有機(jī)化合物之間的轉(zhuǎn)化及官能團(tuán)的演變

1、第四節(jié) 有機(jī)合成有機(jī)合成是合成化學(xué)的一個分支，主要是經(jīng)由各式各樣的有機(jī)反應(yīng)來建構(gòu)有機(jī)分子。和無機(jī)分子相比，有機(jī)分子通常在結(jié)構(gòu)上復(fù)雜許多，包括官能基、立體化學(xué)、多環(huán)構(gòu)造等結(jié)構(gòu)性細(xì)節(jié)?，F(xiàn)今有機(jī)合成已經(jīng)發(fā)展成為有機(jī)化學(xué)一個十分重要的分支，也是制藥、生醫(yī)、材料等產(chǎn)業(yè)重要的基礎(chǔ)。 感受有機(jī)合成的魅力新型的ETFE（乙烯一四氟乙烯共聚物） 1965年諾貝爾化學(xué)獎Robert B. Woodward(United States ) 有機(jī)合成使人類在舊的自然界旁又建立起一個新的自然界，大大地改變了社會上物質(zhì)及商品的面貌，使人類的生活發(fā)生了巨大的革命。美 伍德沃德1、什么是有機(jī)合成？有機(jī)合成是利用簡單、易得的原

2、料，通過有機(jī) 反應(yīng)，生成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物。思考？有機(jī)合成的任務(wù)包括目標(biāo)化合物分子骨架構(gòu)建 和官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化。2、有機(jī)合成的任務(wù)有哪些？想一想：結(jié)合生產(chǎn)實際，同學(xué)們，你認(rèn)為在選擇原料和合成途徑時，你應(yīng)該注意一些什么問題？ 反應(yīng)條件必須比較溫和 產(chǎn)率較高 原料低毒性、低污染、廉價 有機(jī)合成遵循的原則1）起始原料要廉價、易得、低毒、低污染通常采用4個C以下的單官能團(tuán)化合物和單取代苯。2）盡量選擇步驟最少的合成路線以保證較高的產(chǎn)率。3）滿足“綠色化學(xué)”的要求。4）操作簡單、條件溫和、能耗低、易實現(xiàn)5）尊重客觀事實，按一定順序反應(yīng)。原料中間產(chǎn)物產(chǎn)品順順逆逆一、主要有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化關(guān)系還原水解

3、酯 化酯羧酸醛醇鹵代烴氧化氧化 水解 烯 烷炔（官能團(tuán)的衍變）C2H21、引入碳碳雙鍵的三種方法舉例：CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O濃硫酸170CH3CH2Cl + NaOH CH2=CH2 + NaCl醇CH=CH + H2 CH2=CH2 催化劑鹵代烴的消去醇的消去炔烴的不完全加成官能團(tuán)衍變中表現(xiàn)出的特點歸納（一）基團(tuán)的引入2、引入鹵原子的三種方法舉例：CH2=CH2 +HCl CH3CH2Cl 催化劑CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl光照CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O+ Br2 FeBr+ HBr醇(酚)的取代反應(yīng)烯(炔)的加成烴的取代官

4、能團(tuán)衍變中表現(xiàn)出的特點歸納（一）基團(tuán)的引入3、引入羥基的四種方法舉例：CH2=CH2 +H2O CH3CH2OH催化劑CH3CH2Cl + NaOH CH3CH2OH + NaClH2OCH3CHO + H2 CH3CH2OH催化劑CH3COOCH2CH3 + H2O CH3COOH + CH3CH2OH稀硫酸烯烴與水的加成鹵代烴的水解醛酮的還原酯的水解官能團(tuán)衍變中表現(xiàn)出的特點歸納（一）基團(tuán)的引入a.官能團(tuán)種類變化：CH3CH2-Br水解CH3CH2-OH氧化CH3-CHOb.官能團(tuán)數(shù)目變化：CH3CH2-Br消去CH2=CH2加Br2CH2BrCH2Brc.官能團(tuán)位置變化：CH3CH2CH2

