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1、走进奇妙的化学世界走进奇妙的化学世界选择性必修选择性必修3第三章 烃的衍生物第五节 有机合成引入官能团有机有机合成合成的的主要主要任务任务方法方法碳骨架的构建碳骨架的构建官能团的引入官能团的引入碳链碳链增长增长碳链缩短碳链缩短碳链的成环碳链的成环碳链的开环碳链的开环引入碳卤键引入碳卤键引入碳碳双键或三键等引入碳碳双键或三键等引入羟基引入羟基引入醛基引入醛基引入羧基等引入羧基等 有有选择地通过选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应，等有机化学反应，可以实现有机化合物类别的转化，并引入目标官能团可以实现有机化合物类别的转化，并引入目标官能团。(课本课本P8
2、4)P84)一、一、官能团的引入官能团的引入4人小组进行讨论，按白纸上的内容书写，然后派代表总结汇报。1 1、引入碳碳双键的三种方法、引入碳碳双键的三种方法（1 1）醇的消去反应）醇的消去反应CHCH3 3CHCH2 2OHOH浓硫酸浓硫酸170 170 CH CH2 2=CH=CH2 2+H+H2 2O O醇醇CHCH2 2=CHCH2 2+NaBr+H+NaBr+H2 2O O C CH H3 3CHCH2 2BrBr+NaOH+NaOH（2 2）卤代烃的消去反应）卤代烃的消去反应（3 3）炔烃的不完全加成反应）炔烃的不完全加成反应CHCHCH+HBrCH+HBr CHCH2 2=CHBr
3、CHBr 催化剂催化剂CHCHCH+CH+ClCl2 2ClClCH=CHCH=CHClCl 催化剂 注意：消去反应的条件！注意：消去反应的条件！1 1一、一、官能团的引入官能团的引入（1 1）烷烃、苯及其同系物的卤代）烷烃、苯及其同系物的卤代CHCH4 4+Cl+Cl2 2 CHCH3 3ClCl+HCl+HCl光照光照（3 3）烯烃烯烃(炔烃炔烃)与与 HX HX 或或X X2 2 的加成的加成CHCH2 2=CH=CH2 2+Br+Br2 2 BrBrCHCH2 2CHCH2 2BrBr（2 2）醇与）醇与 HX HX 的取代的取代C C2 2H H5 5OH +HBr COH +HBr
4、 C2 2H H5 5Br+HBr+H2 2O OCHCH2 2=CH=CH2 2+HBr+HBr CHCH3 3CHCH2 2BrBr催化剂催化剂+Br+Br2 2BrBr+HBr+HBrFeBrFeBr3 32 2、引入碳卤键的三种方法引入碳卤键的三种方法注意：取代反应条件！注意：取代反应条件！CHCH2 2=CHC=CHCH H3 3+Cl+Cl2 2 CH CH2 2=CHCH=CHCH2 2Cl+HClCl+HCl500600500600CHCH3 3CHCHCHCH2 2HCl HCl CHCH3 3CHCHCHCH3 3ClCl催化剂催化剂CHCHCHCHHClHClCHCH2
5、2CHCHClCl(1)(1)烯烃与水的加成烯烃与水的加成 （3 3）卤代烃的水解）卤代烃的水解 CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2Cl+Cl+NaOHNaOH CH CH3 3CHCH2 2CHCH2 2OH OH+NaNaCl Cl H H2 2O O3.3.羟基的羟基的引入引入（4 4）酯的水解）酯的水解CHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5NaOH NaOH CHCH3 3COONaCOONaC C2 2H H5 5OHOHCHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5H H2 2O O CHCH3 3COOHCOOHC C2 2H H5 5OHOH稀硫酸CHCH3
