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与素养:1.理解有机物碳骨架的构建方法。(宏观辨识与微观探析)2.掌握常见官能团的引入、转化方法。(证据推理与模型认知)一、碳骨架的构建1.碳链的增长(1)卤代烃的取代反应①溴乙烷与氰化钠的反应CH3CH2Br+NaCN―→CH3CH2CN+NaBr,CH3CH2CN――→CH3CH2COOH。②溴乙烷与丙炔钠的反应CH3CH2Br+NaC≡CCH3―→CH3CH2C≡CCH3+NaBr。(2)醛酮的加成反应①丙酮与HCN的反应。2.碳链的减短(1)与酸性KMnO4溶液的氧化反应①烯烃、炔烃的反应②苯的同系物的反应(2)脱羧反应无水醋酸钠与碱石灰的反应:CH3COONa+NaOH――→CH4↑+Na2CO3。与碱石灰共热得到的有机物是什么?(请说明原因)提示:,因为发生二、官能团的引入和转化1.官能团的引入类别反应物化学方程式碳碳双键CH3CH2OHCH3CH2OH――→CH2===CH2↑+H2OCH3CH2BrCH3CH2Br+NaOH――→CH2===CH2↑+NaBr+H2O卤素原子CH2===CH2与HClCH2===CH2+HCl―→CH3CH2ClCH3CH2OH与HBrCH3CH2OH+HBr―→CH3CH2Br+H2O羟基CH2===CH2与H2OCH2===CH2+H2O――→CH3CH2OHCH3CH2ClCH3CH2Cl+NaOH――→CH3CH2OH+NaClCH3CHO与H2CH3CHO+H2――→CH3CH2OH羧基RCH2CH===CH2RCH2CH===CH2――→RCH2COOH+CO2↑CH3CH2CNCH3CH2CN――→CH3CH2COOH羰基2.官能团的转化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。下面是以乙烯为起始物,通过一系列化学反应实现的官能团间的转化。1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)消去反应可以引入碳碳双键,加成反应也可以引入碳碳双键。()(2)在烯烃中既可引入卤素原子、羟基,又可引入羧基、羰基。()(3)加聚反应可以使有机物碳链增长,取代反应不能。()[答案](1)√(2)√(3)×2.在有机合成中,有时需要通过减短碳链的方式来实现由原料到目标产物的转化,某同学设计的下列反应中,可成功实现碳链减短的是()A.乙烯的聚合反应B.烯烃与酸性KMnO4溶液的反应C.酯化反应D.卤代烃与NaCN的取代反应B[A、C、D均会引起碳链的增长,只有B可使碳链变短,如CH3CH===CHCH3――――→2CH3COOH。]3.下列反应可以在烃分子中引入卤素原子的是()A.苯和溴水共热B.光照甲苯与溴的蒸气C.溴乙烷与KOH的水溶液共热D.溴乙烷与NaOH的醇溶液共热B[苯与溴水不发生反应,A项不正确;甲苯与溴的蒸气在光照条件下可发生取代反应生成溴代烃,B项正确;C项发生取代反应取代溴原子;D项发生消去反应脱去溴原子,故C、D项也不正确。]碳骨架的构建1.碳链的增长2.碳链的减短3.开环与成环(1)开环反应(2)成环反应【典例1】写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式。[解析]比较乙烯(CH2===CH2)与正丁醇(CH3—CH2—CH2—CH2—OH)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。可先将乙烯转化为乙醛即可达到碳原子数加倍的目的:CH2===CH2――→CH3—CH2OH――→CH3—CHO,2CH3—CHO――→――→CH3—CH===CH—CHO,再转变CH3—CH===CH—CHO的官能团,只需按照烯烃和醛的性质将CH3—CH===CH—CHO与足量H2加成即可。[答案]①CH2===CH2+H2O――→CH3—CH2OH②2CH3—CH2OH+O2――→2CH3—CHO+2H2O③2CH3CHO――→④――→CH3—CH===CH—CHO+H2O⑤CH3—CH===CH—CHO+2H2――→CH3—CH2—CH2—CH2—OH通过羟醛缩合增长碳链时,至少一种分子中含有αH才能完成该反应。下列分子不能发生成环反应的是()A.HO—CH2COOHB.H2N—CH2COOHC.HO—CH2CH2OHD.D[A、B、C三项物质分子内、分子间均能发生成环反应,D项物质不能。]官能团的引入与消去1.官能团的引入方法引入—OH烯烃与水加成,醛、酮加氢,卤代烃水解,酯的水解引入—X烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成,醇与HX取代引入某些醇或卤代烃的消去,炔烃加氢引入—CHO某些醇氧化,烯烃氧化,糖类水解(生成葡萄糖)引入—COOH醛氧化,苯的同系物被强氧化剂氧化,羧酸盐酸化,酯酸性水解引入—COO—酯化反应2.官能团的消除方法(1)通过加成反应消除不饱和键。(2)通过消去反应、氧化反应、酯化反应等消除羟基(—OH)。(3)通过加成反应或氧化反应等消除醛基(—CHO)。【典例2】有如下...