第四節(jié)有機合成

第四節(jié)有機合成第四節(jié)

有機合成(1)有機合成得任務(wù)包括目標化合物分子骨架得構(gòu)建與官能團得轉(zhuǎn)化。

(2)逆合成分析法就是設(shè)計復(fù)雜化合物得合成路線時常用得方法。

(3)有機合成路線要求各步反應(yīng)條件溫與、產(chǎn)率高,基礎(chǔ)原料與輔助原料低毒性、低污染、易得而廉價。[自學(xué)教材·填要點]1、有機合成得概念有機合成指利用簡單、易得得原料,通過有機反應(yīng),生成具有特定

與

得有機化合物。

2、有機合成得任務(wù)通過有機反應(yīng)構(gòu)建目標化合物得

,并引入或轉(zhuǎn)化所需得

。結(jié)構(gòu)功能分子骨架官能團3、有機合成得過程4、官能團得引入(1)引入碳碳雙鍵得方法:①鹵代烴得

,②醇得

,③炔烴得不完全

。(2)引入鹵素原子得方法:①醇(酚)得

,②烯烴(炔烴)得

,③烷烴(苯及苯得同系物)得

。(3)引入羥基得方法:①烯烴與水得

,②鹵代烴得

,③酯得

,④醛得

。消去消去加成取代加成取代加成水解水解還原(2)通過不同得反應(yīng)途徑增加官能團得個數(shù),如12大家應(yīng)該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流(3)通過不同得反應(yīng),改變官能團得位置,如6、消除官能團得方法(1)經(jīng)加成反應(yīng)消除不飽與鍵。(2)經(jīng)取代、消去、酯化、氧化等反應(yīng)消去—OH。(3)經(jīng)加成或氧化反應(yīng)消除—CHO。(4)經(jīng)水解反應(yīng)消除酯基。[師生互動·解疑難](2)通過不同得反應(yīng)途徑增加官能團得個數(shù),如:(3)通過不同得反應(yīng),改變官能團得位置,如:3、消除官能團得方法(1)經(jīng)加成反應(yīng)消除不飽與鍵。(2)經(jīng)取代、消去、酯化、氧化等反應(yīng)消去—OH。(3)經(jīng)加成或氧化反應(yīng)消除—CHO。(4)經(jīng)水解反應(yīng)消除酯基。1、用乙炔為原料制取CH2Br—CHBrCl,可行得反應(yīng)

途徑

(

)A、先與Cl2加成反應(yīng)后,再與Br2加成反應(yīng)

B、先與Cl2加成反應(yīng)后,再與HBr加成反應(yīng)

C、先與HCl加成反應(yīng)后,再與HBr加成反應(yīng)

D、先與HCl加成反應(yīng)后,再與Br2加成反應(yīng)解析:A途徑反應(yīng)后產(chǎn)物為CHBrCl—CHBrCl,不符合題意;B途徑反應(yīng)后產(chǎn)物為CH2Cl—CHBrCl,不符合題意;C途徑反應(yīng)后產(chǎn)物為CH3—CHBrCl或CH2BrCH2Cl,不符合題意;D途徑反應(yīng)后產(chǎn)物為CH2Br—CHBrCl,符合題意。答案:D[自學(xué)教材·填要點]2、逆合成分析法(1)逆合成分析法示意圖:目標化合物?中間體?中間體?基礎(chǔ)原料(2)用逆合成分析法分析草酸二乙酯得合成:①草酸二乙酯分子中含有兩個酯基,按酯化反應(yīng)規(guī)律將酯基斷開,得到

與

,說明目標化合物可由

通過酯化反應(yīng)得到:草酸兩分子乙醇兩分子得乙醇與草酸②羧酸可由醇氧化得到,草酸前一步得中間體應(yīng)該就是乙二醇:③乙二醇得前一步中間體就是1,2-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷可通過乙烯得加成反應(yīng)而得到:④乙醇通過乙烯與水得加成得到:根據(jù)以上分析,合成步驟如下(用化學(xué)方程式表示):CH3CH2OHCH2Cl—CH2ClCH2OH－CH2OH＋2NaClHOOC—COOHC2H5OOC—COOC2H5＋2H2O[師生互動·解疑難]1、有機合成分析法

