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。 一、碳骨架的构建 1．有机合成的基本程序 (1)有机合成的基本流程 明确目标化合物的结构→设计合成路线→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碳骨架和引入必需的官能团。 2．碳骨架的构建 (1)碳链的增长 ①卤代烃的取代 a．CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr， CH3CH2CNCH3CH2COOH； b．2CH3C≡CH＋2Na2CH3C≡CNa＋H2， CH3CH2Br＋CH3C≡CNa―→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr。 ②醛酮的羟醛缩合(其中至少一种有α-H) 。 (2)碳链的减短 ①烯烃、炔烃的氧化反应 如：CH3CH===CHCH32CH3COOH； HC≡CH CO2＋H2O。 ②苯的同系物的氧化反应 如：。 ③羧酸及其盐的脱羧反应 如：无水醋酸钠晶体与氢氧化钠(通常用碱石灰———氢氧化钠与氧化钙的混合物)共热的化学方程式为CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3。 ④水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。 ⑤烃的裂化或裂解：C16H34C8H16＋C8H18；C8H18C4H10＋C4H8。 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。 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 ①卤代烃的消去反应： CH3CH2Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。 ②醇的消去反应： CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O。 ③炔烃的不完全加成： HC≡CH＋HClCH2===CHCl。 (2)在碳链上引入卤素原子(－X)的途径 ①烷烃或苯及其同系物的卤代(取代)反应： CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl； ②不饱和烃与HX、X2的加成反应： CH2===CH2＋HBr―→CH3—CH2Br； HC≡CH＋2Br2―→CHBr2—CHBr2。 ③醇与氢卤酸的取代反应： CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O。 (3)在碳链上引入羟基(—OH)的途径 ①烯烃与水的加成：如CH2===CH2＋H2O催化剂,CH3CH2OH。 ②卤代烃的水解：如CH3CH2Cl＋NaOH CH3CH2OH＋NaCl。 ③醛、酮与H2的加成：如＋H2。 ④酯的水解：RCOOR′＋NaOHRCOONa＋R′OH。 (4)在碳链上引入羧基()的途径 ①醛的氧化：2R—CHO＋O22RCOOH。 ②烯烃的氧化：R—CH===CH—R′RCOOH＋R′COOH。 ③酯的水解：RCOOR′＋H2ORCOOH＋R′OH。 ④苯的同系物氧化： 。 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、_消去、_加成、氧化、还原等反应实现。某些官能团的转化关系： 上述反应中属于取代反应的是g、h、m、n、w、z；属于加成反应的是a、f、i；属于消去反应的是b、e；属于氧化反应的是c、j、k；属于还原反应的是d、i。转化步骤b的条件为浓硫酸、170 ℃；转化步骤e的条件为NaOH、乙醇溶液、加热。 议一议 1．官能团的转化在有机合成中的应用有哪些？ 答案 (1)利用转化关系引入官能团 如：卤代烃伯醇醛羧酸。 (2)通过化学反应增加官能团 如：C2H5OHCH2===CH2XCH2CH2XOHCH2CH2OH。 (3)通过某种手段，改变官能团位置 如：CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2CH3CHCH3ClCHCH3OHCH3。 (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。 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： ①CH2===CH2＋H2CH3CH ... ...
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