2014-2015学年高二化学鲁科版选修5 课件：第3章 第1节 第1课时 有机合成的关键——碳骨架的构建和官能团的引入 .ppt

1、知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入高中化学选修5鲁科版第3章有机合成及其应用合成高分子化合物第1节 有机化合物的合成第1课时 有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入目标导航1.了解有机合成的基本程序和方法。2.理解卤代烃在不同条件下可发生取代反应和消去反应。3.掌握碳链的增长和引入官能团的化学反应。知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入一、碳骨架构建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

2、合物的结构_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_和引入必需的_。设计合成路线碳骨架官能团知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入2碳骨架的构建(1)碳链的增长卤代烃的取代aCH3CH2BrNaCN_，CH3CH2BrCH3CCNa_。CH3CH2COOH2CH3CCNaH2CH3CH2CNNaBrCH3CH2CCCH3NaBr知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入醛酮的羟醛缩合(其中至少一种有H)(2)碳链的减短烯

3、烃、炔烃的氧化反应2CH3COOH知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入苯的同系物的氧化反应羧酸及其盐的脱羧反应水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。CH4Na2CO3知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入【议一议】构建碳骨架时应注意哪些问题？答案(1)选择增长碳链反应时，一方面要注意碳链变化的位置或结构，另一方面要注意分析需要变化位置的官能团，一般采用加成或取代的方法。(2)选择减短碳链时，依据所需碳原子，一般采用氧化的方法。(3)成环物质的分子特点是：在同一个分子中存在能够相

4、互反应的两个官能团，一般是通过官能团间脱水而形成环状物。(4)开环可以看成是成环的逆反应，一般是通过水解反应完成。知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入二、官能团的引入和转化1官能团的引入(1)在碳链上引入碳碳双键()的途径卤代烃的_醇的_CH2=CH2NaBrH2O消去反应消去反应CH2=CH2H2O知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入(2)在碳链上引入卤素原子(X)的途径烷烃或苯及其同系物的_不饱和烃与HX、X2的_CH2=CH2HBr_；HCCH2Br2_。CH2=CHClCH3ClHC

5、l卤代(取代)反应加成反应CH3CH2BrCHBr2CHBr2知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入醇与氢卤酸的_(3)在碳链上引入羟基(OH)的途径CH3CH2BrH2OCH3CH2OHCH3CH2OHHCl取代反应知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入醛、酮与H2的加成：如(4)在碳链上引入羧基()的途径RCOONaROH2RCOOH知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入苯的同系物氧化：RCOOHRCOOHRCOOHROH知识聚焦知识聚焦难点

6、突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入2官能团的转化在有机合成中，官能团的转化可以通过取代、_、_、氧化、_等反应实现。某些官能团的转化关系：消去加成还原知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入上述反应中属于取代反应的是：_；属于加成反应的是：_；属于消去反应的是：_；属于氧化反应的是：_；属于还原反应的是：_。转化步骤b的条件为：_；转化步骤e的条件为：_。g、h、m、n、w、za、f、ib、ec、j、kd、i浓硫酸、170 NaOH，乙醇溶液、加热知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨

7、架的构建和官能团的引入【议一议】1官能团的转化在有机合成中的应用有哪些？答案利用转化关系引入官能团通过化学反应增加官能团知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入通过某种手段，改变官能团位置(4)在引入官能团的过程中要注意先后顺序，以及对先引入官能团的保护。知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入2官能团如何通过有机化学反应而进行消除呢？答案(1)通过有机物加成可消除不饱和键，如：(2)通过消去、氧化或酯化可消除羟基，如：知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能

8、团的引入(3)通过加成或氧化可消除醛基，如：(4)通过消去或取代可消除卤素原子，如：知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用1碳骨架的构建【例1】以乙烯为初始反应物可制得正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)。已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成。下式中反应物的中间产物()可看成是由()中的碳氧双键打开，分别跟()中的2位碳原子和2位氢原子相连而得。()是一种3羟基醛，不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛(烯醛)：难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用请运用已学过的知

9、识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式。难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用CH3CH=CHCHOH2O难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用CH3CH2CH2CH2OH解析 比较乙烯(CH2=CH2)与正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)的结构，可知碳原子数增加一倍，官能团由碳碳双键转变为醇羟基，且个数仍为一个。从所给信息中可知，可先将乙烯转化为乙醛即可达到碳原子数加倍的目的：难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用CH3CH=CHCHO再转变CH3CH=CHCHO的官能团，只需按照烯烃和醛的性质将CH3C

10、H=CHCHO与足量H2加成即可。难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用规律总结1常见碳链的增长和减短方法(1)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。醛、酮与HCN加成：醛、酮与RMgX加成：难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有H)：卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、CH3CCNa等取代RClNaCNRCNNaCl。卤代烃与活泼金属作用：2CH3Cl2NaCH3CH32NaCl。(2)常见减短碳链的方法：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、酯、蛋白质和多糖的

