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有机合成-引入官能团
第三章 烃的衍生物
通过碳骨架的构建、官能团的转化，体会有机合成的基本任务，掌握有机化合物分子碳骨架的构建，官能团引入、转化或消除的方法。
名称 官能团 主要化学性质
烷烃 ----------------
烯烃
炔烃
芳香烃 ----------------
卤代烃 —X
醇 —OH
酚 —OH
醛 —CHO
酮
羧酸 —COOH
酯 —COOR
各种官能团的性质
燃烧氧化 、取代、裂化
氧化、加成、加聚
氧化、加成、加聚
氧化、取代、加成
水解、消去
取代、消去、氧化
弱酸性、取代、显色、氧化
加成、氧化、聚合
加成
酸性、酯化
水解
利用相对简单
易得的原料
具有特定结构和性质的目标分子
有机化学反应
合成
构建碳骨架
引入官能团
碳链的增长
碳链的缩短
成环
碳碳双键
碳碳三键
碳卤键
羟基
醛基
羧基
构建碳骨架
引入官能团
酯基
酰胺基
酮羰基
一、有机合成的主要任务
2.引入官能团
(1) 碳碳双键的引入
CH2＝CH2↑＋H2O
CH2 ＝ CH2↑＋NaBr＋H2O
CH2 ＝ CHCl
①醇的消去反应
②卤代烃的消去反应
③炔烃的不完全加成反应
CH3CH2OH
浓硫酸
170℃
CH3—CH2—Br＋NaOH
乙醇
加热
CH≡CH＋HCl
催化剂
加热
(2) 引入碳卤键
(1)加成反应
①烯烃的加成反应
②炔烃的加成反应
CH≡CH+ Cl2 CHCl =CHCl
CH2=CH2+ Br2 →CH2BrCH2Br
①烷烃的取代反应
(2)取代反应
CH3CH3+ Cl2 CH3CH2Cl+HCl
②芳香烃的取代反应
③醇的取代反应
④烯烃、羧酸中α-H的取代反应
＋HCl
+ Cl2
＋HCl
+ Cl2
R—OH+ HX R—X+H2O
CH2=CHCH3+ Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl
RCH2COOH+ Cl2 RCHCOOH + HCl
Cl
—
α
α
(3) 羟基的引入
CH3CH2OH
CH3CH2—OH＋NaBr
①烯烃与水的加成反应
CH2＝CH2＋H2O
催化剂
加热
②卤代烃的水解反应
CH3—CH2—Br＋NaOH
水
加热
③醛或酮的还原反应
CH3CH2OH
CH3CHO＋H2
Ni
加热
＋H2
CH3
C
O
H3C
Ni
加热
CH3
C
OH
H
H3C
(3) 羟基的引入
④酯的水解反应
CH3COOH＋C2H5OH
CH3COOC2H5＋H2O
稀硫酸
CH3COONa＋C2H5OH
CH3COOC2H5＋NaOH
(4) 引入羧基
(1)氧化反应
②醇的氧化反应
①醛的氧化反应
2CH3CHO+ O2 2CH3COOH
③烯烃的氧化反应
④苯的同系物的氧化反应
CH3CH=CHCH3 CH3COOH
CH3CH2OH CH3COOH
H+
(2)水解反应
①酯的水解反应
②酰胺的水解反应
RCOOR’+ H2O RCOOH + R′OH
稀硫酸
RCONH2+ H2O +HCl RCOOH＋NH4Cl
(5)引入醛基
(1)醇的催化氧化反应
(2)炔烃与水的加成反应
2CH3CH2OH＋O2 2CH3CHO＋2H2O
CH≡CH＋H2O CH3—CHO
2.官能团的消除
加成反应
（1）消除不饱和键
（2）消除羟基
取代、消去、酯化、氧化
（3）消除醛基、酮羰基
加成、氧化
（4）消除碳卤键
消去、水解
（5）消除酯基、酰胺基
水解
1.在有机合成中，常会引入官能团或将官能团消除，下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是
A.乙烯→乙二醇：CH2=CH2
B.溴乙烷→乙醇：CH3CH2Br CH2=CH2 CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔：CH3CH2CH2CH2Br CH3CH2CH=CH2
CH3CH2C≡CH
D.乙烯→乙炔：CH2==CH2 CH≡CH
B
