有机合成第1课时（教学课件）化学人教版选择性必修3

第三章烃的衍生物第五节有机合成第1课时有机合成的主要任务有机合成中的碳骨架的构建2有机合成的概念1

1.理解有机合成的概念，明确有机合成的主要任务是构建碳骨架和引入官能团。3.学会运用有机合成的解题方法，对比原料和目标分子的碳骨架变化，筛选合适的反应方法，综合考虑官能团的转化步骤和顺序。2.掌握有机合成中碳骨架构建的方法，包括碳链的增长、缩短、成环和开环等，并能写出相关反应方程式。有机合成帮助人们发现和制备了一系列药物、香料、染料、催化剂、添加剂等，有力地推动了材料科学和生命科学的发展01有机合成的概念有机合成的主要任务是什么呢?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开环有机合成有机合成的概念解题方法①对比原料分子和目标分子的碳骨架变化，筛选改变碳骨架的方法，确定最合理的方法②联想各类官能团的性质和转化关系，注意多个官能团的连续转化，综合考虑各类官能团之间的转化步骤和顺序有机合成有机合成的概念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02有机合成中的碳骨架的构建少于引入含碳原子的官能团等方式原料分子中的碳原子数目标分子中的碳原子数氧化反应等方式多于有机合成中的碳骨架的构建碳链的增长类型一：增加1个碳原子与HCN的加成、RX与NaCN作用HCCHHCNH2O，H+催化剂H2CCHCN丙烯腈H2CCHCOOH丙烯酸CH3CH2ClNaCNCH3CH2CN丙腈H2O，H+催化剂CH3CH2COOH丙酸腈化反应有机合成中的碳骨架的构建碳链的增长COHRHCN催化剂COHHRCN羟基腈COHHRCH2NH2氨基醇COHHRCOOH羟基酸H2催化剂H2O，H+催化剂有机合成中的碳骨架的构建碳链的增长类型一：增加1个碳原子醛、酮与氢氰酸(HCN)的加成反应具有α-H的醛，在碱催化下与另一分子的醛或酮进行亲核加成，生成β-羟基醛，β-羟基醛可以受热脱水生成α，β-不饱和醛。δ+δ-δ+δ-加热OCH3CHHCH2CHOOH-催化剂OCH3CHHCH2CHO3-羟基丁醛CH3CHCHCHO2-丁烯醛巴豆醛有机合成中的碳骨架的构建碳链的增长类型二：增加两个碳原子羟醛缩合反应【例1】完成下列羟醛缩合反应方程式的书写HCOHCOCHRHOH-催化剂加热-H2OHCOHHCOCHRHCHCOCRHCOHHCOCHRHOH-催化剂加热-H2OHCOHHHCOCHRHCHHCOCR卤代烃与炔钠的反应2CH3CCH＋2Na液氨2CH3CCNa＋H2CH3CCCH2CH3＋NaClCH3CCNa＋CH3CH2Cl有机合成中的碳骨架的构建碳链的增长类型二：增加两个碳原子【例1】由C6H5CH=CH2合成C6H5CH2CH2CH2CH2CH3C6H5CH2CH2CH2CH2CH3C6H5CH=CH2Br2C6H5CH-CH2BrBr碱C6H5CCHNaNH2NH3(l)C6H5CCNaCH3CH2CH2BrC6H5CCCH2CH2CH3H2，Pt浓硫酸140℃CH3CH2OHCH3CH2OHH2OCH3CH2CH3CH2O乙醚分子间脱水有机合成中的碳骨架的构建碳链的增长类型二：增加两个碳原子CH3COOHC2H5OH18浓硫酸加热CH3COC2H5O18H2O乙酸乙酯酯化反应有机合成中的碳骨架的构建碳链的增长类型二：增加两个碳原子催化剂nH2CC

CCH2HHn[

]

