3.5.2官能团的引入消除转化和保护 课件（共60张ppt）化学人教版（2019）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 3.5.2官能团的引入消除转化和保护 课件（共60张ppt）化学人教版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-16 21:08:32 | ||
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文档简介
(共60张PPT)
第三章 烃的衍生物
第五节 有机合成
第二课时 官能团的引入、消除、转化和保护
学习
目标
第2课时
官能团的引入 消除 转化和保护
PART
01
PART
02
认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化，掌握官能团的引入和转化的一些技巧。
从不同角度对有机化合物的转化关系进行分析和推断，能根据有机化合物的官能团的转化等分析有机合成的合理性。
醇醛酸酯一条线；乙烯连接一大片；沟通桥梁卤代烃。
电负性：C 2.5 H 2.1 O 3.5 N 3.0 Cl 3.0 Br 2.8
→有机合成的关键是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入或转化所需要的官能团。
→有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应，可以实现有机化合物类别的转化，并引入目标官能团。
物质转化
不饱和烃
饱和烃
卤代烃
醇
醛
羧酸
酯
卤代
脱卤
水解
取代
氧化
还原
酯化
水解
氧化
加成
消去
加成
消去
水解
酯化
醇醛酸酯一条线；乙烯连接一大片；沟通桥梁卤代烃
→有机合成的关键是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入或转化所需要的官能团。
→有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应，可以实现有机化合物类别的转化，并引入目标官能团。
(课本P84)
学习任务:官能团的引入 消除 转化和保护
学习任务:官能团的引入 消除 转化和保护
一、官能团的引入
1.引入碳碳双键
(1)醇或卤代烃的消去反应
CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O
CH3CH2Br＋NaOH CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O
乙醇
△
(2)炔烃的不完全加成反应(限制物质的量)
CH≡CH+HCl
CH2=CHCl
(注意反应条件)
CH≡CH + Cl2
ClCH=CHCl
催化剂
△
例如：
—CH3＋Cl2
光照
—CH2Cl＋HCl
CH2＝CH—CH3＋Cl2
500~600℃
或光照
CH2＝CH—CH2Cl＋HCl
①烷烃、苯及其同系物的卤代
2.引入碳卤键
↑
液溴
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
注意
＋Br2
—Br
—Br
CH2＝CH—CH3＋Br2
CH2Br—CHBr—CH3
CH2＝CH—CH3＋HBr
CH3—CHBr—CH3
CH2Br—CH2—CH3
或
CH≡CH＋HCl
催化剂
△
CH2＝CHCl
△
R—OH＋HX
R—X＋H2O
②不饱和烃与X2、HX等的加成反应
例如：
③醇与氢卤酸的取代反应
酚的取代
＋3Br2
＋3HBr
（过量）
OH
OH
Br
Br
Br
（浓溶液）
3.引入羟基的方法
(1)烯烃与水的加成
(2)卤代烃的水解
CH3CH2CH2Cl+ NaOH CH3CH2CH2OH+NaCl
H2O
△
(3)酯的水解
CH3COOC2H5＋NaOH CH3COONa＋C2H5OH
△
CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH
稀硫酸
△
CH3CH＝CH2＋H2O CH3CHCH3
催化剂
加热、加压
OH
(4)醛、酮的还原
催化剂
CH3CH2OH
CH3CHO
+H2
O
C
CH3
CH3
＋
H2
催化剂
OH
CH
CH3
CH3
*(5)酚盐溶液与CO2、HCl等反应
+NaCl
OH
+ HCl
ONa
+ NaHCO3
OH
+ CO2+H2O
