官能团的引入与转化【教学课件】 2025-2026学年高二下学期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2课时

官能团的引入与转化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。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任务一官能团的引入1.引入碳碳双键CH2＝CH2↑＋H2OCH2

＝

CH2↑＋NaBr＋H2OCH2

＝

CHCl①

醇的消去反应②

卤代烃的消去反应③

炔烃与H2、HX、X2的不完全加成（限制物质的量）CH3CH2OH浓硫酸170℃CH3CH2Br＋NaOH乙醇加热CH≡CH＋HCl催化剂加热任务一官能团的引入2.引入碳卤键①

烃与卤素单质的取代反应＋Cl2光照CH3＋Br2FeBr3CH3＋HClCH2Cl＋HBrCH3Br任务一官能团的引入CH4＋Cl2光照CH3Cl＋HCl注意反应条件的选择！②

醇与浓的氢卤酸(HX)、酚的取代反应CH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH＋HBr加热2.引入碳卤键③

不饱和烃的加成反应CH2=CHClCH≡CH＋HCl催化剂CH3CH2BrCH2＝CH2＋HBr催化剂任务一官能团的引入＋Br2BrBr④烯烃、羧酸中α-H的取代反应CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl

RCH2COOH+Cl2RCHCOOH+HCl

Cl—CH3CHO＋H2Ni加热3.引入羟基①

烯烃与水加成反应②

醛/酮与H2还原（加成）反应③

卤代烃的水解反应④

酯的水解反应CH3CH2OHCH2＝CH2＋H2O催化剂加热CH3CH2OH＋NaBrCH3CH2Br＋NaOH水加热CH3CH2OH＋H2CH3COH3CNi加热CH3COHHH3CCH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O稀硫酸CH3COONa＋C2H5OHCH3COOC2H5＋NaOH任务一官能团的引入⑤酚盐溶液与CO2、HCl等反应＋NaClOH+HClONa＋NaHCO3OH+CO2+H2O

ONa3.引入羟基任务一官能团的引入⑥羧酸在一定条件下被还原RCOOHRCH2OHLiAlH4b.苯的卤代物水解生成苯酚—Cl＋H2O一定条件下—OH＋HCl22CH3CHO

4.引入醛基或酮羰基①

烯烃、醇的氧化反应CH2＝CH2+O2

一定条件CH2＝CHC=CHCH3CH3CO2+HOOCC=O+HOOCCH3CH3Cu/Ag△RCHR'＋O2催化剂△OH②

炔烃水化（加成反应）催化剂△CH≡CH＋H2OCH3CHO2RCR'＋2H2OO＝2任务一官能团的引入2RCH2OH＋O22RCHO＋2H2O❸二元醇脱水5.引入羧基①醇或醛的氧化反应②

酯、酰胺、腈的水解反应+O2O2CH3CH加热2CH3COOHCH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O稀硫酸CH3COONa＋C2H5OHCH3COOC2H5＋NaOHOCH3CNH2+H2O+HCl加热CH3COOH+NH4ClRCOOHRCH2OHKMnO4H+任务一官能团的引入CH3CH2CNCH3CH2COOHH2O,H+△5.引入羧基CHR′RKMnO4H+COOH二氢成CO2一氢成酸无氢成酮一氢成CO2无氢成酸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。RCOOHR—C≡CHKMnO4H+③烯烃（炔烃）的氧化反应RCOOH＋CO2↑R—CH==CH2KMnO4H+R′R″CCHRKMnO4H+R′R″CORCOOH④苯的同系物氧化反应任务一官能团的引入6.引入酯基CH3COOH＋C2H5OH

