3.5.1有機(jī)合成的主要任務(wù)高二化學(xué)教學(xué)課件（人教版2019選擇性必修3）

●鹵代烴●醇酚●醛酮●羧酸羧酸衍生物●有機(jī)合成

烴分子中的氫原子被不同官能團(tuán)所取代后，就能生成一系列新的不同類別的有機(jī)化合物，如鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸和酯等。這些有機(jī)化合物，從結(jié)構(gòu)的角度都可以看作是由烴衍生而來的，所以被稱為烴的衍生物。烴的行生物具有與烴不同的性質(zhì)，這些性質(zhì)主要由其分子中的官能團(tuán)決定?；诠倌軋F(tuán)和化學(xué)鍵的特點(diǎn)及有機(jī)反應(yīng)規(guī)律，可以推測有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)，并利用其性質(zhì)實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)行有機(jī)合成。有機(jī)合成在創(chuàng)造新物質(zhì)、提高人類生活質(zhì)量和促進(jìn)社會發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。第五節(jié)

有機(jī)合成

（第1課時有機(jī)合成的主要任務(wù)）第三章烴的衍生物1．熟悉烴及其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)，發(fā)展“宏觀辨識與微觀探析”學(xué)科核心素養(yǎng)。2．認(rèn)識有機(jī)合成的關(guān)鍵是碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。掌握官能團(tuán)的引入和轉(zhuǎn)化的一些技巧。阿司匹林（解熱鎮(zhèn)痛藥）的前世今生01公元前柳樹皮止痛消炎0219世紀(jì)柳樹皮中提取“柳苷”1853年合成水楊酸1889年與醋酸酸酐合成乙酰水楊酸05改良緩釋乙酰水楊酸霍夫曼，也是海洛因的合成者“燒心”的酸性緩慢釋放藥效，延長藥物作用效果你知道有機(jī)合成的關(guān)鍵是什么？利用相對簡單易得的原料具有特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的目標(biāo)分子有機(jī)化學(xué)反應(yīng)合成構(gòu)建碳骨架引入(優(yōu)化)官能團(tuán)碳鏈的增長碳鏈的縮短成環(huán)碳碳雙鍵碳碳三鍵碳鹵鍵羥基醛基羧基構(gòu)建碳骨架引入官能團(tuán)酯基酮羰基有機(jī)合成的主要任務(wù)【知識重構(gòu)1】烴和烴的衍生物間的轉(zhuǎn)化種類通式官能團(tuán)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要化學(xué)性質(zhì)烷烴CnH2n＋2無飽和鍵取代反應(yīng)：在光照時與氣態(tài)鹵素單質(zhì)烯烴CnH2n(單烯烴)

碳碳雙鍵：π鍵(1)加成反應(yīng)：與鹵素單質(zhì)、H2或H2O等能發(fā)生；(2)氧化反應(yīng)：能被酸性KMnO4溶液等強(qiáng)氧化劑氧化炔烴CnH2n－2(單炔烴)碳碳三鍵：－C≡C－鹵代烴一鹵代烴：R－X鹵素原子：－XC－X鍵有極性，易斷裂(1)取代反應(yīng)：與NaOH水溶液共熱發(fā)生取代反應(yīng)生成醇；(2)消去反應(yīng)：與NaOH醇溶液共熱發(fā)生消去反應(yīng)生成烯醇一元醇：R－OH羥基：－OH有C－O鍵和O－H鍵，有極性；－OH與鏈烴基直接相連(1)與活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生H2；(2)與鹵化氫或濃氫鹵酸反應(yīng)生成鹵代烴；(3)脫水反應(yīng)：