ONa
△
a.醇的催化氧化引入碳氧双键。例如：
2RCH2OH＋O2
催化剂
△
2RCHO＋2H2O
2RCH(OH)R'＋O2
催化剂
△
2R—C—R＋2H2O
O
b.某些烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应：
4.醛基和酮羰基的引入
伯醇
仲醇
醛
酮
c烯烃氧化
d炔烃水化
b某些烯烃、炔烃被O3或酸性高锰酸钾溶液氧化
CH3COOH +
②Zn/H2O
①O3
OHCCH2CH2CH2CH2CHO
5.引入羧基的方法
(1)醛的氧化反应
(2)酯、酰胺的水解反应
2CH3CHO+O2
2CH3COOH
CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH
稀硫酸
△
催化剂
CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O
△
CH3COOH
H＋
RCONH2 ＋ NaOH RCOONa ＋ NH3↑
RCOOH
H＋
(3)伯醇被酸性高锰酸钾溶液或重铬酸钾溶液氧化的反应氧化的反应
(4)某些烯烃、炔烃、芳香烃（苯的同系物）被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应
CH≡C—R
KMnO4
H＋
CO2＋RCOOH
CH—
R
R'
KMnO4
H＋
HOOC—
C＝CH—R
R'
R''
KMnO4
H＋
C＝O＋R—COOH
R'
R''
6、引入酯基
①酯化反应
CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O
浓硫酸
△
②酰氯醇解
苯酚形成酯需要与酸酐反应
有机合成的主要任务二： 官能团引入
官能团 引入方法(举例)
碳碳双键 卤代烃的消去或醇的消去或炔烃的不完全加成
碳卤键 醇、酚的取代或烯烃、炔烃的加成或
烷烃、苯及苯的同系物的取代
羟基 烯烃与水的加成或卤代烃的水解或醛的还原或酯的水解
醛基 醇的催化氧化或烯烃的氧化
羧基 醇的氧化或醛的氧化或酯的水解
酯基
酯化反应
二、官能团的消除
加成反应
1.消除不饱和键
2.消除羟基
取代、消去、酯化、氧化
3.消除醛基、酮羰基
加成、氧化
4.消除碳卤键
消去、水解
5.消除酯基、酰胺基
水解
烷烃
烯烃
炔烃
卤代烃
醛
羧酸
酯
醇
加成（+ H2O）
消去（- H2O）
+ H2
+ H2
X2 、HX 加成
X2 /HX 加成
消去(-HX)
+X2
+ HX
+ H2O
氧化
还原
氧化
酯化
水解
水解
酯化
官能团种类变化：
1.利用衍变关系进行转化
三、官能团的转化
2.通过消去、加成（控制试剂）、水解反应使官能团数目增加或减少
CH3CH2OH CH2＝CH2
消去
－H2O
加成
＋Cl2
CH2—CH2
Cl
Cl
水解
CH2—CH2
OH
OH
官能团数目变化：
CH2CH2Br
CH2=CH2
CH2Br－CH2Br
3.通过消去、加成（控制试剂）使官能团位置改变
CH3CH2CH2Cl
CH3—CH—CH3
Cl
CH3CH＝CH2
加成（＋ HCl）
消去（－HCl）
官能团位置变化：
CH2=C-CH=CH2
CH3
由2-氯丙烷为主要原料制取 1，2-丙二醇
思考与讨论
CH3CHClCH3
消去
CH2=CH2CH3
加Br2
CH2Br-CH2BrCH3
HO-CH2-CH(OH)CH3
水解
原料
目标分子
官能团的转化和官能团的增加
→在有机合成中，官能团的转化可以通过取代、加成、消去、氧化、还原等反应实现。
CH3COOCH2CH3
CH3CH2OH
CH2=CH2
CH3CH2Br
例如：典型有机化合物之间的转化关系：
CH3CHO
CH3COOH
首先，要掌握好官能团的衍变主线
“有机三角”
卤代烃是有机合成的桥梁！
三、官能团的转化
烃、卤代烃、醇之间的衍变关系
CH2=CH2 CH3CH2--Br CH3CH2－OH
①
②
③
④
⑤
⑥
官能团的转化体现在烃及其衍生物的相互转化关系中:
规律总结
醇
醛
羧酸
[O]
H2
[O]
二、烃及其衍生物的转化关系
写出(1)~(17)的化学方程式:
二、烃及其衍生物的转化关系
1.官能团种类变化：
CH3CH2-Br
水解
CH3CH2-OH
氧化
CH3-CHO
其次，掌握官能团种类变化、数目变化、位置变化等。
CH3-COOH
氧化
CH3CH2-Br
消去
CH2=CH2
加Br2
CH2Br－CH2Br
