第三章 烃的衍生物 第五节 有机合成 第一课时 有机合成的主要任务 构建碳骨架 有机合成 构建碳骨架 增长和缩短、成环等过程 合成的任务 官能团的引入、转化、消除及保护 有机合成 成本低、产率高 原则 合成路线的设计 环境友好、路线短 方法 逆向设计合成路线 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳骨架是有机化合物分子的结构基础，进行有机合成时需要考虑 碳骨架的形成，包括碳链的增长和缩短、成环等过程。 碳链的增长 原料分子中的碳原子 少于 目标分子中的碳原子 引入含碳原子的官能团 （ 1 ）与 HCN 发生加成反应 （ 2 ）羟醛缩合反应 （ 3 ）加聚反应 （ 4 ）酯化反应 （ 5 ）分子间脱水反应 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的增长 （ 1 ）与 HCN 发生加成反应 ① 炔烃与 HCN 的加成反应 HCN H2O,H ＋ CH≡CH 催化剂 CH2 ＝ CHCN CH ＝ CHCOOH 2 催化剂 丙烯腈 丙烯酸 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的增长 （ 1 ）与 HCN 发生加成反应 ② 醛（或酮）与 HCN 的加成反 应 R C＝ O （ R1 ） H HCN 催化剂 R OH C CN （ R1 ） H 羟基腈 H2 R OH C 催化剂 （ R1 ） H CH2NH2 氨基醇 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的增长 （ 2 ）羟醛缩合反应 醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子（ α-H ）受羰基吸电子的 影响，具有一定的活泼性。分子内含有 α-H 的醛在一定条件下可与醛基 发生加成反应，生成 β- 羟基醛，该产物易失水，得到 α,β- 不饱和醛。这 类反应被称为羟醛缩合反应，是一种常用的增长碳链的方法。 OH O α CH3—C—H ＋ CH3CHO 催化剂 β α CH3—C—CH2CHO H 催化剂 △ β α CH3—CH ＝ CHCHO ＋ H2O 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的增长 （ 2 ）羟醛缩合反应 O H CH3—C—H ＋ H Cα CHO H 加成反应 消去反应 OH α β 催化剂 催化剂 CH3—CH—CH2CHO △ β- 羟基醛 β α CH3—CH ＝ CHCHO ＋ H2O α,β- 不饱和醛 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的增长 （ 3 ）加聚反应 一定条件下 nCH2 ＝ CH2 [ CH2—CH2 ] n （ 4 ）酯化反应 O O 18 CH3—C—OH+H—O—C2H5 浓 H2SO4 18 CH3—C—O—C 2H5 + H2O （ 5 ）分子间脱水 浓 H2SO4 C2H5−OH + HO−C2H5 140 ℃ C2H5−O−C2H5 + H2O 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的缩短 原料分子中的碳原子 多于 目标分子中的碳原子 断开碳链 （ 1 ）烷烃的分解反应 （ 2 ）酯的水解反应 （ 3 ）与高锰酸钾发生氧化反应 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的缩短 （ 1 ）烷烃的分解反应 C4H10 △ CH4+C3H6 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的缩短 （ 2 ）酯的水解反应 稀硫酸 CH3COOC2H5 ＋ H2O △ CH3COOH ＋ C2H5OH O CH2 O C O C17H35 O C O C17H35 ＋ 3H2O CH2 O C C17H35 CH 稀硫酸 △ 　 CH2OH 3C17H35COOH ＋ CHOH CH2OH 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的缩短 （ 2 ）与高锰酸钾发生氧化反应 ① 烯烃 R' R'' C ＝ CH— R KMnO4 H R' ＋ R'' C ＝ O ＋ R— COOH 二氢成气 一氢成酸 无氢成酮 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的缩短 （ 2 ）与高锰酸钾发生氧化反应 ② 炔烃 CH≡C—R KMnO4 H ＋ CO2 ＋ RCOOH 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的缩短 （ 2 ）与高锰酸钾发生氧化反应 ③ 芳香化合物的侧链 R CH— R' KMnO4 H＋ HOOC— 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的成环 （ 1 ）共轭二烯烃加成 共轭二烯烃（含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的 烯烃，如 1,3- 丁二烯）与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生双烯合 成反应（ Diels-Alder reaction ），得到环加成产物，构建了环状碳骨架 。 1 2 1 ＋ 3 4 6 5 COOH △ COOH 2 6 3 5 4 有机合成的主要任务 --- 构建碳骨架 碳链的成环 （ 2 ）合成环酯 课堂检 测 1. （ 2021· 新疆昌吉 · ）化合物丙是合成一种医药的中间体，可以通过如图 反应制得。下列说法正确的是 C A ．乙的分子式为 C5H10O2B ．甲的一氯代物有 4 种 ( 不考虑立体异构 )C ． 乙可以发生取代反应、加成反应 D ．丙不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 课堂检 测 【详解】 A ．由乙的结构简式可知，乙的分子式为 C5H8O2 ， A 项错误； B ．甲分子中有 3 种不同化学环境的氢原子，则其一氯代物有 3 种 ( 不考虑立体异构 ) ， B 项错误； C ．乙有酯基能水解，水解是取代反应，有双键可以发生加成反应 ，故 C 正确； D ．丙的结构中含有碳碳双键，能被高锰酸钾氧化，故能使酸性高 锰酸钾溶液褪色， D 项错误；故答案为 C 课堂检 测 2. 有机物甲的结构简式为： ，它可以通过下列路线合 成分离方法和其他产物已经略去： 下列说法不正确的是（ B ） A. 甲可以发生取代反应、加成反应和缩聚反应 B. 步骤 I 的反应方程式是： C. 步骤 IV 的反应类型是取代反应 D. 步骤 I 和 IV 在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化 课堂检 测 【详解】 A. 甲分子中含有氨基、羧基和苯环，可以发生取代反应、加成反应 和缩聚反应，故 A 正确； B. 步骤 I 是取代反应，反应方程式是： +HCl C. 步骤 IV 的反应是肽键水解，所以反应类型是取代反应，故 C 正 确； D. 氨基易被氧化，所以步骤 I 和 IV 在合成甲过程中的目的是保护氨