《2017-2018高中化学 第三章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 第1节 有机化合物的合成 第1课时 有机合成的关键——碳骨架的引入同步备课 鲁科选修5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018高中化学 第三章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 第1节 有机化合物的合成 第1课时 有机合成的关键——碳骨架的引入同步备课 鲁科选修5（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1课时 有机合成的关键碳骨架的 构建和官能团的引入,第3章 第1节有机化合物的合成,1.了解有机合成的基本程序和方法。 2.理解卤代烃在不同条件下可发生取代反应和消去反应。 3.掌握碳链的增长和引入官能团的化学反应。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,一、碳骨架的构建 1.有机合成的基本程序 (1)有机合成的基本流程 明确目标化合物的结构 合成目标化合物对样品进行结构测定，试验其性质或功能大量合成。 (2)合成路线的核心 合成路线的核心在于构建目标化合物分子的 和引入必需的 。,基础知识导学,设计合成路线,碳骨架,官能团,答案,2.碳骨架的构建 (1)碳链的增长
2、卤代烃的取代 a.CH3CH2BrNaCN ，,；,，,CH3CH2CNNaBr,CH3CH2COOH,答案,CH3CH2BrCH3CCNa 。,2CH3CCNaH2,CH3CH2CCCH3NaBr,。,醛酮的羟醛缩合(其中至少一种有-H),2CH3COOH,答案,(2)碳链的减短 烯烃、炔烃的氧化反应,苯的同系物的氧化反应,答案,如：,。,羧酸及其盐的脱羧反应 如：无水醋酸钠晶体与氢氧化钠(通常用碱石灰氢氧化钠与氧化钙的混合物)共热的化学方程式为CH3COONaNaOH 。,水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。,烃的裂化或裂解：C16H34 C8H16C8H18；C8H18
3、 C4H10C4H8。,CH4Na2CO3,议一议,构建碳骨架时应注意哪些问题？,答案 (1)选择增长碳链反应时，一方面要注意碳链变化的位置或结构，另一方面要注意分析需要变化位置的官能团，一般采用加成或取代的方法。 (2)选择减短碳链时，依据所需碳原子，一般采用氧化的方法。 (3)成环物质的分子特点是：在同一个分子中存在能够相互反应的两个官能团，一般是通过官能团间脱水而形成环状物。 (4)开环可以看成是成环的逆反应，一般是通过水解反应完成。,答案,二、官能团的引入和转化 1.官能团的引入 (1)在碳链上引入碳碳双键( )的途径 卤代烃的 ： CH3CH2BrNaOH 。 醇的 ： CH3CH2
4、OH 。 炔烃的不完全加成： HCCHHCl 。,消去反应,消去反应,CH2=CH2H2O,答案,CH2=CHCl,CH2=CH2NaBrH2O,不饱和烃与HX、X2的 ： CH2=CH2HBr ； HCCH2Br2 。 醇与氢卤酸的 ：,(2)在碳链上引入卤素原子(X)的途径 烷烃或苯及其同系物的 ： CH4Cl2 ；,卤代(取代)反应,CH3ClHCl,加成反应,答案,CH3CH2Br,CHBr2CHBr2,取代反应,CH3CH2BrH2O,(3)在碳链上引入羟基(OH)的途径 烯烃与水的加成：如CH2=CH2H2O 。 卤代烃的水解：如CH3CH2ClNaOH 。 醛、酮与H2的加成：如
5、 H2 。 酯的水解：RCOORNaOH 。,CH3CH2OH,CH3CH2OHNaCl,RCOONaROH,答案,。,烯烃的氧化：RCH=CHR,。,。,(4)在碳链上引入羧基(,2RCOOH,RCOOHRCOOH,RCOOHROH,答案,)的途径,醛的氧化：2RCHOO2,酯的水解：RCOORH2O,苯的同系物氧化：,。,2.官能团的转化 在有机合成中，官能团的转化可以通过取代、 、 、氧化、 等反应实现。某些官能团的转化关系：,消去,加成,还原,答案,上述反应中属于取代反应的是 ；属于加成反应的是 ；属于消去反应的是 ；属于氧化反应的是 ；属于还原反应的是 。转化步骤b的条件为 ；转化步
6、骤e的条件为 。,g、h、m、n、w、z,a、f、i,b、e,答案,c、j、k,d、i,浓硫酸、170 ,NaOH、乙醇溶液、加热,议一议,1.官能团的转化在有机合成中的应用有哪些？,答案,答案 (1)利用转化关系引入官能团,答案,(2)通过化学反应增加官能团,(4)在引入官能团的过程中要注意先后顺序，以及对先引入官能团的保护。,2.官能团如何通过有机化学反应而进行消除呢？,答案,返回,答案 (1)通过有机物加成可消除不饱和键，如：,答案,(2)通过消去、氧化或酯化可消除羟基，如：,(3)通过加成或氧化可消除醛基，如：,(4)通过消去或取代可消除卤素原子，如：,返回,一、碳链的变化 1.常见碳
7、链的增长和减短方法 (1)增长碳链的反应主要有卤代烃的取代反应，醛、酮的加成反应等。 醛、酮与HCN加成：,重点难点探究,醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有-H):,卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、CH3CCNa等取代：RClNaCN RCNNaCl。 卤代烃与活泼金属作用：2CH3Cl2Na CH3CH32NaCl。 (2)常见减短碳链的方法：减短碳链的反应主要有烯烃、炔烃和芳香烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应，酯、蛋白质和多糖的水解反应以及烷烃的裂化或裂解反应。,2.有机成环反应方法 (1)有机成环反应规律： 有机成环方式：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是至少含有两个相
