第三章 第四節(jié) 有機合成

1、-作者xxxx-日期xxxx第三章 第四節(jié) 有機合成【精品文檔】第四節(jié)有機合成 一、有機合成遵循的原則(1)起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。通常采用四個碳以下的單官能團化合物和單取代苯。(2)應盡量選擇步驟最少的合成路線。為減少合成步驟，應盡量選擇與目標化合物結構相似的原料。步驟越少，最后產(chǎn)率越高。(3)合成路線要符合“綠色、環(huán)?！钡囊?。高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子，使之結合到目標化合物中，達到零排放。(4)有機合成反應要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。(5)要按一定的反應順序和規(guī)律引入官能團，不能臆造不存在的反應事實。綜合運用有機反應中官能團的衍變規(guī)律及有

2、關的提示信息，掌握正確的思維方法。有時則要綜合運用順推或逆推的方法導出最佳的合成路線。原料順推逆推中間產(chǎn)物順推逆推產(chǎn)品二、中學常用的合成路線1烴、鹵代烴、烴的含氧衍生物之間的轉化關系2一元合成路線RCHCH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯3二元合成路線CH2CH2二元醇二元醛二元羧酸酯(鏈酯、環(huán)酯、聚酯)4芳香族化合物合成路線：特別提醒和Cl2的反應，應特別注意條件的變化；光照只取代甲基上的氫，F(xiàn)e做催化劑取代苯環(huán)鄰、對位上的氫。三、有機合成題的解題思路1首先要正確判斷需合成的有機物的類別，它含有哪種官能團，與哪些知識和信息有關；2其次是根據(jù)現(xiàn)有的原料、信息和有關反應規(guī)律，盡可能合理地把目標化合

3、物分成若干片斷，或?qū)ふ夜倌軋F的引入、轉換、保護方法，或設法將各片段拼接衍變，盡快找出合成目標化合物的關鍵；3最后將正向推導和逆向推導得出的若干個合成路線加以綜合比較，選擇出最佳的合成方案。其解題思路可簡要列如下表：類型1 有機合成路線的選擇和確定例1已知：請運用已學過的知識和上述給出的信息寫出由乙烯制正丁醇各步反應的化學方程式(不必寫出反應條件)。答案(1)CH2=CH2H2OCH3CH2OH(2)2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O(3)2CH3CHO(4) CH3CH=CHCHOH2O(5)CH3CH=CHCHO2H2CH3CH2CH2CH2OH解析由題給信息知：兩個醛分子在一定條

4、件下通過自身加成反應，得到的不飽和醛分子中的碳原子數(shù)是原參加反應的兩個醛分子的碳原子數(shù)之和。根據(jù)最終產(chǎn)物正丁醇中有4個碳原子，原料乙烯分子中只有2個碳原子，運用題給信息，將乙烯氧化為乙醛，兩個乙醛分子再進行自身加成變成丁烯醛，最后用H2與丁烯醛中的碳碳雙鍵和醛基進行加成反應，便可得到正丁醇。本題基本采用正向思維方法。乙烯乙醛丁烯醛正丁醇。本題中乙烯合成乙醛的方法有兩種：其一：乙烯乙醇乙醛其二：乙烯乙醛設計有機合成的路線，可以從確定的某種原料分子開始，逐步經(jīng)過碳鏈的連接和官能團的安裝來完成。在這樣的有機合成路線設計中，首先要比較原料分子和目標分子在結構上的異同，包括官能團和碳骨架兩個方面的異同，

5、然后設計由原料分子轉向目標分子的合成路線。在逆推過程中，需要逆向?qū)ふ夷茼樌铣赡繕朔肿拥闹虚g有機化合物，直至選出合適的起始原料。只要每步逆推是合理的，就可以得出科學的合成路線。當?shù)玫綆讞l不同的合成路線時，就需要通過優(yōu)選確定最佳合成路線。在優(yōu)選合成路線時，必須考慮合成路線是否符合化學原理，以及合成操作是否安全可靠等問題。類型2 逆合成分析法例2堿存在下，鹵代烴與醇反應生成醚(ROR)：RXROHRORHX化合物A經(jīng)下列四步反應可得到常用溶劑四氫呋喃，反應框圖如下：請回答下列問題：(1)1 mol A和1 mol H2在一定條件下恰好反應，生成飽和一元醇Y，Y中碳元素的質(zhì)量分數(shù)約為65%，則Y的分

