官能团转换
官能团转换
利用有机物的化学反应实现官能团转换是制备有机化合物的基本方法。
一、转换成碳－碳双键的方法
1．醇的消除反应
C H C
OH
C C+ H2O
H2SO4
活性顺序：叔醇>仲醇>伯醇；反应遵循札依采夫规律。2．卤代烷的消除反应
C H C
X
C C+ HX
NaOH/ROH
活性顺序：叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷；反应遵循札依采夫规律。3．季铵碱的消除反应
C
H
C NR3OH C C+ NR3 + H2O
反应遵循霍夫曼规律（得到双键上取代最少的烯烃）。
二、转换成碳－碳叁键的方法
二卤代烷或卤代烯烃的消除反应
C H H C
X
X
C C+ HX
NaOR/ROH
C H C X
三、转换成碳－卤键的方法
1． 烷烃的取代反应
C
H hv
X 2C
X + HX
活性顺序：叔碳H 、烯丙式H 、苄基H > 仲碳H > 伯碳H ； Cl 2>Br 2。
反应条件：光照、高温、过氧化物。
2． 烯烃、炔烃的加成反应
C H
C X
C C
HX
C X
C X
C C
X 2
C C
HX
C C H H X X C C H X HX
C C
X 2C C X X X X
C C
X X X 2
3． 芳烃的取代反应
X 2FeX 3
X
4． 醇的取代反应
C OH
HX 或PX 3
C X
活性顺序：叔醇>仲醇>伯醇；HI>HBr>HCl 。
5． 重氮盐的取代反应
N N
X
CuX
X ：Cl 、Br ，I 取代时用KI 。
四、转换成羟基的反应
1． 卤代烷的水解反应
NaOH/H 2O
C OH
C X
活性顺序：碘代烷>溴代烷>氯代烷
2． 格氏试剂与醛、酮的加成反应
C
O (1)RMgX (2)H 2O
C OH R
由甲醛得到伯醇、由其它醛得到仲醇、由酮得到叔醇。
3． 羰基、酯基、羧基的还原反应
C
O C OH
H H 2/Ni LiAlH 4或 NaBH 4
由醛得到伯醇、由酮得到仲醇。 C R'
O
OR
CH 2OH R'H 2/Ni LiAlH 4
CH 2OH R +
C R O
OH
LiAlH 4
CH 2OH R
4． 烯烃与水的加成反应
C H
C OH C C
H 2O/H 2SO 4
按马氏规则，烯烃在酸催化下加水得不到伯醇（除乙烯外）；端基烯可以通过硼氢化反应得到伯醇。
5． 环氧乙烷及取代的环氧乙烷的开环反应
O
H 2O/H + 或OH -
R
R
OH
R OH
或
O
R
OH
(1)RMgX/(2)H 2O
6． 伯胺与亚硝酸的反应
R(Ar)NH 2
NaNO 2/HCl
R(Ar)OH
五、转换成氧桥（醚键）的反应 1． 醇的脱水反应
H 2SO 4
RCH 2OH
RCH 2OCH 2R + H 2O
2． Willianmson 缩合反应
R(Ar)ONa + R'X
R(Ar)O R' + NaX
六、转换成羰基的反应 1． 醇的氧化反应
C
O CH
OH [O]
仲醇常用KMnO 4、K 2Cr 2O 7、HNO 3等氧化剂，伯醇用CrO 3－吡啶氧化成醛。
2． 炔烃与水的加成反应
C C
H 2O
HgSO 4/H 2SO 4
C CH 2
O
3． 烯烃的臭氧化反应
C
O C C
H
(1)O 3(2)Zn/H 2O C O H
+
4． 芳环上的酰基化反应（Friedel －Crafts 酰基化反应）
RCOX 或(RCO)2O AlCl 3
R
O
5． β-羰基酸酯的分解反应
R
COOR'
O Y H 3O +
R Y
O
七、转换成羧基的反应 1． 伯醇和醛的氧化反应
RCH 2OH [O]
RCOOH RCHO
常用KMnO 4、K 2Cr 2O 7、HNO 3等氧化剂。
2． 由卤代烷的转化
R X
NaCN
R CN H 3O +
R COOH
Mg/Et 2O
R MgX
(1)CO 2(2)H 3O +
R COOH
3． 甲基酮的卤仿反应
C O
(Ar)R CH 3
NaClO
COOH
(Ar)R
4． 烷基苯的氧化反应
C H
KMnO 4
COOH
只有含α-H 的取代苯才能被氧化。
5． 羧酸衍生物的水解反应
C R Y O H 2O/H + 或OH -C R OH + H O Y
Y: X, OCOR, OR', NH 2, NHR 2, NR'2
6． 烯烃（炔烃）的氧化反应
COOH R CH CH +R R'KMnO 4/H +COOH R'
COOH R C
C +R R'
KMnO 4/H +
COOH
R'
八、转换成氨基的反应 1． 硝基苯的还原反应
NO 2
[H]
NH 2
常用Fe/HCl 、Sn/HCl 、SnCl 2等还原剂。
2． 卤代烷的取代反应
R X
NH 3
RNH 2 、R 2NH 、R 3N
官能团化和官能团的转换
芳烃的官能团化：
R
COR
Alkylation
Acylation
Reduction
CH 2R
Nitration
NO 2
Sulfonation
SO 3H
Halogenation
X
Chloromethylation
CH 2Cl
ArN 2 Cl , OH
Ar
烯烃的官能团化：
RCH2-CH=CH2
Reduction
RCH2CH2CH3
Carbene addition
RCH2
H
C CH2
H2C
Radical addition
RCH2CH2CH2Br
α-H reaction
Halogenation
