第1课时 有机合成的关键
[课标要求]
1.引入碳碳双键的方法：卤代烃的消去、醇的消去、炔烃的不完全加成。
2．引入卤原子的三种方法是醇(或酚)的取代、烯烃(或炔烃)的加成、烷烃(或苯及苯的同系物)的取代。
3．引入羟基的四种方法是烯烃与水的加成、卤代烃的水解、酯的水解、醛酮的加氢。
4．引入羰基的方法：部分醇的氧化。
5．引入羧基的方法：醛的氧化、烯烃的氧化、苯的同系物的氧化、酯的水解。
1．有机合成的基本程序
(1)有机合成的基本流程
明确目标化合物的结构→设计合成路线→合成目标化合物→对样品进行结构测定，试验其性质或功能→大量合成。
(2)合成路线的核心
合成路线的核心在于构建目标化合物分子的碳骨架和引入必需的官能团。
2．碳骨架的构建
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。
(1)碳链的增长
①利用卤代烃的取代反应：
例如：用溴乙烷制取丙酸的化学方程式为
CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr，
CH3CH2CNCH3CH2COOH。
②利用炔钠的反应：
例如：用丙炔制2戊炔的化学反应方程式为
2CH3C≡CH＋2Na2CH3C≡CNa＋H2，
CH3CH2Br＋NaC≡CCH3―→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr。
③利用羟醛缩合反应：
例如：两分子乙醛反应的化学方程式为
(2)碳链的减短
①烯烃、炔烃的氧化反应：
②脱羧反应：
例如：无水醋酸钠与碱石灰反应的化学方程式为
CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3。
1．与碱石灰共热得到的有机物是什么？
提示：—COONa与NaO—结合生成Na2CO3，有机产物为。
2．具有怎样结构的醛酮才能发生羟醛缩合反应？
提示：并不是所有的醛、酮都能发生羟醛缩合反应，只有含有αH的醛、酮才能发生羟醛缩合反应。
1．常见碳链的增长和减短方法
(1)常见增长碳链的方法
增长碳链的反应主要有卤代烃的取代反应，醛、酮的加成反应等。
①醛、酮与HCN加成：
④含有αH的醛发生羟醛缩合反应：
⑤卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、CH3C≡CNa等取代：
RCl＋NaCN―→RCN＋NaCl。
⑥卤代烃与活泼金属作用：
2CH有机合成化学与路线设计3Cl＋2Na―→CH3—CH3＋2NaCl。
(2)常见碳链减短的反应
减短碳链的反应主要有烯烃、炔烃和芳香烃的氧化反应、羧酸及其盐的脱羧反应以及烷烃的裂化反应。
2．常见碳链的成环和开环的方法
(1)常见碳链成环的方法
①二元醇成环：
(2)常见碳链开环的方法
①环酯、环醚、酸酐开环，如上面成环的逆反应。
②环烯被氧化开环。
1．在有机合成中，有时需要通过减短碳链的方式来实现由原料到目标产物的转化，某同学设计的下列反应中，可成功实现碳链减短的是( )
A．乙烯的聚合反应
B．烯烃与酸性KMnO4溶液的反应
C．酯化反应
D．卤代烃与NaCN的取代反应
解析：选B A、C、D均会引起碳链的增长，只有B可使碳链变短，如：CH3CHCHCH32CH3COOH。
2．下列反应可使碳链增长的有( )
①加聚反应 ②缩聚反应 ③酯化反应 ④卤代烃的氰基取代反应 ⑤乙酸与甲醇的反应
A．全部 B．①②③
C．①③④ D．①②③④
解析：选A 题中所给反应都能使产物的碳原子数增多，碳链增长。
3．下列物质中，不能形成环状的是( )
解析：选C 因为HOCH2CH2CH2COOH有两个官能团，可以生成环状酯；Cl—CH2—CH2—CH2—CH2—Cl与金属钠反应生成；
不能直接反应形成环状；NH2—CH2CH2CH2—COOH两端反应形成肽键可结合成环状。
4．已知卤代烃可以和钠发生反应。例如溴乙烷与钠发生反应为2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr应用这一反应，下列所给出的化合物中可以与钠反应合成环丁烷()的是( )
A．CH3Br B．CH3CH2CH2CH2Br
C．CH2BrCH2Br D．CH3CHBrCH2CH2Br
解析：选C 由题给信息可知，要合成环丁烷，可用两分子CH2Br—CH2Br 与Na反应生成；或者由一分子BrCH2CH2CH2CH2Br与Na反应生成。
5．按要求完成转化，写出反应的化学方程式。
解析：(1)以乙烯为原料合成正丁醇，一是要引入—OH，二是要增长碳链，羟醛缩合反应正具有以上特点。正丁醇可由丁烯醛(CH3CH==CHCHO)加氢还原而制得，丁烯醛可由乙醛经自身加成、脱水而制得；CH3CHO可通过CH2==CH2与H2O加成得CH3CH2OH，再经氧化而制得。
(2)环状结构被保留，分子中碳原子数减少，可通过与碱石灰反应脱羧完成：
答案：(1)①CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH
②2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
⑤CH3—CH==CH—CHO＋2H2CH3CH2CH2CH2OH
1．官能团的引入
比较常用的是：引入卤素原子(—Cl、—Br等)、引入—OH、形成双键。
(1)引入卤素原子(—X)
①烃与X2取代：
CH4＋Cl2光,CH3Cl＋HCl；
②不饱和烃与HX或X2加成：
CH2==CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br；
③醇与HX取代：
C2H5OH＋HBr―→C2H5Br＋H2O；
④有机化合物中αH的取代：
RCH2COOH＋Cl2催化剂,RCHClCOOH＋HCl。
(2)引入羟基(—OH)
①烯烃与水的加成：
CH2==CH2＋H2O催化剂,CH3CH2OH；
②卤代烃(R—CH2X)的水解：
R—CH2XR—CH2OH；
③醛(酮)与氢气的还原(加成)反应：
CH3CHO＋H2CH3CH2OH；
④羧酸的还原(用LiAlH4还原)：
RCOOHLiAlH4,RCH2OH；
⑤酯的水解：
CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议