有機合成的關鍵——碳骨架的構建和官能團的引入第3章有機合成及其應用合成高分子化合物1、了解有機合成的基本程序和方法。2、在掌握有機化學反應類型和掌握烴和烴的衍生物的典型性質的基礎上理解有機物碳骨架的構建方法。3、掌握碳鏈的增長和官能團的引入、轉化的方法。我們世界上每年合成的近百萬個新化合物中約70%以上是有機化合物。各種藥物合成纖維合成橡膠塑料如何合成有機化合物？自然界中存在的有機物測定其結構設計合成路線合成物質修改結構、改良性能某種具有特殊性質或功能的有機物明確其應具備的結構設計合成路線合成物質制備水仙花香料抗瘧藥物蒿甲醚隱形眼鏡材料有機合成的方法和程序：合成物質明確目標化合物的結構設計合成路線對樣品進行結構測定試驗其性質或功能合成目標化合物大量合成有機合成流程目標產物的碳骨架和官能團。關鍵是碳骨架構建和官能團引入目標產物不符合，重新審查和設計。名稱官能團主要化學性質烷烴----------------

烯烴炔烴

芳香烴----------------鹵代烴—X醇—OH酚—OH醛—CHO酮羧酸—COOH酯—COOR各種官能團的性質燃燒氧化、取代、裂化氧化、加成、加聚氧化、加成、加聚氧化、取代、加成水解、消去取代、消去、氧化弱酸性、取代、顯色、氧化加成、氧化、聚合加成酸性、酯化水解一、碳骨架的構建

任何有機化合物的分子都是由特定碳骨架構成的。構建碳骨架是合成有機化合物的重要任務。

構建碳骨架包括在原料分子及中間化合物分子的碳骨架上增長或減短碳鏈、成環或開環等。思考與討論一：碳鏈增長目標分子中的碳原子原料分子中的碳原子引入含碳原子的官能團少于（1）烯烴、炔烴、醛、酮與HCN發生加成反應（2）羥醛縮合反應（3）加聚反應（4）酯化反應（5）分子間脫水反應（6）鹵代烴的反應（1）與HCN發生加成反應HCN催化劑CH≡CHCH2＝CHCN

丙烯腈

C＝ORHHCN催化劑CRHOHCN羥基腈（2）羥醛縮合反應(其中至少一種有α--H)CH3—C—H＋CH3CHOOα催化劑α催化劑CH3—CH—CH2CHOOHβCH3—CH＝CHCHO＋H2Oβα醛、酮與RMgX的加成CH3CH2Br＋NaCN→CH3CH2CN＋NaBrCH3CH2Br＋CH3C≡CNa→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr（6）鹵代烴的反應b.鹵代烴與活潑金屬2CH3Br＋2Na→CH3CH3+2NaBra.鹵代烴與NaCN、CH3C≡CNa等的取代思考與討論二：碳鏈縮短原料分子中的碳原子目標分子中的碳原子多于（2）烯烴、炔烴、芳香烴的側鏈被酸性高錳酸鉀溶液氧化（1）水解反應：主要包括酯的水解、蛋白質的水解和多糖的水解。（3）烴的裂化或裂解（4）羧酸及其鹽的脫羧反應C＝CH—RR'R''KMnO4H＋C＝O＋R—COOHR'R''二H成氣，一H成酸，無H成酮R—CH==CH2RCOOH＋CO2↑KMnO4H+（2）烯烴、炔烴、芳香烴的側鏈被酸性高錳酸鉀溶液氧化烯烴與酸性KMnO4溶液反應被氧化的部位與氧化產物的對應關系R—CH＝CH2

烯烴被氧化的部位CH2＝RCH＝氧化產物CO2KMnO4H＋R—COOH＋CO2CH≡C—RKMnO4H＋CO2＋RCOOH（3）烴的裂化或裂解：C16H34C8H16＋C8H18C8H18 C4H10＋C4H8（4）羧酸及其鹽的脫羧反應CH3COONa＋NaOHCH4↑＋Na2CO3