Oxidization
RCHBrCH=CH2
H2C=CHCHO(R=H)
Oxidization
RCH3CH CH2
O
,RCH2
H
C CH2
OH OH
,RCH2CHO+HCHO Electrophilic addition
HX
(X=Cl,Br,I,HSO4,OH,OCOCH3)
RCH2CHCH3
X
V W
RCH2CHCH2
Wδ+ Vδ-
(As X2, HOX)
R-C CH
Nucleophilic addition
R'OH
R C CH
2
OR'
R'COOH
R C CH
2
OCOR'
HCN
R C CH
2
CN Electrophilic addition
X2
RCHX=CHX,RCX2CHX2
HX
RCX=CH2,RCX2CH3
H2O
R-C=CH2
OH
or RCCH
3
O
①B2H6②OH
RCH2CHO
Reduction
RCH2CH3
D-A reaction
R
O CH3COONO2
O
O2N
H
OCOCH3
H
O NO
2 ArN2 Cl
O Ar
+
O
Ar
①HgCl2/NaOAc, ②X2
O X
C5H5N SO3
O SO
3
H
(CH3CO)2O
O COCH
3
①(CH3)2NCHO, POCl3②H2O
O CHO
噻吩的官能团化：
S CH3COONO2
S NO
2
HCHO,HCl
S CH
2
Cl
S X
S SO
3
H (CH3CO)2O
S COCH
3 I2/HgO
S I
H2SO4
NBS
吡啶的官能团化：
N
N
N
N
N
N Electrophilic substitution
Nucleophilic substitution
Br2
Br
Nitration
Bromination
Sulfonation
Amination
Alkylation
Hydroxylation
NO2
SO3H
NaNH2
NH2
OH
PhLi
N
Ph
羟基的转换：
Reduction
O-alkylation
Elimination
Halogen substitution
CH
C
OH
CH
C
X
CH
C
H
CH
C
OR
Esterification
CH
C
OCOR
ArOH
Halogen substitution
ArX
O-alkylation
ArOR
Esterification
ArOCOR
氨基的转换：
ArNH2 (RNH2)
N-alkylation
ArNHR'
N-alkylation
ArNR2', ArNR3'
N-nitrosation
NNO
Ar
R'
NNH2
Ar
R'
Reduction
N-acylation
ArNHCOR'
Sulfamation
ArNHSO2Ar'
Diazotization
ArN2
Couplation
Ar-N=N-Ar'
Hydrolyzation
ArOH
H-substitution
ArH
Cyan-substitution ArCN
Halogen-substitution ArX
NaBF4
Δ
ArF
NaNO2
ArNO2
ArN2BF4
Reduction
ArNHNH2,ArNH2
(R)
(R)
(R)
(R)(R)
(R)(R)
CF3CO3H
ArNO2
硝基的转换：
ArNO2Fe/HCl or H2/Ni
ArNH2
Zn/NH4Cl
ArNHOH
Zn/NaOH(H2O)
ArNHNHAr
Zn/NaOH(CH3OH)
Ar-N=N-Ar
As2O3/NaOH
Ar-N=N-Ar
O
Oxidization
ArNO
氰基的转换：
RCN
Hydrolyzation
RCONH2, RCOOH
Alcoholyzation
RCOOR'
Reduction
RCH2NH2
①R'MgX/ether②H3O
+
RCOR'
醛和酮的转换：
R CH2
C
H (R')O
Reduction
H2/Ni or LiAlH4R CH
2
CH
H
(R')
OH
Zn-Hg/HCl
R CH2
CH2
H
(R')
Addition
①R''MgX②H3O R CH2
C
H
(R')
OH
R''
HCN R CH
2
C
H
(R')
OH
CN
H3O R CH2
C
H
(R')
OH
COOH
NaHSO3R CH2
C
H
(R')
OH
SO3Na
R''OH/H
R CH2
C
H
(R')
OH
OR''
R''OH/H R CH
2
C
H
(R')
OR''
OR'' Condensation
HCHO,R1R2NH/HCl R CH
C
H
(R')
O
CH2NR1R2
HC
X
Y
, R1NH2
R CH2
C
H
(R')
NHR1
CH
Y
X
R CH2
C
H
(R')
C
X
Y
OH
R-CH2-C-CH-C-H
H
OH
R O
(R')
(R')
R-CH2-C=C-C-H
H R O
(R')
(R')
CH2COOEt
CH2COOEt
R CH2
C
H
(R')
C
COOEt
CH2COOEt
R''CHCOOEt,RONa
X
R CH2
C
H
(R')
C
R''
COOEt
O
①XCH2COOEt/Zn②H3O R CH2
C
H
(R')
OH
CH2COOEt
Ph3P=CR2'
R
CH2
C
H
(R')
CHCOOEt
NH2-Y
R CH2
C
H
(R')
N-Y(Y:OH,NH2,NHPh,NHCONH2,etc.)