3.官能团位置变化
CH3CH2CH2-OH
CH3CH=CH2
CH3CH-CH3
Br
2.官能团数目变化
CH3CH2-OH
消去
CH2=CH2
加Br2
CH2Br－CH2Br
水解
HOCH2－CH2OH
消去
HBr
水解
CH3CH-CH3
OH
注意:卤代烃是有机合成中的桥梁！
三、官能团的转化
1.一元合成路线:
RCH2—X
RCH2—OH
R—CHO
→ RCOOH
RCOOCH2R
2.二元合成路线:
NaOH,水
H2,催化剂
O2,Cu,△
O2,催化剂,△
CH2 CH2
Br
Br
OH
OH
O
O
HC CH
HOC COH
O
O
CH2 CH2
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
CH2＝CH2
乙二酸乙二酯
Br2
总结：常规有机合成路线
3.芳香化合物合成路线:
CH3
CH2Cl
CH2OH
CHO
COOH
Cl
OH
总结：常规有机合成路线
①一元合成路线：
卤代烃
一元醇
一元醛
一元羧酸
酯
HX
R CH＝CH2
R CH2CH2 X
NaOH水溶液
Δ
R CH2CH2 OH
[O]
R CH2CHO
[O]
R CH2COOH
浓硫酸
Δ
(1)脂肪烃为基础原料到酯的合成路线
总结：常规有机合成路线
②二元合成路线：
二元醇
二元醛
二元羧酸
链酯、环酯、聚酯
X2
CH＝CH2
X CH2CH2 X
NaOH水溶液
Δ
HO CH2CH2 OH
[O]
OHC CHO
[O]
HOOC COOH
浓硫酸
Δ
卤代烃
（2）芳香族化合物合成路线
CH3
CH2Cl
CH2OH
CHO
COOH
芳香酯
光照
Cl2
NaOH水溶液
Δ
[O]
[O]
浓硫酸
Δ
Cl
OH
Cl2
FeCl3
②
NaOH水溶液
Δ
①
3．以1-丙醇制取 ，最简便的流程需要下列反应的顺序是( ) a．氧化 b．还原 c．取代 d．加成 e．消去 f．中和 g．加聚 h．酯化 A．b、d、f、g、h B．e、d、c、a、h C．a、e、d、c、h D．b、a、e、c、f
教材P89练习与应用
请设计出以 为原料,制备 的合成线路（必要的无机试剂自选）.
练一练
ClCH2-CH2-CH2-CH2OH
ClCH2-CH2-CH2-CHO
ClCH2-CH2-CH2-COOH
HOCH2-CH2-CH2-COONa
HOCH2-CH2-CH2-COOH
[O]
[O]
NaOH水溶液
加热
H+酸化
HOCH2-CH2-CH2-CH2OH
？
水解
√
浓硫酸
△
原料
目标分子
注意：转化官能团时，要考虑先后顺序。
通常有碳碳双键、羟基、羰基或醛基和氨基等需保护。
(课本P84)
四、官能团的保护
含有多个官能团的有机物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。
【思路】甲苯可以被酸性KMnO4氧化成苯甲酸，但是酚羟基也会被酸性KMnO4氧化。加入一种试剂(碘甲烷)保护酚-OH不被氧化。
【尝试应用】依据资料卡片中的官能团保护，思考用对甲基苯酚合成对羧基苯酚的过程(不用写反应条件，仅写出物质的变化过程)。
因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为
OCH3
COOH
OH
COOH
CH3I
KMnO4/H＋
H＋
OCH3
CH3
OH
CH3
1.酚羟基的保护
例1. 用甲苯合成对羟基苯甲酸乙酯的路线如下，其中
③的目的是 ，使其不被氧化。
保护酚羟基
ONa
COOH
OH
COOH
NaOH
KMnO4/H＋
H＋
ONa
CH3
OH
CH3
1.酚羟基的保护
→因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为
(1)酚羟基的保护
→因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为
苯甲醚
1.下列有机合成中①②步骤的目的是什么？
提示 ①保护酚羟基不被氧化；
②引入羧基。
同步练习
酯化
2.醇羟基的保护
可先将羟基转化为醚键，使醇转化为在一般反应条件下比较稳定的醚。待相关合成反应结束后，再在一定条件下脱除起保护作用的基团(保护基)，恢复羟基。
碳碳双键易加成，易被O3、H2O2、酸性高锰酸钾等氧化，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将其转变为碳碳双键。
3.碳碳双键的保护