(1)正合成法:此法就是采用正向思維方法,從已知原料入手,找出合成所需要得直接或間接得中間產(chǎn)物,逐步推向待合成有機物,其思維程序就是:原料―→中間產(chǎn)物―→產(chǎn)品。(2)逆合成法:此法就是采用逆向思維方法,從產(chǎn)品得組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手,找出合成所需要得直接或間接得中間產(chǎn)物,逐步推向已知原料,其思維程序就是:產(chǎn)品―→中間產(chǎn)物―→原料。

(3)綜合比較法:此法就是采用綜合思維得方法,將正向與逆向推導(dǎo)出得幾種合成途徑進行比較,從而得到最佳得合成路線。其思維程序就是:原料―→中間產(chǎn)物目標產(chǎn)物。2、有機物合成得基本要求

(1)起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。

(2)應(yīng)盡量選擇步驟最少得合成路線。步驟越少,產(chǎn)率越高。

(3)合成路線要符合“綠色環(huán)?！钡靡?。

(4)有機合成反應(yīng)要操作簡單、條件溫與、能耗低、易于實現(xiàn)。

(5)要按一定得反應(yīng)順序與規(guī)律引入官能團,不能臆造不存在得反應(yīng)事實。3、常見得有機合成路線(1)一元合成路線:(2)二元合成路線:(3)芳香化合物合成路線:2、以乙醇為原料,用下述6種類型得反應(yīng)來合成乙二

酸乙二酯(結(jié)構(gòu)簡式為

):①氧化反應(yīng);

②消去反應(yīng);③加成反應(yīng);④酯化反應(yīng);⑤水解

反應(yīng);⑥加聚反應(yīng)。其中正確得順序就是(

)A、①⑤②③④B、①②③④⑤

C、②③⑤①④

D、②③⑤①⑥答案:C[例1]以苯為主要原料,可以通過如下所示途徑制取阿司匹林與冬青油:請按要求回答:

(1)請寫出有機物得結(jié)構(gòu)簡式:A____________;B____________;C________。

(2)寫出變化過程中①、⑥得化學(xué)方程式(注明反應(yīng)條件):反應(yīng)①_____________________________________;反應(yīng)⑥_____________________________________。(3)變化過程中得②屬于__________反應(yīng),⑦屬于________反應(yīng)。

(4)物質(zhì)得量相等得冬青油與阿司匹林完全燃燒時消耗氧氣得量,冬青油比阿司匹林__________。[解析]本題可采用逆合成分析法進行推理,由B與CH3COOH發(fā)生酯化反應(yīng)生成

,可知B為

,則C為

,從而推出A為

,把冬青油與阿司匹林得分子式均瞧作CxHyOz,比較二者等物質(zhì)得量完全燃燒時耗氧量得大小,實際上比較x＋－得大小即可。(3)水解反應(yīng)(取代反應(yīng))酯化反應(yīng)(取代反應(yīng))(4)少解答有機合成題得方法

(1)一般按照合成流程進行正向合成分析與逆向合成分析。

(2)判斷各種物質(zhì)得屬類與結(jié)構(gòu)簡式。

(3)判斷物質(zhì)之間得轉(zhuǎn)化反應(yīng)類型,遷移應(yīng)用相關(guān)知識,結(jié)合題中信息,寫出相應(yīng)得化學(xué)方程式。1、已知:請運用已學(xué)過得知識與上面給出得信息寫出由乙烯制正丁醇各步反應(yīng)得化學(xué)方程式(不必寫出反應(yīng)條件)。解析:根據(jù)題給信息,由乙烯制正丁醇得逆分析過程為:答案:(1)2CH2===CH2＋O2―→2CH3CHO[例2]

BPO就是使面粉增白得一種添加劑。分子結(jié)構(gòu)中有兩個苯環(huán)得BPO只含有C、H、O三種元素,其相對分子質(zhì)量不超過250,氧元素得質(zhì)量分數(shù)約為26、45%。BPO可通過下列方法得到(反應(yīng)條件略):(1)寫出A得結(jié)構(gòu)簡式____________,反應(yīng)①得反應(yīng)類型為____________。

