高中化學(xué)選修5導(dǎo)學(xué)案-章第1逆合成分析法

1、第2課時(shí)逆合成分析法學(xué)習(xí)目標(biāo)定位熟知有機(jī)合成遵循的基本規(guī)律，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)合理的有機(jī)合成路線和逆合成分 析方法，學(xué)會(huì)有機(jī)合成推斷題的解答方法。一有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì).煌和煌的衍生物轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:加成加成(i)將相應(yīng)的煌或煌的衍生物類(lèi)別填入空格內(nèi)。(2)若以CH3CH20H為原料合成乙二酸 HOOC- COOH .則依次發(fā)牛的反應(yīng)類(lèi)型是消去、加成、水解、氧化、氧化。.某有機(jī)物 A由C、H、O三種元素組成，在一定條件下，A、B、C、D、E之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：CH3CHO+ 2Ag(NH 3)2OHCH3COONH4+2Ag J + 3NH3+H2O已知C的蒸氣密度是相同條件下氫氣的22倍，并可發(fā)生銀鏡

2、反應(yīng)。(1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A; B; C。(2)寫(xiě)出下列變化的化學(xué)方程式：A_ B: C與銀氨溶液反應(yīng) ,D f E答案 (1)C 2H50H CH2=CH2 CH3CHO濃硫酸(2)C2H5OHt CH2=CH2 T + H2O 1/U濃硫酸CH3CH2OH + CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O解析 分析題目所給五種物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系：由A-幺C&LD,且C可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，可知C為醛，則A為醇，D為竣酸，E應(yīng)是酯。再根據(jù)題意， C的蒸氣密度是相同條件下氫氣的22倍，可得Mr(C) = 44,所以C為乙醛。故A為乙醇，B為乙烯，D為乙酸，E為乙酸乙酯。.有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)

3、思路面砌目化百物的結(jié)構(gòu)合成目標(biāo)化合物大量合成設(shè)計(jì)合成路線 (1)設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線時(shí)，首先要正確判斷需合成的有機(jī)物的類(lèi)別，它含有哪些官能團(tuán)，與哪 些知識(shí)信息有關(guān)；(2)其次是根據(jù)現(xiàn)有的原料、信息和有關(guān)反應(yīng)規(guī)律， 盡可能合理地把目標(biāo)化合物分成若干片段，或?qū)ふ夜倌軋F(tuán)的引入、轉(zhuǎn)換、保護(hù)方法，或設(shè)法將各片段拼湊衍變，盡快找出合成目標(biāo)化合物的關(guān)鍵；(3)最后將正向推導(dǎo)和逆向推導(dǎo)得出的若干個(gè)合成路線加以綜合比較，選擇最佳的合成方案。.乙醛有三種工業(yè)制法：最早是用糧食發(fā)酵制取乙醇，再用乙醇氧化法制乙醛。 催化劑2CH3CH20H +。2-2CH 3CHO + 2H2O后來(lái)采用乙快水化法，產(chǎn)率和產(chǎn)品純度高。Hg

4、2+, H2SO4CH 三CH + H2OCH3CHO現(xiàn)在采用乙烯直接氧化法，產(chǎn)率和產(chǎn)品純度高。PdCb CuCl22CH2=CH2+O22CH 3CHO請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)、兩種方法被淘汰的原因是什么？答案 第種方法成本高；第種方法生產(chǎn)過(guò)程中用到重金屬鹽(Hg2+鹽)，毒性強(qiáng)，故被淘汰。.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理方案:以CH2=CH2為原料，合成0CH C口 nrHCH答案 CH 2=CH 2H205劑 CH 3CH 2OH。2,催化劑。2,催化劑CH3CHOCH3C00HCH3CH20H,濃 H2S04(CHJ：H歸納總結(jié) 常見(jiàn)的有機(jī)合成路線(1) 一元合成路線: TOC o 1-5 h z HXNaOH 水溶液0

5、0R CH=CH 2 鹵代煌 一 一元醇 一元醛 一元竣酸醇、濃H2S04, 小 酯X2Na0H水溶液0(2)二元合成路線：CH2=CH2 CH2X CH2XCH20H- CH 20H 0HC- CH0 -10fH00C- C00H 鏈酯、環(huán)酯、聚酯(3)芳香化合物合成路線:活學(xué)活用.以2-氯丁烷為原料合成 2,3-二氯丁烷，某同學(xué)設(shè)計(jì)了下列兩種途徑：在光照條件下，將 2-氯丁烷直接與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。先將2-氯丁烷在Na0H的醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)，再與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)。你認(rèn)為哪一種途徑更合理？為什么另一種途徑不合理？答案 第二種途徑更為合理。其原因是在第一種途徑中，副反應(yīng)多，所得產(chǎn)物中除2,

