内容正文:
第1节 有机化合物的合成
第1课时 有机合成的关键——
碳骨架的构建和官能团的引入
第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物
鲁科版高中化学选择性必修3
素养目标
1.理解卤代烃在不同的反应条件下可以发生取代反应和消去反应。认识卤代烃的应用对人类和环境产生的影响,培养科学态度与社会责任的化学学科核心素养。
2.通过典型物质的化学反应,掌握有机化合物碳链上引入碳碳双键、羟基、卤素原子、醛基、羧基、酯基的方法。归纳碳骨架的构建和官能团引入与转化的方法,形成证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
有机合成的威力体现为:在“老的自然界”傍边再建立一个“新的自然界”。
——伍德沃德
有机合成的流程
1
PART
制备水仙花香料
抗疟药物蒿甲醚
隐形眼镜材料
明确目标化合物的结构
设计合成路线
对样品进行结构测定
试验其性质或功能
合成目标化合物
大量合成
一、有机合成流程:
目标产物的碳骨架和官能团。
关键是碳骨架构建和官能团引入。
目标产物不符合,重新审查和设计。
碳骨架的构建
2
PART
二、碳骨架的构建
在原料分子及中间化合物分子的碳骨架上增长或缩短碳链,成环或开环等。
1.碳链的增长
(1)羟醛缩合反应(以乙醛为例)(其中至少一种有α-H):
(2)卤代烃的取代:
a.溴乙烷转化为丙酸:
CH3CH2Br+NaCN→CH3CH2CN+NaBr
CH3CH2CN CH3CH2COOH
2CH3C≡CNa+H2
CH3CH2Br+CH3C≡CNa→
CH3CH2C≡CCH3+NaBr
(3)乙醛制取丙烯酸的转化过程可表示为
2.碳链的缩短
①烯烃、炔烃的氧化反应
2.碳链的缩短
②苯的同系物的氧化反应
③羧酸及其盐的脱羧反应
CH3COONa+NaOH CH4↑+Na2CO3
CH3CH==CH2 CH3COOH+CO2↑
④水解反应:主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。
⑤烃的裂化或裂解:
C16H34 C8H16+C8H18
①羟基酸分子内酯化,如:
②二元酸与二元醇分子间酯化成环,如:
3.成环反应
官能团的转化
3
PART
1.官能团的引入
(1)引入碳碳双键:
CH3CH2OH CH2==CH2↑+H2O
由CH3CH2Br制取CH2==CH2:
卤代烃的消去反应、醇的消去反应、炔烃的不完全加成等
三、官能团的引入与转化
由CH3CH2OH制取CH2==CH2:
CH3CH2Br+NaOH CH2==CH2↑+NaBr+H2O
(2)引入卤素原子:
CH2==CH2+HCl CH3CH2Cl
如:CH2==CH2与HCl:
烷烃或苯及其同系物的卤代(取代)反应、不饱和烃与HX、X2的加成反应、醇与氢卤酸的取代反应。
(3)引入羟基:
CH3CH2Br与NaOH溶液(取代):
CH2==CH2+H2O CH3CH2OH
CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr
(4)引入羰基:
烯烃与水的加成;卤代烃的水解;醛/酮与H2的加成、酯的水解
CH2==CH2与H2O:
(5)引入羧基:
CH3CH2CN
CH3CH2COOH
醛的氧化、烯烃的氧化、酯的水解、苯的同系物氧化
RCH2CH==CH2被酸性KMnO4溶液氧化的过程:
2.官能团的转化
包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。
(1)种类变化:
如CH3CH2OH→CH3CHO的转化
(2)数目变化:
如CH3CH2Br→CH2BrCH2Br的转化
CH3CH2Br+NaOH CH2==CH2↑+NaBr+H2O
CH2==CH2+Br2→CH2Br—CH2Br
2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO + 2H2O
(3)位置变化:例如CH3CH2CH2OH→CH3CHOHCH3的转化
有机化合物官能团之间常见的转化关系:
1、某有机化合物D的结构简式为 ,它是一种常见的有机溶剂,它可以通过下列方法制得:
A.1-丁烯 B.1,3-丁二烯
C.乙炔 D.乙烯
课堂练习
答案 D
解析 根据题意用逆推法进行分析,最终产物D为 ,D是由C经取代反应得到,则C为醇,B为卤代烃,而A与Br2反应生成B,则A为不饱和烃,则A可能为CH2==CH2。
课堂练习
2.下列反应中一定能使碳