6、子式為_，A分子中所含官能團的名稱是_，A的結構簡式為_。(2)第步反應類型分別為_。(3)化合物B具有的化學性質(zhì)(填寫字母代號)是_。a可發(fā)生氧化反應b強酸或強堿條件下均可發(fā)生消去反應c可發(fā)生酯化反應d催化條件下可發(fā)生加聚反應(4)寫出C、D和E的結構簡式：C_、D_、E_。(5)寫出化合物C與NaOH水溶液反應的化學方程式：_。(6)寫出四氫呋喃鏈狀醚類的所有同分異構體的結構簡式：_。答案(1)C4H10O羥基、碳碳雙鍵 (2)加成反應取代反應(3)abc解析本題為有機信息推斷題，綜合考查了有機物分子式、結構簡式、方程式、同分異構體的書寫等知識，著重考查學生利用所學知識結合所給信息分析問題

7、、解決問題的能力和自學能力。(1)由1 mol A和1 mol H2恰好反應生成飽和一元醇Y知，A中含有一個碳碳雙鍵，且Y的通式可寫為CnH2n2O，又因Y中碳元素的質(zhì)量分數(shù)約為65%，則有×100%65%，解得n4，即Y的分子式為C4H10O；再由反應框圖從而推出A的結構簡式為CH2=CHCH2CH2OH。B應發(fā)生A與溴的加成反應，BB應發(fā)生A與溴的加成反應，BC應發(fā)生生成醚的取代反應。(3)因B為，含有Br和OH，故應具有a、b、c所述的化學性質(zhì)。(6)因四氫呋喃為環(huán)狀醚，要寫成鏈狀醚時，其碳碳鏈上一定含有一個碳碳雙鍵，從而寫出可能的同分異構體。類型3 有機綜合推斷題“突破口”的

8、尋找例3下圖中A、B、C、D、E、F、G、H均為有機化合物。回答下列問題：(1)有機化合物A的相對分子質(zhì)量小于60，A能發(fā)生銀鏡反應，1 mol A在催化劑作用下能與3 mol H2反應生成B，則A的結構簡式是_，由A生成B的反應類型是_；(2)B在濃硫酸中加熱可生成C，C在催化劑作用下可聚合生成高分子化合物D，由C生成D的化學方程式是_；(3)芳香族化合物E的分子式是C8H8Cl2。E的苯環(huán)上的一溴取代物只有一種，則E的所有可能的結構簡式是_；E在NaOH溶液中可轉變?yōu)镕，F(xiàn)用高錳酸鉀酸性溶液氧化生成G(C8H6O4)。1 mol G與足量的NaHCO3溶液反應可放出 L CO2(標準狀況)

9、，由此確定E的結構簡式是_；(4)G和足量的B在濃硫酸催化下加熱反應可生成H，則由G和B生成H的化學方程式是_。該反應的反應類型是_。解析(1)A的相對分子質(zhì)量小于60，A能發(fā)生銀鏡反應，則A中有。1 mol A能與3 mol H2發(fā)生反應生成B，則A分子中有兩個雙鍵或一個三鍵，若有兩個雙鍵，則其相對分子質(zhì)量一定超過60，因此A的結構簡式為，B的結構簡式為CH3CH2CH2OH，由A到B發(fā)生的反應為加成反應(或還原反應)。(2)CH3CH2CH2OH在濃H2SO4作用下，發(fā)生消去反應，生成烯烴C(CH3CH=CH2)，丙烯發(fā)生加聚反應生成聚丙烯，化學方程式為 (3)芳香族化合物C8H8Cl2，