6、3-二氯丁烷外還有其他多種副產(chǎn)品。.丁烯二酸(HOOCCH=CHCOOH)可用于制造不飽和聚酯樹(shù)脂，也可作食品的酸性調(diào)味劑。某同學(xué)以ClCH2CH=CHCH 2C1為原料，設(shè)計(jì)了下列合成路線：CH2 | 2 ClCIHBi-OHOHIkIJr HYPERLINK l bookmark2 o Current Document IOJICHCH.一CHT：H,CHCHII I IOHOHCOOH COOHNa。牌 -+11OOCCH =CHCOOHr二逆合成分析法.正向合成分析法從已知的原料入手，找出合成所需的直接或間接的中間體，逐步推向合成的目標(biāo)有機(jī)物，其合成示意圖為中間體=目標(biāo)化合物.逆向合成

7、分析法將目標(biāo)化合物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的中間體，該中間體同輔助原料反應(yīng)可以得到目標(biāo)化 合物，而這個(gè)中間體又可由更上一步的中間體得到，依次倒推,最后確定最適宜的基礎(chǔ)原料 和最終的合成路線。仃標(biāo)在各麴 日間隔二五礎(chǔ)原料.利用“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的過(guò)程:逆合成分析思路，思維過(guò)程概括如下：Q=C 工 OCHI ：O = C-HOC1H1分析草酸二乙酯：,分子中有2個(gè)酯基。r)=c0HI(2)逆推，酯是由酸和醇合成的，則反應(yīng)物為乙二酸 o-c0H和2倍比例的乙醇 CH3CH2OH。H CH3=CH:五步反應(yīng)進(jìn)行合成，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式:答案根據(jù)以上逆合成分析，可以確定合成草酸二乙

8、酯的有機(jī)基礎(chǔ)原料為乙烯C1h20CK CH. +2011*II -C】ClCH.CII. ()HOilLOJ HOCCOHII II0 0小催化劑 CH2=CH2+ H2O CH3CH2OHHOCCOH +2CILCHJJHII II320 ()濃硫酸C2 H,0仁一夕一(gH +2HJ)II II-0 0歸納總結(jié)逆合成分析法設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線的一般程序活學(xué)活用3.苯甲酸苯甲酯0IIC0CH,）存在于多種植物香精中，如在水仙花中就含有它，它可用作香料、食品添加劑及一些香料的溶劑，還可用于塑料、涂料的增塑劑。此 外，它在醫(yī)療上也有很多應(yīng)用。對(duì)于這樣一種有機(jī)物，你能用原料庫(kù)中的原料合成嗎？有機(jī)物原料

9、庫(kù)：苯、甲苯、乙烯、丙烯、1,3-丁二烯、2-丁烯等。（無(wú)機(jī)原料任選）答案KMtiO,CH窄毀CM OH-O濃如.Q- c-och2-Q解析 利用逆合成分析法，首先分析目標(biāo)分子中含有酯基，為酯類(lèi)化合物，對(duì)于酯類(lèi)化合物般可采用酸與醇的酯化反應(yīng)來(lái)合成，以此為出發(fā)點(diǎn)，依據(jù)煌及其衍生物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以 按以下思路由目標(biāo)分子逆推原料分子:因此以甲苯為原料進(jìn)行合成苯甲酸苯甲酯，可以確定如下路線: 路線1：KMnOc 門(mén)OH- CH -A路線2:CHjoh工 .下列說(shuō)法不正確的是 （）A.有機(jī)合成的思路就是通過(guò)有機(jī)反應(yīng)構(gòu)建目標(biāo)化合物的分子碳架，并引入或轉(zhuǎn)化成所需的 官能團(tuán)(01COOHo建d chlQ對(duì)以上

