1、第第3 3章章有机合成及其应用有机合成及其应用 合成高分子化合物合成高分子化合物第第1 1节有机化合物的合成节有机化合物的合成第第1 1课时课时有机合成的关键有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入碳骨架的构建和官能团的引入1. 1.了解有机合成的基本程序和方法。了解有机合成的基本程序和方法。2.2.在掌握有机化学反应类型和掌握烃和烃的衍生物的典型在掌握有机化学反应类型和掌握烃和烃的衍生物的典型性质的基础上性质的基础上理解有机物碳骨架的构建方法。理解有机物碳骨架的构建方法。3 3、掌握碳链的增长和官能团的引入、掌握碳链的增长和官能团的引入、转化转化的的方法。方法。 1 1、如何理解伍德沃德的、
2、如何理解伍德沃德的“有机合成的威力体现为：在老的自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然界傍边再建立一个新的自然界”说法？说法？ 2 2、有机合成在有机化学、生产和生活中的重要意义有哪些？、有机合成在有机化学、生产和生活中的重要意义有哪些？ 3 3、在合成有机化合物过程中，需要解决哪些问题？有机合成、在合成有机化合物过程中，需要解决哪些问题？有机合成的步骤是怎样的？的步骤是怎样的？阅读学习课本第阅读学习课本第112-113112-113页，思考问题：页，思考问题：自然界中存自然界中存在的有机物在的有机物测定其测定其结构结构设计合成路设计合成路线合成物质线合成物质修改结构、
3、修改结构、改良性能改良性能某种具有特某种具有特殊性质或功殊性质或功能的有机物能的有机物明确其应具明确其应具备的结构备的结构设计合成路设计合成路线合成物质线合成物质制备制备水仙花香料水仙花香料抗疟药物蒿甲醚抗疟药物蒿甲醚隐形眼镜材料隐形眼镜材料有机合成的方法和程序：有机合成的方法和程序：合成物质合成物质明确目标化合物的结构明确目标化合物的结构设计合成路线设计合成路线对样品进行结构测定对样品进行结构测定试验其性质或功能试验其性质或功能合成目标化合物合成目标化合物大量合成大量合成有机合成流程：有机合成流程：目标产物的碳骨架目标产物的碳骨架和官能团。和官能团。关键是碳骨架构关键是碳骨架构建和官能团引入
4、。建和官能团引入。目标产物不符合，目标产物不符合，重新审查和设计。重新审查和设计。一、一、有机合成的关键有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入碳骨架的构建和官能团的引入1.1.碳骨架的构建碳骨架的构建 任何有机化合物的分子都是由特定碳骨架构成的。构建碳骨任何有机化合物的分子都是由特定碳骨架构成的。构建碳骨架是合成有机化合物的重要任务。架是合成有机化合物的重要任务。 构建碳骨架包括在原料分子及中间化合物分子的碳骨架上增构建碳骨架包括在原料分子及中间化合物分子的碳骨架上增长或减短碳链、成环或开环等。长或减短碳链、成环或开环等。思考总结：思考总结： 何时需要增长碳链，何时需要增长碳链，在我们所学的
5、有机物的性质中，有哪些在我们所学的有机物的性质中，有哪些增长碳链的方法？增长碳链的方法？有哪些减短碳链的方法？有哪些形成碳环和打有哪些减短碳链的方法？有哪些形成碳环和打开碳环的方法？开碳环的方法？a.CH3CH2BrNaCNCH3CH2CNNaBrCH3CH2COOH2CH3CCNaH2CH3CH2BrCH3CCNa CH3CH2CCCH3NaBr卤代烃的取代卤代烃的取代醛酮的羟醛缩合醛酮的羟醛缩合(其中至少一种有其中至少一种有H)增长碳链的方法增长碳链的方法醛、酮的加成醛、酮的加成烯烃、炔烃的加成烯烃、炔烃的加成烯烃、炔烃的氧化反应烯烃、炔烃的氧化反应(2)(2)碳链的减短碳链的减短苯的同系
