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有機合成-引入官能團
第三章 烴的衍生物
通過碳骨架的構建、官能團的轉化，體會有機合成的基本任務，掌握有機化合物分子碳骨架的構建，官能團引入、轉化或消除的方法。
名稱 官能團 主要化學性質
烷烴 ----------------
烯烴
炔烴
芳香烴 ----------------
鹵代烴 —X
醇 —OH
酚 —OH
醛 —CHO
酮
羧酸 —COOH
酯 —COOR
各種官能團的性質
燃燒氧化 、取代、裂化
氧化、加成、加聚
氧化、加成、加聚
氧化、取代、加成
水解、消去
取代、消去、氧化
弱酸性、取代、顯色、氧化
加成、氧化、聚合
加成
酸性、酯化
水解
利用相對簡單
易得的原料
具有特定結構和性質的目標分子
有機化學反應
合成
構建碳骨架
引入官能團
碳鏈的增長
碳鏈的縮短
成環
碳碳雙鍵
碳碳三鍵
碳鹵鍵
羥基
醛基
羧基
構建碳骨架
引入官能團
酯基
酰胺基
酮羰基
一、有機合成的主要任務
2.引入官能團
(1) 碳碳雙鍵的引入
CH2＝CH2↑＋H2O
CH2 ＝ CH2↑＋NaBr＋H2O
CH2 ＝ CHCl
①醇的消去反應
②鹵代烴的消去反應
③炔烴的不完全加成反應
CH3CH2OH
濃硫酸
170℃
CH3—CH2—Br＋NaOH
乙醇
加熱
CH≡CH＋HCl
催化劑
加熱
(2) 引入碳鹵鍵
(1)加成反應
①烯烴的加成反應
②炔烴的加成反應
CH≡CH+ Cl2 CHCl =CHCl
CH2=CH2+ Br2 →CH2BrCH2Br
①烷烴的取代反應
(2)取代反應
CH3CH3+ Cl2 CH3CH2Cl+HCl
②芳香烴的取代反應
③醇的取代反應
④烯烴、羧酸中α-H的取代反應
＋HCl
+ Cl2
＋HCl
+ Cl2
R—OH+ HX R—X+H2O
CH2=CHCH3+ Cl2 CH2=CHCH2Cl+HCl
RCH2COOH+ Cl2 RCHCOOH + HCl
Cl
—
α
α
(3) 羥基的引入
CH3CH2OH
CH3CH2—OH＋NaBr
①烯烴與水的加成反應
CH2＝CH2＋H2O
催化劑
加熱
②鹵代烴的水解反應
CH3—CH2—Br＋NaOH
水
加熱
③醛或酮的還原反應
CH3CH2OH
CH3CHO＋H2
Ni
加熱
＋H2
CH3
C
O
H3C
Ni
加熱
CH3
C
OH
H
H3C
(3) 羥基的引入
④酯的水解反應
CH3COOH＋C2H5OH
CH3COOC2H5＋H2O
稀硫酸
CH3COONa＋C2H5OH
CH3COOC2H5＋NaOH
(4) 引入羧基
(1)氧化反應
②醇的氧化反應
①醛的氧化反應
2CH3CHO+ O2 2CH3COOH
③烯烴的氧化反應
④苯的同系物的氧化反應
CH3CH=CHCH3 CH3COOH
CH3CH2OH CH3COOH
H+
(2)水解反應
①酯的水解反應
②酰胺的水解反應
RCOOR’+ H2O RCOOH + R′OH
稀硫酸
RCONH2+ H2O +HCl RCOOH＋NH4Cl
(5)引入醛基
(1)醇的催化氧化反應
(2)炔烴與水的加成反應
2CH3CH2OH＋O2 2CH3CHO＋2H2O
CH≡CH＋H2O CH3—CHO
2.官能團的消除
加成反應
（1）消除不飽和鍵
（2）消除羥基
取代、消去、酯化、氧化
（3）消除醛基、酮羰基
加成、氧化
（4）消除碳鹵鍵
消去、水解
（5）消除酯基、酰胺基
水解
1.在有機合成中，常會引入官能團或將官能團消除，下列相關過程中反應類型及相關產物不合理的是
A.乙烯→乙二醇：CH2=CH2
B.溴乙烷→乙醇：CH3CH2Br CH2=CH2 CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔：CH3CH2CH2CH2Br CH3CH2CH=CH2
CH3CH2C≡CH
D.乙烯→乙炔：CH2==CH2 CH≡CH
B
溴乙烷→乙醇，只需溴乙烷在堿性條件下水解