10、路線進(jìn)行優(yōu)選：路線2制備苯甲酸的步驟多，成本高，且使用較多的012,不利于環(huán)境保護(hù)。路線1由甲苯分別制備苯甲酸和苯甲醇，然后由它們發(fā)生酯化反應(yīng)制備苯甲酸苯甲 酯，是比較合理的合成路線。4 .寫(xiě)出以CH2CICH2CH2CH 20H為原料制備CH卞CH CHI 1 2 / %0-C=0的各步反應(yīng)方程式（無(wú)機(jī)試劑自選）:-催化劑答案 2CH 2CICH 2CH 2CH 20H +。2 2CH 2CICH 2CH2CHO + 2H 20催化劑 2CH2CICH 2CH2CHO +。2- 2CH2CICH2CH2COOH. . 水CH 2CICH 2CH 2COOH + NaOHciuCH./ 30-

11、 cr+ H2OHO- CH 2-CH2- CH2 C00H + NaCl濃 H2SO4HOCH 2CH2CH2COOH解析 對(duì)比給出的原料與目標(biāo)產(chǎn)物可知，原料為鹵代醇，產(chǎn)品為等碳原子數(shù)的環(huán)酯，因此,制備過(guò)程是醇羥基氧化成竣基，鹵素原子再水解成羥基，最后發(fā)生酯化反應(yīng)。當(dāng)堂檢測(cè)得和廉價(jià)的。.下面是有機(jī)合成的三個(gè)步驟：對(duì)不同的合成路線進(jìn)行優(yōu)選；由目標(biāo)分子逆推原料分子 TOC o 1-5 h z 并設(shè)計(jì)合成路線；觀察目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)。逆合成分析法正確的順序?yàn)椋ǎ〢.B.C.D.答案 BOH C 也9H HYPERLINK l bookmark22 o Current Document II I.有機(jī)物

12、（叫CH-CH可經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镃% CCH二，其各步反應(yīng)的反 應(yīng)類(lèi)型是（）A,加成一消去一脫水C.加成一消去一加成答案 BB.消去一加成一消去D.取代一消去一加成4.對(duì)乙酰氨基酚俗稱(chēng)撲熱息痛（Paracetamol）,具有很強(qiáng)的解熱鎮(zhèn)痛作用，工業(yè)上通過(guò)下列方法合成（Bi和B2、Ci和C2分別互為同分異構(gòu)體，無(wú)機(jī)產(chǎn)物已略去）。請(qǐng)按要求填空:OHCILCOMI（撲熱息痛10HFe+HCl CFfCOOlb5.食品香精菠蘿酯的生產(chǎn)路線（1）上述反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的有 （填序號(hào)）。（2）工業(yè)上設(shè)計(jì)反應(yīng)的目的是 答案（1）（2）保護(hù)酚羥基不被硝酸氧化解析（2）酚羥基易被硝酸氧化，為了防止酚羥基被氧

13、化，在合成過(guò)程中要對(duì)酚羥基進(jìn)行保護(hù)。（反應(yīng)條件略去）如下:茶酚紫氧乙酸CH. =：HCHiOH工1OCHCOOCH2cH=CH菠蘿酯（1）寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式并注明反應(yīng)類(lèi)型。（2）聚氧乙酸的某種同分異構(gòu)體X,已知1 mol X能與2 mol NaOH溶液反應(yīng)，且 X中含有10H個(gè)醛基（一CHO）,寫(xiě)出符合上述條件的 X的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:OCII.COOH+ HCl取代反應(yīng)r J +(：ICH2C(X)H答案(1)、/OCH.COOHOCILCOOCH、CH-C12+ HJ）取代（或酯化）反應(yīng)OHCIUCHO(2)OH（其他合理答案也可）R6.已知：COJICI、 R i定條件、CHO 口為合

14、成某種液晶材料的中間體Cll2CH2ClhM ,有人提出如下不同的合成途徑:ch2ch:ch,H./A闌熱、加壓CHOCH.OHCH.CILCIhar-QCH-.OH門(mén)jl.乙眥玄(C )D(1)常溫下，下列物質(zhì)能與a.苯A發(fā)生反應(yīng)的有(填序號(hào))。c.乙酸乙酯b. Br2/CCl4d. KMnO4/H+溶液(2)M中官能團(tuán)的名稱(chēng)是，由C-B的反應(yīng)類(lèi)型為(3)由A催化加氫生成 M的過(guò)程中，可能有中間生成物CH 式:CHO(寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)生成。(4)檢3B中是否含有C可選用的試劑是(任寫(xiě)一種名稱(chēng))。(5)物質(zhì)B也可由Ci0H13CI與NaOH水溶液共熱生成，C10H13CI的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(6)C的一種