乙醇

；(4)取代反應(yīng)：與羧酸或無機(jī)含氧酸反應(yīng)(5)氧化反應(yīng)：催化氧化為醛或酮；【知識重構(gòu)2】烴和烴的衍生物的重要類別和主要化學(xué)性質(zhì)種類通式官能團(tuán)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要化學(xué)性質(zhì)醚R－O－R醚鍵：性質(zhì)穩(wěn)定，一般不與酸、堿、氧化劑反應(yīng)酚Ph－OH(Ph表示芳香基)羥基：－OH－OH直接與苯基相連(1)弱酸性：比碳酸酸性弱；(2)取代反應(yīng)：苯酚與濃溴水發(fā)生取代反應(yīng)，生成白色沉淀2,4，6-三溴苯酚；(3)顯色反應(yīng)：遇FeCl3(aq)呈紫色；(4)氧化反應(yīng)：氧化呈粉紅色醌類物質(zhì)醛

醛基：C＝O鍵有極性，具不飽和性(1)加成反應(yīng)：與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成醇；(2)氧化反應(yīng)：被氧化劑(O2、多倫試劑、斐林試劑、酸性高錳酸鉀等)氧化為羧酸羧酸

羧基：受C＝O影響，－OH鍵能夠電離，產(chǎn)生H+(1)酸性：具有酸的通性；(2)取代反應(yīng)：與醇發(fā)生酯化反應(yīng)；(3)能與含－NH2的物質(zhì)生成酰胺；(4)不能與H2發(fā)生加成反應(yīng)【知識重構(gòu)2】烴和烴的衍生物的重要類別和主要化學(xué)性質(zhì)種類通式官能團(tuán)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要化學(xué)性質(zhì)酯

酯基：分子中RCO－和OR′之間的鍵容易斷裂取代反應(yīng)：(1)可發(fā)生水解反應(yīng)生成羧酸(鹽)和醇；(2)可發(fā)生醇解反應(yīng)生成新酯和新醇氨基酸RCH(NH2)COOH氨基：－NH2，羧基：－COOH－NH2有極性，易斷裂－COOH能電離，產(chǎn)生H+(1)酸性：(2)堿性：(3)取代反應(yīng)：能形成肽鍵()蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜無通式肽鍵：

，氨基：－NH2，羧基：－COOH分子中RCO－和－NH－之間的鍵容易斷裂(1)具有兩性；(2)能發(fā)生水解反應(yīng)；(3)在一定條件下變性；(4)含苯基的蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃發(fā)生顏色反應(yīng)；(5)灼燒有特殊氣味【知識重構(gòu)2】烴和烴的衍生物的重要類別和主要化學(xué)性質(zhì)種類通式官能團(tuán)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要化學(xué)性質(zhì)糖Cm(H2O)n羥基：－OH，醛基：－CHO，羰基：O－H鍵，有極性，易斷裂C＝O鍵有極性，具不飽和性(1)氧化反應(yīng)：含醛基的糖能發(fā)生銀鏡反應(yīng)(或與新制氫氧化銅反應(yīng))；(2)加氫還原；(3)酯化反應(yīng)；(4)多糖水解；(5)葡萄糖發(fā)酵分解生成乙醇油脂