6、 3CHCHCHCH2 2H H2 2O O CHCH3 3CHCHCHCH3 3催化剂催化剂加热、加压加热、加压OHOH（2 2）醛（酮）与）醛（酮）与H H2 2的加成的加成 O OC CCHCH3 3CHCH3 3 H H2 2催化剂催化剂OHOHCHCHCHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHOCHO +H+H2 2 CHCH3 3CHCH2 2OHOH催化剂催化剂（5 5）酚）酚羟基羟基的引入方法的引入方法 酚酚盐溶液与盐溶液与COCO2 2、HClHCl等反应等反应NaClOH+HCl ONaNaHCO3OH+CO2+H2O ONa苯的卤代物水解生成苯酚苯的卤代物水解生成苯酚
7、ClClH H2 2O O一定条件下一定条件下-OHOH HClHCl3.3.羟基的羟基的引入引入4.4.醛基和酮羰基的醛基和酮羰基的引入引入（1 1）醇的氧化）醇的氧化（2 2）炔烃水化）炔烃水化（3 3）某些烯烃）某些烯烃、炔烃被炔烃被O O3 3或酸性高锰酸钾溶液氧化或酸性高锰酸钾溶液氧化CH3COOH+Zn/H2OO3OHCCH2CH2CH2CH2CHO2R2RCHCH2 2OHOHCuCu2R2RCHOCHO+O+O2 2+2H+2H2 2O ORRC C RRO OCuCu+H+H2 2O ORRCHCHRR+O+O2 2OHOHCHCHCHCHH H2 2O O CHCH3 3C
8、HOCHO 醛的氧醛的氧化反应化反应酯酯、酰胺的水解反应、酰胺的水解反应2CH2CH3 3CHO+OCHO+O2 22CH2CH3 3COOHCOOHCHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5H H2 2O O CHCH3 3COOHCOOHC C2 2H H5 5OHOH稀硫酸稀硫酸5.5.羧基的羧基的引入引入CHCH3 3CHOCHO2Cu(OH)2Cu(OH)2 2NaOH NaOH CH CH3 3COONaCOONaCuCu2 2O O3H3H2 2O OCHCH3 3COOHCOOHH HRCONHRCONH2 2 NaOH RCOONa NaOH RCOONa NHNH3
9、3RCONHRCONH2 2 H H2 2O O HCl RCOOH HCl RCOOH NHNH4 4ClClR RCOOHCOOHH H某些某些烯烃、炔烃、烯烃、炔烃、芳香烃芳香烃侧链侧链被酸性被酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液氧化的反应氧化的反应 C CCH-RCH-RR R1 1R R2 2KMnOKMnO4 4H HC CO O R R-COOH-COOHR R1 1R R2 2CHCHC-RC-RKMnOKMnO4 4H HCOCO2 2R RCOOHCOOHCHCHR RR R1 1KMnOKMnO4 4H HHOOCHOOC5.5.羧基的羧基的引入引入伯伯醇醇被酸性被酸性高锰
10、酸钾或重铬酸钾溶液高锰酸钾或重铬酸钾溶液氧化的反应氧化的反应1.1.官能团种类变化官能团种类变化CHCH3 3CHCH2 2-Br-Br水解CHCH3 3CHCH2 2-OH-OH氧化CHCH3 3-CHO-CHOCHCH3 3-COOH-COOH氧化CHCH3 3CHCH2 2-Br-Br消去消去CHCH2 2=CH=CH2 2加加BrBr2 2BrBrCHCH2 2CHCH2 2BrBr3.3.官能团官能团位置位置变化变化CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2-OH-OHCHCH3 3CH=CHCH=CH2 2CHCH3 3CH-CHCH-CH3 3BrBr2.2.官能团官能团数目数目
