【高中化學(xué)】有機(jī)合成 -官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)化、消除及保護(hù)課件 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修3

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選擇性必修三

第三章

第五節(jié)有機(jī)合成

第2學(xué)時(shí)

官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)化、消除及保護(hù)

WJ化學(xué)研究院第三章InstituteofChemistry2023學(xué)習(xí)目標(biāo)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@1、熟悉烴及烴的衍生物之間的相互轉(zhuǎn)化、主要的有機(jī)反應(yīng)類型及其特點(diǎn)，能依據(jù)相關(guān)反應(yīng)條件等信息正確書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式。2、認(rèn)識(shí)有機(jī)合成的關(guān)鍵是碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化，了解設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線的一般方法，能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的有機(jī)合成路線。一、官能團(tuán)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@名稱官能團(tuán)主要化學(xué)性質(zhì)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、酯化水解主要官能團(tuán)的性質(zhì)二、官能團(tuán)轉(zhuǎn)化有選擇地通過(guò)取代、加成、消去、氧化、還原等有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)化合物類別的轉(zhuǎn)化，并引入目標(biāo)官能團(tuán)。還原水解酯化酯羧酸醛醇鹵代烴氧化氧化水解取代烷烴取代烯烴炔烴水化消去水化消去加成加成氧化加成三、引入官能團(tuán)--碳碳雙鍵原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@1、碳碳雙鍵的引入方法濃硫酸170℃

CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O醇?CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O

CH≡CH+H2

CH2=CH2Ni?有機(jī)合成的主要任務(wù)二——引入官能團(tuán)(1)醇或鹵代烴的消去反應(yīng)(2)炔烴的不完全加成反應(yīng)

三、引入官能團(tuán)--碳氧雙鍵原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@2、引入碳氧雙鍵2RCH2OH＋O2催化劑△2RCHO＋2H2O2RCH(OH)R'＋O2催化劑△2R—C—R＋2H2OO①醇的催化氧化引入碳氧雙鍵②某些烯烴被氧化2CH2＝CH2+O2

2CH3CHO一定條件②Zn/H2O①O3OHCCH2CH2CH2CH2CHO三、引入官能團(tuán)--碳氧雙鍵原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@2、引入碳氧雙鍵③炔烴水化（加成反應(yīng)）催化劑△CH≡CH＋H2OCH3CHO④某些鹵代烴的水解反應(yīng)催化劑△CH3CHBr2＋H2OCH3CHO三、引入官能團(tuán)--碳鹵鍵原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@①烴的鹵代:CH4+Cl2

CH3Cl+HCl光照③烯烴(炔烴)與HX

或X2的加成:CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br②醇與HX的取代:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O△

CH3+Cl2

光照

CH2Cl+HClCH2=CH2+HBr

CH3CH2Br△催化劑+Br2Br+HBrFeBr33、碳鹵鍵的引入三、引入官能團(tuán)--羥基原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@4、羥基的引入方法①烯烴與水的加成:

CH2=CH2+H2O

CH3CH2OH催化劑加熱加壓②醛(酮)與氫氣加成:CH3CHO

+H2CH3CH2OH催化劑Δ③鹵代烴的水解:C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr水△④酯的水解:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O稀H2SO4△CO=CH3CH3+H2Ni?CHOHCH3CH3三、引入官能團(tuán)--羧基原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@5、羧基的引入方法（1）醛的氧化反應(yīng)2CH3CHO+O22CH3COOH（2）某些烯烴、炔烴、芳香烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化的反應(yīng)KMnO4H＋R—CH＝CH2

RCOOH

+CO2↑CH—RR'KMnO4H＋HOOC—RCOOHRC≡CHKMnO4H＋R—CH2OHR—COOH

三、引入官能團(tuán)--羧基與酯基原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@（3）酯、酰胺、R—CN的水解（取代反應(yīng)）

CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△

CH3CH2CNCH3CH2COOH6、酯基的引入方法①酯化反應(yīng)②酰氯醇解O－C－ClCH3＋CH3OH無(wú)水操作O－C－OCH3＋HClCH3＝＝CH3COOH＋C2H5OH

CH3COOC2H5＋H2O濃硫酸△三、引入官能團(tuán)--練習(xí)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@③④①②①②⑤②③①③①課堂練習(xí)

