟基的引入方法
(二)酚羟基的引入方法
(2)苯的卤代物水解生成苯酚的反应
＋HCl
OH
+ H2O
Cl
炔
烯
烷
卤代烃
醇
醛
羧酸
H2加成
H2加成
X2取代
水解
氧化
氧化
还原
(+H2)
HX取代
4.引入-CHO或羰基的方法有：
（1）(伯)醇催化氧化
酯
(3)炔烃与水加成反应
如：乙醇催化氧化制乙醛
如：乙烯催化氧化制乙醛
（2）烯烃催化氧化
如：乙炔催化水化制乙醛
炔
烯
烷
卤代烃
醇
醛
羧酸
H2加成
H2加成
X2取代
水解
氧化
氧化
还原
(+H2)
HX取代
5.引入-COOH的方法有：
(1)醛的氧化
酯
2CH3CHO ＋ O2
2CH3COOH
催化剂
△
CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH
稀硫酸
△
(2)酯的水解
CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O
△
CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O
△
CH3COO— CH3COOH
酸化
(H＋)
(3)酰胺的水解
(4)氰基的水解
R-CN
H2O,H＋
催化剂
R-COOH
(5)某些烯烃、炔烃、芳香烃被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应
CH≡C—R
KMnO4
H＋
CO2＋RCOOH
(6)伯醇被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应
KMnO4
H＋
R—CH＝CH2 RCOOH + CO2↑
C＝CH—R
R'
R''
KMnO4
H＋
C＝O＋R—COOH
R'
R''
①烯烃：
一氢成酸;
②炔烃：
无氢成酸;
③芳香化合物的侧链:(剃平头)：
与苯环直接相连的C上至少一个H
6.引入碳氧双键
(2)醇的催化氧化引入碳氧双键(一H成酮)：
2RCH(OH)R'＋O2
催化剂
△
2R—C—R＋2H2O
O
(1)烯烃的氧化反应：与酸性高锰酸钾溶液(无H成酮)：
7.引入酯基
(1)酯化反应
CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O
浓硫酸
△
(2)酰氯醇解
O
－C－
Cl
CH3
＋
CH3OH
无水操作
O
－C－OCH3
＋HCl
CH3
＝
＝
2.有机合成的关键是构建官能团和碳骨架，下列反应不能引入-OH的是 ( )
A. 醛还原反应 B. 酯类水解反应 C. 卤代烃水解 D. 烷烃取代反应
D
1.能在有机物的分子中引入羟基官能团的反应类型有：
a、酯化反应，b、取代反应，c、消去反应，d、加成反应，e、水解反应．其中正确的组合有（ ）
A. a、b、c B. d、e C. b、d、e D. b、c、d、e
C
对点训练
3.由环己烷可制备1,4－环己醇的二醋酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略去)：
（1）其中有3步属于取代反应，2步属于消去反应，3步属于加成反应。反应①、 和 属于取代反应，反应 是羟基的引入，反应 和 是消去反应。
（2）化合物的结构简式是B. 、C. 。
（3）反应④所用试剂和条件是 。
⑥
⑦
⑥
②
④
NaOH醇溶液，加热
官能团的引入
官能团 引入方法(举例)
碳碳双键 卤代烃的消去、醇的消去、炔烃的不完全加成
碳卤键 烷烃、苯及苯的同系物的取代、
醇、酚的取代、烯烃、炔烃的加成
羟基 烯烃与水的加成、卤代烃的碱性水解、醛酮的还原、酯的水解
醛酮的羟醛缩合
醛基 (碳氧双键) 醇的催化氧化、烯烃的氧化、炔烃与水的加成
羧基 醇的氧化、醛的氧化、酯的水解、
烯、炔、苯的同系物被KMnO4氧化、-CN的水解
酯基 酯化反应
小结归纳
请设计以CH2=CHCH3为主要原料(无机试剂任选)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。
提升训练

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