RCOOH
Reduction
RCH2OH
Esterification
RCOOR'
Reduction RCH
2
OH+R'OH
①R''MgX②H2O
C
R
R'
OH
R''
R''OH
RCOOR''+R'OH
R''COOH
R''COOR'+RCOOH
R''CH2COR'''/EtONa
RCOCHCOR'''
R''
R''CH2COOR'''/EtONa
RCOCHCOOR'''
R''
Amidation
RCONH2
NaOX
RNH2
LiAlH4
RCH2NH2
-H2O
RCN
RCOX
NH3
NH3
Halogenation
Reduction
RCH2OH, RCHO
R'MgX/ether
RCOR',C
R'
OH
R R'
ArH/Lewis acid
ArCOR
R'OH
RCOOR'
Δ
(RCO)2O
RCOONa
ArH/Lewis acid
ArCOR
NH3
RCONH2
R-CH2-CH-R'
X
KOH-C2H5OH
R-CH=CH-R'
LiAlH4
RCH2CH2R'
Mg/ether
R-CH2-CH-R'
MgX
Li/N2
R-CH2-CH-R'
Li
Na
R-CH2-CH
R'2
OH
CN
R''O
NHR1R2
R''C CNa
R''MgX
NaSH
NaSR''
Na[CH(CO2Et)2]
R-CH2-CH-R'
OH
R-CH2-CH-R'
CN
R-CH2-CH-R'
OR''
R-CH2-CH-R'
NR1R2
R-CH2-CH-R'
C
R-CH2-CH-R'
R''
R-CH2-CH-R'
SH
R-CH2-CH-R'
SR''
R-CH2-CH-R'
CH(CO2Et)2
CR''
有机合成中有机物官能团的引入消除和转化方法
有机合成中有机物官能团的引入消除和转化方 法 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法 1.官能团的引入 2．官能团的消去 (1)通过加成反应消除不饱和键。 (2)通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。 (3)通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。 (4)通过消去反应或水解反应消除卤素原子。 3．官能团的转化 (1)利用衍变关系引入官能团，如卤代烃水解取代伯醇(RCH 2OH)氧化还原醛――→氧化羧酸。 (2)通过不同的反应途径增加官能团的个数，如 (3)通过不同的反应，改变官能团的位置，如 有机合成中碳架的构建 1．有机成环反应 (1)有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的。如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。 (2)成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。 2．碳链的增长 有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。 (1)与HCN 的加成反应 (2)加聚或缩聚反应，如n CH 2 (3)酯化反应，如CH 3CH 2OH ＋CH 3COOH 浓 CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O 。 3．碳链的减短 (1)脱羧反应：R —COONa ＋NaOH ――→CaO △R —H ＋Na 2CO 3。 (3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。 (4)烃的裂化或裂解反应：C 16H 34――→高温C 8H 18＋C 8H 16； C 8H 18――→高温C 4H 10＋C 4H 8。 合成路线的选择 1．中学常见的有机合成路线 (2)一元合成路线 R —CH=CH 2――→HX 卤代烃――→NaOH 水溶液△ 一元醇――→氧化一元醛――→氧化 一元羧酸―→酯 (3)二元合成路线 CH 2=CH 2――→X 2CH 2X-CH 2X ――→NaOH 水溶液△二元醇――→氧化二元醛――→氧化二元羧酸→????? 链酯环酯 高聚酯
官能团的转化
有机反应类型与官能团之间的转化 一、有机化学反应类型归纳 1．取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。包括：卤代反应、硝化反应、磺化反应、卤代烃的水解反应、酯化反应、酯的水解反应、醇分子间脱水反应等。 2．加成反应：有机物分子中不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。包括：与氢气的加成反应 (烯、二烯、炔的催化加氢；苯、苯的同系物、苯乙烯催化加氢；醛、酮催化加氢；油脂的加氢硬化)|、与卤素单质的加成反应、与卤化氢的加成反应、与水的加成反应等。 3．脱水反应：有机物在适当条件下，脱去相当于水的组成的氢氧元素的反应。包括分子内脱水(消去反应)和分子间脱水(取代反应)。 4．消去反应：有机物在适当条件下，从一个分子脱去一个小分子(如水、HX等)，而生成不饱和(双键或三键)化合物的反应。包括醇的消去反应和卤代烃的消去反应。 5．水解反应：广义的水解反应，指的凡是与水发生的反应，中学有机化学里能够与水发生水解反应的物质，一般指的卤代烃水解、酯的水解、油脂的水解(含皂化)、糖类的水解、肽及蛋白质的水解等。 6．氧化反应：指的是有机物加氧或去氢的反应。包括： (1)醇被氧化：羟基的O—H键断裂，与羟基相连的碳原子的C—H键断裂，去掉氢原子形成C＝O键。注意：叔醇(羟基所在碳原子上无H)不能被氧化： ； (2)醛被氧化：醛基的C—H键断裂，醛基被氧化成羧基： ； (3)乙烯氧化：2CH2＝CH2+O22CH3CHO； (4)有机物的燃烧、不饱和烃和苯的同系物使酸性KMnO4溶液褪色等。 (5)醛类及含醛基的化合物与新制碱性Cu(OH)2或银氨溶液的反应； (6)苯酚在空气中放置转化成粉红色物质(醌)。 7．还原反应：指的是有机物加氢或去氧的反应。包括： (1)醛、酮、烯、炔、苯及其同系物、酚、不饱和油脂等的催化加氢。 (2) C6H5-NO2 + 3Fe + 6HCl → C6H5-NH2 + 3FeCl2 + 2H2O 8．酯化反应：酸和醇作用生成酯和水的反应。 9．聚合反应：是指由小分子单体相互发生反应生成高分子化合物的反应。包括加聚反应和缩聚反应。 10．裂化反应：在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的长链烃，断裂为相对分子质量小、沸点低的短链烃的反应。深度裂化叫裂解。 11．显色反应、颜色反应： (1)苯酚溶液滴加氯化铁溶液——显紫色。 (2)淀粉溶液加碘水——显蓝色。 (3)蛋白质(分子中含苯环的)加浓硝酸——显黄色 二、官能团之间的转化知识梳理
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法 (2)
精心整理有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法 1.官能团的引入 2．官能团的消去 (1)通过加成反应消除不饱和键。 (2)通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。 (3)通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。 (4)通过消去反应或水解反应消除卤素原子。 3．官能团的转化 (1)利用衍变关系引入官能团，如卤代烃伯醇(RCH (2) (3) 1． (1) (2) 2． (1)与 (2) (3) 3． (1) (3) (4) 1． (1) (2) 二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→ (3)芳香化合物合成路线： 2．有机合成中常见官能团的保护 (1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为 —ONa(或—OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。 (2)碳碳双键的保护：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等的加成反应将其保护起 来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 (3)氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把