C＝C
＋HX
—C—C—
X
H
NaOH/醇
△
C＝C
C＝C
＋H2O
—C—C—
OH
H
浓硫酸
△
C＝C
相关合成反应
问：设计A、B两步的目的是什么？
防止碳碳双键被氧化
以HOCH2-CH=CH-CH2OH为原料合成HOOC-CH=CH-COOH的路线为
HOCH2-CH=CH-CH2OH
HOCH2-CHCl-CH2-CH2OH
HOOC-CHCl-CH2-COOH
HOOC-CH=CH-COOH
A
B
C
【课堂练习4】
4.醛基的保护
醛基可被弱氧化剂氧化和还原，为避免在反应过程中受到影响
醛基保护一般是把醛基制成缩醛，最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)
缩醛
2.有机合成的设计流程中有如下环节，其目的是什么？
提示 保护羰基不被反应。
同步练习
氨基易被O2、O3、H2O2、酸性KMn04溶液等氧化
先用盐酸转化为铵盐，后加NaOH溶液重新转化为-NH2
6.氨基(-NH2)的保护
6.氨基(-NH2)的保护
胺基易被O2、O3、H2O2等氧化
CH3
浓硝酸
浓硫酸，加热
CH3
NO2
KMnO4/H＋
COOH
NO2
Fe/HCl
COOH
NH2
NH2
COOH
NO2
COOH
例2. 某种药物中间体的合成路线如下，其中②是为了 ，使其不被氧化。
【课堂练习5】
保护氨基
Cu/Ag
加热
CH2=CHCH2OH
CH2=CHCHO
催化氧化
CH2=CH-COOH
CH2=CH-CH2-OH
CH2=CH-COOH
KMnO4
方案1：
方案2：
方案3：
1.下列用 制取 的方案中可行的是（ ）
CH2=CH-CH2-OH
CH2=CH-COOH
方案2：
方案3：
CH2=CHCH2OH
KMnO4
HCl
CH3CHClCH2OH
CH3CHClCOOH
H+
CH2=CHCOONa
CH2=CH-COOH
NaOH/醇
-HCl
2.(1)将 直 接氧化能得到 吗？若不能，如何得到？
(2)由 怎样转变为
3.工业上用甲苯生产对-羟基苯甲酸乙酯(一种常用的化妆品防霉剂)，其生产过程如下（反应条件及某些反应物、产物未全部注明）
请回答:(1)写出A、B、C的结构简式 .
(2)在合成路线中设计反应③和⑥的目的是____________
CH3
Cl
COOC2H5
H3CO
CH3
A
Cl2
催化剂①
CH3I
C
HO
COOC2H5(产品)
HI
③
④
⑥
一定条件下
②
C2H5OH
⑤
OCH3
COOH
CH3
OH
保护酚羟基，防止酚羟基被氧化
CH3
OCH3
同步练习
B
有机合成
有机合成的
概念：
任务：碳架构建与
过程：
官能团转化
种类变化
数目变化
位置变化
消去、加成
引入与保护
任务1. 构建碳骨架
（1）碳链增长——①炔烃与HCN加成
②醛与HCN加成
③分子内含有α-H的醛与醛基加成
（2）碳链缩短——①烯烃被KMnO4/H+氧化
②炔烃被KMnO4/H+氧化
③芳香烃侧链被KMnO4/H+氧化
（3）碳链成环——共轭二烯烃与含碳碳双键的化合物发生第尔斯－阿尔德反应（Diels-Alder reaction）
任务2.引入官能团
（1）引入碳碳双键 （2）引入碳卤键
（3）引入羟基 （4）引入羧基 （5）引入酯基
任务3.官能团保护
小 结
课堂检测
1．已知：烯烃在一定条件下能与水发生加成反应生成醇。有机物A～D之间存在如图所示的转化关系。下列说法不正确的是( )
A．D的结构简式为CH3COOCH2CH3
B．A能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．B与乙酸发生了取代反应
D．可用B萃取碘水中的碘单质
D
乙烯
乙醇
乙醛
乙酸乙酯
2．已知酸性： ，综合考虑反应物的转化
率和原料成本等因素，将 转变为 的最佳方法
A．与稀 H2SO4 共热后，加入足量的 NaHCO3 溶液
B．与稀 H2SO4 共热后，加入足量的 Na2CO3 溶液
C．与足量的 NaOH 溶液共热后，再加入适量 H2SO4
D．与足量的 NaOH 溶液共热后，再通入足量 CO2
D
课堂检测
3．食品香精菠萝酯的生产路线(反应条件略去)如下：
下列叙述错误的是( )
A．步骤(1)产物中残留的苯酚可用FeCl3溶液检验
B．苯酚和菠萝酯均可与酸性KMnO4溶液发生反应
C．步骤(2)产物中残留的丙烯醇可用溴水检验
D．苯氧乙酸和菠萝酯均可与NaOH溶液发生反应
C
课堂检测
5.下列有机合成设计中，所涉及的反应类型有误的是（ ）