10、其苯環(huán)上的一溴取代物只有一種，則E的結構應該非常對稱，因此E的結構簡式為1 mol G與足量的NaHCO3反應生成 L CO2，即2 mol CO2，則G分子中一定有兩個COOH，因此E的結構簡式為。(4)G為，B為CH3CH2CH2OH，G和B發(fā)生酯化反應的化學方程式為找解題的“突破口”的一般方法是：(1)找已知條件最多的地方，信息量最大的。(2)尋找最特殊的特殊物質(zhì)、特殊的反應、特殊顏色等等。(3)特殊的分子式，這種分子式只能有一種結構。(4)如果不能直接推斷某物質(zhì)，可以假設幾種可能，認真小心去論證，看是否完全符合題意。有機合成的思路就是通過有機反應構建目標化合物的分子骨架，并引入或轉化所

11、需的官能團。你能利用所學的有機反應，列出下列官能團的引入或轉化方法嗎？1 引入碳碳雙鍵的三種方法是_；_；_。2 引入鹵原子的三種方法是_；_；_。3 引入羥基的四種方法是_；_；_；_。點撥醇的消去反應炔烴的不完全加成反應2烷烴或苯及其同系物的鹵代(取代)反應不飽和烴與HX、X2的加成反應醇與氫鹵酸的取代反應3烯烴與水的加成反應鹵代烴的水解反應(或取代反應)醛(酮)的加成反應酯的水解(或取代)反應卡托普利為血管緊張素抑制劑，臨床上用于治療高血壓和充血性心力衰竭，以2甲基丙烯酸為原料，通過4步反應得到目標化合物，各步反應的產(chǎn)率如下： ABC。請計算一下該合成路線的總產(chǎn)率是多少？點撥總產(chǎn)率93.

12、0%×81.7%×90.0%×85.6%58.5%。1(1)CH3CH=CHCH3HClCH3CHClCH2CH3(2)CH3CH=CHCH3H2OCH3CHOHCH2CH3(3)CH3CH=CHCH3Cl2CH3CHClCHClCH3(4)CH3CH=CHCH3Cl2CH3CHClCHClCH3CH3CHClCHClCH32NaOHCH3CHOHCHOHCH32NaCl(5)CH3CH=CHCH3Cl2CH3CHClCHClCH3CH3CHClCHClCH32NaOHCH2=CHCH=CH22NaCl2H2O點撥在有機物中引入一些官能團，往往是先引入鹵素原子。2

13、點撥在有機合成推斷題解答時，有時要正向推理，有時要逆向推理，但更多的情況是正向與逆向相結合。31,3丁二烯與Cl2的1,4加成反應鹵代烴在NaOH水溶液中的取代反應雙鍵與HCl的加成反應醇在濃硫酸存在下的消去反應點撥逆向分析法是有機化學推斷題中常用的方法。1用苯作原料，不能經(jīng)一步化學反應制得的是()A硝基苯 B環(huán)己烷 C苯酚 D溴苯答案C2在有機物分子中，不能引入羥基的反應是()A氧化反應 B水解反應 C消去反應 D加成反應答案AC3“綠色、高效”概括了2005年諾貝爾化學獎成就的特點。換位合成法在化學工業(yè)中每天都在應用，主要用于研制新型藥物和合成先進的塑料材料。在“綠色化學工藝”中，理想狀態(tài)

14、是反應中的原子全部轉化為欲制得的產(chǎn)物，即原子利用率為100%。置換反應化合反應分解反應取代反應加成反應消去反應加聚反應縮聚反應等反應類型中能體現(xiàn)這一原子最經(jīng)濟原則的是()A B C只有 D只有答案B4由乙炔為原料制取CHClBrCH2Br，下列方法中最可行的是()A先與HBr加成后再與HCl加成B先與H2完全加成后再與Cl2、Br2取代C先與HCl加成后再與Br2加成D先與Cl2加成后再與HBr加成答案C5由1丙醇制取，最簡便的流程需要下列反應的順序應是()a氧化b還原c取代d加成e消去f中和 g縮聚h酯化Ab、d、f、g、h Be、d、c、a、hCa、e、d、c、h Db、a、e、c、f答案