(2)寫出反應(yīng)②得化學(xué)方程式___________________。

(3)BPO具有對稱得分子結(jié)構(gòu)且分子中含有過氧鍵(—O—O—),但不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),試寫出BPO得結(jié)構(gòu)簡式__________________________________________。[解析]由A發(fā)生得反應(yīng)①可知,在A得苯環(huán)上已經(jīng)引入了一個碳原子,所以可推斷苯與一氯甲烷反應(yīng)時生成得就是甲苯;反應(yīng)①中甲基上得三個氫原子被氯原子所取代,得到得鹵代烴發(fā)生水解,從所得產(chǎn)物可知其水解時有兩個氯原子被羥基取代,而同一個碳原子上連有兩個羥基不穩(wěn)定,自動脫去一分子水,得到相應(yīng)得酰氯。又由題中數(shù)據(jù)“氧元素得質(zhì)量分數(shù)約為26、45%”與“其相對分子質(zhì)量不超過250”,可得氧原子數(shù)最多有4個,再反算出其相對分子質(zhì)量:如果就是4個氧原子,則相對分子質(zhì)量為242;如果就是3個氧原子,則相對分子質(zhì)量為181,不合理,應(yīng)舍去(因為分子中含有兩個苯環(huán),同時有3個氧原子,加起來一定大于181)。所以可得到BPO得結(jié)構(gòu)簡式。(1)本題如何推算BPO得分子式就是關(guān)鍵,可以通過相對分子質(zhì)量與氧元素得質(zhì)量分數(shù)討論得到。

(2)解有機物得合成題,一般采用逆向思維與正向思維相結(jié)合得方法。先從產(chǎn)物結(jié)構(gòu)入手,分析其含有得官能團,考慮就是由什么反應(yīng)制得,結(jié)合上一步反應(yīng)條件進行判斷。即“瞻前顧后”,全盤考慮。2、下圖中X就是一種具有水果香味得合成香料,A就是直鏈

有機物,E與FeCl3溶液作用顯紫色。請根據(jù)上述信息回答:(1)H中含氧官能團得名稱就是________,B→I得反應(yīng)類型為________。(2)只用一種試劑鑒別D、E、H,該試劑就是________。(3)H與J互為同分異構(gòu)體,J在酸性條件下水解有乙酸生成,J得結(jié)構(gòu)簡式為_____________________________。(4)D與F反應(yīng)生成X得化學(xué)方程式為______________________________________________________________。解析:E得分子式為C6H6O且與FeCl3溶液作用顯紫色,由此推出E為

,F為

,由X與F得分子式得到D得分子式就是C4H8O2且為酸,由題意知A就是直鏈有機物,故B為CH3CH2CH2CH2OH,C為CH3CH2CH2CHO,D為CH3CH2CH2COOH;A既能與銀氨溶液反應(yīng)又能與H2在催化劑Ni與加熱條件下發(fā)生加成反應(yīng),說明除了醛基外還有雙鍵,由此推出H為不飽與酸,J就是H得同分異構(gòu)體且能發(fā)生水解生成乙酸,故J得結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOCH===CH2;由B(醇)在濃H2SO4與加熱得條件下生成不飽與烴(I),此反應(yīng)類型就是消去反應(yīng);溴水與E反應(yīng)生成白色沉淀,與H因發(fā)生加成反應(yīng)而褪色,與D沒有明顯現(xiàn)象,故可用溴水鑒別D、E、H。答案:(1)羧基消去反應(yīng)(2)溴水(3)CH3COOCH===CH2[隨堂基礎(chǔ)鞏固]1、鹵代烴能發(fā)生下列反應(yīng):

2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr下列有機物可以合成環(huán)丙烷得就是(

)A、CH3CH2CH2Br

B、CH3CHBrCH2BrC、CH2BrCH2CH2BrD、CH3CHBrCH2CH2Br解析:根據(jù)信息可知:

與鈉反應(yīng)可生成

答案:C2、[雙選題]某有機物能使溴水褪色,也能在一定條件下發(fā)

生水解反應(yīng)生成兩種有機物,還能發(fā)生加聚反應(yīng)生成高

分子化合物,則此有機物中一定有下列基