3.5 .1有机合成的主要任务 课件 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

第五节 有机合成 第1课时 有机合成的主要任务 1.通过碳骨架的构建、官能团的转化，体会有机合成的主要任务。 2.掌握有机化合物分子骨架的构建，官能团引入、转化或消除的方法。 1.有机合成中构建碳骨架的方法和官能团的转化。 2.官能团的保护。 [学习目标] [重点难点] 2 情境导入 阿司匹林的前世今生 01 公元前 柳树皮止痛 02 19世纪 柳树皮中提取“柳苷” 03 1853年 合成水杨酸 04 1889年 合成乙酰水杨酸 05 改良 缓释乙酰水杨酸 有机合成的发展史 20世纪中后期 后续 维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮，总产率仅有0.75%。 十几年后，罗宾逊仅用3步反应便完成合成，总产率达90% 伍德沃德与多位化学家合作，成功合成了奎宁、胆固醇、叶绿素、红霉素、维生素B12等一系列结构复杂的天然产物，促进了有机合成技术和有机反应理论的发展 科里提出了系统化的逆合成概念，开始利用计算机来辅助设计合成路线。让合成路线的设计逐步成为有严密思维逻辑的科学过程，使有机合成进入了新的发展阶段。 20世 纪初 目标一 构建碳骨架 有机合成使用相对简单易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。 碳骨架是有机化合物分子的结构基础，进行有机合成时需要考虑碳骨架的形成，包括碳链的增长和缩短、成环等过程。 原料分子中的碳原子 目标分子中的碳原子 少于 引入含碳原子的官能团 1. 碳链的增长 (3)羟醛缩合反应——分子内含有α-H的醛与醛基加成 (2)醛或酮与HCN加成 (1)炔烃与HCN加成 (2)醛或酮与HCN加成 (1)炔烃与HCN加成 HCN 催化剂 H2O，H＋ 催化剂 CH≡CH CH2＝CHCN CH2＝CHCOOH 丙烯腈 丙烯酸 C＝O R H HCN 催化剂 H2 催化剂 C R H OH CN 羟基腈 C R H OH CH2NH2 氨基醇 带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上，带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上。 (1∶2加成反应) (3)羟醛缩合反应——分子内含有α-H的醛与醛基加成 催化剂 CH3—C—H＋CH3CHO O α 催化剂 △ CH3—CH＝CHCHO＋H2O α α β β CH3—C—CH2CHO OH H 原料分子中的碳原子 目标分子中的碳原子 多于 断开碳链 2. 碳链的缩短 氧化反应可以使烃分子链缩短 C＝CH—R R' R'' KMnO4 H＋ C＝O＋R—COOH R' R'' CH≡C—R KMnO4 H＋ RCOOH 与苯环相连的碳原子上至少连有一个氢原子才能被酸性高锰酸钾溶液氧化 ——氧化反应可以使烃分子链缩短 一氢成酸 二氢成气 无氢成酮 10 3．碳链的成环 (1)共轭二烯烃 (2)环酯 (第尔斯-阿尔德反应，加成原理) ＋2H2O 含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开 (3)环醚 HOCH2CH2OH 一定条件 ＋H2O ＋ 导练 1. 醛、酮分子中含有不饱和碳原子，能与很多试剂发生加成反应，下列试剂与醛、酮发生加成反应后不能增长碳链的是（ ） A. 氨 B. 甲醇 C. 氢氰酸 D. 甲醛 A 导练 2. 下列反应能使碳链缩短的是（ ） ①烯烃被酸性KMnO4溶液氧化　②乙苯被酸性KMnO4溶液氧化　③重油裂化为汽油　④CH3COOCH3与NaOH溶液共热　⑤炔烃与溴水反应 A. ①②③④⑤ B. ②③④⑤ C. ①②④⑤ D. ①②③④ D 目标二 引入官能团 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。 1. 引入碳碳双键 C—C CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O 浓硫酸 170 ℃ CH3CH2Br＋NaOH CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O 乙醇 △ CH≡CH+HCl CH2=CHCl 催化剂 △ (1)醇的消去 (2)卤代烃的消去 (3)炔烃与H2、卤化氢、卤素单质的不完全加成 2. 引入碳卤键 (1)烷烃、芳香烃的取代反应 —C—X CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光 液溴 ＋Br2 ＋HBr↑ Br 光 —CH3＋Cl2 —CH2Cl＋HCl 2. 引入碳卤键 (1)烷烃、芳香烃的取代反应 (2)炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应 —C—X CH3CH＝CH2＋Br2 CH3CHBrCH2Br CH3CH＝CH2＋HCl CH3CHC