6、物的氧化反应苯的同系物的氧化反应羧酸及其盐的脱羧反应羧酸及其盐的脱羧反应如：无水醋酸钠晶体与氢氧化钠如：无水醋酸钠晶体与氢氧化钠(通常用碱石灰通常用碱石灰氢氧化钠与氧氢氧化钠与氧化钙的混合物化钙的混合物)共热制备甲烷共热制备甲烷(脱羧反应脱羧反应)：CH3COONaNaOH CH4Na2CO3 实验室制甲实验室制甲烷的方法烷的方法( (实验仪器、实验仪器、试剂试剂) )练习写出苯甲酸钠和碱石灰加热的反应方程式。练习写出苯甲酸钠和碱石灰加热的反应方程式。注意事项：注意事项：1.必须用无水醋酸钠，否则必须用无水醋酸钠，否则无法脱羧（即反应无法发生）无法脱羧（即反应无法发生）2.最好用碱石灰（最好用
7、碱石灰（NaOH与与CaO）的混合物，）的混合物，CaO的作的作用是吸水（有利于反应进行）用是吸水（有利于反应进行）和稀释混合物浓度（便于甲和稀释混合物浓度（便于甲烷逸出）以及减少高温时烷逸出）以及减少高温时NaOH与玻璃管的作用，防与玻璃管的作用，防止玻璃试管破裂（因止玻璃试管破裂（因NaOH会和玻璃中的会和玻璃中的SiO2反应）反应）收集方法：收集方法： 用排水法或向下排空气法用排水法或向下排空气法实验室制备甲烷装置实验室制备甲烷装置( (固固加热固固加热) )水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。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：烃的裂
8、化或裂解：C16H34 C8H16C8H18C8H18 C4H10C4H8形成形成碳环或开环碳环或开环有机成环反应规律：有机成环反应规律： a a、有机成环方式：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另有机成环方式：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同或不同官能团的有机物分子，如多元醇、一种是至少含有两个相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。氨而成环。 b b、成环反应生成的环上含有成环反应生成的环上含有5 5个或个或6 6个碳原子比较稳定。个碳
9、原子比较稳定。 有机成环反应类型：有机成环反应类型： a、双烯合成。共轭二烯烃与含有碳碳双键或双烯合成。共轭二烯烃与含有碳碳双键或三三键的化合物进行键的化合物进行1,4加成反应生成六元环状化合物。加成反应生成六元环状化合物。 b、聚合反应。聚合反应。 c、脱水反应。脱水反应。 d、酯化反应。酯化反应。 开开环反应类型：环烯烃的氧化、环酯、环酰胺的水解环反应类型：环烯烃的氧化、环酯、环酰胺的水解几个开环和成环的反应几个开环和成环的反应 阅读课本第阅读课本第114-115114-115页，根据常见的有机物的性质总结各类页，根据常见的有机物的性质总结各类物质之间的相互转化，思考在转化过程中的官能团是
10、怎样引入、物质之间的相互转化，思考在转化过程中的官能团是怎样引入、转化和去除的？转化过程中需要的条件是什么？转化和去除的？转化过程中需要的条件是什么？ 碳碳双键、羟基、羰基和羧基是如何引入的？填写课本第碳碳双键、羟基、羰基和羧基是如何引入的？填写课本第114114页内容。页内容。2.2.官能团的引入和转化官能团的引入和转化官能团的引入官能团的引入在碳链上引入在碳链上引入碳碳双键碳碳双键的途径：的途径： 卤代烃的卤代烃的消去反应、消去反应、醇的醇的消去反应、消去反应、炔烃的不完全加成等炔烃的不完全加成等在碳链上引入在碳链上引入卤素原子卤素原子(X)的途径：的途径： 烷烃或苯及其同系物的烷烃或苯及