—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。 有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法练习【例1】工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯()，其过程如下： 据合成路线填写下列空白： (1)有机物A的结构简式：____________________________________________________， B的结构简式：_____________________________________________________________。 (2)反应④属于__________反应，反应⑤属于____________反应。 (3)③和⑥的目的是__________________________________________________________。 (4) 【例2】 去)。 (1) (2) B： (3) ④ ⑤ ⑥ (4)在NaOH溶液中水解的化学方程式： 【例3】 1,4- A 【例4】 化合物，苯环上只含一个直支链，能发生加聚反应和水解反应。测得M的摩尔质量为 162g·mol－1，只含碳、氢、氧三种元素，且原子个数之比为5∶5∶1。 (1)肉桂酸甲酯的结构简式是。 (2)G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体，其分子结构模型如图所示(图中球与球之间连线表示 单链或双键)。G的结构简式为。 (3)以芳香烃A为原料合成G的路线如下： ①化合物E中的含氧官能团有________(填名称)。 ②E―→F的反应类型是__________，F―→G的化学方程式为_______________________。
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法
有机合成中有机物官能团的引入、消除与转化方法1.官能团的引入
2.官能团的消去 (1)通过加成反应消除不饱与键。 (2)通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。 (3)通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。 (4)通过消去反应或水解反应消除卤素原子。 3.官能团的转化 (1)利用衍变关系引入官能团,如卤代烃水解 取代伯醇(RCH2OH) 氧化 还原醛――→ 氧化 羧酸。 (2)通过不同的反应途径增加官能团的个数,如 (3)通过不同的反应,改变官能团的位置,如
有机合成中碳架的构建 1.有机成环反应 (1)有机成环:一种就是通过加成反应、聚合反应来实现的;另一种就是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的。如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。 (2)成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。 2.碳链的增长 有机合成题中碳链的增长,一般会以信息形式给出,常见的方式如下所示。 (1)与HCN 的加成反应 (2)加聚或缩聚反应,如n CH 2 (3)酯化反应,如CH 3CH 2OH ＋CH 3COOH 浓 CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O 。 3.碳链的减短 (1)脱羧反应:R —COONa ＋NaOH ――→CaO △R —H ＋Na 2CO 3。
(3)水解反应:主要包括酯的水解、蛋白质的水解与多糖的水解。 (4)烃的裂化或裂解反应:C 16H 34――→高温C 8H 18＋C 8H 16; C 8H 18――→高温C 4H 10＋C 4H 8。 合成路线的选择 1.中学常见的有机合成路线 (1)一元合成路线: 卤代烃――→NaOH/H 2O △一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯 (2)二元合成路线: ――→NaOH/H 2O 二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→????? 链酯环酯 高聚酯 (3)芳香化合物合成路线: 2.有机合成中常见官能团的保护 (1)酚羟基的保护:因酚羟基易被氧化,所以在氧化其她基团前可以先使其与NaOH 反应,把—OH 变为—ONa(或—OCH 3)将其保护起来,待氧化后再酸化将其转变为—OH 。 (2)碳碳双键的保护:碳碳双键也容易被氧化,在氧化其她基团前可以利用其与HCl 等的加成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 (3)氨基(—NH 2)的保护:如在对硝基甲苯――→合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH 3氧化成—COOH 之后,再把 —NO 2还原为—NH 2。防止当KMnO 4氧化—CH 3时,—NH 2(具有还原性)也被氧化。 有机合成中有机物官能团的引入、消除与转化方法 练习 【例1】 工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯( ),其过程如下:
官能团的引入与消去
官能团的引入与消去 一．有机合成中官能团的引入方法 (1)引入C─C ：C═C 或C≡C 与H 2加成； (2)引入C═C 或C≡C ：卤代烃或醇的消去； (3)苯环上引入 (4)引入─X ：①在饱和碳原子上与X 2（光照）取代；②不饱和碳原子上与X 2或HX 加成；③醇羟基与HX 取代。 (5)引入─OH ：①卤代烃水解；②醛或酮加氢还原；③C═C 与H 2O 加成。 (6)引入─CHO 或酮：①醇的催化氧化；②C≡C 与H 2O 加成。 (7)引入─COOH ：①醛基氧化；②─CN 水化；③羧酸酯水解。 (8)引入─COOR ：①醇酯由醇与羧酸酯化；②酚酯由酚与羧酸酐取代。 (9)引入高分子：①含C═C 的单体加聚；②酚与醛缩聚、二元羧酸与二元醇（或羟基酸）酯化缩聚、二元羧酸与二元胺（或氨基酸）酰胺化缩聚 二．有机合成中官能团的消除方法 (1)通过加成反应可以消除C ＝C 或C≡C 。如CH 2＝CH 2 ＋ H 2 CH 3CH 3 (2)通过消去、氧化可消除－OH 。如CH 3CH 2 OH CH 2＝CH 2↑ ＋ H 2O 、2CH 3CH 2OH ＋ O 2 2CH 3CHO ＋ 2H 2O (3)通过加成或氧化可消除－CHO 。如2CH 3CHO ＋ O 2 2CH 3COOH 、CH 3CHO ＋ H 2 CH 3CH 2OH (4)通过水解反应消除—COO —。如CH 3COOC 2H 5 ＋ H 2O → CH 3COOH ＋ C 2H 5OH 。 浓硫酸 170℃
三．有机合成中官能团位置和数目 1．官能团数目的改变：如(1)CH3CH2OH CH2＝CH2X－CH2CH2－X HO－CH2CH2－OH 。 (2)。 2．官能团位置的改变：如(1)CH3CH2CH2Cl CH3CH＝CH2CH3CHClCH3 (2)CH3CH2CH2OH CH3CH＝CH2 CH3CHClCH3CH3CH(OH)CH3。