5、-Br消去CH3CH=CH2加HBrCH3CH-CH3Br官能團(tuán)衍變中表現(xiàn)出的特點歸納（二）基團(tuán)的變化CH3-COOH氧化如何以乙烯為基礎(chǔ)原料，無機(jī)原料可以任選：（1）合成HOCH2CH2OH（2）合成CH3COOH（3）合成CH3COOCH2CH3 (4)乙二酸二乙酯感受“合成”有機(jī)合成的一般思路 此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接或間接的中間產(chǎn)物，逐步推向目標(biāo)合成有機(jī)物。基礎(chǔ)原料中間體中間體目標(biāo)化合物正向合成分析法示意圖1、正向合成分析法加壓H+工業(yè)上常用此法合成水楊酸?；鶊F(tuán)的保護(hù)優(yōu)選合成路線Cl2(300)NaOH，H2OBr2Zn，乙醇由異丁烯合成甲基丙烯酸方法

6、2、逆向合成分析法 是將目標(biāo)化合物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的中間體，該中間體同輔助原料反應(yīng)可以得到目標(biāo)化合物。基礎(chǔ)原料中間體中間體目標(biāo)化合物逆向合成分析法示意圖CH3(CH2)3C-O-CH2(CH2)3CH3O逆合成分析法CH3CH2CH2CH2COOH HO-CH2CH2CH2CH2CH3 +CH3CH2CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH=CH2目標(biāo)化合物中間體中間體基礎(chǔ)原料思路：CH3CH2CH2CH2CHOHO-H 在日常生活中，飲料、糖果中常常添加一些有水果香味的酯類香料，例如具有蘋果香味的戊酸戊酯，你能利用1-戊烯為原料合成戊酸戊酯這種香料嗎？戊酸戊酯CH3(CH2)3C

7、-O-CH2(CH2)3CH3O1-戊烯CH2=CH-CH2CH2CH3 試一試：2 C2H5OHCOC2H5COC2H5OOCOHCOHOO+H2COHH2COHH2CClH2CClCH2CH2CHCHOO試用逆合成分析法研究合成草酸二乙酯的路線【學(xué)以致用解決問題 】以2-丁烯為原料合成：1) 2-氯丁烷2) 2-丁醇3) 2,3-二氯丁烷4) 2,3-丁二醇問題一【學(xué)以致用解決問題 】問題二寫出由乙烯制備乙酸乙酯的設(shè)計思路，并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式 ：乙烯乙醇乙醛乙酸乙酸乙酯第一課時結(jié)束問題三 化合物A最早發(fā)現(xiàn)于酸牛奶中，它是人體內(nèi)糖代謝的中間體，A的鈣鹽是人們喜愛的補(bǔ)鈣劑之一。A在某催化劑

8、的存在下進(jìn)行氧化，其產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。在濃硫酸存在下，A可發(fā)生如下圖所示的反應(yīng)： 試寫出：(1) 化合物A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式： 、 、 。(2) 化學(xué)方程式：AD ，AE 。(3) 反應(yīng)類型：AD ，AE 。27問題三 分析： 題中說“A的鈣鹽”，可知A含COOH；結(jié)合A的分子式，由AC知，A還含有OH，由A在催化劑作用下被氧化的產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)可知：A的OH不在碳鏈的末端；3個碳的碳鏈只有一種：CCC，OH只能在中間碳上。綜上：A的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHCOOHOH28問題三 分析：A的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHCOOHOH則B的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHCOOC2H5OH則C的結(jié)構(gòu)簡式為：

9、CH3CHOCCH3COOHO29CH3CHCOOHOH濃硫酸H2O+CH2=CHCOOH問題三 分析：A的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHCOOHOH則AD的化學(xué)方程式為：反應(yīng)類型：消去反應(yīng)30問題三 分析：A的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHCOOHOH 對比A和E的分子式，我們發(fā)現(xiàn)E的C原子個數(shù)是A的2倍，推斷可能是2分子的A反應(yīng)生成E，再對比H和O原子發(fā)現(xiàn)： 2AE=2H2O，結(jié)合A的結(jié)構(gòu)簡式，很明顯是它們的羧基和醇羥基相互反應(yīng)生成酯基。所以：31問題三 分析：將A的結(jié)構(gòu)簡式改寫為：則A生成E可表示為：OCH3CHCOHOHOCH3CHCOHOHHOCCHCH3OOHH2OH2O即：CHCCH3OOCCHCH3OOCCCCOO32問題三 分析：則AE的化學(xué)方程式為：2CH3CHCOOHOH濃硫酸2H2O +CHCCH3OOCCHCH3OO反應(yīng)類型：酯化