：常見(jiàn)的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型有①取代反應(yīng)、②加成反應(yīng)、③氧化反應(yīng)、④消去反應(yīng)、⑤還原反應(yīng)(1)有機(jī)化合物分子中能引入碳碳雙鍵的的反應(yīng)是___________________(2)有機(jī)化合物分子中能引入鹵素原子的反應(yīng)是___________________(3)有機(jī)化合物分子中能引入羥基的反應(yīng)是___________________(4)有機(jī)化合物分子中能引入醛基的反應(yīng)是___________________(5)有機(jī)化合物分子中能引入羧基的反應(yīng)是___________________(6)有機(jī)化合物分子中能引入酯基的反應(yīng)是___________________四、官能團(tuán)的保護(hù)（P86）--醇羥基的保護(hù)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@含有多個(gè)官能團(tuán)的有機(jī)化合物在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，非目標(biāo)官能團(tuán)也可能受到影響，先將其轉(zhuǎn)化為不受該反應(yīng)影響的其他官能團(tuán)，反應(yīng)后再轉(zhuǎn)化復(fù)原。1、醇羥基的保護(hù)酚羥基易被氧化，通常形成醚鍵保護(hù)，然后用鹵化氫恢復(fù)。鹵化氫四、官能團(tuán)的保護(hù)--酚羥基的保護(hù)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@2、酚羥基的保護(hù)因酚羥基易被氧化，故在加入氧化劑之前將-OH先轉(zhuǎn)化為-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其轉(zhuǎn)化為-OH，其過(guò)程表示為OCH3COOHOHCOOHCH3IKMnO4/H＋H＋OCH3CH3OHCH3四、官能團(tuán)的保護(hù)--碳碳雙鍵的保護(hù)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@3、碳碳雙鍵的保護(hù)C＝C＋HX—C—C—XHNaOH/醇△C＝CC＝C＋H2O—C—C—OHH濃硫酸△C＝C

碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其他基團(tuán)前，可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護(hù)起來(lái)，待氧化后再利用消去反應(yīng)將其轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵。四、官能團(tuán)的保護(hù)--醛基的保護(hù)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@4、醛基的保護(hù)醛基可被弱氧化劑氧化，為避免在反應(yīng)過(guò)程中受到影響，保護(hù)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)縮醛也可以先生成醇，然后再氧化恢復(fù)四、官能團(tuán)的保護(hù)--氨基的保護(hù)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@5、氨基(-NH2)的保護(hù)胺基易被O2、O3、H2O2等氧化，一般采用下列方法保護(hù)CH3濃硝酸濃硫酸，加熱CH3NO2KMnO4/H＋COOHNO2Fe/HClCOOHNH2用甲苯制備對(duì)氨基苯甲酸，先氧化甲基后還原為氨基五、官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化(種類、數(shù)目和位置的變化)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@1、官能團(tuán)種類變化官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化：包括官能團(tuán)種類變化、數(shù)目變化、位置變化等。CH3CH2-Br水解CH3CH2-OH氧化CH3-CHO氧化CH3-COOH五、官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化(種類、數(shù)目和位置的變化)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@2、官能團(tuán)數(shù)目變化3、官能團(tuán)位置變化CH3CH2CH2-Br消去CH3CH=CH2加HBrCH3CH-CH3BrCH3CH2-OH消去CH2=CH2加Br2CH2Br－CH2BrHO-CH2CH2-OH水解六、官能團(tuán)的消除原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@加成反應(yīng)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、酰胺基水解七、小結(jié)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@官能團(tuán)引入方法碳碳雙鍵鹵素原子羥基

醛基羧基酯基鹵代烴的消去醇的消去炔烴的不完全加成醇(酚)的取代烯烴(炔烴)的加成烷烴(苯及苯的同系物)的取代烯烴與水的加成鹵代烴的水解醛、酮的加氫酯的水解炔烴水化烯烴氧化伯醇的催化氧化糖類水解酯、酰胺、R-CN的水解烯炔烴、苯的同系物、醛、醇的氧化酯化反應(yīng)、酰氯醇解官能團(tuán)的保護(hù)、轉(zhuǎn)化（種類改變、數(shù)目改變、位置的改變）八、練習(xí)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@1.由苯酚制取A．①⑤④① B．②④②①

C．⑤③②①④ D．①⑤④②時(shí)，最簡(jiǎn)便的流程需要下列哪些反應(yīng)其正確的順序是()①取代；②加成；③氧化；④消去；⑤還原B-OH-OH-Br-Br加成消去加成取代八、練習(xí)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@2.下列有機(jī)合成中①②步驟的目的是什么？提示①保護(hù)酚羥基不被氧化；②引入羧基。3.有機(jī)合成的設(shè)計(jì)流程中有如下環(huán)節(jié)，其目的是什么？提示保護(hù)羰基不被反應(yīng)。八、練習(xí)原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@4.工業(yè)上用甲苯生產(chǎn)對(duì)-羥基苯甲酸乙酯（一種常用的化妝品防霉劑），其生產(chǎn)過(guò)程如下（反應(yīng)條件及某些反應(yīng)物、產(chǎn)物未全部注明）CH3ClCOOC2H5H3COCH3ACl2催化劑①一定條件下CH3IC2H5OHBHOCOOC2H5（產(chǎn)品）HI②③④⑤⑥OCH3COOHCH3OHCH3OCH3請(qǐng)回答：①寫(xiě)出A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式②在合成路線中設(shè)計(jì)反應(yīng)③和⑥的目的是____________________

官能團(tuán)的保護(hù)注意：引入或轉(zhuǎn)化官能團(tuán)時(shí)，注意綜合考慮。必要時(shí)需要對(duì)有些官能團(tuán)先保護(hù)。八、練習(xí)5.以2-氯丁烷為主要原料合成2，3-丁二醇；1,4-丁二醇