3.官能團的轉化
醛
R'-CHO
鹵代烴
R-X
醇
R-OH
羧酸
R'-COOH
酯
R'COOR
烴
取
代
氧化
水
解
氧
化
酯化
不飽和烴
高聚物
酯化
水解
加成
消去
加成
消去
加聚
還原
水解
烴及其衍生物之間的相互轉化是有機合成的基礎。
取代（酯化）反應
由溴乙烷轉化成乙酸乙酯并標注反應類型。
CH3CH2Br
CH3COOCH2CH3
CH3CH2OH
CH3CHO
CH3COOH
△
Cu、△
催化劑、△
水解反應
氧化反應
氧化反應
4.官能團的保護
① 羥基的保護：將羥基轉化為醚鍵，使醇轉化為在一般反應條件下比較穩定的鍵。相關合成反應結束后，再在一定條件下脫除起保護作用的基團(保護基)，恢復羥基。
含有多個官能團的有機化合物在進行反應時，非目標官能團也可能受到影響，先將其轉化為不受該反應影響的其他官能團，反應后再轉化復原。
4.官能團的保護
② 酚羥基的保護：酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團前可以先使其與NaOH反應，把—OH轉變為—ONa保護起來，待氧化其他基團后再酸化將其轉變為—OH。
③ 碳碳雙鍵的保護：碳碳雙鍵易被氧化，在氧化其他基團前可以利用其與鹵素單質、鹵化氫等的加成反應將其保護起來，待氧化其他基團后再利用消去反應將其轉變為碳碳雙鍵。
C＝C
＋HX
—C—C—
X
H
NaOH/醇
△
C＝C
4.官能團的保護
④ 醛基的保護：醛基可被弱氧化劑氧化，為避免在反應過程中受到影響，保護一般是把醛基制成縮醛，最后再將縮醛水解得到醛基(常用乙二醇)。
⑤ 氨基的保護：先通過取代反應使—NH2轉化為酰胺基，待氧化其他基團后，再通過酰胺鍵的水解反應轉化為—NH2
1.將 直接氧化能得到 嗎？若不能，如何得到？
不能。因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團前可以先使其與NaOH反應，把—OH轉變為—ONa保護起來，待氧化其他基團后再酸化將其轉變為—OH。
ONa
COONa
NaOH
O2/Cu
△
H＋
ONa
CH2OH
OH
CH2OH
OH
COOH
ONa
CHO
新制Cu(OH)2
NaOH溶液 △
2.設計方案以CH2==CHCH2OH為原料制備CH2==CHCOOH。
CH2==CHCH2OH CH2ClCH2CH2OH CH2ClCH2COOH
、△
H＋
CH2==CHCOOH
有機合成主要任務
構建
碳骨架
引入
官能團
官能團
保護
(1)消去反應可以引入雙鍵，加成反應也可以引入雙鍵。 (　　)
(2)引入羥基的反應都是取代反應。 (　　)
(3)烯烴中既可以引入鹵素原子也可以引入羧基或酮羰基。 (　　)
(4)酯化反應可以形成鏈狀酯，也可以形成環酯。 (　　)
(5)工業上將乙烯先與HCl加成，然后在NaOH溶液中水解可制取乙醇。 (　　)
(6)用乙醇為原料通過消去、加成、水解可得到乙二醇。 (　　)
1.判斷正誤。(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)
2.下列構建碳骨架的反應，不屬于加成反應的是
B.
C
氧化反應
3.有機合成的主要任務之一是引入目標官能團。下列反應中，引入官能團的途徑合理的是
A.加熱條件下，2-丙醇在Cu催化作用下引入醛基
B.光照條件下，甲苯與Cl2反應在苯環上引入碳氯鍵
C.加熱條件下，鹵代烴與NaOH的水溶液反應引入碳碳雙鍵
D.加熱條件下，丙酮與H2在催化劑作用下引入羥基
D
羥基
CH3CH(OH)CH3 CH3—C—CH3
4.某藥物中間體合成路線如圖(部分產物已略去)，下列說法不正確的是
A.步驟①③的目的是保護A中的某官能團
B.A的結構簡式為
C.C能發生水解反應
D.第⑤步反應類型為取代反應
B
生成乙酸酯
有-OH

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