15、同分異構(gòu)體 E具有如下特點(diǎn):a.分子中含一OCH2CH3；b.苯環(huán)上只有兩種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子。寫(xiě)出 E 在定條件下發(fā)生加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式：答案 (1)bd(2)羥基還原反應(yīng)(或加成反應(yīng))ch?ch2ch2CH. UH(4)銀氨溶液(或新制氫氧化銅懸濁液)7jHIOCH2CH3OCH2c 出定條件.y (6)(二 二：，H /解析(1)A中含有/、，所以能和Br2/CC4發(fā)生加成反應(yīng)，且能被 KMnOH+溶液氧化;A中含有CHO,可以被KMnO 4/H +溶液氧化為 一COOH。CHjCIhClH(2)由題可知C為 CHU,C-B是由醛轉(zhuǎn)變成醇的過(guò)程，即為加成反應(yīng)或還原反應(yīng)。c=c(3)A

16、中含有/%和一CHO,都可以和H2發(fā)生反應(yīng)。(4)檢驗(yàn)一CHO,選用銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液。(6)由C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其不飽和度為5,故E分子中除一OCH2CH3結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)含有/苯環(huán)上只有兩種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子，可知苯環(huán)上的兩個(gè)取代基在對(duì)位。40分鐘課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)過(guò)關(guān)一、逆合成分析法的應(yīng)用0C0CH.I I 2C0CTL 21 .以乙醇為原料，用下述6種類(lèi)型的反應(yīng)來(lái)合成乙二酸乙二酯(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為0),正確的順序是()氧化消去加成酯化水解加聚B.D.A.C.答案 C解析逆向分析法： TOC o 1-5 h z O Z CUHCHOr*l* | n z C-0I1CUOILU .jO/C-0C

17、H:CH； - OHCH.Cl CH.CH5O,U一 1T 一 |CH:-OHCHQ CH2CHi OH再?gòu)囊掖奸_(kāi)始正向分析反應(yīng)過(guò)程，反應(yīng)類(lèi)型依次為消去反應(yīng)一加成反應(yīng)一水解反應(yīng)一氧化反 應(yīng)一酯化反應(yīng)。.以氯乙烷為原料制取乙二酸 (HOOG-COOH)的過(guò)程中，要依次經(jīng)過(guò)下列步驟中的()與NaOH的水溶液共熱 與NaOH的醇溶液共熱與濃硫酸共熱到170 C 在催化劑存在情況下與氯氣反應(yīng)在Cu或Ag存在的情況下與氧氣共熱與新制的Cu(OH)2懸濁液共熱A.B.C.D.答案 C解析 采取逆向分析可知，乙二酸 一乙二醛一乙二醇一 1,2-二氯乙烷一乙烯一氯乙烷。然后再逐一分析反應(yīng)發(fā)生的條件，可知C項(xiàng)設(shè)

18、計(jì)合理。.根據(jù)以下合成路線判斷煌人為()llrycci.A（燒類(lèi)）-N&OH溶液八濃H2SO4CIL C-/ 2 20 /CHCH1- 丁烯1,3-丁二烯C.乙快D.乙烯答案 D解析由生成物的結(jié)構(gòu)推知cicii, ch2COH OH , b 為 BrCH.Bi , A 為 CH2=CH 2o、有機(jī)合成路線的選擇4.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理方案：以 、./為原料，合成解析 利用逆推法合成有機(jī)物，從產(chǎn)物入手，根據(jù)官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化，推出原料即可。本題可設(shè) 計(jì)為產(chǎn)物一醛一醇一鹵代燃。COOHCH對(duì)照起始反應(yīng)物與目標(biāo)產(chǎn)物工 ，需要在原料分子中引入 一COOH,而碳骨架沒(méi)有變化，可逆推需要先制得醛，依次為醇、鹵代燒。在原料