15、B6化合物丙(C4H8Br2)由如下反應得到：C4H10OC4H8丙(C4H8Br2)則丙的結構不可能是()ACH3CH2CHBrCH2Br BCH3CH(CH2Br)2CCH3CHBrCHBrCH3 D(CH3)2CBrCH2Br答案B7下列有機物可能經(jīng)過氧化、酯化、加聚三種反應制得高聚物的是()答案C解析利用逆合成分析法可推知：8寫出以CH2ClCH2CH2CH2OH為原料制備的各步反應方程式(必要的無機試劑自選)。_；_；_；_。答案2CH2ClCH2CH2CH2OHO22CH2ClCH2CH2CHO2H2O2CH2ClCH2CH2CHOO22CH2ClCH2CH2COOHCH2ClCH

16、2CH2COOHH2OHClH2O解析分析比較給出的原料與所要制備的產(chǎn)品的結構特點可知：原料為鹵代醇，產(chǎn)品為同碳原子數(shù)的環(huán)內(nèi)酯，因此可以用醇羥基氧化成羧基，鹵原子再水解成為OH，最后再酯化。但氧化和水解的先后順序不能顛倒，因為先水解后無法控制只氧化一個OH。9具有CCH結構的炔烴，在加熱和催化劑的條件下，可以跟醛或酮分子中的羰基 ()發(fā)生加成反應，生成具有CC結構的炔類化合物，例如：其中R1和R2可以是烴基，也可以是氫原子。試寫出以電石、水、甲醛、氫氣為基本原料和適當?shù)拇呋瘎┲迫【?,3丁二烯的各步反應的化學方程式。答案CaC22H2OCHCHCa(OH)210香豆素是廣泛存在于植物中的一類芳

17、香族化合物，大多具有光敏性，有的還具有抗菌和消炎作用。它的核心結構是芳香內(nèi)酯A，其分子式為C9H6O2。該芳香內(nèi)酯A經(jīng)下列步驟轉變?yōu)樗畻钏岷鸵叶?。提示：CH3CH=CHCH2CH3CH3COOHCH3CH2COOHRCH=CH2RCH2CH2Br請回答下列問題：(1)寫出化合物C的結構簡式_。(2)化合物D有多種同分異構體，其中一類同分異構體是苯的二取代物，且水解后生成的產(chǎn)物之一能發(fā)生銀鏡反應。這類同分異構體共有_種。(3)在上述轉化過程中，反應步驟BC的目的是_。(4)請設計合理方案從合成 (用反應流程圖表示，并注明反應條件)_。例：由乙醇合成聚乙烯的反應流程圖可表示為CH3CH2OHCH

18、2=CH2答案(1) (2)9種(3)保護酚羥基，使之不被氧化解析本題通過香豆素的核心結構芳香內(nèi)酯A轉化為水楊酸為背景考查了有機化合物的結構簡式、同分異構體有機物的合成等知識，側重考查學生知識遷移能力和利用所學知識合理設計合成指定有機物的綜合分析推理能力。(1)A為芳香內(nèi)酯，分子式為C9H6O2，可寫出A的結構簡式為從而可推出其水解后的B的結構簡式為再結合BC及C的分子式不難推出C的結構簡式為。(2)根據(jù)D的結構簡式和對同分異構體的要求，所寫同分異構體特點是苯環(huán)上要含二個取代基、且其水解產(chǎn)物之一要含有醛基，符合這些要求的應該有9種。C的目的是先將酚羥基變?yōu)椤癘CH3”保護起來。C的目的是先將酚

19、羥基變?yōu)椤癘CH3”保護起來。(4)本小題是要求由然后再根據(jù)所學知識找出正確的合成路線及所采用的試劑。第四節(jié)有機合成1由丁炔二醇制備1,3丁二烯的流程圖如下圖所示。試解答下列問題：(1)寫出A、B的結構簡式：；B_。(2)用化學方程式表示轉化過程。2有以下一系列反應，終產(chǎn)物為草酸。ABCDE F已知B的相對分子質(zhì)量比A大79，請推測用字母代表的化合物的結構簡式。C是_，F(xiàn)是_。答案CH2=CH2解析由AB，可知A發(fā)生溴代反應，由試題給出的信息可知B是一溴代物。一溴代物B與氫氧化鈉的醇溶液共熱，發(fā)生消去反應，從分子中脫去HBr，生成烯烴C。烯烴C加Br2發(fā)生加成反應生成二溴代物D。二溴代物D在N