A．由乙醇制备乙二醇，第一步消去，第二步加成，第三步水解
B．由2-氯丙烷合成1,2-丙二醇，第一步消去，第二步加成，第三步取代
C．由1-溴丁烷制1,3-丁二烯：第一步消去，第二步加成，第三步消去
D．由1-溴丁烷制1，2-二溴丁烷，第一步消去，第二步加成
C
课堂检测
第三章 烃的衍生物
第五节 有机合成
第二课时 官能团的引入、消除、转化和保护
学习
目标
第2课时
官能团的引入 消除 转化和保护
PART
01
PART
02
认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化，掌握官能团的引入和转化的一些技巧。
从不同角度对有机化合物的转化关系进行分析和推断，能根据有机化合物的官能团的转化等分析有机合成的合理性。
醇醛酸酯一条线；乙烯连接一大片；沟通桥梁卤代烃。
电负性：C 2.5 H 2.1 O 3.5 N 3.0 Cl 3.0 Br 2.8
→有机合成的关键是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入或转化所需要的官能团。
→有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应，可以实现有机化合物类别的转化，并引入目标官能团。
物质转化
不饱和烃
饱和烃
卤代烃
醇
醛
羧酸
酯
卤代
脱卤
水解
取代
氧化
还原
酯化
水解
氧化
加成
消去
加成
消去
水解
酯化
醇醛酸酯一条线；乙烯连接一大片；沟通桥梁卤代烃
→有机合成的关键是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入或转化所需要的官能团。
→有选择地通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应，可以实现有机化合物类别的转化，并引入目标官能团。
(课本P84)
学习任务:官能团的引入 消除 转化和保护
学习任务:官能团的引入 消除 转化和保护
一、官能团的引入
1.引入碳碳双键
(1)醇或卤代烃的消去反应
CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O
CH3CH2Br＋NaOH CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O
乙醇
△
(2)炔烃的不完全加成反应(限制物质的量)
CH≡CH+HCl
CH2=CHCl
(注意反应条件)
CH≡CH + Cl2
ClCH=CHCl
催化剂
△
例如：
—CH3＋Cl2
光照
—CH2Cl＋HCl
CH2＝CH—CH3＋Cl2
500~600℃
或光照
CH2＝CH—CH2Cl＋HCl
①烷烃、苯及其同系物的卤代
2.引入碳卤键
↑
液溴
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
注意
＋Br2
—Br
—Br
CH2＝CH—CH3＋Br2
CH2Br—CHBr—CH3
CH2＝CH—CH3＋HBr
CH3—CHBr—CH3
CH2Br—CH2—CH3
或
CH≡CH＋HCl
催化剂
△
CH2＝CHCl
△
R—OH＋HX
R—X＋H2O
②不饱和烃与X2、HX等的加成反应
例如：
③醇与氢卤酸的取代反应
酚的取代
＋3Br2
＋3HBr
（过量）
OH
OH
Br
Br
Br
（浓溶液）
3.引入羟基的方法
(1)烯烃与水的加成
(2)卤代烃的水解
CH3CH2CH2Cl+ NaOH CH3CH2CH2OH+NaCl
H2O
△
(3)酯的水解
CH3COOC2H5＋NaOH CH3COONa＋C2H5OH
△
CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH
稀硫酸
△
CH3CH＝CH2＋H2O CH3CHCH3
催化剂
加热、加压
OH
(4)醛、酮的还原
催化剂
CH3CH2OH
CH3CHO
+H2
O
C
CH3
CH3
＋
H2
催化剂
OH
CH
CH3
CH3
*(5)酚盐溶液与CO2、HCl等反应
+NaCl
OH
+ HCl
ONa
+ NaHCO3
OH
+ CO2+H2O
ONa
△
a.醇的催化氧化引入碳氧双键。例如：
2RCH2OH＋O2
催化剂
△
2RCHO＋2H2O
2RCH(OH)R'＋O2
催化剂
△
2R—C—R＋2H2O
O