19、分子中引入鹵原子可以利用 加成反應(yīng)來(lái)完成。6.以乙醇為起始原料可經(jīng)過(guò)不同的途徑得到1,2-二澳乙烷，以下三個(gè)制備方案，哪一個(gè)為最佳方案？濃乩蟲(chóng)),Br/CClq乙醉 (:比TH, 一: I工(2)Fr濃.80.乙蝗611. = CH、光照,產(chǎn)乜Hr Br 。CH CH.I 2 Jr Br ； CH催化劑1ch3答案方案（1）為最佳方案解析 烷燒與澳蒸氣發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)會(huì)生成一澳代物和多澳代物，產(chǎn)品的純度低，故方案（2）、（3）不是最佳方案。7.請(qǐng)認(rèn)真閱讀下列 3個(gè)反應(yīng):前兩步合成路線如下(1)前兩步合成路線順序不能顛倒，你認(rèn)為可能的原因是什么?(2)寫(xiě)出后續(xù)合成路線的兩種可能的設(shè)計(jì)，并對(duì)它們進(jìn)行

20、簡(jiǎn)要的評(píng)價(jià)，從中選出合理的合成路 線。答案(1)前兩步的順序不能顛倒，若顛倒即先生成,再與HNO3作用時(shí)不會(huì)得到所需產(chǎn)品。(2) 后的 兩 種 合 成 路 線 為通 HQJLHnNNC1OCH, DSI)aCIOI2由于苯胺易被氧化且 NaClO有強(qiáng)氧化性，而雙鍵加成與一NO 2被還原條件不同，故以第種方案最合理。能力提升三、有機(jī)合成推斷8 .茉莉花是一首膾炙人口的中國(guó)民歌O茉莉花香氣的成分有多種，乙酸苯甲酯ch3oocch3)是其中的一種，它可以從茉莉花中提取，也可以乙烯和甲苯為原料進(jìn)行人工合成。其中一種合成路線如下:CH尸CH上CH/7JLOII 變世 a刎化劑-CH COOH6,息匚也光

21、照 C1NaOH P HQ.小CW-CH C00cH士回答下列問(wèn)題:(1)A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(2)寫(xiě)出反應(yīng)、的化學(xué)方程式 (3)上述反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)的有(填寫(xiě)序號(hào));(4)反應(yīng)答案(1)CH 3CHOCIT.CI(填序號(hào))原子的理論利用率為 100%,符合綠色化學(xué)的要求。CuO(2)2CH 3CH2OH + 02-2CH3CHO + 2H2。ch3cooh+ HOCH ICH3COOCII.I +H.()V 2(3)(4)解析(1)A物質(zhì)應(yīng)該是乙醇在 CuO的作用下被催化氧化生成的乙醛，B物質(zhì)是鹵素單質(zhì)光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成的鹵代燒，由在的條件下鹵代燃發(fā)生的水解反應(yīng)生jZpCH;Cl成苯

22、甲醇知，B中只有一個(gè)鹵素原子即 NX; (2)是乙醇的催化氧化，是乙酸與苯甲醇發(fā)生的酯化反應(yīng)；(3)是加成反應(yīng)，均是氧化反應(yīng)，是與鹵素發(fā)生的取代反應(yīng)，是鹵代煌發(fā)生的水解反應(yīng)，也屬于取代反應(yīng)，是酯化反應(yīng)，屬于取代反應(yīng)；(4)原子利用率若是100%,實(shí)際找化合、加成反應(yīng)類(lèi)型的即可。9 .已知一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基時(shí)，易發(fā)生下列轉(zhuǎn)化R()I -h2o IIHOCHOHk RCH。請(qǐng)根據(jù)下圖回答問(wèn)題:E中含有的官能團(tuán)的名稱(chēng)是 ；反應(yīng)的化學(xué)方程式為(2)已知B的相對(duì)分子質(zhì)量為162,其完全燃燒的產(chǎn)物中n(CO2): n(H2O)=2 ： 1,則B的分子式為 O(3)F是高分子光阻劑生產(chǎn)中的主要原料，F(xiàn)具有如下特點(diǎn)：能跟 FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);能發(fā)生加聚反應(yīng)；苯環(huán)上的一氯代物只有兩種，則F在一定條件下發(fā)生加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)化合物G是F的同分異構(gòu)體，屬于芳香化合物，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。G有多種結(jié)構(gòu)，寫(xiě)出其中兩種苯環(huán)上取代基個(gè)數(shù)不同的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：、答案 (1)竣基 CH3CHO + 2Cu(OH) 2 + NaOHCH3COONa + CU2O J + 3H 2O(2)Ci0H10O2定條件CH- CH 2解析本題的難點(diǎn)是OHA- C+D的轉(zhuǎn)化。A的分子中既有酯基，又有澳原子，所以 A在堿性條件下水解時(shí)，除得到醋酸鈉外，另一產(chǎn)物因同一個(gè)碳原