20、aOH存在條件下跟水發(fā)生水解反應得到二元醇E。二元醇E在催化劑存在條件下氧化為二元醛F。二元醛F在催化劑存在條件下氧化為二元酸。在整個過程中碳原子個數(shù)不變。這樣就可推出有機物的結構簡式。3已知：CH2=CHCH=CH2CH2=CH2物質(zhì)A在體內(nèi)脫氫酶的作用下會氧化為有害物質(zhì)GHB。下圖是關于物質(zhì)A的一種制備方法及由A引發(fā)的一系列化學反應。請回答下列問題：(1)寫出反應類型：反應_，反應_。(2)寫出化合物B的結構簡式_。(3)寫出反應的化學方程式_。(4)寫出反應的化學方程式_。(5)反應中除生成F_。外，還可能存在一種副產(chǎn)物(含結構)，它的結構簡式為_。(6)與化合物E互為同分異構體的物質(zhì)不

21、可能為_(填寫字母)。a醇 b醛 c羧酸 d酚答案(1)加成反應消去反應(2)HOCH2CH2CH2CHO解析 由框圖中A的生成關系可知是2分子HCHO和1分子HCCH的加成反應，A的結構簡式為HOCH2CH2CH2CH2OH，在ABGHBC的轉化中， 因GHBC發(fā)生酯化反應必有OH，可反推AB時只有1個OH發(fā)生了去氫氧化，故B為HOCH2CH2CH2CHO；由AD的分子式變化可知是發(fā)生消去反應，D的結構簡式是CH2CHCHCH2，反應應結合題目“已知”提示的加成反應書寫；CH2=CHCH=CH2CH2=CHCOOH。由于CH2=CHCH=CH2的結構中只看1個C=C時相當于“已知”信息中的C

22、H2=CH2，因而有副反應2CH2=CHCH=CH2。由E()的不飽和度可判斷它不可能是酚，因為酚中含苯環(huán)，不飽和度至少為4。1A、B、C都是有機化合物，且有如下轉化關系：A去氫加氫BC，A的相對分子質(zhì)量比B大2，C的相對分子質(zhì)量比B大16，C能與A反應生成酯(C4H8O2)，以下說法正確的是()AA是乙炔，B是乙烯 BA是乙烯，B是乙烷CA是乙醇，B是乙醛 DA是環(huán)己烷，B是苯答案C解析由A去氫加氫BC，可推知A為醇，B為醛，C為酸，且三者碳原子數(shù)相同，碳鏈結構相同，又據(jù)C能與A反應生成酯(C4H8O2)，可知A為乙醇，B為乙醛，C為乙酸。2某有機物甲經(jīng)氧化后得乙(分子式為C2H3O2Cl)

23、；而甲經(jīng)水解可得丙。1 mol丙和2 mol乙反應得一種含氯的酯(C6H8O4Cl2)。由此推斷甲的結構簡式為()AClCH2CH2OH BHCOOCH2ClCClCH2CHO DHOCH2CH2OH答案A3某中性有機物C8H16O2在稀硫酸作用下加熱得到M和N兩種物質(zhì)，N經(jīng)氧化最終可得M，則該中性有機物的結構可能有()A1種 B2種 C3種 D4種答案B解析中性有機物C8H16O2在稀H2SO4作用下水解得到M和N兩種物質(zhì)，可見該有機物為酯類。由“N經(jīng)氧化最終可得M”，說明N與M中碳原子數(shù)相等，碳架結構相同，且N應為羥基在碳鏈端位的伯醇，M為羧酸，從而推知中性有機物的結構只有兩種。CH3CH

24、2CH2COOCH2CH2CH2CH34化合物丙由如下反應得到：C4H8Br2C4H6(乙)C4H6Br2(丙)，丙的結構簡式不可能是()答案D5格林尼亞試劑簡稱“格氏試劑”，它是鹵代烴與金屬鎂在無水乙醚中作用得到的，如：CH3CH2BrMgCH3CH2MgBr，它可與羰基發(fā)生加成反應，其中的“MgBr”部分加到羰基的氧上，所得產(chǎn)物經(jīng)水解可得醇。今欲通過上述反應合成2丙醇，選用的有機原料正確的一組是()A氯乙烷和甲醛 B氯乙烷和丙醛C一氯甲烷和丙酮 D一氯甲烷和乙醛答案D6奶油中有一種只含C、H、O的化合物A。A可用作香料，其相對分子質(zhì)量為88，分子中C、H、O原子個數(shù)比為241。(1)A的分