H2CC

CCH2HH聚1，3-丁二烯加聚反应有机合成中的碳骨架的构建碳链的增长类型三：增加n个碳原子含n个碳原子的醇δ+δ-COR′R″R1MgX无水乙醚δ-δ+COR′R1R″MgXH2OCOR′R1HR″①R′＝R″＝H(甲醛)，产物：_______________②其他醛，产物：__________________________RCH2OH伯醇③酮，产物：_______________R′－CH(R″)－OH仲醇RR′R″COH叔醇RXMgRMgX无水乙醚(X=Cl、Br)格林尼亚(Grignard)试剂简称格氏试剂，1900年发现(29岁)与格式试剂的加成反应有机合成中的碳骨架的构建碳链的增长类型三：增加n个碳原子【例1】由3个碳原子以下化合物合成2，2-二甲基戊酸(通过格氏试剂来合成)OMgBrOMgBrH2OOHHBrBrMgBrMgCO2H2OCOOHRMgX+CO2RCOOMgXRCOOH+Mg(OH)XH2O已知：类型一：脱羧反应CHCl3＋CO2↑Cl3CCOOH加热CH3COONa＋NaOH强热CH4↑＋Na2CO3R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3加热有机合成中的碳骨架的构建碳链的缩短类型二：氧化反应R′R″CCHRKMnO4H+R′R″CORCOOHR—CH==CH2RCOOH＋CO2↑KMnO4H+无氢成酮一氢成酸二氢成气(CO2)R—C≡CHRCOOHKMnO4H+有机合成中的碳骨架的构建碳链的缩短类型二：氧化反应CH2CH3KMnO4H+COOHCHR′RKMnO4H+COOH有机合成中的碳骨架的构建碳链的缩短类型三：水解反应主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解①乙酸乙酯在稀硫酸存在下水解②乙酸乙酯在氢氧化钠存在下水解CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O稀硫酸CH3COONa＋C2H5OHCH3COOC2H5＋NaOH有机合成中的碳骨架的构建碳链的缩短类型四：烃的裂化或裂解反应C16H34C8H18＋C8H16高温C4H10＋C4H8C8H18高温有机合成中的碳骨架的构建碳链的缩短类型五：Hofmann降级反应酰胺与次氯酸钠或次溴酸钠的碱溶液作用时，脱去羧基生成胺，这是霍夫曼所发现制胺的一种方法。在反应中碳链减少了一个碳原子，所以称为霍夫曼降级反应RCONH2+NaOX+2NaOH→RNH2+Na2CO3+NaX+H2O利用这个反应，以羧酸为原料可以制备少一个碳原子的第一胺有机合成中的碳骨架的构建碳链的缩短类型一：分子间酯化反应浓硫酸加热CH2OHCH2OHCOOHCOHO形成环状酯2H2OCH2OCH2OCOCO有机合成中的碳骨架的构建成环类型一：分子间酯化反应乳酸(2-羟基丙酸)浓硫酸加热H3COHOOHCH3OHOOH2H2OH3COOCH3OO①两分子酯化有机合成中的碳骨架的构建成环类型二：分子内酯化反应②羟基酸分子内脱水生成酯CH3CHOHOCOH浓硫酸加热CH3CHOOCH2OCH2CH2CH2OCOHOH浓硫酸加热H2OH2CCH2OOH2C有机合成中的碳骨架的构建成环类型三：Diels-Alder反应含活泼双键的化合物(亲双烯体)与含共轭双键的化合物(双烯体)之间发生1，4-加成生成六元环状化合物的反应，称为Diels-Alder反应，也称双烯合成COOHCOOH有机合成中的碳骨架的构建成环类型四：形成环醚CH2CH2OHOH一定条件OH2O有机合成中的碳骨架的构建成环类型一：环酯水解开环CH2CH2CH2OCOH2O稀硫酸加热CH2CH2CH2OCOHOH有机合成中的碳骨架的构建开环类型二：环烯烃氧化开环[O]CH2CH2OCCOHOOH有机合成中的碳骨架的构建开环【例1】已知溴乙烷与氰化钠反应后再水解可以得到丙酸：CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳链。请根据以下框图回答问题。NaCNH2O图中F分子中含有8个原子组成的环状结构。(1)反应①②③中属于取代反应的是________(填反应序号)。(2)写出结构简式：E__________________，F_____________________________________________________。②③CH3CHCH2HOOCCOOHCH3CHCHCOOCH2CH3COOCH2或CH3CHCH2COOCH2CH3COOCH一种酯与一种醇作用生成另一种酯和另一种醇的反应，称为酯交换或酯交换反应，亦称酯的醇解，酯交换是可逆反应，通常需在酸或碱的催化下进行。2CH3OHOCH2CHROCOCH3OOHCH2CHROHOCOCH3酯交换反应1．下列反应中碳链缩短的是A．乙醛自身的羟醛缩合反应 B．无水醋酸钠与碱石灰的反应C．乙醛和银氨溶液的反应 D．溴乙烷和氰化钠的反应【答案】B2．已知双烯合成(

)是重要的环化反应，则根据该原理，合成的物质不可能是【答案】BA．和 B．和C．和 D．和3．已知醛或酮可与格氏试剂(RMgX)发生加成反应，所得产物经水解可得醇如图所示：

(这里R、R′、R″表示烃基可以相同也可以不同，X代表卤素原子，下同)若用此种方法制取2-甲基-2-丁醇，可选用的醛或酮与格氏试剂是【答案】AA．CH3COCH2CH3与CH3MgXB．CH3CH2CH2CHO与CH3MgXC．丙酮与CH3MgX D．乙醛与(CH3)2CHMgX4．丙酮可缩合得到α和β异佛尔酮，转化关系如图。升高温度，反应β⇌α的平衡常数减小。下列说法错误的是【答案】BA．ΔH1<ΔH2