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第三章 烃的衍生物
第五节 有机合成
第一课时 有机合成的主要任务
构建碳骨架
有机合成
有机合成
合成的任务
合成路线的设计
构建碳骨架
官能团的引入、转化、消除及保护
原则
成本低、产率高
环境友好、路线短
方法
逆向设计合成路线
增长和缩短、成环等过程
有机合成的主要任务---构建碳骨架
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。
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
碳链的增长
（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
碳链的增长
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（1）与HCN发生加成反应
①炔烃与HCN的加成反应
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
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（1）与HCN发生加成反应
②醛（或酮）与HCN的加成反应
C＝O
R
（R1）H
HCN
催化剂
C
R
（R1）H
OH
CN
H2
催化剂
C
R
（R1）H
OH
CH2NH2
羟基腈
氨基醇
碳链的增长
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（2）羟醛缩合反应
醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子（α-H）受羰基吸电子的影响，具有一定的活泼性。分子内含有α-H的醛在一定条件下可与醛基发生加成反应，生成β-羟基醛，该产物易失水，得到α,β-不饱和醛。这类反应被称为羟醛缩合反应，是一种常用的增长碳链的方法。
催化剂
CH3—C—H＋CH3CHO
O
α
CH3—C—CH2CHO
OH
H
催化剂
△
CH3—CH＝CHCHO＋H2O
α
α
β
β
碳链的增长
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（2）羟醛缩合反应
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
碳链的增长
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（3）加聚反应
（4）酯化反应
（5）分子间脱水
nCH2＝CH2 [ CH2—CH2 ]n
一定条件下
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 ℃
碳链的缩短
有机合成的主要任务---构建碳骨架
原料分子中的碳原子
目标分子中的碳原子
多于
断开碳链
（1）烷烃的分解反应
（3）与高锰酸钾发生氧化反应
（2）酯的水解反应
碳链的缩短
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（1）烷烃的分解反应
C4H10 CH4+C3H6
△
碳链的缩短
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（2）酯的水解反应
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
碳链的缩短
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（2）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
碳链的缩短
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（2）与高锰酸钾发生氧化反应
CH≡C—R
KMnO4
H＋
CO2＋RCOOH
②炔烃
碳链的缩短
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（2）与高锰酸钾发生氧化反应
CH—
R
R'
KMnO4
H＋
HOOC—
③芳香化合物的侧链
碳链的成环
有机合成的主要任务---构建碳骨架
共轭二烯烃（含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃，如1,3-丁二烯）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
1
2
3
4
6
5
1
2
3
4
6
5
（1）共轭二烯烃加成
碳链的成环
有机合成的主要任务---构建碳骨架
（2）合成环酯
1. （2021·新疆昌吉·）化合物丙是合成一种医药的中间体，可以通过如图反应制得。下列说法正确的是
A．乙的分子式为C5H10O2B．甲的一氯代物有4种(不考虑立体异构)C．乙可以发生取代反应、加成反应
D．丙不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
课堂检测
C
【详解】
A．由乙的结构简式可知，乙的分子式为C5H8O2，A项错误；
B．甲分子中有3种不同化学环境的氢原子，则其一氯代物有3种(不考虑立体异构)，B项错误；
C．乙有酯基能水解，水解是取代反应，有双键可以发生加成反应，故C正确；
D．丙的结构中含有碳碳双键，能被高锰酸钾氧化，故能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D项错误；故答案为C
课堂检测
课堂检测
2.有机物甲的结构简式为： ，它可以通过下列路线合成分离方法和其他产物已经略去：
B
下列说法不正确的是（ ）
A. 甲可以发生取代反应、加成反应和缩聚反应
B. 步骤I的反应方程式是：
C. 步骤IV的反应类型是取代反应
D. 步骤I和IV在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化
【详解】
A.甲分子中含有氨基、羧基和苯环，可以发生取代反应、加成反应和缩聚反应，故A正确；
B.步骤I是取代反应，反应方程式是： +HCl
C.步骤IV的反应是肽键水解，所以反应类型是取代反应，故C正确；
D.氨基易被氧化，所以步骤I和IV在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化，故D正确；
故选B。
课堂检测
有机合成的主要任务---构建碳骨架
碳链的增长
碳链的缩短
碳链的成环
（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）烷烃的分解反应
（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

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