25、子式為_。(2)寫出與A分子式相同的所有酯的結構簡式：_。已知：ROHHBr(氫溴酸) RBrH2OA中含有碳氧雙鍵，與A相關的反應如下：（3）寫出AE,EF的反應類型：AF_、EF_。(4)寫出A、C、F的結構簡式：A_、C_、F_。(5)寫出BD反應的化學方程式：（6）在空氣中長時間攪拌奶油，A可轉化為相對分子質(zhì)量為86的化合物G，G的一氯代物只有一種，寫出G的結構簡式： 。AG的反應類型為_。答案(1)C4H8O2(2)CH3CH2COOCH3，CH3COOCH2CH3，HCOOCH(CH3)2，HCOOCH2CH2CH3(3)取代反應消去反應解析本題為有機推斷題，考核烴的衍生物的化學性

26、質(zhì)的同時也考核反應類型及同分異構體的書寫。據(jù)信息和A與HBr反應可推知A中含有OH，另外含有一個碳氧雙鍵。由分子量為88，CHO241得A的分子式為C4H8O2。據(jù)信息和B在HIO4/條件下只生成C，可推知B的結構簡式為，由此可知A的結構簡式為。由A到G分子量從88變?yōu)?6正好失去2個H被氧化，且G的一氯代物只有一種，可推知G為。7下圖中A、B、C、D、E、F、G均為有機化合物。根據(jù)上圖回答問題：(1)D的化學名稱是_。(2)反應的化學方程式是_。(有機物須用結構簡式表示)（3）B 的分子式是_。A的結構簡式是_；反應的反應類型是_。(4)符合下列3個條件的B的同分異構體的數(shù)目有_個。i)含有

27、鄰二取代苯環(huán)結構、ii)與B有相同官能團、iii)不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。寫出其中任意一個同分異構體的結構簡式_。(5)G是重要的工業(yè)原料，用化學方程式表示G的一種重要的工業(yè)用途_。答案 (1)乙醇解析本題為常見的有機推斷，是歷年來高考的常見題型，解題以反應條件為“突破口”。由題意中的反應條件和D、G的分子式可推斷D為CH3CH2OH；由F的分子式和的反應條件可確定為酯化反應，即C為CH3COOH；由的反應條件和F_。的結構簡式，可推斷反應為環(huán)酯的形成，即B為；由的反應條件可確定A為酯，反應類型為酯在堿性條件下的水解，即A為。探究創(chuàng)新8已知RXMgRMgX，。寫出丙烯、甲醛等為原料合成

28、的反應流程圖。提示：合成過程中無機試劑任選；只選用本題提供的信息和學過的知識；合成反應流程圖表示方法示例如下：由乙醇合成二溴乙烷的反應流程圖可表示為CH3CH2OHCH2=CH2CH2BrCH2Br解析從題給信息可知：與格氏試劑(RMgX)可發(fā)生反應生成，它是有機合成中引入羥基生成醇的一種重要的方法。從要合成的目標產(chǎn)物不難看出CH2OH部分來自原料甲醛，而部分來自丙烯。運用已學過的知識并結合信息有：，然后利用信息，即可完成該題。章末總結1D點撥用分液漏斗能分離的是互不相溶的兩種液體。而乙酸和乙醇能混溶，故不能用分液漏斗分離。2B點撥能與鎂反應產(chǎn)生H2的應是酸性溶液，四個選項中，只有B為酸性溶液。3AB點撥羥基連在烴基或苯環(huán)側鏈碳原子上才能形成醇。4A點撥對有機化學反應，不但要會書寫化學方程式，而且還要理解其反應機理。5B點撥物質(zhì)的性質(zhì)是由結構決定的。分析其結構可知含有的官能團有：雙鍵、鹵素原子、醛基，但不含羥基或羧基，故不能發(fā)生酯化反應。6C點撥有