b.某些烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应：
4.醛基和酮羰基的引入
伯醇
仲醇
醛
酮
c烯烃氧化
d炔烃水化
b某些烯烃、炔烃被O3或酸性高锰酸钾溶液氧化
CH3COOH +
②Zn/H2O
①O3
OHCCH2CH2CH2CH2CHO
5.引入羧基的方法
(1)醛的氧化反应
(2)酯、酰胺的水解反应
2CH3CHO+O2
2CH3COOH
CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH
稀硫酸
△
催化剂
CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O
△
CH3COOH
H＋
RCONH2 ＋ NaOH RCOONa ＋ NH3↑
RCOOH
H＋
(3)伯醇被酸性高锰酸钾溶液或重铬酸钾溶液氧化的反应氧化的反应
(4)某些烯烃、炔烃、芳香烃（苯的同系物）被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应
CH≡C—R
KMnO4
H＋
CO2＋RCOOH
CH—
R
R'
KMnO4
H＋
HOOC—
C＝CH—R
R'
R''
KMnO4
H＋
C＝O＋R—COOH
R'
R''
6、引入酯基
①酯化反应
CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O
浓硫酸
△
②酰氯醇解
苯酚形成酯需要与酸酐反应
有机合成的主要任务二： 官能团引入
官能团 引入方法(举例)
碳碳双键 卤代烃的消去或醇的消去或炔烃的不完全加成
碳卤键 醇、酚的取代或烯烃、炔烃的加成或
烷烃、苯及苯的同系物的取代
羟基 烯烃与水的加成或卤代烃的水解或醛的还原或酯的水解
醛基 醇的催化氧化或烯烃的氧化
羧基 醇的氧化或醛的氧化或酯的水解
酯基
酯化反应
二、官能团的消除
加成反应
1.消除不饱和键
2.消除羟基
取代、消去、酯化、氧化
3.消除醛基、酮羰基
加成、氧化
4.消除碳卤键
消去、水解
5.消除酯基、酰胺基
水解
烷烃
烯烃
炔烃
卤代烃
醛
羧酸
酯
醇
加成（+ H2O）
消去（- H2O）
+ H2
+ H2
X2 、HX 加成
X2 /HX 加成
消去(-HX)
+X2
+ HX
+ H2O
氧化
还原
氧化
酯化
水解
水解
酯化
官能团种类变化：
1.利用衍变关系进行转化
三、官能团的转化
2.通过消去、加成（控制试剂）、水解反应使官能团数目增加或减少
CH3CH2OH CH2＝CH2
消去
－H2O
加成
＋Cl2
CH2—CH2
Cl
Cl
水解
CH2—CH2
OH
OH
官能团数目变化：
CH2CH2Br
CH2=CH2
CH2Br－CH2Br
3.通过消去、加成（控制试剂）使官能团位置改变
CH3CH2CH2Cl
CH3—CH—CH3
Cl
CH3CH＝CH2
加成（＋ HCl）
消去（－HCl）
官能团位置变化：
CH2=C-CH=CH2
CH3
由2-氯丙烷为主要原料制取 1，2-丙二醇
思考与讨论
CH3CHClCH3
消去
CH2=CH2CH3
加Br2
CH2Br-CH2BrCH3
HO-CH2-CH(OH)CH3
水解
原料
目标分子
官能团的转化和官能团的增加
→在有机合成中，官能团的转化可以通过取代、加成、消去、氧化、还原等反应实现。
CH3COOCH2CH3
CH3CH2OH
CH2=CH2
CH3CH2Br
例如：典型有机化合物之间的转化关系：
CH3CHO
CH3COOH
首先，要掌握好官能团的衍变主线
“有机三角”
卤代烃是有机合成的桥梁！
三、官能团的转化
烃、卤代烃、醇之间的衍变关系
CH2=CH2 CH3CH2--Br CH3CH2－OH
①
②
③
④
⑤
⑥
官能团的转化体现在烃及其衍生物的相互转化关系中:
规律总结
醇
醛
羧酸
[O]
H2
[O]
二、烃及其衍生物的转化关系
写出(1)~(17)的化学方程式:
二、烃及其衍生物的转化关系
1.官能团种类变化：
CH3CH2-Br
水解
CH3CH2-OH
氧化
CH3-CHO
其次，掌握官能团种类变化、数目变化、位置变化等。
CH3-COOH
氧化
CH3CH2-Br
消去
CH2=CH2
加Br2
CH2Br－CH2Br
3.官能团位置变化
CH3CH2CH2-OH
CH3CH=CH2
CH3CH-CH3
Br
2.官能团数目变化
CH3CH2-OH
消去
CH2=CH2
加Br2
CH2Br－CH2Br
水解
HOCH2－CH2OH
消去
HBr
水解