11、水解反应以及烷烃的裂化或裂解反应。难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用2有机成环反应方法(1)有机成环反应规律：有机成环方式：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是至少含有两个相同或不同官能团的有机物分子，如多元醇、多元酸、羟基酸、氨基酸等通过分子内或分子间脱去小分子水或氨而成环。成环反应生成的环上含有5个或6个碳原子比较稳定。(2)有机成环反应类型：难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用双烯合成。共轭二烯烃与含有的化合物进行1，4加成反应生成六元环状化合物。聚合反应。脱水反应。酯化反应。难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发

12、展与应用变式训练1 下列反应可以使碳链增长的是()ACH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热BCH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共热CCH3CH2CH2CH2Br和NaOH的水溶液共热DCH3CH2CH2CH2Br(g)和Br2(g)光照答案A解析 只有A项中产物CH3CH2CH2CH2CN比反应物多一个C原子，增长了碳链。难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用2官能团引入和转化的办法【例2】转变成需经过下列哪种合成途径 ()A消去加成消去 B加成消去脱水C加成消去加成D取代消去加成答案A难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用难点突破

13、知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用规律总结1官能团的引入(1)引入羟基(OH)：醇羟基的引入：烯烃与水加成、卤代烃水解、醛(酮)与氢气的加成、酯的水解等。酚羟基的引入：酚钠盐中通入CO2、卤代苯的水解等。羧羟基的引入：醛氧化为酸被新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液氧化、酯的水解、烯烃的氧化、苯的同系物的氧化等。(2)引入卤原子(X)：烃与卤素取代、不饱和烃与HX或X2加成、醇与HX取代等。难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用2官能团的消除(1)通过加成消除不饱和键。(2)通过消去、氧化或酯化等

14、消除羟基。(3)通过加成或氧化等消除醛基(CHO)。(4)通过消去反应或水解(取代)反应清除卤素原子。3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。难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用(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。难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用变式训练2 在下列反应中，不可能在有机物中引入羧基

15、的是()A卤代烃的水解B腈(RCN)在酸性条件下水解C酮的氧化D烯烃的氧化答案C难点突破知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用当堂过关知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用1以乙炔为原料制取CHClBrCH2Br，下列方法中最可行的是()A先与HBr加成后再与HCl加成B先与H2完全加成后再与Cl2、Br2取代C先与HCl加成后再与Br2加成D先与Cl2加成后再与HBr加成答案C当堂过关知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用2由石油裂解产物乙烯制取HOCH2COOH，需要经历的反应类型有()A氧化氧化取代水解B加成水解氧化氧化C氧化取代氧化水解D水解氧

16、化氧化取代答案A解析 由乙烯CH2=CH2合成HOCH2COOH的步骤：CH2=CH2CH3CHOCH3COOHClCH2COOHHOCH2COOH。故反应类型：氧化氧化取代水解。当堂过关知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用3化合物丙由如下反应得到当堂过关知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用答案D解析 由反应条件知甲乙为消去反应，乙为炔烃或二烯烃，乙丙为加成反应。若乙为炔烃则丙为A，若乙为二烯烃，与等物质的量的溴加成可得到B或C。当堂过关知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用4(1)已知：乙烯在催化剂和加热条件下能被氧气氧化为乙醛，这是乙醛的一种重

17、要的工业制法；两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生自身加成反应，生成一种羟基醛：当堂过关知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用若两种不同的醛，例如乙醛与丙醛在NaOH溶液中最多可以形成羟基醛()A1种 B2种 C3种 D4种(2)已知乙烯与氯水反应时，可以与次氯酸发生加成反应：CH2=CH2HOClClCH2CH2OH请利用上述信息，以乙烯为主要原料合成化合物HOCH2COOH。答案(1)D(2)CH2=CH2HOClClCH2CH2OH当堂过关知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用2ClCH2CHO2H2OHOCH2COONaHClHOCH2COOHNaCl当堂

18、过关知识聚焦难点突破当堂过关第1课时有机化学的发展与应用解析(1)乙醛、丙醛在NaOH溶液中发生自身加成可以有乙醛与乙醛、丙醛与丙醛、乙醛与丙醛(乙醛中打开C=O双 键)或丙醛与乙醛(丙醛中打开C=O双键)，共4种。(2)要引入两个官能团OH和COOH，虽然羧基可以用CH2OH烃多步氧化得到，但显然不可能一次引入两个OH再氧化一个而保留另一个。也不可能直接运用题给信息，制得ClCH2CH2OH后，直接将Cl转化为COOH，如果用卤代烃与NaCN反应，会使碳链增长。于是可以考虑先把ClCH2CH2OH中的CH2OH连续氧化为COOH，再使Cl水解变为OH。知识聚焦知识聚焦难点突破当堂过关知识聚焦第1课时有机合成的关键碳骨架的构建和官能团的引入再见