高中化学 第三章 第五节 第1课时 有机合成的主要任务

第五节有机合成

第1课时有机合成的主要任务

［核心素养发展目标］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

分子破骨架的构建，官能团引入、转化或消除的方法。

一、构建碳骨架

有机合成使用相对的原料，通过有机化学反应来构建和引入

由此合成出具有特定和的目标分子。

或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

和、等过程。

1.碳链的增长

(1)焕睡与HCN加成

HCNH/)・H+

CH三CH催化剂△

丙烯一丙烯酸

⑵醛或酮与HCN加成

HCNH?

H催化剂”催化寂(物质的量之比为1:2加成)

羟基/氨基醇

带正电荷的原子或原子团连接在上，带负电荷的原子或原子团连接在上。

(3)羟醛缩合反应

醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(a・H)受段基吸电子作用的影响，具有一定的活泼性。分子内含

有a・H的醛在一定条件下可发生加成反应，生成伊羟基醛，该产物易失水，得到a,伊不饱和醛。

()

催化剂

「口又口a催化剂

CH—C—H+CH3CHO△

2.碳链的缩短

反应可以使煌分子链缩短。

(1)烯税

R'

KMnO,

II

(2)烘睡

KMnO,

ROCHHo

(3)芳香燃

KMR

_

R，--S*0

与苯环相连的碳原子上才能被酸性高镐酸钾溶液氧化。

3.碳链的成环

(1)共扼二烯嫌

共拢二烯煌含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开。

COOH人COOH

L二。)

(第尔斯•阿尔德反应的加成原理)。

(2)环酯

COOHH(X'H2

II-浓硫酸

COOH+H(K'H?A

(3)环隧

一定条件

HOCH2cH20H

r深度思考」

阅读教材“资料卡片”，了解羟醉缩合的原理，思考下列问题:

CH=CH—CHO

(D如何由苯甲醛和乙醛制取V?

CH>()H

I.

HOHX—C—CHO

(2)如何由甲醛和乙醛制取CILOHV

r应用体验」

i.碳链增长在有机合成中具有重要意义，它是实现由小分子有机物向较大分子有机物转化的主要途径。

某同学设计了如下4个反应，其中可以实现碳链增长的是()

A.CH3cH2cH2cH2Br和NaCN共热

B.CH3cH2cH2cHzBr和NaOH的乙醇溶液共热

C.CH3CH2Br和NaOH的水溶液共热

D.乙烯和H?O的加成反应

2.已知卤代睡可与金属钠反应，生成碳链较长的点：R—X+2Na+R—X―*R—R'+2NaXo现有

CH3cH?Br和CHsCHBrCE的混合物，使其与金属钠反应，不可能生成的烽是()

A.己烷B.正丁烷

C.2,3•二甲基丁烷D.2•甲基丁烷

二、引入官能团

有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应，可以实现有机化合物类别的转化,

并引入目标它能团。

水解

佛化

...I匚~~..一~~~I

।石国卤幅型和联潞区段酸施生命

师gR・X廨iRfH鹿题R'-CHO麻iR'-COOH床解lRC8OOR

消fm消加

去成去,成

丕饱和炮

I.引入碳碳双键

(1)醇的消去反应

浓H/SO,

CH3CH2OH170(»。

(2)卤代煌的消去反应

乙耨

---►

CH3—CH2—Br+NaOH△_________________________________________

(3)炊睡与H2、卤化氢、卤素单质的不完全加成反应

催化剂,

CH三CH+HC1△o

2.引入碳卤键

(I)烷仔、芳香烧的取代反应

光

(2)醇与氢卤酸(HX)的取代反应

△

CH?—CH:—OH+HBr-*。

(3)块烧、烯燃与卤素单质或卤化氢的加成反应

=

CH3cHCH2+Br2―*：

△

=

CH3CHCH2+HC1—*(主要产物)；

催化剂.

CH三CH+HC1△o

3.引入羟基

(1)烯蜂与水的加成反应

催化剂_

=

CH2CH2+H2O加热、加压。

(2)醛或酮的还原反应

傕化剂,

CH3CHO+H2△：

II催化剂一

CII-C-CII3+H2△。

(3)卤代煌、酯的水解反应

水

--►

CH3cH2Br+NaOH△；

稀硫酸、

CH3COOC2H5+H2O△_________________________

△

CH3coOC2Hs+NaOH—。

4.引入醛基

⑴醇的催化氧化反应

傕化剂一

2cH3cH2OH+O2△o

(2)焕睡与水的加成反应

傕化剂一

CH=CH+H2O△.