浓硫酸△②酰氯醇解CH3COCl

＋CH3OH

无水操作①

酯化反应CH3COOC2H5＋H2OCH3COOC2H5＋HCl任务一官能团的引入③信息反应＋＋HCl任务一官能团的引入【小结1】常见官能团的引入

官能团引入方法碳碳双键①卤代烃的消去②醇的消去

③炔烃的不完全加成碳卤键①醇(酚)的取代

②烯烃(炔烃)的加成③烷烃(苯及苯的同系物)的取代羟基①烯烃与水的加成

②卤代烃的水解

③醛的还原

④酯的水解醛基①醇的催化氧化

②烯烃的氧化羧基①醇的氧化②醛的氧化

③酯的水解④烯烃的氧化酯基酯化反应醛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1.官能团的转化烃及其衍生物之间的相互转化是有机合成的基础。任务二官能团的转化与保护烃及其衍生物之间的相互转化是有机合成的基础官能团的转化改变官能团位置R-CH2-CH2OHR-CH=CH2

消去ClCl

R-CH-CH2

加成水解OHOHR-CH-CH2CH3CH=CH2

CH3CH2CH2

OH消去加成CH3CHCH3

ClCH3CHCH3

OH水解增加官能团个数任务二官能团的转化与保护2.官能团的保护①

醇羟基的保护：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。任务二官能团的转化与保护2.官能团的保护②酚羟基的保护任务二官能团的转化与保护酚羟基易被氧化，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。OHCH3OHCOOHOCH3COOHCH3IKMnO4/H＋H＋OCH3CH32.官能团的保护③

碳碳双键的保护：碳碳双键易加成，易被O3、H2O2、酸性高锰酸钾易被氧化，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—XHNaOH/醇△C＝C任务二官能团的转化与保护＋H2O—C—C—OHH浓硫酸△C＝CC＝C④

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—NH22.官能团的保护任务二官能团的转化与保护在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把-CH3氧化成-COOH之后，再把-NO2还原为-NH2。防止当KMnO4氧化-CH3时，-NH2(具有还原性)也被氧化。已知：（1）-NO2

-NH2；（2）-NH2易被氧化NH2COOHNO2COOHFe/H+还原Fe/H+还原KMnO4/H＋⑤

氨基的保护：2.官能团的保护任务二官能团的转化与保护胺基易被O2、O3、H2O2等氧化任务三官能团的消除官能团引入方法消除不饱和键消除羟基消除醛基、酮羰基消除碳卤键消除酯基、酰胺基加成反应取代、消去、酯化、氧化加成、氧化消去、水解水解【小结2】常见官能团的消除

官能团的保护答题模板

保护××(如：酚羟基、碳碳双键、醛基等)，使之不被××(氧化或还原)

在上述转化过程中，反应步骤×→×的目的是______________________________。思考与讨论举例说明在合成有机化合物时,如何保护碳碳双键?

如需氧化含碳碳双键的分子中的羟基时,先让碳碳双键与HX发生加成反应,氧化后再发生消去反应生成碳碳双键,如:任务三官能团的消除1.判断正误(1)消去反应可以引入碳碳双键,加成反应也可以引入碳碳双键。(

)(2)一定条件下,可以通过取代反应由溴乙烷制备乙醇。(

)(3)丙烯中既可以引入碳卤键也可以引入羟基。(

)(4)加聚反应可以使有机化合物碳链增长。(

)(5)消去反应、氧化反应、还原反应、酯化反应等都可以消除羟基。(

)学习评价2.有机合成的关键是构建官能团和碳骨架，下列反应不能引入—OH的是()A.醛还原反应 B.酯类水解反应C.卤代烃水解 D.烷烃取代反应D学习评价3.由石油裂解产物乙烯制取HOCH2COOH，需要经历的反应类型有（

）A.氧化——氧化——取代——水解B.加成——水解——氧化——氧化C.氧化——取代——氧化——水解D.水解——氧化——氧化——取代A4．已知：烯烃在一定条件下能与水发生加成反应生成醇。有机物A～D之间存在如图所示的转化关系。下列说法不正确的是(

)A．D的结构简式为CH3CO