高中化學(xué)選修五課件第三章烴的含氧衍生物第四節(jié)第2課時(shí)逆合成分析法58張

第2課時(shí)逆合成分析法第三章第四節(jié)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)達(dá)標(biāo)檢測提升技能二逆合成分析法內(nèi)容索引一有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)新知導(dǎo)學(xué)1.烴和烴的衍生物轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：加成加成加成加成消去消去水解(或取代)水解(或取代)氧化氧化酯化酯化水解(1)將有機(jī)反應(yīng)類型填在橫線上。(2)若以乙醇為原料合成乙二酸(HOOC—COOH)，則依次發(fā)生反應(yīng)的類型是

。2.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：已知C的蒸氣密度是相同條件下氫氣的22倍，并可發(fā)生銀鏡反應(yīng)。消去反應(yīng)、加成反應(yīng)、水解(或取代)反應(yīng)、氧化反應(yīng)、氧化反應(yīng)(1)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式：A_______；B___________；C________。(2)寫出下列變化的化學(xué)方程式：A→B：____________________________________；C與銀氨溶液反應(yīng)：________________________________________________

；A＋D→E：_______________________________________________。C2H5OHCH2==CH2CH3CHO2Ag↓＋3NH3＋H2O答案解析分析題目所給五種物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系：由

且C可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，可知C為醛，則A為醇，D為羧酸，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)＝44g·mol－1，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。3.有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)思路(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。常見的有機(jī)合成路線歸納總結(jié)(1)一元合成路線：(3)芳香化合物合成路線1.已知：活學(xué)活用請(qǐng)運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)和上述給出的信息寫出由乙烯制正丁醇各步反應(yīng)的化學(xué)方程式(不必寫出反應(yīng)條件)。答案解析(1)CH2==CH2＋H2O―→CH3CH2OH(2)2CH3CH2OH＋O2―→2CH3CHO＋2H2O(3)(4)(5)CH3CH==CHCHO＋2H2―→CH3CH2CH2CH2OH―→CH3CH==CHCHO＋H2O解析由題給信息知：兩個(gè)醛分子在一定條件下通過自身加成反應(yīng)，得到的不飽和醛分子中的碳原子數(shù)是原參加反應(yīng)的兩個(gè)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(gè)碳原子，原料乙烯分子中只有2個(gè)碳原子，運(yùn)用題給信息，將乙烯氧化為乙醛，兩個(gè)乙醛分子再進(jìn)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(jìn)行加成反應(yīng)，便可得到正丁醇。本題基本采用正向思維方法。本題中乙烯合成乙醛的方法有兩種：2.環(huán)己烯可以通過丁二烯與乙烯發(fā)生環(huán)化加成反應(yīng)得到：

(也可表示為

)實(shí)驗(yàn)證明，下列反應(yīng)中反應(yīng)物分子的環(huán)外雙鍵比環(huán)內(nèi)雙鍵更容易被氧化：

現(xiàn)僅以丁二烯為有機(jī)原料，無機(jī)試劑任選，按下列途徑合成甲基環(huán)己烷：請(qǐng)按要求填空：(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為________；B的結(jié)構(gòu)簡式為___________。答案解析由合成途徑和信息可推知，A是由兩分子丁二烯經(jīng)下列反應(yīng)制得的：

而由C的分子式C7H14O和信息可知B是A的氧化產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)簡式為

C是B的加成產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)為

要得到

可使C消去—OH而得到D，反應(yīng)為

再由D發(fā)生加成反應(yīng)而得到甲基環(huán)己烷：

(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式和反應(yīng)類型。反應(yīng)

④反應(yīng)類型_________；反應(yīng)⑤

反應(yīng)類型_________。＋H2O消去反應(yīng)；，加成反應(yīng)答案二逆合成分析法1.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，其合成示意圖為新知導(dǎo)學(xué)2.逆向合成分析法從目標(biāo)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手，找出合成所需的直接或間接的中間體，逐步推向已知原料，其合成示意圖為3.綜合比較法此法采用綜合思維的方法，將正向和逆向推導(dǎo)的幾種合成途徑進(jìn)行比較，最后得出最佳合成路線。4.利用“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的過程：(1)逆合成分析思路，概括如下：(2)具體步驟如下：根據(jù)以上逆合成分析，可以確定合成草酸二乙酯的有機(jī)基礎(chǔ)原料為乙烯(CH2==CH2)，通過五步反應(yīng)進(jìn)行合成，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：①②，，答案③④⑤，。，答案逆合成分析法設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線的一般程序歸納總結(jié)3.香豆素是廣泛存在于植物中的一類芳香化合物，大多具有光敏性，有的還具有抗菌和消炎作用。它的核心結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)變?yōu)樗畻钏岷鸵叶?。活學(xué)活用提示：請(qǐng)回答下列問題：(1)寫出化合物C的結(jié)構(gòu)簡式