CH3CH-CH3
OH
注意:卤代烃是有机合成中的桥梁！
三、官能团的转化
1.一元合成路线:
RCH2—X
RCH2—OH
R—CHO
→ RCOOH
RCOOCH2R
2.二元合成路线:
NaOH,水
H2,催化剂
O2,Cu,△
O2,催化剂,△
CH2 CH2
Br
Br
OH
OH
O
O
HC CH
HOC COH
O
O
CH2 CH2
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
CH2＝CH2
乙二酸乙二酯
Br2
总结：常规有机合成路线
3.芳香化合物合成路线:
CH3
CH2Cl
CH2OH
CHO
COOH
Cl
OH
总结：常规有机合成路线
①一元合成路线：
卤代烃
一元醇
一元醛
一元羧酸
酯
HX
R CH＝CH2
R CH2CH2 X
NaOH水溶液
Δ
R CH2CH2 OH
[O]
R CH2CHO
[O]
R CH2COOH
浓硫酸
Δ
(1)脂肪烃为基础原料到酯的合成路线
总结：常规有机合成路线
②二元合成路线：
二元醇
二元醛
二元羧酸
链酯、环酯、聚酯
X2
CH＝CH2
X CH2CH2 X
NaOH水溶液
Δ
HO CH2CH2 OH
[O]
OHC CHO
[O]
HOOC COOH
浓硫酸
Δ
卤代烃
（2）芳香族化合物合成路线
CH3
CH2Cl
CH2OH
CHO
COOH
芳香酯
光照
Cl2
NaOH水溶液
Δ
[O]
[O]
浓硫酸
Δ
Cl
OH
Cl2
FeCl3
②
NaOH水溶液
Δ
①
3．以1-丙醇制取 ，最简便的流程需要下列反应的顺序是( ) a．氧化 b．还原 c．取代 d．加成 e．消去 f．中和 g．加聚 h．酯化 A．b、d、f、g、h B．e、d、c、a、h C．a、e、d、c、h D．b、a、e、c、f
教材P89练习与应用
请设计出以 为原料,制备 的合成线路（必要的无机试剂自选）.
练一练
ClCH2-CH2-CH2-CH2OH
ClCH2-CH2-CH2-CHO
ClCH2-CH2-CH2-COOH
HOCH2-CH2-CH2-COONa
HOCH2-CH2-CH2-COOH
[O]
[O]
NaOH水溶液
加热
H+酸化
HOCH2-CH2-CH2-CH2OH
？
水解
√
浓硫酸
△
原料
目标分子
注意：转化官能团时，要考虑先后顺序。
通常有碳碳双键、羟基、羰基或醛基和氨基等需保护。
(课本P84)
四、官能团的保护
含有多个官能团的有机物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。
【思路】甲苯可以被酸性KMnO4氧化成苯甲酸，但是酚羟基也会被酸性KMnO4氧化。加入一种试剂(碘甲烷)保护酚-OH不被氧化。
【尝试应用】依据资料卡片中的官能团保护，思考用对甲基苯酚合成对羧基苯酚的过程(不用写反应条件，仅写出物质的变化过程)。
因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为
OCH3
COOH
OH
COOH
CH3I
KMnO4/H＋
H＋
OCH3
CH3
OH
CH3
1.酚羟基的保护
例1. 用甲苯合成对羟基苯甲酸乙酯的路线如下，其中
③的目的是 ，使其不被氧化。
保护酚羟基
ONa
COOH
OH
COOH
NaOH
KMnO4/H＋
H＋
ONa
CH3
OH
CH3
1.酚羟基的保护
→因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为
(1)酚羟基的保护
→因酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，其过程表示为
苯甲醚
1.下列有机合成中①②步骤的目的是什么？
提示 ①保护酚羟基不被氧化；
②引入羧基。
同步练习
酯化
2.醇羟基的保护
可先将羟基转化为醚键，使醇转化为在一般反应条件下比较稳定的醚。待相关合成反应结束后，再在一定条件下脱除起保护作用的基团(保护基)，恢复羟基。
碳碳双键易加成，易被O3、H2O2、酸性高锰酸钾等氧化，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将其转变为碳碳双键。
3.碳碳双键的保护
C＝C
＋HX
—C—C—
X
H
NaOH/醇
△
C＝C
C＝C
＋H2O
—C—C—
OH
H
浓硫酸
△
C＝C
相关合成反应
问：设计A、B两步的目的是什么？
防止碳碳双键被氧化