5.引入竣基

(1)醛的氧化反应

催化剂1

2CH3CHO+O2△o

(2)某些烯煌、苯的同系物被KMrCh(H+)溶液氧化

KMnO,

=

CH3CHCHCH3H；

j]—CHj—CH：(KMn(),

V0

(3)酯、酰胺的水解

COOC,H稀H?S(),

+H2O△________________________________

△

RCONH2+H2O+HC1—*o

r深度思考」

1.由滨乙烷制取乙二醇，并标注反应类型。

2.由渡乙烷转化成乙酸乙酯并标注反应类型。

COONaCOONa

OOCCH3怎样转变为OH

3.由?

r应用体验」

1.下列说法不正确的是()

CH,

I

CH—C—OH

I

A.CH可发生消去反应引入碳碳双键

()

B.CH-C-CH,可发生催化氧化反应引入竣基

C.CH<H2Br可发生取代反应引入羟基

D.Q与CH2-CH2可发生加成反应形成碳环

2.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

()

CH2—CH2CH2—CII2

加成J,取代

=BrJ,I„I„

A.乙烯-*乙二醇：CH2CH2—>Br->OHOH

水解加成

>=>

B.溟乙烷一**乙醇：CH3CH2Br—CH2CH2—CH3CH2OH

CH3CILCH—Cll

消去加成।।消去

C.l.滨丁烷一M•丁焕：CH3cH2cH2cH?Br—>CH3cH2cH=汕一>BrBr—>

CH3cH2H

CH2—CH2

加成L1消去，“T八5

D.乙烯—*乙快：CH2=CH2—>母Br->CH=CH

三、官能团的保护

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，此时需要将该官能

团保护起来，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。

1.羟基的保护

(1)醇铃基

①将静翔基转化为酸键，反应结束后再脱除

引入保护基合成反应脱除保护基

R—0H------------>R—O—RJ…TR"一O一R»]R”—OH

②将醉羟基转化为酯基，再水解复原

?o

c,合成反应

R-OHR'YYH.RT—-R'——*

0

II水解

R〃—O—C—R,z—OH

(2)酚羟基

①用NaOH溶液保护

)HNaOH,

H2C=(

(1O\amH(KOH

②用CH-J保护

OHOH

ClI1Hl

2.氨基的保护

（1）用酸转化为盐保护

（2）用醋酸酊转化为酰胺保护

3.碳碳双键的保护

利用其与HCI等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。

NaOH/乙醇

HC1------------------►

——

CH2CH2_*△CH2CHz

4.醛基（或酮戮基）的保护

用乙醇（或乙二醇）加成保护

II,

I

°rHrmRC-OC2H5（）

♦风”IH+/H.OII

①R—C—HHCIH---------—>R—C—Ho

()

HOCH.CIL.OH

②RCRZ(H)n

R

\

C=()

H7H,O

R'(H)

r深度思考」

OH

/\-CH2OH

i.将M直接氧化能得到吗？若不能，如何得到？

2.某种药物中间体的合成路线如下，其中②的目的是什么？

r应用体验」

==

设计方案以CH2CHCH2OH为原料制备CH2CHCOOHO

答案精析

简单易得碳骨架官能团结构性质增长缩短成环

l.(l)CH2-CHCNCHz-CHCOOH

ROHROH

ZX

⑵HCN/\'H..NH:氧原子碳原子

OH

13a

CH,—CCH，CH()

Pa

(3)HCH^—CH-CHCHO+H2O

2.氧化

R

\

C-()

/

(1)R"+HOOC—R(2)RCOOH

(3)<C^CO()H至少连有一个氢原子

o

/\

()=CCH,

()=CCH?

3.(2)。+2HO(3)A+HO

22

深度思考

OH

CHOCH—CIL—€11()CH-CH—CHO

⑴手0

6+CH3CHO_66+H2

CH,OH

HOH.CCCHO

(2)3HCHO+CH3cH0-催--化-剂"(H°H。

应用体验

l.A

2.A[CH3cH?Br与金属钠以物质的量之比为1：1发生反应能够生成正丁烷和浸化钠；CH3cHBrC%与

金属钠以物质的量之比为1：I发生反应能够生成2,3-二甲基丁烷和浸化钠；CH3cH?Br、CH3cHBrCFh

与金属钠以物质的量之比为1：1：2发生反应能够生成2-甲基丁烷和溪化钠。]

I.(l)CH2-CH2t+H2O

(2)CH2-CH2t+NaBr+H2O

(3)CH2-CHC1

cu-c\

2.(1)+HBrT+HC1

(2)CH3—CHi—Br+H2O

(3)CH3CHBrCH2BrCH3cHeICH3CH2-CHC1

3.(1)CH3CH2OH

Oil

(2)CH3cH20HCHCHCH

(3)CH3cH2—OH+NaBrCH3COOH+C2H5OHCH3coONa+C2H50H

4.(1)2CH3CHO+2H2O(2)CH3—CHO

COOH

5.(1)2CH3coOH(2)2CHACOOH

COOH

⑶+CH3OHRCOOH+NH4CI

深度思考

消去反应加成反应

l.CHjCH2Br<H2-CH2