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法 1.官能团的引入 2．官能团的消去 (1)通过加成反应消除不饱和键。 (2)通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。 (3)通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。 (4)通过消去反应或水解反应消除卤素原子。 3．官能团的转化 (1)利用衍变关系引入官能团，如卤代烃水解取代伯醇(RCH 2OH)氧化还原醛――→氧化 羧酸。 (2)通过不同的反应途径增加官能团的个数，如 (3)通过不同的反应，改变官能团的位置，如 有机合成中碳架的构建 1．有机成环反应 (1)有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的。如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。 (2)成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。 2．碳链的增长 有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。 (1)与HCN 的加成反应 (2)加聚或缩聚反应，如n CH 2 (3)酯化反应，如CH 3CH 2OH ＋CH 3COOH 浓 CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O 。 3．碳链的减短 (1)脱羧反应：R —COONa ＋NaOH ――→CaO △R —H ＋Na 2CO 3。
(3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。 (4)烃的裂化或裂解反应：C 16H 34――→高温C 8H 18＋C 8H 16； C 8H 18――→高温 C 4H 10＋C 4H 8。 合成路线的选择 1．中学常见的有机合成路线 (2)一元合成路线 R —CH=CH 2――→HX 卤代烃――→NaOH 水溶液△一元醇――→氧化一元醛――→氧化一元羧酸―→酯 (3)二元合成路线 CH 2=CH 2――→X 2CH 2X-CH 2X ――→NaOH 水溶液△二元醇――→氧化二元醛――→氧化二元羧酸→???? ? 链酯环酯 高聚酯 (3)芳香化合物合成路线： 2．有机合成中常见官能团的保护 (1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH 反应，把—OH 变为—ONa(或—OCH 3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH 。 (2)碳碳双键的保护：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 等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 (3)氨基(—NH 2)的保护：如在对硝基甲苯――→合成 对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH 3氧化成—COOH 之后，再把—NO 2还原为—NH 2。防止当KMnO 4氧化—CH 3时，—NH 2(具有还原性)也被氧化。 有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法 练习 【例1】 工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯( )，其过程如下： 据合成路线填写下列空白： (1)有机物A 的结构简式：____________________________________________________， B 的结构简式：_____________________________________________________________。 (2)反应④属于__________反应，反应⑤属于____________反应。 (3)③和⑥的目的是__________________________________________________________。 (4)写出反应⑥的化学方程式：_________________________________________________。 【例2】 由环己烷可制备1，4-环己醇二醋酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略去)。
官能团相互转换大全(part1)
i 5-7-g f e d c b a e d c b a i h g f e d c b a h g f e d c b a h g f e d c b a 6-4-3-1-2-i h g f e d c b a C=C -C(O)-CH 3 CH-CH CH-CX F u n c t i o n a l G r o u p I n t e r c o n v e r s i o n C=C C C C=C C C RCH 2-SO 2Ph RC CH C C C-NH 2; C-NO 2C-OH C(OR)2; C(SR)2C=C-OR; C=C-SR C C C N C=N-OH, C=N-H C=S C=O C=O C-C(O)Z C=C C=O C-OH C-X C-N C-H C-N C=O C---OH C-OC(O)R C-X C-OCH 2OR C-NH 2 C-OR C-H C-OH C=C C-H C(O)OR C-(OR)2C-OH C-OR C-CHO C-CO 2H C-CN C=C C=O C-S C-X C-OH C-H C=C j C(O)X h C N j k C-H C-Br 8-C-X i C-OH C-OH C(O)Z d c b a e d c b a f C-NH 2C-H j CX-CY C C X C=O h g f i C CH RCH(CO 2H)-CH 3-C(O)-CH 3 O O O X CRR'=CHX j C O C-NH 2C-CN 9-C-CH 3 C-X a e C=O
1-a dry pyridine: from CaH 2 and distilled triflate mesylate tosylate S O O O RCH 2CF 3 S O O O RCH 2CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 OH (2). for 3' alcohol: LiAlH 4 (1). for 1', 2' alcohol: 1-i h g f e d c b a C-CHO C-CO 2H C-CN C=C C=O C-S C-NH 2C-X C-OH C-H CH 3 CH 3 CH 3 H n -Bu SnH C S O Ph Cl RCH 2-H CH 3 S O O O RCH 2CH 3 S O O Cl RCH 2OH purification textbook ~ $ 30 / Kg toluenesulfonyl chloride (s)methanesulfonyy chloride (l)~ $ 30 / Kg j C(O)X Ph 2SiHCl / InCl 3 Ph Ph Ph Ph JOC, 2001, 66, 7741. ii. Ph 2SiHCl / InCl 3 i. p -TsCl // LiAlH 4 i. ClC(S)OPh // n -Bu 3SnH Cl 2 via: a unique Lewis acid catalyst, acceleratedeoxgyenation InCl 3 indium trichloride ii. Et 3SiH / Lewis acid J. Org. Chem. 2000, 65, 6179 JOC, 2000, 65, 6179. CHCl 2rt, 3 hr
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法
有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法1.官能团的引入
