有机合成 课件 高二化学人教版(2019)选择性必修3

(2)酚羟基的保护 因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-
OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为
OH
OCH3
OCH3
OH
CH3I
KMnO4/H＋
H＋
CH3
CH3
COOH
COO H
（3）碳碳双键基的保护 碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前，可以利用其与HCl等的
R’—Cl + RMgCl
R’—R + MgCl2
+ RMgCl
—OMgCl H2O R
—OH R
④羟醛缩合反应：
受醛基吸电子影响，醛的αH活泼性增强，在强碱作用下醛分子 之间可发生加成反应，生成β羟基醛，该产物易失水发生消去反应， 生成不饱和醛。
O
=
CH3—C—H＋CH3CHO
NaOH 溶液
OH CH3—CH—CH2CHO
CH3CH2OH + KMnO4
CH3CHO+O2
催化剂 △
b.烯烃、苯的同系物与酸性KMnO4：
c.酯、酰胺的水解：
CH3COOC2H5
NaOH △
HCl
？
CH3CONH2
NaOH △
HCl
CH3CONH2
盐酸 △
d.伯醇被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应
3、官能团的消除 （1）消除不饱和键
加成反应
【资料卡片】5、官能团的保护 含有多个官能团的有机物在进行反应时，非目标官能团也可能受到
影响。此时需要将该官能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的 其他官能团，反应后再转化复原。
(1)醇羟基的保护方法:
C
有机合成中的某些反应可能会使羟基受到影响，需要对羟基进行 保护。此时，可以先将羟基转化为醚键，使醇转化为在一般反应条件 下比较稳定的醚。待相关合成反应结束后，再在一定条件下脱除起保 护作用的基团（保护基），恢复羟基。
①与HCN的加成反应来增长碳链。 如：炔烃、醛、酮与HCN加成
例题1、由CH≡CH制CH2＝CHCOOH
CH≡CH
HCN 催化剂
CH2＝CHCN
丙烯腈
H2O,H＋ ∆
CH2＝CHCOOH 丙烯酸
氨基醇
α-羟基腈
α-羟基酸
②由卤代烃增长碳链：
2 R—X + 2 Na R—R + 2 NaX 卤代烃与NaCN的反应
d.酚与Br2的取代反应：
CH3 —OH 与过量溴水
③引入羟基：
a.烯烃与水的加成反应：
CH2=CH2 + H2O
CH2=CH2CH3+ H2O
b.卤代烃的水解反应：
BrCH2CH2CH3 CH3CHBrCH3
c.醛、酮与H2的加成反应：
O=
CH3CH2CHO + H2
CH3CCH3 + H2
d.酯的水解：
盐酸金刚烷胺
（1）写出①反应的化学反应方程式：
21
6
2
＋
34
5
NH2
金刚烷胺
16 2
45 3
Br
（2）参照上述流程图，并用流程图中出现的试剂和HC＝CH—CH3为
原料合成
CH3 ，设计其合成路线：
Br
HC＝CH—CH3
NH2
Br H2/Ni △
CH3
Br
CO(NH2)2
CH3
NH2 CH3
③形成环酯：
Ni/△
⑤付克烷基化反应
+ Cl-CH2CH3 无水AlCl3
CH2CH3 + HCl
⑥加聚反应
nCH2＝CH2 一定条件下 [ CH2—CH2 ]n
⑦酯化反应
O CH3—C—OH+H—1O8 —C2H5 浓H2SO4
O CH3—C—18O—C2H5 + H2O
⑧分子间脱水
C2H5−OH + HO−C2H5浓1H420S℃O4C2H5−O−C2H5 + H2O
加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应将其转变为碳碳双键。
C＝C