酯基：分子中RCO－和OR′之間的鍵容易斷裂(1)水解反應(yīng)(在堿性溶液中的水解稱為皂化反應(yīng))；(2)硬化反應(yīng)【知識重構(gòu)2】烴和烴的衍生物的重要類別和主要化學(xué)性質(zhì)基本類型有機(jī)物類別取代反應(yīng)鹵代反應(yīng)飽和烴、苯和苯的同系物、鹵代烴等酯化反應(yīng)醇、羧酸、糖類等水解反應(yīng)鹵代烴、酯、低聚糖、多糖、蛋白質(zhì)等硝化反應(yīng)苯和苯的同系物等磺化反應(yīng)苯和苯的同系物等加成反應(yīng)烯烴、炔烴、苯和苯的同系物、醛等消去反應(yīng)鹵代烴、醇等【知識重構(gòu)3】常見有機(jī)反應(yīng)類型與有機(jī)物類別的關(guān)系氧化反應(yīng)燃燒絕大多數(shù)有機(jī)物酸性KMnO4溶液烯烴、炔烴、苯的同系物等直接(或催化)氧化酚、醇、醛、葡萄糖等還原反應(yīng)醛、酮、葡萄糖等聚合反應(yīng)加聚反應(yīng)烯烴、炔烴等縮聚反應(yīng)苯酚與甲醛、多元醇與多元羧酸等與濃硝酸的顏色反應(yīng)(含苯環(huán)的)蛋白質(zhì)與FeCl3溶液的顯色反應(yīng)酚類物質(zhì)【知識重構(gòu)4】常見有機(jī)反應(yīng)類型與有機(jī)物類別的關(guān)系反應(yīng)條件反應(yīng)物及反應(yīng)類型NaOH水溶液、加熱鹵代烴水解成醇，酯、酰胺水解反應(yīng)NaOH醇溶液、加熱鹵代烴的消去反應(yīng)濃H2SO4、加熱醇消去反應(yīng)，醇脫水成醚，酯化反應(yīng)，苯的硝化、磺化等稀H2SO4、加熱酯、低聚糖、多糖等的水解反應(yīng)溴水或溴的CCl4溶液烯烴、炔烴的加成濃溴水或飽和溴水酚的取代反應(yīng)鹵素單質(zhì)、光照多為飽和碳上的氫被取代鹵素單質(zhì)、鐵粉或FeX3多為芳香烴發(fā)生苯環(huán)上的取代O2/催化劑、加熱醇催化氧化為醛或酮，醛氧化成羧酸新制Cu(OH)2或銀氨溶液、加熱醛氧化成羧酸KMnO4多為有機(jī)物的氧化反應(yīng)H2、催化劑烯烴(或炔烴)的加成，芳香烴的加成，酮、醛還原成醇的反應(yīng)一、構(gòu)建碳骨架（一）碳鏈的增長1．引入－CN（氰基）4．羥醛縮合反應(yīng)2．加聚反應(yīng)3．酯化反應(yīng)5．分子間脫水（取代反應(yīng)）成醚1．引入-CN（氰基）nCH2＝CH2[CH2-CH2]n催化劑2．加聚反應(yīng)1818OOCH3－C－OH＋H－O－C2H5CH3－C－O－C2H5＋H2O濃H2SO43．酯化反應(yīng)4．羥醛縮合反應(yīng)催化劑CH3－C－H＋CH3CHOOαCH3－CH－CH2CHOOH催化劑△CH3－CH＝CHCHO＋H2OααββC2H5－OH＋HO－C2H5C2H5－O－C2H5＋H2O濃H2SO4140

℃

5．分子間脫水成醚1．烴的裂化、裂解4．某些芳香化合物的氧化反應(yīng)2．酯的水解反應(yīng)3．烯烴或炔烴的氧化反應(yīng)一、構(gòu)建碳骨架（二）碳鏈的縮短1．烴的裂化、裂解C16H34C8H18＋C8H16高溫C4H10＋C4H8C8H18高溫CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH△CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△2．酯的水解反應(yīng)烯烴C＝CH－RR'R''KMnO4H＋C＝O＋R－COOHR'R''3．烯烴或炔烴的氧化反應(yīng)KMnO4H＋苯環(huán)α-C上至少連有一個H的芳香化合物才能被酸性KMnO4氧化4．芳香化合物的氧化反應(yīng)一、構(gòu)建碳骨架（三）成環(huán)1．第爾斯-阿爾德反應(yīng)（D－A反應(yīng)）2．形成環(huán)酯3．形成環(huán)醚1．第爾斯-阿爾德反應(yīng)（D－A反應(yīng)）CH3CHCH2CH2C—OHO═OHCH—CH2OCH2CO═H3C＋H2O濃硫酸△2CH3—CH—C—OHO═OH＋2H2OCH3OC═OOC═OCH3濃硫酸△COOHCOOHCH2OHCH2OH＋＋2H2OCOOCH2COOCH2濃硫酸△2．形成環(huán)酯OHCH2－CH2OHCH2－CH2O＋H2O濃硫酸?＋2H2O濃硫酸?CH2OHCH2OHHOCH2HOCH2＋H2CH2CCH2CH2OO2．形成環(huán)酯利用相對簡單易得的原料具有特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的目標(biāo)分子有機(jī)化學(xué)反應(yīng)合成構(gòu)建碳骨架引入官能團(tuán)碳鏈的增長碳鏈的縮短成環(huán)碳碳雙鍵碳鹵鍵羥基醛基羧基構(gòu)建碳骨架引入官能團(tuán)酯基有機(jī)合成的主要任務(wù)二、引入官能團(tuán)（一）引入碳碳雙鍵CH3CH2Br＋NaOH乙醇