2．官能团的消去 (1)通过加成反应消除不饱和键。 (2)通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。 (3)通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。 (4)通过消去反应或水解反应消除卤素原子。 3．官能团的转化 (1)利用衍变关系引入官能团，如卤代烃水解 取代伯醇(RCH2OH) 氧化 还原醛――→ 氧化 羧酸。 (2)通过不同的反应途径增加官能团的个数，如 (3)通过不同的反应，改变官能团的位置，如
有机合成中碳架的构建 1．有机成环反应 (1)有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机 物脱去小分子物质来实现的。如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。 (2)成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。 2．碳链的增长 有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。 (1)与HCN的加成反应 (2)加聚或缩聚反应，如n CH2 (3)酯化反应，如CH3CH2OH＋CH3COOH浓CH3COOCH2CH3＋H2O。
3．碳链的减短 (1)脱羧反应：R —COONa ＋NaOH ――→CaO △R —H ＋Na 2CO 3。 (3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。 (4)烃的裂化或裂解反应：C 16H 34――→高温C 8H 18＋C 8H 16； C 8H 18――→高温 C 4H 10＋C 4H 8。 合成路线的选择 1．中学常见的有机合成路线 (1)一元合成路线： 卤代烃――→NaOH/H 2O △一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯 (2)二元合成路线： ――→NaOH/H 2O 二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→????? 链酯环酯 高聚酯 (3)芳香化合物合成路线： 2．有机合成中常见官能团的保护 (1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH 反应，把—OH 变为—ONa(或—OCH 3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH 。 (2)碳碳双键的保护：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 等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 (3)氨基(—NH 2)的保护：如在对硝基甲苯――→合成 对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH 3氧化成—COOH 之后，再把—NO 2还原为—NH 2。防止当KMnO 4氧化—CH 3时，—NH 2(具有还原性)也被氧化。 有机合成中有机物官能团的引入、消除和转化方法 练习
化学官能团相互转换大全(part2)
JA C S, 1972, 94, 7159. L A H ------------ alm ost all: ald, ketone, acie, ester, acyl X, anhydride N aB H4 --------------- not for acid, ester (but L iB H4 w ork for ester) B2H6 --------------- not for ester, acyl X, anhydride; from top: L iA lH4; N aB H4; N a / N H3 A l (O i Pr)3 / i PrO H ----------- M eerw ein-Pondorf-V erley rxn IrC l4 / i P rO H / P(O M e)3 ------ H enbest rxn L iB H(sec Bu)3 ------------------ H. C. B row n from bottom: (2). stereoselective: (1). regioselective: 3-h (3). H C H O reagent: M e C H O M e O H H C H O JA C S, 1935, 511, 903. C H3C H O C(C H2O H)4 2 O rg.Syn, 1925, 4, 53. H C H O / K O H H C H O / C a(O H)2 S ynthesis, 1994, 1007. Ph N O2 O Ph N O2 H O H B H / SM e JO C, 2001, 66, 7514. JO C, 2003, 68, 2030. O B H3 / T H F 99.5 % trans solvent: T H F, S M e2 3-i R3B, H O C H2C H2O H // H2O2 // N aO H JO C, 1986, 51, 4925. C O R R R3B R R R R R3C B O H O C H2C H2O H R3C B O O H2O2 O H R3 H O B O O R3C H2O R3C O H
各类有机物的转化关系图
用于备课的资料 各类有机物的转化关系图： 1. 常见官能团与性质 官能团结构性质 碳碳双键易加成、易氧化、易聚合 碳碳三键易加成、易氧化、易聚合 卤素(X=Cl、Br等) 易取代(如溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙醇)、易消去(如 溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成乙烯) 醇羟基易取代、易消去(如乙醇在浓硫酸、170℃条件下生成乙烯)、易催化氧化(如乙醇在酸性K2Cr2O7溶液中被氧化为乙醛甚至乙酸) 酚羟基极弱酸性(酚羟基中的氢与NaOH溶液反应,但酸性极弱,不能使指示剂变色)、易氧化(如无色的苯酚晶体易被空气中的氧气氧化为粉红色)、显色反应(如苯酚遇FeCl3溶液呈紫色)、苯酚遇浓溴水产生白色沉淀 醛基易氧化(如乙醛与银氨溶液共热生成银镜)
羰基 易还原(如在Cu/Ag 催化加热条件下还原为)羧基 酸性(如乙酸的酸性强于碳酸,乙酸与NaOH溶液反应)、易取 代(如乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应) 酯基 易水解(如乙酸乙酯在稀硫酸、加热条件下发生酸性水解, 乙酸乙酯在NaOH溶液、加热条件下发生碱性水解) 烷氧基如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇 硝基还原(如酸性条件下,硝基苯在铁粉催化下还原为苯胺) 2. 有机反应类型与重要的有机反应 反应类型重要的有机反应 取代反应烷烃的卤代:CH4+Cl2CH3Cl+HCl 烯烃的卤代: 卤代烃的水解:CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr 皂化反应:+3NaOH3C17H35COONa+ 酯化反应:+C2H5OH+H2O 糖类的水解: 122211 C H O 蔗糖+H2O 6126 C H O 果糖+ 6126 C H O 葡萄糖 二肽的水解:+H2O 取代反应 苯环上的卤代:+Cl2+HCl 苯环上的硝化:++H2O 苯环上的磺化:++H2O (续表)
官能团相互转换