以HOCH2-CH=CH-CH2OH为原料合成HOOC-CH=CH-COOH的路线为
HOCH2-CH=CH-CH2OH
HOCH2-CHCl-CH2-CH2OH
HOOC-CHCl-CH2-COOH
HOOC-CH=CH-COOH
A
B
C
【课堂练习4】
4.醛基的保护
醛基可被弱氧化剂氧化和还原，为避免在反应过程中受到影响
醛基保护一般是把醛基制成缩醛，最后再将缩醛水解得到醛基(常用乙二醇)
缩醛
2.有机合成的设计流程中有如下环节，其目的是什么？
提示 保护羰基不被反应。
同步练习
氨基易被O2、O3、H2O2、酸性KMn04溶液等氧化
先用盐酸转化为铵盐，后加NaOH溶液重新转化为-NH2
6.氨基(-NH2)的保护
6.氨基(-NH2)的保护
胺基易被O2、O3、H2O2等氧化
CH3
浓硝酸
浓硫酸，加热
CH3
NO2
KMnO4/H＋
COOH
NO2
Fe/HCl
COOH
NH2
NH2
COOH
NO2
COOH
例2. 某种药物中间体的合成路线如下，其中②是为了 ，使其不被氧化。
【课堂练习5】
保护氨基
Cu/Ag
加热
CH2=CHCH2OH
CH2=CHCHO
催化氧化
CH2=CH-COOH
CH2=CH-CH2-OH
CH2=CH-COOH
KMnO4
方案1：
方案2：
方案3：
1.下列用 制取 的方案中可行的是（ ）
CH2=CH-CH2-OH
CH2=CH-COOH
方案2：
方案3：
CH2=CHCH2OH
KMnO4
HCl
CH3CHClCH2OH
CH3CHClCOOH
H+
CH2=CHCOONa
CH2=CH-COOH
NaOH/醇
-HCl
2.(1)将 直 接氧化能得到 吗？若不能，如何得到？
(2)由 怎样转变为
3.工业上用甲苯生产对-羟基苯甲酸乙酯(一种常用的化妆品防霉剂)，其生产过程如下（反应条件及某些反应物、产物未全部注明）
请回答:(1)写出A、B、C的结构简式 .
(2)在合成路线中设计反应③和⑥的目的是____________
CH3
Cl
COOC2H5
H3CO
CH3
A
Cl2
催化剂①
CH3I
C
HO
COOC2H5(产品)
HI
③
④
⑥
一定条件下
②
C2H5OH
⑤
OCH3
COOH
CH3
OH
保护酚羟基，防止酚羟基被氧化
CH3
OCH3
同步练习
B
有机合成
有机合成的
概念：
任务：碳架构建与
过程：
官能团转化
种类变化
数目变化
位置变化
消去、加成
引入与保护
任务1. 构建碳骨架
（1）碳链增长——①炔烃与HCN加成
②醛与HCN加成
③分子内含有α-H的醛与醛基加成
（2）碳链缩短——①烯烃被KMnO4/H+氧化
②炔烃被KMnO4/H+氧化
③芳香烃侧链被KMnO4/H+氧化
（3）碳链成环——共轭二烯烃与含碳碳双键的化合物发生第尔斯－阿尔德反应（Diels-Alder reaction）
任务2.引入官能团
（1）引入碳碳双键 （2）引入碳卤键
（3）引入羟基 （4）引入羧基 （5）引入酯基
任务3.官能团保护
小 结
课堂检测
1．已知：烯烃在一定条件下能与水发生加成反应生成醇。有机物A～D之间存在如图所示的转化关系。下列说法不正确的是( )
A．D的结构简式为CH3COOCH2CH3
B．A能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．B与乙酸发生了取代反应
D．可用B萃取碘水中的碘单质
D
乙烯
乙醇
乙醛
乙酸乙酯
2．已知酸性： ，综合考虑反应物的转化
率和原料成本等因素，将 转变为 的最佳方法
A．与稀 H2SO4 共热后，加入足量的 NaHCO3 溶液
B．与稀 H2SO4 共热后，加入足量的 Na2CO3 溶液
C．与足量的 NaOH 溶液共热后，再加入适量 H2SO4
D．与足量的 NaOH 溶液共热后，再通入足量 CO2
D
课堂检测
3．食品香精菠萝酯的生产路线(反应条件略去)如下：
下列叙述错误的是( )
A．步骤(1)产物中残留的苯酚可用FeCl3溶液检验
B．苯酚和菠萝酯均可与酸性KMnO4溶液发生反应
C．步骤(2)产物中残留的丙烯醇可用溴水检验
D．苯氧乙酸和菠萝酯均可与NaOH溶液发生反应
C
课堂检测
5.下列有机合成设计中，所涉及的反应类型有误的是（ ）
A．由乙醇制备乙二醇，第一步消去，第二步加成，第三步水解
B．由2-氯丙烷合成1,2-丙二醇，第一步消去，第二步加成，第三步取代
C．由1-溴丁烷制1,3-丁二烯：第一步消去，第二步加成，第三步消去
D．由1-溴丁烷制1，2-二溴丁烷，第一步消去，第二步加成
C
课堂检测