8、同或不同官能团的有机物分子，如多元醇、多元酸、羟基酸、氨基酸等通过分子内或分子间脱去小分子水或氨而成环。 成环反应生成的环上含有5个或6个碳原子比较稳定。,(2)有机成环反应类型： 双烯合成。共轭二烯烃与含有 的化合物进行1,4-加成反应生成六元环状化合物。 聚合反应。 脱水反应。 酯化反应。,像由CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3不属于碳链增长，酯化反应引 入“,特别提醒,”，也不属于碳链增长。,例1 已知： ，如果要合成 ，所用的起始 原料可以是( ) 2甲基1,3丁二烯和2丁炔 1,3戊二烯和2丁炔 2,3二甲基1,3戊二烯和乙炔 2,3二甲基1,3丁二烯和丙炔 A B C D
9、,解析答案,解析 由信息： 断键后可得到 和 。 ， ，若按 断键可得到CH3CCH(丙炔)和 (2,3二甲基1,3丁二 烯)，若按断键可得到 (2甲基1,3丁二烯)和 CH3CCCH3(2丁炔)。,答案 A,变式训练1 下列物质中，不能使有机物成环的是( ) A.HOCH2CH2CH2COOH B.HOCH2CH2CH2CH2OH,解析答案,D.H2NCH2CH2CH2COOH,答案 C,二、官能团引入和转化的办法 1.官能团的引入 (1)引入羟基(OH): 醇羟基的引入：烯烃与水加成、卤代烃水解、醛 (酮)与氢气的加成、酯的水解等。 酚羟基的引入：酚钠盐中通入CO2、卤代苯的水解等。 羧羟
10、基的引入：醛氧化为酸被新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液氧化、酯的水解、烯烃的氧化、苯的同系物的氧化等。 (2)引入卤原子(X)：烃与卤素取代、不饱和烃与HX或X2加成、醇与HX取代等。,(3)引入双键：某些醇或卤代烃的消去引入 、醇的氧化引入 、炔烃的不完全加成引入 等。,2.官能团的消除 (1)通过加成消除不饱和键。 (2)通过消去、氧化或酯化等消除羟基。 (3)通过加成或氧化等消除醛基(CHO)。 (4)通过消去反应或水解(取代)反应清除卤素原子。,例2,转变成,需经过下列哪种合成途径( ),A.消去加成消去 B.加成消去脱水 C.加成消去加成 D.取代消去加成,解析,A,解析答案,变式
11、训练2 在下列反应中，不可能在有机物中引入羧基的是( ) A.卤代烃的水解 B.腈(RCN)在酸性条件下水解 C.酮的氧化 D.烯烃的氧化,解析答案,返回,某些情况下， 卤代烃的水解反应可以引入,答案 C,返回,1.下列反应可以使碳链增长的是( ) A.CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热 B.CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共热 C.CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的水溶液共热 D.CH3CH2CH2CH2Br(g)和Br2(g)光照,A,随堂达标检测,解析答案,1,2,3,4,5,解析 只有A项中产物CH3CH2CH2CH2CN比反应物多一个碳原子，增长了碳链。
12、,2下列反应中，可能在有机化合物分子中引入羟基“OH”的是( ) A羧酸与醇的酯化反应 B醛类与新制Cu(OH)2悬浊液反应 C乙炔与水的加成反应 D烯烃的水化反应,1,2,3,4,5,D,解析 酯化反应引入“ ”；与新制Cu(OH)2悬浊液反应可使 生成羧基；乙炔与水加成生成乙醛；烯烃水化可生成醇，从而引入“OH”。,解析答案,解析答案,1,2,3,4,5,3下列反应可使碳链增长的有( ) 加聚反应 缩聚反应 酯化反应 卤代烃的氰基取代反应 乙酸与甲醇的反应 A全部 B C D,A,解析 酯化反应引入“COO”，不属于碳链增长。,1,2,3,4,5,解析答案,1,2,3,4,5,解析 由反应
13、条件知甲乙为消去反应，乙为炔烃或二烯烃，乙丙为加成反应。若乙为炔烃则丙为A，若乙为二烯烃，与等物质的量的溴加成可得到B或C。 答案 D,1,2,3,4,5,5.(1)已知：乙烯在催化剂和加热条件下能被氧气氧化为乙醛，这是乙醛的一种重要的工业制法；两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生自身加成反应，生成一种羟基醛：,解析答案,1,2,3,4,5,若两种不同的醛，例如乙醛与丙醛在NaOH溶液中最多可以形成羟基醛 (填字母)。 A.1种 B.2种 C.3种 D.4种,解析 乙醛、丙醛在NaOH溶液中发生加成反应可以有乙醛与乙醛、丙醛与丙醛、乙醛与丙醛(乙醛中打开碳氧双键)或丙醛与乙醛(丙醛中打开碳氧
14、双键)，共4种。,D,解析答案,返回,1,2,3,4,5,(2)已知乙烯与氯水反应时，可以与次氯酸发生加成反应：CH2=CH2HOCl ClCH2CH2OH。请利用上述信息，写出以乙烯为主要原料合成化合物HOCH2COOH的化学方程式。,1,2,3,4,5,解析 要引入两个官能团OH和COOH，虽然羧基可以用CH2OH多步氧化得到，但显然不可能一次引入两个OH再氧化一个而保留另一个。也不可能直接运用题给信息，制得ClCH2CH2OH后，直接将Cl转化为COOH，如果用卤代烃与NaCN反应，会使碳链增长。于是可以考虑先把ClCH2CH2OH中的CH2OH连续氧化为COOH，再使Cl水解变为OH。,答案 CH2=CH2HOCl ClCH2CH2OH,解析答案,返回,1,2,3,4,5,HOCH2COONaHCl HOCH2COOHNaCl,