。答案解析A是芳香內(nèi)酯，其分子式為C9H6O2。由A―→B是酯的水解(開環(huán))反應(yīng)。由B的分子式為C9H8O3結(jié)合題給信息①和C被氧化的產(chǎn)物，可以推出A的結(jié)構(gòu)簡式為

從而推出水解產(chǎn)物B的結(jié)構(gòu)簡式為

由C的分子式，結(jié)合

，則不難推出C的結(jié)構(gòu)簡式為

B―→C的目的是把酚羥基保護(hù)起來，防止下一步C的氧化破壞酚羥基?；衔顳有多種同分異構(gòu)體，其中一類同分異構(gòu)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(yīng)，則必為甲酸酯。故符合條件的同分異構(gòu)體包括

和

以及取代基位于間位、對(duì)位的同分異構(gòu)體，共有9種。由

分析結(jié)構(gòu)顯然是要把

轉(zhuǎn)變成—CH2CH2—OH。采用逆合成分析法，則有—CH2CH2—OH

…

結(jié)合題給信息R—CH2==CH2R—CH2—CH2—Br完成轉(zhuǎn)變。最后再進(jìn)行酯化成環(huán)反應(yīng)，生成目標(biāo)產(chǎn)物內(nèi)酯。(2)化合物D有多種同分異構(gòu)體，其中一類同分異構(gòu)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(yīng)。這類同分異構(gòu)體共有__種。答案9(3)在上述轉(zhuǎn)化過程中，反應(yīng)步驟B―→C的目的是_________________________。答案保護(hù)酚羥基，使之不被氧化(4)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理方案從

合成

(用反應(yīng)流程圖表示，并注明反應(yīng)條件)。例：由乙醇合成聚乙烯的反應(yīng)流程圖可表示為答案4.實(shí)驗(yàn)室中常用格氏試劑制取醇類，格氏試劑(RMgX)的制法是RX＋MgRMgX(R為烴基，X為鹵素)。格氏試劑可發(fā)生下列轉(zhuǎn)變：(R、R′可以是相同或不相同的烴基)。以A為原料合成乙酸異丁酯(

)的流程如下(部分反應(yīng)物及反應(yīng)條件沒有列出)，A主要來源于石油裂解氣，A的產(chǎn)量常作為衡量石油化工水平的標(biāo)志。答案解析(1)上述流程中，屬于或含加成反應(yīng)的是________(填序號(hào))。①④⑤⑥根據(jù)題意及信息可梳理出幾點(diǎn)：產(chǎn)物為酯類化合物，酯的制備通常是羧酸和醇反應(yīng)。醇(R—CH2OH)能連續(xù)兩次被氧化：R—CH2OH―→RCHO—RCOOH。分析信息格氏試劑的制法：把Mg放在無水乙醚中，加鹵代烴即得格氏試劑，醛與格氏試劑作用生成醇，反應(yīng)過程中包含加成和水解兩個(gè)反應(yīng)?？梢来瓮茖?dǎo)如下：(2)寫出F的結(jié)構(gòu)簡式____________。(3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)①_________________________________；反應(yīng)④_______________________________。CH3CH2MgX答案學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測提升技能1.以氯乙烷為原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的過程中，要依次經(jīng)過下列步驟中的①與NaOH的水溶液共熱②與NaOH的醇溶液共熱③與濃硫酸共熱到170℃

