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第三单元 烃的衍生物
课时8 有机合成
——官能团的定向改造和创新
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目标
构建碳骨架
引入官能团
任务一 构建碳骨架
课堂引入
有机合成的关键在于碳骨架的构建和官能团的转化，我们学习有机合成有两大任务：
1.构建目标分子的碳骨架
2.常见官能团的引入和转化
碳链增长
碳链缩短
成环/开环
官能团引入或转化
官能团的消除方法
官能团的保护
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结碳链增长的方法：
1.碳链的增长
(2)分子间脱水成醚
(1)酯化反应
C2H5－OH＋HO－C2H5 C2H5－O－C2H5＋H2O
浓H2SO4
140 ℃
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结碳链增长的方法：
1.碳链的增长
(3)与HCN发生加成反应
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结碳链增长的方法：
1.碳链的增长
(5)羟醛缩合反应
CH3—C—H +
O
α
CH3CHO
催化剂
CH3—C—CH2CHO
OH
H
α
β
催化剂

CH3—CH CHCHO+H2O
α
β
nCH2＝CH2 [ CH2-CH2 ]n
催化剂
(4)加聚反应
(6)由格氏试剂与卤代烃、醛、酮反应增长碳链
RMgCl
RCl + Mg
无水乙醚
R’—Cl
+ RMgCl
R’—R
+ MgCl2
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结碳链减短的方法：
2.碳链的减短
(1)烷烃的分解反应(烃的裂化、裂解)
C4H10 CH4 + C3H6
△
(2)酯的水解反应(蛋白质水解、多糖水解)
CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH
稀硫酸
△
(3)酰胺基的水解
NH2—C—NH2＋ H2O CO2＋2NH3
O
催化剂
△
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结碳链减短的方法：
2.碳链的减短
(4)芳香化合物的侧链与高锰酸钾发生氧化反应
KMnO4
H＋
与苯环相连的碳原子上至少连有一个氢原子才能被酸性KMnO4氧化。
要求：
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结成环反应的方法：
3.成环反应
(1)形成环醚
△
(2)形成环酯类
+
浓H2SO4
△
+
2
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结成环反应的方法：
3.成环反应
(3)形成环酰胺类
(4)共轭二烯烃加成
+
△
+
+
△
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结开环反应的方法：
4.开环反应
(1)环酯的水解反应
(2)某些环状烯烃的氧化反应
任务二 引入官能团
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结引入官能团的方法：
1.引入官能团
(1)引入碳碳双键
①消去反应—醇或卤代烃
CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O
CH3CH2Br＋NaOH CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O
CH≡CH+HCl
CH2=CHCl
浓硫酸

乙醇

催化剂

②不完全加成反应—炔烃与氢气、卤化氢、卤素单质
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结引入官能团的方法：
1.引入官能团
(2)引入碳卤键
②取代反应—烷烃或苯及其同系物
③取代反应—醇或酚与氢卤酸
①加成反应—烯烃或炔烃与卤素单质或卤化氢
CH2=CH2+Br2 CH2BrCH2Br
CH≡CH+HCl
CH2=CHCl
催化剂

CH3CH3+Cl2
CH3CH2Cl+HCl
光照
+Br2
FeBr3
+HBr
Br
C2H5OH+HBr
C2H5Br＋H2O

+3Br2 3HBr + ↓
OH
OH
Br
Br
Br
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结引入官能团的方法：
1.引入官能团
(3)引入羟基
①加成反应—烯烃与水、醛或酮与H2
CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH
催化剂

CH3CHO＋H2
CH3CH2OH
催化剂

+H2
— C—
O
CH3
CH3
催化剂

—CH—
OH
CH3
CH3
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结引入官能团的方法：
1.引入官能团
(3)引入羟基
②水解反应—卤代烃、酯
CH3CH2Br＋NaOH
CH3CH2OH＋NaBr
水

CH3COOC2H5+H2O
CH3COOH+C2H5OH
催化剂
△
③取代反应—酚盐溶液与CO2、HX
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结引入官能团的方法：
1.引入官能团
(4)引入醛基
①烯烃氧化
2CH2==CH2＋O2 2CH3CHO
催化剂
△
②炔烃水化（加成反应）
CH≡CH＋H2O CH3CHO
催化剂
△
③醇的催化氧化
2CH3CH2OH＋O2 2CH3CHO＋2H2O
Cu/Ag
△
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结引入官能团的方法：
1.引入官能团
(5)引入羧基
①醛的氧化
②酯、酰胺的水解
CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH
稀硫酸
△
2CH3CHO ＋ O2
2CH3COOH
催化剂
△
RCONH2 ＋H2O＋HCl RCOOH ＋NH4Cl
△
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结引入官能团的方法：
1.引入官能团
(5)引入羧基
③烯烃的氧化
④苯的同系物的氧化
KMnO4
H＋
R—CH＝CH2 RCOOH + CO2↑
CH—
R
R'
KMnO4
H＋
HOOC—
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结引入官能团的方法：
1.引入官能团
(6)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
＝
＝
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结官能团的保护的方法：
1.羟基的保护—醇羟基
可先将羟基转化为醚键，使醇转化为在一般反应条件下比较稳定的醚。待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。
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结官能团的保护的方法：
1.羟基的保护—酚羟基
酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结官能团的保护的方法：
2.碳碳双键的保护
碳碳双键易加成，易被O3、H2O2、酸性高锰酸钾等氧化，在氧化其他基团前，可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化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
＋H2O
—C—C—
OH
H
浓硫酸
△
C＝C
C＝C
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结官能团的保护的方法：
3.氨基(—NH2)的保护：氨基易被O2、O3、H2O2等氧化
CH3
浓硝酸
浓硫酸，加热
CH3
NO2
KMnO4/H＋
COOH
NO2
Fe/HCl
COOH
NH2
4.醛基的保护：醛基可被弱氧化剂氧化
课堂探究
阅读教材以及所学知识，总结官能团的保护的方法：
6.通过不同的反应，改变官能团的位置
CH3CH=CH2
CH3CH2CH2
OH
消去
加成
CH3CHCH3
Cl
CH3CHCH3
OH
水解
5.通过某种化学途径增加官能团的个数
R-CH2-CH2OH
R-CH=CH2
消去
Cl
Cl
R-CH-CH2
加成
水解
OH
OH
R-CH-CH2
课堂小结
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
水解
酯化
课堂检测
【典型例题1】有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中，
能够在有机化合物碳链上引入羟基官能团的是（ ）
A．烷烃在光照条件下与氯气反应
B．卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热反应
C．醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应
D．羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下反应
【答案】C
课堂检测
【典型例题2】以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如下，
下列说法错误的是（ ）
A．X的结构简式为
B．反应④的反应试剂和反应条件是浓硫酸、加热
C．环戊二烯分子中所有碳原子一定在同一平面内
D．环戊二烯与Br以物质的量之比为1：1反应，可生成
【答案】B
课堂检测
【典型例题4】下列反应能使前者碳链缩短的是（ ）
A．乙醛发生自身羟醛缩合反应
B．乙苯和酸性KMnO4溶液反应
C．乙醛和银氨溶液反应
D．乙烯和HCN发生加成反应
【答案】B
THANKS
请，批评指正

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