11、变化变化CHCH3 3CHCH2 2-OH-OH消去消去CHCH2 2=CH=CH2 2加加BrBr2 2BrBrCHCH2 2CHCH2 2BrBr水解水解HOCHHOCH2 2CHCH2 2OHOH消去消去HBrHBr水解水解CHCH3 3CH-CHCH-CH3 3OHOH二、官能团的转化二、官能团的转化通常有碳碳双键、羟通常有碳碳双键、羟基、醛基和氨基等需基、醛基和氨基等需要保护。要保护。(课本课本P84)P84)CHCH2 2CHCHCHCH2 2OHOHCHCH2 2CHCOOHCHCOOHKMnOKMnO4 4/H/H1.1.碳碳双键的保护碳碳双键的保护三、官能团的保护三、官能团的
12、保护 ：通常用通常用加成反应加成反应保护，保护，消去反应消去反应恢复。恢复。HBrHBr催化剂催化剂CHCH3 3CHCHCHCH2 2OHOHBrBrKMnOKMnO4 4/H/HCHCH3 3CHCOOHCHCOOHBrBrNaOH/NaOH/醇醇CHCH2 2CHCOONaCHCOONaH H+碳碳双键碳碳双键恢复恢复碳碳双键碳碳双键保护保护 碳碳双键易被氧化通常用碳碳双键易被氧化通常用加成反应加成反应保护，保护，消去反应消去反应恢复。恢复。CCHXCCXHNaOH/醇CCCCH2OCCOH H浓硫酸CC1.1.碳碳双键的保护碳碳双键的保护 因因酚羟基易被氧化酚羟基易被氧化，故在加入氧化
13、剂之前将，故在加入氧化剂之前将-OHOH转化为醚键（转化为醚键（-OCHOCH3 3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OHOH，其过程表示为，其过程表示为OCHOCH3 3COOHCOOHOHOHCOOHCOOHCHCH3 3I IKMnOKMnO4 4/H/HH HOCHOCH3 3CHCH3 3OHOHCHCH3 32.2.酚羟基的保护酚羟基的保护ONaONaCOOHCOOHKMnOKMnO4 4/H/HONaONaCHCH3 3NaOHNaOHH HOHOH转化为转化为ONaONa1.1.下列有机合成中下列有机合成中步骤的目的是什么？步骤的目的是什么？
14、步骤步骤目的：目的：保护酚羟基不被氧化保护酚羟基不被氧化酯化酯化【同步练习】【同步练习】步骤步骤目的：目的：引入羧基引入羧基2.2.有机合成的设计流程中有如下环节，其目的是什么有机合成的设计流程中有如下环节，其目的是什么？保护羰基不被反应【同步练习】【同步练习】3 3、有机物甲的结构简式为有机物甲的结构简式为 ，它可以通过下列路线合成，它可以通过下列路线合成(分离方法分离方法和其他产物和其他产物 已经略去已经略去)。下列说法不正确的是。下列说法不正确的是()()A.A.甲可以发生取代反应、加成反应甲可以发生取代反应、加成反应B.B.步骤步骤的反应类型是取代反应的反应类型是取代反应C.C.步骤步
15、骤和和在合成甲过程中目的是保护氨基不被氧化在合成甲过程中目的是保护氨基不被氧化D D.步骤步骤的反应方程式是的反应方程式是 D D4.4.由由苯酚制取苯酚制取A AB B C CD D时，最简便的流程需要下列哪些反应时，最简便的流程需要下列哪些反应其正确的顺序是（其正确的顺序是（）取代；取代；加成；加成；氧化；氧化；消去；消去；还原还原B B-OH-OH-OH-OH-Br-Br-Br-Br加成加成消去消去加成加成取代取代【同步练习】【同步练习】【课堂练习】教材P91答案：卤代烃性质活泼，可以发生取代、消去等反应，转化为多种有机化合物。因此，引入卤素原子常常是改变有机分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用。【课堂练习】教材P91加成反应加成反应消去反应消去反应CHCH2 2CHCHCHCHCHCH2 2CHCH2 2CCH=CHCCH=CH2 2ClClClClCHCH2 2=CCH=CH=CCH=CH2 2ClCl官能团官能团的转化的转化：包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等：包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等【课堂练习】教材P92消去反应取代（水解）反应