溴乙烷→乙醇，只需溴乙烷在碱性条件下水解
3.官能团的转化
醛
R'-CHO
卤代烃
R-X
醇
R-OH
羧酸
R'-COOH
酯
R'COOR
烃
取
代
氧化
水
解
氧
化
酯化
不饱和烃
高聚物
酯化
水解
加成
消去
加成
消去
加聚
还原
水解
烃及其衍生物之间的相互转化是有机合成的基础。
取代（酯化）反应
由溴乙烷转化成乙酸乙酯并标注反应类型。
CH3CH2Br
CH3COOCH2CH3
CH3CH2OH
CH3CHO
CH3COOH
△
Cu、△
催化剂、△
水解反应
氧化反应
氧化反应
4.官能团的保护
① 羟基的保护：将羟基转化为醚键，使醇转化为在一般反应条件下比较稳定的键。相关合成反应结束后，再在一定条件下脱除起保护作用的基团(保护基)，恢复羟基。
含有多个官能团的有机化合物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。
4.官能团的保护
② 酚羟基的保护：酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH转变为—ONa保护起来，待氧化其他基团后再酸化将其转变为—OH。
③ 碳碳双键的保护：碳碳双键易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与卤素单质、卤化氢等的加成反应将其保护起来，待氧化其他基团后再利用消去反应将其转变为碳碳双键。
C＝C
＋HX
—C—C—
X
H
NaOH/醇
△
C＝C
4.官能团的保护
④ 醛基的保护：醛基可被弱氧化剂氧化，为避免在反应过程中受到影响，保护一般是把醛基制成缩醛，最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)。
⑤ 氨基的保护：先通过取代反应使—NH2转化为酰胺基，待氧化其他基团后，再通过酰胺键的水解反应转化为—NH2
1.将 直接氧化能得到 吗？若不能，如何得到？
不能。因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH转变为—ONa保护起来，待氧化其他基团后再酸化将其转变为—OH。
ONa
COONa
NaOH
O2/Cu
△
H＋
ONa
CH2OH
OH
CH2OH
OH
COOH
ONa
CHO
新制Cu(OH)2
NaOH溶液 △
2.设计方案以CH2==CHCH2OH为原料制备CH2==CHCOOH。
CH2==CHCH2OH CH2ClCH2CH2OH CH2ClCH2COOH
、△
H＋
CH2==CHCOOH
有机合成主要任务
构建
碳骨架
引入
官能团
官能团
保护
(1)消去反应可以引入双键，加成反应也可以引入双键。 (　　)
(2)引入羟基的反应都是取代反应。 (　　)
(3)烯烃中既可以引入卤素原子也可以引入羧基或酮羰基。 (　　)
(4)酯化反应可以形成链状酯，也可以形成环酯。 (　　)
(5)工业上将乙烯先与HCl加成，然后在NaOH溶液中水解可制取乙醇。 (　　)
(6)用乙醇为原料通过消去、加成、水解可得到乙二醇。 (　　)
1.判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)
2.下列构建碳骨架的反应，不属于加成反应的是
B.
C
氧化反应
3.有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中，引入官能团的途径合理的是
A.加热条件下，2-丙醇在Cu催化作用下引入醛基
B.光照条件下，甲苯与Cl2反应在苯环上引入碳氯键
C.加热条件下，卤代烃与NaOH的水溶液反应引入碳碳双键
D.加热条件下，丙酮与H2在催化剂作用下引入羟基
D
羟基
CH3CH(OH)CH3 CH3—C—CH3
4.某药物中间体合成路线如图(部分产物已略去)，下列说法不正确的是
A.步骤①③的目的是保护A中的某官能团
B.A的结构简式为
C.C能发生水解反应
D.第⑤步反应类型为取代反应
B
生成乙酸酯
有-OH

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