第四节 有机合成
[课标要求]
1.掌握有机化学反应的主要类型(取代、加成、消去反应)、原理及应用,初步学会引入各种官能团的方法。
2.在掌握各类有机物的性质、反应类型、相互转化的基础上,初步学习设计合理的有机合成路线。
3.初步学会使用逆向合成法合理地设计有机合成的路线。 4.了解有机合成对人类生产、生活的影响。
1.引入碳碳双键的三方法:卤代烃,醇的消去,炔烃的不完全加成。
2.引入卤素原子的三方法:醇的取代,烯烃(炔烃)的加成,烷烃(苯及苯的同系物)的取代。
3.引入羟基的四方法:烯烃与水的加成,卤代烃的水解,酯的水解,醛、酮与H2的加成。
4.官能团之间的转化:R—CH===CH2――→RCH2CH2Cl―――――→RCH2CH2OH――→加成水解
HCl
NaOH/水
氧化
RCH2CHO――→RCH2COOH―――――――→ 酯化
氧化R′CH2OH
5.有机合成路线要求各步反应条件温和、产率高,基础原料和辅助原料低毒性、低污染,易得而廉价。
有机合成的过程
1.有机合成的概念
有机合成指利用简单、易得的原料,通过有机反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物。
2.有机合成的任务
通过有机反应构建目标化合物的分子骨架,并引入或转化所需的官能团。 3.有机合成的过程
4.官能团的引入 (1)引入碳碳双键的方法
①卤代烃的消去,②醇的消去,③炔烃的不完全加成。 (2)引入卤素原子的方法
①醇(酚)的取代,②烯烃(炔烃)的加成, ③烷烃(苯及苯的同系物)的取代。 (3)引入羟基的方法
①烯烃与水的加成,②卤代烃的水解,③酯的水解,④醛的还原。 [特别提醒]
(1)有机合成要按一定的反应顺序和规律引入官能团,不能臆造不存在的反应。 (2)有机合成过程中要注意官能团的保护。
1.如何由溴乙烷制取乙二醇?
提示:由溴乙烷制取乙二醇的转化流程为
CH3CH2Br――→CH2===CH2――→CH2Br—CH2Br――→HOCH2CH2OH。 加成
消去
Br2
水解
1.常见的取代反应中,官能团的引入或转化 (1)烷烃的取代,如CH4+Cl2――→CH3Cl+HCl。
光照
(3)卤代烃的水解,如CH3CH2X+NaOH――→CH3CH2OH+NaX。 △(4)酯的水解,如CH3COOC2H5+H2O
稀硫酸△H2O
CH3COOH+C2H5OH。
2.常见的加成反应中,官能团的引入或转化 (1)烯烃的加成反应,如
CH2===CH2+HX―→CH3CH2X。
其他如H2O、X2等均可以引入或转化为新的官能团。 (2)炔与X2、HX、H2O等的加成 如HCCH+HCl――→H2C===CHCl。 △
催化剂
(3)醛、酮的加成,如CH3CHO+H2――→CH3CH2OH。 △3.常见的氧化反应中,官能团的引入或转化 (1)烯烃的氧化,如
2CH2===CH2+O2――→2CH3CHO。 (2)含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化,如
。
(3)醇的氧化,如
2CH3CH2OH+O2――→2CH3CHO+2H2O。 △(4)醛的氧化,如
2CH3CHO+O2――→2CH3COOH、 △
CH3CHO+2Cu(OH)2――→CH3COOH+Cu2O↓+2H2O。 4.常见的消去反应中,官能团的引入或转化 (1)卤代烃消去:
△
催化剂
Cu/Ag一定条件
Ni
被KMnO4酸性溶液氧化为
+NaOH――→ △
CH2===CH—CH3↑+NaCl+H2O
CH2Cl—CH2Cl+2NaOH――→CH≡CH↑+2NaCl+2H2O △(2)醇消去:CH3CH2OH――→CH2===CH2↑+H2O 170 ℃5.官能团的消除
(1)通过有机物加成可消除不饱和键。
(2)通过消去、取代、氧化或酯化可消除羟基。 (3)通过加成或氧化可消除醛基。 (4)通过消去或取代可消除卤素原子。
1.可在有机物中引入羟基的反应类型是( ) ①取代 ②加成 ③消去 ④酯化 A.①②③ C.③④
B.①② D.①②③④
浓硫酸
醇
醇
解析:选B 消去反应形成碳碳双键或碳碳三键,酯化反应消除羟基。
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