④在催化劑存在情況下與氯氣反應(yīng)⑤在Cu或Ag存在的情況下與氧氣共熱⑥與新制的Cu(OH)2懸濁液共熱A.①③④②⑥ B.①③④②⑤C.②④①⑤⑥ D.②④①⑥⑤√12345采取逆向分析可知，乙二酸→乙二醛→乙二醇→1,2-二氯乙烷→乙烯→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)計(jì)合理。答案解析2.已知乙烯醇(CH2==CH—OH)不穩(wěn)定，可自動(dòng)轉(zhuǎn)化為乙醛。乙二醇在一定條件下發(fā)生脫水反應(yīng)，也有類似現(xiàn)象發(fā)生，所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式有人寫出下列幾種，其中不可能的是12345A.① B.②③ C.③④ D.④⑤答案解析√12345分子內(nèi)脫水可得到CH3CHO(

)或

()，分子間脫水可得到

或HO—CH2—CH2—O—CH2—CH2—OH。3.某有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式為

該有機(jī)物不可能發(fā)生的反應(yīng)是①氧化②取代③加成④消去⑤還原⑥酯化⑦水解⑧加聚A.② B.④ C.⑥ D.⑧12345答案解析√12345①該有機(jī)物含有碳碳雙鍵、醛基，所以可以發(fā)生氧化反應(yīng)，正確；②該有機(jī)物含有—Cl及飽和碳原子上的氫原子，所以可以發(fā)生取代反應(yīng)，正確；③該有機(jī)物含有碳碳雙鍵，因此能發(fā)生加成反應(yīng)，正確；④該有機(jī)物分子中含有—Cl而且在氯原子所連的碳原子的鄰位碳原子上有氫原子，所以可以發(fā)生消去反應(yīng)，正確；⑤該有機(jī)物分子中含有—CHO，既能被氧化，也能被還原，正確；⑥該有機(jī)物分子中既無—OH，也無—COOH，因此不能發(fā)生酯化反應(yīng)，錯(cuò)誤；⑦該有機(jī)物含有—Cl，能在NaOH的水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)，正確；⑧由于該有機(jī)物中含有碳碳雙鍵，所以能夠發(fā)生加聚反應(yīng)，正確。4.乙二酸二乙酯(D)可由石油氣裂解得到的烯烴合成?；卮鹣铝袉栴}：(1)B和A為同系物，B的結(jié)構(gòu)簡式為______________。CH2==CHCH3根據(jù)流程圖可知，A為乙烯，B與C生成乙二酸二乙酯，則C為乙二酸，B和A為同系物，B含3個(gè)碳，則B為丙烯，丙烯與氯氣在光照的條件下發(fā)生a-H的取代反應(yīng)生成CH2==CHCH2Cl。根據(jù)上述分析，B為丙烯，結(jié)構(gòu)簡式為CH2==CHCH3。12345答案解析(2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為__________________________________，其反應(yīng)類型為________。加成反應(yīng)12345答案解析(3)反應(yīng)③的反應(yīng)類型為__________。取代反應(yīng)反應(yīng)③是鹵代烴在NaOH水溶液中發(fā)生取代反應(yīng)生成醇，則反應(yīng)類型為取代反應(yīng)。12345答案解析(4)C的結(jié)構(gòu)簡式為______________。HOOC—COOH根據(jù)上述分析，C為乙二酸，則C的結(jié)構(gòu)簡式為HOOC—COOH。12345答案解析(5)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為___________________________________________________________。反應(yīng)②是乙醇與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式答案解析123455.“司樂平”是治療高血壓的一種臨床藥物，其有效成分M的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示：(1)下列關(guān)于M的說法正確的是___(填字母)。a.屬于芳香族化合物b.遇FeCl3溶液顯紫色

c.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色d.1molM完全水解生成2mol醇12345ac答案解析12345a項(xiàng)，M分子中含有苯環(huán)，M屬于芳香族化合物，正確；b項(xiàng)，M分子中不含酚羥基，遇FeCl3溶液不能顯紫色，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，M分子中含有碳碳雙鍵以及與苯環(huán)直接相連的碳原子上有氫原子等基團(tuán)，因此可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，正確；d項(xiàng)，1個(gè)M分子中含有3個(gè)酯基，故1molM完全水解應(yīng)生成3mol醇，錯(cuò)誤。(2)肉桂酸是合成M的中間體，其一種合成路線如下：12345已知：

①烴A的名稱為____。步驟Ⅰ中B的產(chǎn)率往往偏低，其原因是_________________________________。甲苯