練習：寫出苯甲酸鈉和堿石灰加熱的反應方程式。如：無水醋酸鈉晶體與氫氧化鈉(通常用堿石灰——氫氧化鈉與氧化鈣的混合物)共熱制備甲烷(脫羧反應)：注意事項：1.必須用無水醋酸鈉，否則無法脫羧（即反應無法發生）2.最好用堿石灰（NaOH與CaO）的混合物，CaO的作用是吸水（有利于反應進行）和稀釋混合物濃度（便于甲烷逸出）以及減少高溫時NaOH與玻璃管的作用，防止玻璃試管破裂（因NaOH會和玻璃中的SiO2反應）收集方法：

用排水法或向下排空氣法實驗室制備甲烷裝置(固固加熱)（1）烯烴的氧化思考與討論三：碳鏈成環（2）炔烴的聚合（3）共軛二烯烴的成環（4）二元醇分子內(間)脫水成環（5）羥基酸分子內(間)脫水成環酯（6）多元醇與多元羧酸分子間脫水成環酯（7）二元羧酸分子內脫水成環（8）氨基酸脫水成環（2）環烯烴的氧化思考與討論四：碳鏈開環（1）環酯、環酰胺的水解二、官能團的引入1.碳碳雙鍵的引入CH2＝CH2↑＋H2OCH2＝CH2↑＋NaBr＋H2OCH2＝CHCl①醇的消去反應②鹵代烴的消去反應③炔烴的不完全加成反應CH3CH2OH濃硫酸170℃CH3—CH2—Br＋NaOH乙醇加熱CH≡CH＋HCl催化劑加熱2.引入碳鹵鍵(1)加成反應①烯烴的加成反應②炔烴的加成反應CH≡CH+Cl2CHCl=CHCl

CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br①烷烴的取代反應(2)取代反應CH3CH3+Cl2

CH3CH2Cl+HCl

②芳香烴的取代反應③醇的取代反應④烯烴、羧酸中α-H的取代反應＋HCl+Cl2

＋HCl+Cl2

R—OH+HX

R—X+H2O

CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl

RCH2COOH+Cl2

RCHCOOH+HCl

Cl—αα3.羥基的引入②烯烴與水的加成③醛、酮與H2、HCN的加成④酯的水解⑤羧酸還原：CH3COOHCH3CH2OHLiAlH4①鹵代烴水解⑥羥醛縮合4.羧基的引入C2H5CNC2H5COOHH+,H2O③烯烴及苯的同系物被酸性高錳酸鉀的氧化②醛的氧化反應①酯在酸性條件下的水解⑤氰基的水解④醇的氧化反應5.羰基的引入(1)醇的催化氧化反應(2)炔烴與水的加成反應2CH3CH2OH＋O2

2CH3CHO＋2H2O

CH≡CH＋H2O

CH3—CHO

(CH3)2C=C(CH3)2

2(CH3)2C=OKMnO4(H+)(3)烯烴的氧化：醛R'-CHO鹵代烴R-X醇R-OH羧酸R'-COOH酯R'COOR烴取代氧化水解氧化酯化不飽和烴高聚物酯化水解加成消去加成消去加聚還原水解三、官能團的轉化取代（酯化）反應【例】由溴乙烷轉化成乙酸乙酯并標注反應類型。CH3CH2BrCH3COOCH2CH3CH3CH2OHCH3CHO

CH3COOH△Cu、△催化劑、△水解反應氧化反應氧化反應1、下列反應可以在烴分子中引入鹵素原子的是(

)A．苯和溴水共熱B．光照甲苯與溴的蒸氣C．溴乙烷與KOH溶液共熱D．溴乙烷與NaOH的醇溶液共熱B2、下列反應中，引入羥基官能團的是()

B3、下列反應不能使碳鏈縮短的是（）A.裂化石油制取汽油B.持續加熱無水醋酸鈉與堿石灰的混合物C.氯乙烷與氰酸鈉反應