官能团相互转换 d 7- e 7- i. W C l 6 / R Li ii. LiPPh 2 / C H 3I product retention product inversion N a R C C H C H 2C H 2C H 2O H O C l R iii. N a (special structure): 7-d.1 7-d.S R 1 R 2 R 1 R 2 (E tO )3P use: (E tO )3P Synthesis , 1977, 1134. via : betaine, oxaphosphetane (N M R )O not good for Ph 3P=C H 2function as base: expensive difficult to prepare O E t C N PPh 3 C N PPh 3 H O PPh 3O C O 2M e + not Ph 3P C H E t H C O C O 2M e not Ph 3P C H C O 2M e E t H O + +++stable ylid gives trans (E ) unstable ylid gives cis (Z )w ater soluble, rem oved by extraction (com parison: O =PPh 3 highly soluble in organic solvent) use:L i Ph S O N M e C H 2// A l (H g) M e 3SiC H R -L i + Ph 3SiC H 2-L i + === Ph 3SiC H 2B r + n-B uL i (exchange)M e 3SiC -H -M gB r === M e 3SiC H 2C l + M g (m etal reduction) Ph 3SiC - H C H 2Ph === Ph 3SiC H =C H 2 + PhL i (addition to vinylsilane)M e 3SiC -H C O 2E t === M e 3SiC H 2C O 2E t + L i (m etalation)M e 3SiC H =PPh 3 === M e 3SiC H 2PPh 3+ X - + K H R O = M eO -, E tO -use: (R O )2PO -C H R ' use: Ph 3P-C H R 'vi. Sulfoxim ide (Johnson C.) iii. Silyl W ittig R eaction (Peterson R eaction) ii. Phosphonate W ittig R eaction (H orner-Em m ons M odification) i. W ittig R eaction 7-f 7-f.Synthesis, 1984, 384. TH L, 1981, 2751. JO C , 1968, 33, 780. iv. C H 2(ZnI)2 C hem. L ett, 1995, 259. Synlett, 1988, 12, 1369. H 2 C H 2(Z nI)2 v. C H 2C H B r 2, Sm , SnI 2 / C rC l 3, TH F R O R vii. G rignard reagent: 1. T M SC H 2M gC l use: T M SC H 2M gC l TH L, 1973, 3497. TH L , 1988, 4339. 2. N aO A c, A cO H m ethylenation O R R ' e 3 H advantages over the W ittig: 1. by-products are m ore easily rem oved, 2. reaction suffers less from steric effects. via: (olefination reaction) 1953 discover
有机合成2(官能团的引入)
第三章第一节有机化合物的合成第2课时 【学习目标】 1.能列举引入碳碳双键或三键、卤原子、羟基、醛基和羧基的化学反应； 2.培养学生自学能力、逻辑思维能力以及信息的迁移能力。 【使用说明与学法指导】 1．明确学习目标，回忆所学知识，初步完成导学案。 2．C层规范完成预习案并掌握课本相关的基础知识，AB层在掌握预习案基础上进一步完成探究案和针对训练。标有★的训练题目C层不做。 【预习案】 1.请写出CH2=CH2发生加成、加聚等反应的化学方程式。 2.卤代烃有哪些重要的化学性质？请以CH3CH2Br为例写出化学方程式。 2.醇能转化为哪些物质？请以CH3CH2OH为例写出化学反应。 3.写出醛类的官能团的结构简式，以乙醛为例说明醛的化学性质。 4. CH3COOH除酸的通性外，还能发生什么反应？【我的疑问】对预习内容，你还有什么疑问？ (1) ；如 (2) ；如 (3) ；如 探究二、至少列出四种引入卤素原子的方法： (1) ；如 (2) ；如 (3) ；如 (4) ；如 探究三、至少列出四种引入羟基(除羧基中的羟基)的方法： (1) ；如 (2) ；如 (3) ；如 (4) ；如 探究四、在碳链上引入羰基(醛基、酮羰基)的方法： 探究五、在碳链上引入羧基的方法： (1) ；如
(2) ；如 (3) ；如 【小结】官能团的引入与转化在有机合成中极为常见,可以通过 、 、 、 、 等反应来实现。 【课 后 案】 1.氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂，麻醉作用较快、较强，毒性较低，其合成路线如下： (1) 写出反应③、④的反应类型：③__________________④__________________ (2)试剂①是_________________________ (3)写出A 中官能团的名称___________________________； (4)写出反应④的化学方程式：___________________________________________。 2.根据图示填空。 (1)化合物A 含有的官能团是 ； (2)与A 具有相同官能团的A 的同分异构体的结构简式是 ； (3) B 在酸性条件下与Br 2反应得到D ，D 的结构简式是 ； (4) 由E 生成F 的反应类型是 ；F 的结构简式是 ； (5) 1mol A 与2mo H 2反应生成1moE ，其化学方程式是 。 3.已知： 利用上述信息按以下步骤从 合成 (部分试剂和反应条件已略去) 请回答下列问题： (1)分别写出A 、C 的结构简式：A 、_________________C 、_______________； (2)如果不考虑⑥、⑦反应，对于反应⑤得到D 的可能结构简式为_____________； (3)写出反应②、⑦的化学方程式： ②_______________________________________________________________；
官能团转换
官能团转换 利用有机物的化学反应实现官能团转换是制备有机化合物的基本方法。 一、转换成碳－碳双键的方法 1．醇的消除反应 C H C OH C C+ H2O H2SO4 活性顺序：叔醇>仲醇>伯醇；反应遵循札依采夫规律。2．卤代烷的消除反应 C H C X C C+ HX NaOH/ROH 活性顺序：叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷；反应遵循札依采夫规律。3．季铵碱的消除反应 C H C NR3OH C C+ NR3 + H2O 反应遵循霍夫曼规律（得到双键上取代最少的烯烃）。 二、转换成碳－碳叁键的方法 二卤代烷或卤代烯烃的消除反应 C H H C X X C C+ HX NaOR/ROH C H C X
三、转换成碳－卤键的方法 1． 烷烃的取代反应 C H hv X 2C X + HX 活性顺序：叔碳H 、烯丙式H 、苄基H > 仲碳H > 伯碳H ； Cl 2>Br 2。 反应条件：光照、高温、过氧化物。 2． 烯烃、炔烃的加成反应 C H C X C C HX C X C X C C X 2 C C HX C C H H X X C C H X HX C C X 2C C X X X X C C X X X 2 3． 芳烃的取代反应 X 2FeX 3 X 4． 醇的取代反应 C OH HX 或PX 3 C X 活性顺序：叔醇>仲醇>伯醇；HI>HBr>HCl 。 5． 重氮盐的取代反应 N N X CuX X ：Cl 、Br ，I 取代时用KI 。