11、其同系物的卤代卤代(取代取代)反应、反应、不饱和烃与不饱和烃与HX、X2的的加成反应、加成反应、醇与氢卤酸的醇与氢卤酸的取代反应。取代反应。在碳链上引入在碳链上引入羟基羟基(OH)的途径：的途径： 烯烃与水的加成、卤代烃的水解、醛、酮与烯烃与水的加成、卤代烃的水解、醛、酮与H2的加成、酯的水解的加成、酯的水解在碳链上在碳链上引入羧基引入羧基的途径：的途径：醛的氧化、烯烃的氧化、酯的水解、苯的同系物氧化。醛的氧化、烯烃的氧化、酯的水解、苯的同系物氧化。 在有机合成中，官能团的转化可以通过取代、在有机合成中，官能团的转化可以通过取代、消去消去、加成加成、氧化、氧化、还原还原等反应实现。某些官能团的
12、转化关系：等反应实现。某些官能团的转化关系：官能团的转化官能团的转化官能团间转化关系官能团间转化关系1、下列反应可以在烃分子中引入卤素原子的是下列反应可以在烃分子中引入卤素原子的是() A苯和溴水共热苯和溴水共热 B光照甲苯与溴的蒸气光照甲苯与溴的蒸气 C溴乙烷与溴乙烷与KOH溶液共热溶液共热 D溴乙烷与溴乙烷与NaOH的醇溶液共热的醇溶液共热B2、下列反应中，引入羟基官能团的是下列反应中，引入羟基官能团的是 ( )B引入羟基的方法：引入羟基的方法：烯烃与水的加成；烯烃与水的加成；卤代烃的水解；卤代烃的水解；酯酯的水解；的水解；醛的还原醛的还原。3、下列反应不能使碳链缩短的是（、下列反应不能使
13、碳链缩短的是（ ） A.裂化石油制取汽油裂化石油制取汽油 B.持续加热无水醋酸钠与碱石灰的混合物持续加热无水醋酸钠与碱石灰的混合物 C.氯乙烷与氰酸钠反应氯乙烷与氰酸钠反应 D.烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应 C4、由、由2氯丙烷制取少量氯丙烷制取少量1,2丙二醇时，需要经过下列哪几步反丙二醇时，需要经过下列哪几步反应（应（ ） A加成加成消去消去取代取代 B消去消去加成加成取代取代 C取代取代消去消去加成加成 D消去消去加成加成消去消去 B若改为若改为: :由溴乙烷制取乙二醇由溴乙烷制取乙二醇 ，则依次发生哪些反应类型，则依次发生哪些反应类型? ?5、写出由乙烯制正丁醇
14、各步反应的化学方程式。写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式。CH2CH2CH3CH2CH2CH2OH6、有如下合成路线，甲经两步转化为丙：有如下合成路线，甲经两步转化为丙：下列叙述错误的是下列叙述错误的是()A步骤步骤(2)产物中可能含有未反应的甲，产物中可能含有未反应的甲，可用溴水检验是否含甲可用溴水检验是否含甲B反应反应(1)的无机试剂是液溴，铁作催化的无机试剂是液溴，铁作催化剂剂C甲和丙均可与酸性甲和丙均可与酸性KMnO4溶液发生反应溶液发生反应D乙既能发生水乙既能发生水解反应，又能发生消去反应解反应，又能发生消去反应B7根据下列转化网络图回答相关问题。该网络图中化合物根据下列转化网络图回答相关问题。该网络图中化合物B可发可发生银镜反应，生银镜反应，C可与可与NaHCO3水溶液反应放出气体。水溶液反应放出气体。(1)写出写出A、B、D的结构简式：的结构简式：A_，B_，D_。(2)指出指出、三个反应的反应类型：三个反应的反应类型：_，_，_。写出写出的反应方程式。的反应方程式。CH3CH2OHCH3CHOCH2=CH2取代取代(或水解或水解)反应反应消去反应消去反应加成反应加成反应