CH2 CHCH2OH
＋HX
—C—C— XH
NaOH/醇 △
C＝C
CH2Cl—CH2CH2OH CH2Cl—CH2COOH
CH2 CHCOOH
（4）醛基的保护 醛基保护一般是把醛基制成缩醛，具体办法是先用乙二醇与醛基在干
HCl催化下反应生成缩醛。然后待反应结束后，再将缩醛水解得到醛基。
COOCH3与过量NaOH溶液 —OOCCH3
e.酚盐溶液与盐酸、CO2反应： ONa + HCl
ONa + CO2+H2O
④引入醛基： a.伯醇催化氧化：如：乙醇催化氧化制乙醛
b.烯烃催化氧化： 如：乙烯催化氧化制乙醛
c.炔烃与水加成反应： 如：乙炔催化水化制乙醛
⑤引入羧基：
a.醇、醛的氧化： 如：乙醇与酸性KMnO4、乙醛催化氧化制乙酸
人教版2019高中化学选择性必修三
第三章 烃的衍生物
第五节 有机合成 第1课时
•
从远古时代起，人类长期依靠自然界的资源生存。在实践中，人
类逐渐学会了对自然资源进行加工和转化，从生物体中获得有机化
合物。
• 自然资源是有限的，天然有机物的性能并不能满足人们的全部需要。
• 19世纪20年代，德国化学家维勒合成了尿素，开创了人工合成有机
物的新时代
• 人们陆续合成了多种天然有机物，还合成了大量自然界并不存在的
新的有机物，以满足生产、生活和科学研究对物质性能的特殊需要。
• 有机合成帮助人们发现和制备了系列药物、香料、染判、催化剂、
添加剂等，有力地推动了材料科学和生命科学的发展。
【思考】有机合成的主要任务是什么？ 有机合成使用相对简单易得的原料，通过有机化学反应来构建
CHO CH3OH
OH
CH OH
OCH3
OCH3
CH
2O/H＋
CHO O
练习4、在药物、香料合成中常利用醛和醇反应生成缩醛来保护 醛基，此类反应在酸催化下进行．例如
已知烯烃在一定条件下可以发生氧化，如：
请设计合理方案由CH2＝CH－CHO制备甘油醛(
)
提示：合成反应流程图表示方法示例如下：
⑵缩短碳链 ①通过氧化反应等使烃分子链缩短。如烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被
高锰酸钾溶液氧化。
CH≡C—R
CO2＋RCOOH
⑵缩短碳链： ②脱羧反应 羧酸钠与碱石灰共热，可发生脱羧反应生成烃。
R-COONa + NaOH
CaO △
R-H + Na2CO3
思考：对甲基苯甲酸钠的脱羧反应?
③烷烃的分解反应 C4H10 △ CH4+C3H6
4、官能团的衍变 ①利用官能团的衍生关系进行衍变
线路1
CH2=CH2
H2O
O2
CH3CH2OH
O2
CH3CHO
CH3COOH
催化剂/ Δ
Cu/ Δ
催化剂/ Δ
线路2
CH3CH2Br
CH3CH2OH 浓硫酸/ Δ
CH3COOCH2CH3
CH2===CH2 CH2X—CH2X
HOH2C—CH2OH
OHC—CHO HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯
CH3CH2Cl+NaCN→CH3CH2CN+NaCl
H2O , H＋ CH3CH2COOH
卤代烃与炔钠的反应
CH3C≡CNa+CH3CH2Cl→CH3C≡CCH2CH3+NaCl 2CH3C≡CH+Na 液氨 2CH3C≡CNa+H2↑
③由格氏试剂与卤代烃、醛、酮反应增长碳链：
RCl + Mg
无水乙醚 RMgCl
（2）消除羟基
取代、消去、酯化、氧化
（3）消除醛基、酮羰基 加成、氧化
（4）消除碳卤键 （5）消除酯基、酰胺基
消去、水解 水解
练习2、由乙烯和其他无机原料合成环状酯E和高分子化合物H的 示意图如下所示：
写出各步反应的方程式：
已知以下信息： ①同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基； ②D可与银氨溶液反应生成银镜； ③F有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。 写出各步反应的方程式：