?2．醇的消去1．鹵代烴的消去CH3CH2OHCH2＝CH2↑＋H2O

濃硫酸

170℃

3．炔烴的不完全加成CH≡CH＋HClCH2＝CHCl

催化劑?

CH2＝CH2↑＋NaBr＋H2OCH4＋Cl2CH3Cl＋HCl光↑液溴1．鹵代反應(yīng)光－CH3＋Cl2－CH2Cl＋HCl飽和溴水－OH＋3Br2＋3HBr二、引入官能團(tuán)（二）引入碳鹵鍵CH3CH2?OH＋H?BrCH3CH2?Br

＋H2O?（濃溶液）

3．不飽和烴與X2、HX加成CH2＝CH2＋Br2CH2BrCH2BrCH2＝CH2＋HClCH2ClCH3?2．醇與HX取代二、引入官能團(tuán)（二）引入碳鹵鍵CH≡CH＋HClCH2＝CHCl

催化劑?

CH2＝CH2＋H2OCH3CH2OH

催化劑加熱、加壓2．醛/酮與H2加成催化劑?CH3CHO＋H2CH3CH2OHO‖CH3－C－CH3＋H2CH3－C－CH3催化劑?OHCH3CH2CH2Cl＋NaOHCH3CH2CH2OH＋NaClH2O?3．鹵代烴的水解1．烯烴與水加成二、引入官能團(tuán)（三）引入羥基CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH?CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸?4．酯的水解二、引入官能團(tuán)（三）引入羥基2．炔烴與水的加成反應(yīng)CH3CHCl2NaOH、H2O?CH3CHO3．二鹵代烴水解1．醇的氧化反應(yīng)二、引入官能團(tuán)（四）引入醛基催化劑?CH3CH2OH＋O2CH3CHO＋H2OCH≡CH＋H2OCH3CHO

催化劑?

CH3CH2OH

CH3COOHKMnO4(H＋)

2CH3CHO＋O22CH3COOH催化劑?

2．醛的氧化

3．烯烴、炔烴、某些芳香化合物被酸性KMnO4氧化KMnO4H＋R－CH＝CH2RCOOH＋CO2↑KMnO4H＋1．醇的氧化二、引入官能團(tuán)（五）引入羧基CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸?5．氰基的水解（酸性環(huán)境）

H2OH＋CH3CH2CN

CH3CH2COOH4．酯的水解（酸性環(huán)境）二、引入官能團(tuán)（五）引入羧基CH3CCl3NaOH、H2O?CH3COOH6．三鹵代烴水解1．酯化反應(yīng)二、引入官能團(tuán)（六）引入酯基CH3COOH＋C2H518OH

CH3CO18OC2H5＋H2O濃硫酸?

【小試牛刀】（2024·湖南長沙·一模）在無水環(huán)境中，醛或酮可在催化劑的作用下與醇發(fā)生反應(yīng)，其機(jī)理如圖所示。下列說法錯誤的是（

）A．總反應(yīng)的化學(xué)方程式(不考慮催化劑)為

＋2ROH＋H2OB．甲醛和聚乙烯醇(

)發(fā)生上述反應(yīng)時，產(chǎn)物中可能含有六元環(huán)結(jié)構(gòu)C．加入