3.5.2 官能团的引入与转化 课件高二下学期化学人教版选择性必修3

第三章烃的衍生物容山中学

化学科组第五节

有机合成第2课时

官能团的引入与转化主讲人：郭静目录CONTENTS官能团的引入官能团的消除123官能团的保护学习目标能够理解有机合成的首要任务是构建碳骨架和引入官能团。熟练掌握烃及烃的衍生物的相互转化、主要的有机反应类型及其特点，熟悉常见的官能团的引入和消除方法。有机合成的关键在于碳骨架的构建和官能团的引入，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/开环官能团的引入或转化官能团的消除官能团的保护任务一官能团的引入(2)引入碳卤键(4)引入醛基(6)引入酯基(1)引入碳碳双键(3)引入羟基引入官能团(5)引入羧基【思考与讨论】教材P86我们在各类有机物化学性质的学习中，已经接触了很多有机化学反应。请你从官能团转化的角度对其进行分类整理，讨论引入常见官能团(如下)有哪些方法，并举例说明。任务一官能团的引入一、官能团的引入1、引入碳碳双键CH2＝CH2↑＋H2OCH2＝CH2↑＋NaBr＋H2OCH2＝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催化剂加热碳碳三键与H2、HX、X2任务一官能团的引入2、引入碳卤键(1)烃或酚与卤素单质X2的取代反应CH4＋Cl2光照CH3Cl＋HCl＋Br2FeBr3＋

HBr↑Br＋Cl2光照CH3＋

Cl2FeCl3CH3＋HClCH2Cl＋HClCH3CH2=CHCH3＋Cl2500~600℃CH2=CHCH2Cl＋HClCl或

？＋

Br2OH(过量的浓溴水)＋3

HBrOH

Br

Br

Br3任务一官能团的引入2、引入碳卤键(2)醇与氢卤酸HX的取代反应CH3CH2－Br＋H2OCH3CH2－OH＋HBr浓硫酸△(3)不饱和烃与X2或HX的加成反应CH2=CHCl＋Br2BrBrCH≡CH＋HCl催化剂CH3CHBrCH3CH2＝CHCH3＋HBr催化剂任务一官能团的引入3、引入羟基(1)烯烃与水的加成反应CH3CH2OHCH2＝CH2＋H2O催化剂加热

加压(2)醛or酮与H2的加成反应CH3CH2OHCH3CHO＋H2Ni△＋H2CH3COH3CNi△CH3COHHH3C(3)卤代烃的水解反应CH3CH2－Br＋NaOH水△CH3CH2－OH＋NaBrCH3COOC2H5＋H2O稀硫酸△CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH(4)酯的水解反应任务一官能团的引入4、引入醛基(1)炔烃与水的加成反应CH≡CH＋H2O催化剂△CH2＝CH－OHCH3CHO(2)醇的催化氧化反应

CH3CHO

+

H2OCH3CH2OH

+

O2Cu或Ag222任务一官能团的引入5、引入羧基(1)氧化反应烯、炔、某些苯的同系物、醇、醛的氧化反应R—CH2OHKMnO4H＋R—COOH2CH3CHO+O22CH3COOH(2)水解反应酯or酰胺的水解反应CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△CH3CONH2H2OHClCH3COOHNH4Cl任务一官能团的引入6、引入酯基酯化反应CH3COOH＋HOC2H5浓硫酸CH3COOC2H5＋H2O任务二官能团的消除---加成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---水解二、官能团的消除任务三官能团的转化三、官能团的转化1、利用衍变关系进行转化醛R'-CHO卤代烃R－X醇R-OH羧酸R'-COOH酯R'COOR烃取代氧化还原水解氧化酯化水解水解酯化不饱和烃消去加成消去加成加聚高聚物烃及其衍生物之间的相互转化是有机合成的基础任务三官能团的转化通过消去、加成（控制试剂）、水解反应使官能团数目增加或减少CH3CH2OH

CH2＝CH2消去－H2O加成＋Cl2CH2—CH2ClCl水解CH2—CH2OHOH2、官能团数目变化CH2CH2BrCH2=CH2CH2Br－CH2Br通过消去、加成（控制试剂）使官能团位置改变CH3CH2CH2ClCH3—CH—CH3ClCH3CH＝CH2加成（＋HCl）消去（－HCl）3、官能团位置变化1、可在有机物中引入醇羟基的反应类型有()

①取代

②加成

③消去

④酯化

⑤氧化

⑥还原

A.

①②⑥

B.

①②⑤⑥

C.

①④⑤⑥

D.

①②③⑥A【思考】将

直接氧化能得到

吗？若不能，如何得到？不能！因为酚羟基易被氧化。官能团的保护任务四官能团的保护四、官能团的保护

含有多个官能团的有机物在进行反应时，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、醇羟基的保护可先将羟基转化为醚键（在一般反应条件下，醚比较稳定）。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。任务四官能团的保护2、酚羟基的保护酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前把－OH先转化为－ONa(或－OCH3)，将其保护起来，待其它基被氧化后，再酸化使其复原为－OH方法1：方法2：方法3：2、化合物G是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体，其合成路线如下。其中第一步转化(A→B)的目的是

。保护酚羟基任务三官能团的保护3、碳碳双键的保护

碳碳双键也易被O3、H2O2、酸性KMnO4溶液等氧化，在氧化其它基团前，可以利用其与HCl、H2O等的

反应将其保护起来，待氧化后再利用

反应将其复原为碳碳双键。C＝C＋HX—C—C—XH消去加成NaOH/醇C＝C催化剂C＝C＋H2O催化剂加压—C—C—OHH浓硫酸C＝C

先通过取代反应使－NH2转化为酰胺基，待氧化或转化其它基团后，再通过酰胺基的水解反应转化复原为－NH2任务三官能团的保护4、氨基(－NH2)的保护氨基易被O2、O3、H2O2、酸性KMnO4(aq)等氧化CH3浓硝酸浓硫酸，加热CH3NO2KMnO4/H＋COOHNO2Fe/HClCOOHNH2定位效应官的保护①取代反应②氧化反应③还原反应以甲苯（

）为原料如何合成

？CH3COOHH2N任务四官能团的保护5、醛基(－CHO)的保护醛基可被弱氧化剂、强氧化剂氧化，为避免在反应过程中受到影响，对其保护和恢复过程为：醛与醇反应生成缩醛：生成的缩醛比较稳定，与碱性溶液或氧化剂均难反应，但在稀酸溶液中微热，缩醛会水解为原来的醛2R′OHH2ORCHORCHOR′OR′3、将