内容正文:
第五节 有 机 合 成
第2课时 官能团的引入、转化和保护
→有机合成的关键是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架,并引入或转化所需要的官能团。
→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,并引入目标官能团。
(课本P84)
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
①引入碳碳双键的方法 ②引入碳卤键的方法 ③引入羟基的方法 ④引入醛基的方法?⑤引入羧基的方法?⑥引入酯基的方法?
3
(1)醇或卤代烃的消去反应
CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O
CH3CH2Br+NaOH CH2=CH2↑+NaBr+H2O
乙醇
△
(2)炔烃与H2、HX、X2的不完全加成(限制物质的量)可得碳碳双键
CH≡CH + Cl2
ClCH=CHCl
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
1.碳碳双键的引入
浓H2SO4
170℃
(注意反应条件)
CH≡CH + HBr CH2=CHBr
催化剂
△
催化剂
△
(1)烷烃(或苯及苯的同系物)的取代
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
+ 3Cl2
光照
+ 3HCl
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
2.碳卤键的引入
注意
(2)烯烃(或炔烃)的与X2、HX加成
CH3CH=CH2+Br2 CH3CHBrCH2Br
CH3CH=CH2+HCl CH3CHClCH3
△
催化剂
△
CH≡CH+HCl
CH2=CHCl
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
2.碳卤键的引入
CH≡CH + Cl2
ClCH=CHCl
催化剂
△
(3)醇(或酚)的取代反应
C2H5−OH + H−Br C2H5−Br + H2O
△
+3Br2
+3HBr
(过量)
OH
OH
Br
Br
Br
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
2.碳卤键的引入
(1)烯烃与水的加成
CH3CH=CH2+H2O CH3CH(OH)CH3
催化剂
加热、加压
(2)卤代烃的水解
CH3CH2CH2Cl + NaOH CH3CH2CH2OH + NaCl
H2O
△
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
3.羟基的引入
(3)酯的水解
CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+C2H5OH
△
CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
稀硫酸
△
(4)醛、酮的还原
O
C
CH3
CH3
+
H2
催化剂
OH
CH
CH3
CH3
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
3.羟基的引入
CH3CHO +H2 CH3CH2OH
催化剂
Δ
(5)羧酸在强还原剂作用下还原成醇
RCOOH RCH2OH
LiAlH4
(6)酚羟基的引入方法
①酚盐溶液与CO2、HCl等反应
+NaCl
OH
+ HCl
ONa
+NaHCO3
OH
+ CO2+H2O
ONa
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
3.羟基的引入
②苯的卤代物水解生成苯酚
—Cl+H2O
一定条件下
-OH + HCl
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
4.醛基和酮羰基的引入
①烯烃氧化
②炔烃水化
③某些烯烃、炔烃被O3或酸性高锰酸钾溶液氧化
CH3COOH +
②Zn/H2O
①O3
OHCCH2CH2CH2CH2CHO
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
4.醛基和酮羰基的引入
R-CH2OH
Cu/Ag
△
R-CHO
R1-CH-R2
OH
Cu/Ag
△
R1-C-R2
O
醛
酮
伯醇
仲醇
④某些醇的催化氧化
①醛的氧化反应
②酯、酰胺的水解反应
2CH3CHO+O2
2CH3COOH
CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
稀硫酸
△
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
5.羧基的引入
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
△
CH3COOH
H+
RCONH2 + NaOH RCOONa + NH3↑
RCONH2 + H2O + HCl RCOOH + NH4Cl
RCOOH
H+
③某些烯烃、炔烃、芳香烃侧链被酸性KMnO4溶液氧化的反应
C=CH-R
R1
R2
KMnO4
H+
C=O + R-COOH
R1
R2
CH≡C-R
KMnO4
H+
CO2+RCOOH
CH—
R
R1
KMnO4
H+
HOOC—
(二)引入官能团
一、有机合成的主要任务
5.羧基的引入
④伯醇被酸性高