催化剂
CH3—CH＝CHCHO＋H2O
练习1、乙烯有机化工生产中重要的基础原料，请以乙烯为基本原料合
成正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH），写出有关反应的化学方程式。
【解析】
OH
CH2＝CH2 H2O
催化剂/△
CH3CH2OH
Cu/O2 CH3CHO △
CH3—CH—CH2CHO △ H2O
CH3—CH2—CH2—CH2—OH ＋H2 CH3—CH＝CHCHO
(5)氨基的保护方法: 氨基易被O2、O3、H2O2等氧化
—H—C→l
—O—H→－
练习5、甲苯合成对氨基苯甲酸合成路线设计：
浓硝酸
浓硫酸，加热 CH3
NO2 KMnO4/H＋
NO2 Fe/HCl
NH2
CH3
COOH
COOH
④酯的水解反应
稀硫酸
CH3COOC2H5＋H2O
△ CH3COOH＋C2H5OH
（3）碳链成环： ①由二卤代烃与钠或锌作用形成环。
+ Zn
+ ZnCl2
②第尔斯阿尔德反应(DielsAlder reaction)。
共轭二烯烃(两个碳碳双键之间隔一个单键)与含碳碳双键的化合物
在一定条件下发生环加成反应，形成环状碳骨架。
b.烯烃、炔烃与卤素单质、卤化氢的加成反应：
CH3CH=CH2 + Br2 CH3CH=CH2 + HBr CH3CH=CH2 + HBr(过氧化物作用下) CH2=CHCH=CH2 + Br2（按照物质的量1：1反应） CH3C≡CH 与过量溴水
c.醇与氢卤酸的取代反应： CH3CH2CH2—OH + HCl CH3CH2CHCH3 + HBr OH
线路3
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个
CH3CH2OH 消去 CH2=CH2 加成
水解
或 CH3CH2X
③通过某种手段，改变官能团的位置。
消去
加成
CH3CH2CH2
CH3CH=CH2
CH3CHCH3
水解
CH3CHCH3
OH
Cl
OH
练习3、下列有机合成中①②步骤的目的是什么？
提示：①保护酚羟基不被氧化； ②引入羧基。
④形成环醚：
HO
浓硫酸
OH △
（4）碳链开环 ①环酯水解开环 ②环烯烃氧化开环
KMnO4 HOOC
H＋
HOOC
2. 引入官能团 有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应,
可以实现有机化合物类别的转化,并引入目标官能团。 ①引入碳碳双键： 卤代烃的消去反应 （NaOH醇溶液，加热） 醇的消去反应 （浓硫酸，加热） 炔烃的不完全加成反应 （催化剂，加热）
△ ＋
CH3
+ + +
CH3 △
CH3
△
CH3
△
COOCH3
练习2、盐酸金刚烷胺是一种治疗和预防病毒性感染的药物，可用于抑 制病毒穿入宿主细胞，从结构上看是一种对称的三环状胺，可以利用 环戊二烯(CPD)来制备合成，流程图如下：
①
H2/Ni
△
CPD
DCPD
AlCl3,H2O
②
X
金刚烷
Br
Y
尿素
NH2·HCl
碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。
合成方式： 1. 构建碳骨架 2. 引入官能团
1. 构建碳骨架： 碳骨架是有机化合物分子的结构基础，进行有机合成时需要考虑
碳骨架的形成，包括碳链的增长和缩短、成环等过程。 ⑴增长碳链：
当原料分子中碳原子数少于目标分子时，可以通过引入含碳原子 的官能团等方式使碳链增长。
例如： CH3CH2CHCH3 CH3CH2CHCH3 CH3C≡CH
Cl
OH
②引入碳卤键： a.烷烃、苯及其同系物、烯烃与卤素单质的取代反应：
CH3CH3 + Cl2 生成氯乙烷
+ Br2生成溴苯
CH3 + Br2 生成邻溴甲苯
CH3CH=CH2 + Cl2 生成3-氯丙烯
CH3 + Br2 生成溴化苄