四、转换成羟基的反应 1． 卤代烷的水解反应 NaOH/H 2O C OH C X 活性顺序：碘代烷>溴代烷>氯代烷 2． 格氏试剂与醛、酮的加成反应 C O (1)RMgX (2)H 2O C OH R 由甲醛得到伯醇、由其它醛得到仲醇、由酮得到叔醇。 3． 羰基、酯基、羧基的还原反应 C O C OH H H 2/Ni LiAlH 4或 NaBH 4 由醛得到伯醇、由酮得到仲醇。 C R' O OR CH 2OH R'H 2/Ni LiAlH 4 CH 2OH R + C R O OH LiAlH 4 CH 2OH R 4． 烯烃与水的加成反应 C H C OH C C H 2O/H 2SO 4 按马氏规则，烯烃在酸催化下加水得不到伯醇（除乙烯外）；端基烯可以通过硼氢化反应得到伯醇。
官能团相互转换-4
3 Me2N N N CH3 H Cl 3 hν N CH3 H H N CH3 H H+ N CH3 Cl NHCH C 2 R3C NH2 R C NR2 R C NHR R3C OH R2C OH RC OH R C NH2 tertiary secondary primary Compare nomenclature class: not a very useful reaction C-N C-H C-N C-X C-OH C=O C=C 4-a b c d e f g 4-a SO2NH2Ph I OAc OAc S O O NH S O O N I Ph Fe(TPP)Cl S O O NH2 (insertion) TPP N N N N Ph 2. NaN3 N C O 1. SO2Cl2C O 2 C C O O h i C N C(O)X C-C(O)X
NH 2 2 RC NO 2 RC N 3RC N Me RC N CPh RC N CPh 3RC NH 2 RC NH 2 RC NH 2RC NH 2RC NH 2 i ii iii RC N C O OtBu RC N C O OPh RC NH 2 RC NH 24-b CF 3CO 3H // Fe / HOAc 1. many reducing agents 1. NaBH 4; 2. Al (Hg) H 2O 2 // Ac 2O, heat / H 3O +H 2 / Pd-C 1. HOAc; 2. H 2 / Pd-C 1. TFA; 2. HCl H 2 / Pd-C 4-b.14-b.2 2. organic electrochemistry 1.2.3.4.Fe 3(CO)12 / CH 3OH JOC, 1972, 37, 930.NaBH 4 / Pd-C Na 2S Sn / HCl Vogel's 12.57Vogel's 12.58 Vogel's 12.59NO 2 OCH 3 NH 2 OCH 3Eg-Ni rt. 15 hr JOC, 1999, 64, 2301. Eg-Ni: electrogenerated nickel 5.H 2 / Pt (S)-C JACS, 1965, 87, 2767. sulfided platium not affect: aromatic rings, ketones, halides, nitriles, amide, easters
(完整版)各类有机物的转化关系图.doc
用于备课的资料 各类有机物的转化关系图：1.常见官能团与性质 官能团碳碳双键碳碳三键 卤素醇羟基酚羟基 醛基 羰基 羧基 结构性质 易加成、易氧化、易聚合 易加成、易氧化、易聚合 易取代 ( 如溴乙烷与 NaOH水溶液共热生成乙醇) 、易消去 ( 如(X=Cl 、 Br等 ) 溴乙烷与 NaOH醇溶液共热生成乙烯) 易取代、易消去 ( 如乙醇在浓硫酸、 170℃条件下生成乙烯 ) 、易 催化氧化 ( 如乙醇在酸性 K2Cr2O7溶液中被氧化为乙醛甚至乙酸 ) 极弱酸性 ( 酚羟基中的氢与 NaOH溶液反应 , 但酸性极弱 , 不能 使指示剂变色 ) 、易氧化 ( 如无色的苯酚晶体易被空气中的氧气 氧化为粉红色 ) 、显色反应 ( 如苯酚遇 FeCl3溶液呈紫色 ) 、苯 酚遇浓溴水产生白色沉淀 易氧化 ( 如乙醛与银氨溶液共热生成银镜) 易还原 ( 如在Cu/Ag催化加热条件下还原为) 酸性 ( 如乙酸的酸性强于碳酸, 乙酸与 NaOH溶液反应 ) 、易取 代 ( 如乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应)
易水解 ( 如乙酸乙酯在稀硫酸、加热条件下发生酸性水解, 酯基 乙酸乙酯在 NaOH溶液、加热条件下发生碱性水解 ) 烷氧基如环氧乙烷在酸催化下与水一起加热生成乙二醇 硝基还原 ( 如酸性条件下 , 硝基苯在铁粉催化下还原为苯胺) 2.有机反应类型与重要的有机反应 反应类型重要的有机反应 取代反应 取代反应 反应类型加成反应烷烃的卤代 :CH4+Cl 2CH3Cl+HCl 烯烃的卤代 : 卤代烃的水解 :CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr 皂化反应 :+3NaOH3C17H35COONa+ 酯化反应 : +CH OH +H O 2 5 2 糖类的水解 : C 12 H 22 O 11 +HO C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 蔗糖果糖葡萄糖 2 二肽的水解 :+H2O 苯环上的卤代 :+Cl 2+HCl 苯环上的硝化 :++H2O 苯环上的磺化 :++H2O ( 续表 ) 重要的有机反应 烯烃的加成 :+HCl
2020年高中化学 3.1.1《碳骨架的构建和官能团的引入》学案(2)鲁科版选修.doc
2020年高中化学 3.1.1《碳骨架的构建和官能团的引入》学案(2)鲁 科版选修 [学习目标定位] 1.知道寻找原料与合成目标分子之间的关系与差异。2.掌握构建目标分子骨架，官能团引入、转化或消除的方法。3.体会有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。 1．写出下列转化关系中涉及的有标号的反应的化学方程式 ①CH 2===CH 2＋H 2OCH 3CH 2OH ； ②2C 2H 5OH ＋O 2――→Cu/Ag △2CH 3CHO ＋2H 2O ； ③2CH 3CHO ＋O 2――→催化剂△2CH 3COOH ； ④C 2H 5OH ＋HBrCH 3CH 2Br ＋H 2O ； ⑤CH 3COOH ＋C 2H 5OH 浓H 2SO 4 △CH 3COOC 2H 5＋H 2O ； ⑥CH 3CH 2Br ＋NaOH ――→乙醇 △ CH 2===CH 2↑＋NaBr ＋H 2O 。 2．试用化学方程式表示用乙醇合成乙二醇的过程，并说明反应类型 ①CH 3CH 2OH ――→浓H 2SO 4170 ℃CH 2===CH 2↑＋H 2O ，消去反应； 探究点一 碳骨架的构建 1．对照下列有机合成的原料分子和目标分子，仿照示例给出下列有机合成的主要任务 原料分子 目标分子 主要任务
示例 CH 2===CH 2 CH 3COOH 改变官能团种类 ① CH 3CH 2OH 改变官能团数目 ② CH ≡CH 碳链转变为碳环 ③ CH 3CH 2CH 2Br 改变官能团的位置 ④ CH 3CH===CH 2 CH 3CH 2CH 2COOH 改变官能团的种类 和碳原子数目 2.任何有机化合物的分子都是由特定碳骨架构成的，构建碳骨架是合成有机化合物的一项重 要任务。 (1)完成下列反应的化学方程式： ①CH 2===CH 2＋HCN ―→CH 3CH 2CN ； ③CH 3CH 2Br ＋NaCN ―→CH 3CH 2CN ＋NaBr ； ④CH 3CH 2Br ＋NaC ≡CH ―→CH 3CH 2C ≡CH ＋NaBr 。 (2)完成下列反应的化学方程式： ①CH 3CH===CH 2CH 3COOH ＋CO 2； ②CH 3COONa ＋NaOHCH 4↑＋Na 2CO 3； (3)比较反应前后有机物的碳骨架：①组的变化是碳链增长；②组的变化是碳链减短。 [归纳总结] (1)能使碳链增长的反应有：不饱和有机物之间的加成或相互加成，卤代烃与氰化钠或炔钠的反应，醛、酮与HCN 的加成等。 (2)能使碳链减短的反应有烯、炔的氧化，烷的裂解，脱羧反应，芳香烃侧链的氧化等。 [活学活用] 1．下面是以CH 2===CH 2为有机原料合成CH 2===CH —CH===CH 2的流程图。 (1)该有机合成的主要任务是什么？