第五節(jié)有機合成1．掌握有機化學反應(yīng)的主要類型、原理及應(yīng)用，初步學會引入各種官能團的方法。2．初步學習設(shè)計合理的有機合成路線。3．了解有機合成中官能團的保護方法。4．初步學習使用逆向合成法合理地設(shè)計有機合成的路線。必備基礎(chǔ)核心素養(yǎng)素養(yǎng)形成必備基礎(chǔ)[新知預習]一、有機合成的主要任務(wù)1．有機合成指使用相對簡單易得的原料，通過____________來構(gòu)建碳骨架和引入官能團，合成具有________和____的目標分子。2．有機合成的任務(wù)包括目標化合物________的構(gòu)建和______的引入與轉(zhuǎn)化。有機化學反應(yīng)特定結(jié)構(gòu)性質(zhì)碳骨架官能團3．構(gòu)建碳骨架(1)碳鏈增長①炔烴與HCN先加成后水解生成______________

②醛與HCN先加成后還原生成_____羥基腈羧酸CH2===CHCN胺③羥醛縮合反應(yīng)生成烯醛

(2)碳鏈縮短烯烴、炔烴及芳香烴的側(cè)鏈被酸性高錳酸鉀氧化，生成___________

羧酸或酮(3)成環(huán)反應(yīng)共軛二烯烴與含碳碳雙鍵的化合物反應(yīng)，得到環(huán)加成產(chǎn)物4．官能團的引入和轉(zhuǎn)化：(1)引入碳碳雙鍵的方法。A.______________；B.____________；C.________________。(2)引入鹵素原子的方法。A.______________；B._______________；C.____________________。(3)引入羥基的方法。A.______________；B.____________；C.酯的水解；D.___________。鹵代烴的消去醇的消去炔烴的不完全加成醇(或酚)的取代烯烴(或炔烴)的加成烷烴(或苯及苯的同系物)的取代烯烴與水的加成鹵代烴的水解醛的還原二、有機合成路線的設(shè)計與實施(一)有機合成過程示意圖基礎(chǔ)原料目標化合物(二)逆合成分析法1．將__________倒推一步尋找上一步反應(yīng)的中間體，該中間體同________反應(yīng)可以得到__________，而這個中間體，又可由上一步的中間體得到，依次倒推，最后確定最適宜的______和______________，稱為逆合成分析法。目標化合物輔助原料目標化合物基礎(chǔ)原料合成路線2．用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成(1)乙二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________和__________，說明目標化合物可由______________________通過酯化反應(yīng)得到：

乙二酸(草酸)乙醇兩分子乙醇和一分子乙二酸(2)羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中間體應(yīng)該是乙二醇：

________________(3)乙二醇前一步的中間體是1，2-二氯乙烷；1，2-二氯乙烷可通過______的加成反應(yīng)而得到：

_______________?________________________乙烯(4)乙醇通過乙烯與水的加成得到。根據(jù)以上分析，可得出合成草酸二乙酯的合理步驟如下：a．_____________________________________________________b．_____________________________________________________c．_____________________________________________________d．

e．_____________________________________________________3．逆合成分析法的基本原則(1)合成路線的各步反應(yīng)的條件必須比較溫和，并具有較高的______。(2)所使用的基礎(chǔ)原料和輔助原料應(yīng)該是低毒性、______、易得和價廉的。產(chǎn)率低污染

√××√√×2．下面是有機合成的三個步驟：①對不同的合成路線進行優(yōu)選；②由目標分子逆推原料分子并設(shè)計合成路線；③觀察目標分子的結(jié)構(gòu)，正確的順序是(

)A．①②③B．③②①C．②③①D．②①③解析：進行有機合成時，先確定目標有機物分子結(jié)構(gòu)中的官能團，再設(shè)計出不同的合成路線，最后對不同的合成路線進行優(yōu)選。答案：B3．可在有機物中引入羥基的反應(yīng)類型是(

)①取代②加成③消去④酯化⑤還原A．①②

B．①②⑤C．①④⑤D．①②③解析：鹵代烴或酯的水解(取代)，烯烴與H2O(加成)，醛或酮和H2(加成或還原)，均能引入羥基。消去是從分子中消去—X或—OH形成不飽和鍵，酯化是酸與醇形成酯(減少—OH)，這些都不能引入—OH。答案：B4．用丙醛(CH3CH2CHO)制取聚丙烯

CH2CH(CH3)

的過程中發(fā)生的反應(yīng)類型為(

)①取代②消去③加聚④水解⑤氧化

⑥還原A．①④⑥B．⑤②③C．⑥②③D．②④⑤答案：C

答案：D6．(1)從CH2===CH2合成CH3CH2OH的可用路徑如下：為提高產(chǎn)率，應(yīng)選擇__________途徑(“Ⅰ”或“Ⅱ”)。Ⅱ

解析：(1)有機合成中，要想得到較高的產(chǎn)率，合成步驟應(yīng)盡可能的少。核心素養(yǎng)提升點一有機合成中官能團的轉(zhuǎn)化例1.疊氮化合物應(yīng)用廣泛，如NaN3可用于汽車安全氣囊，PhCH2N3可用于合成化合物Ⅴ(見圖，僅列出部分反應(yīng)條件，Ph—代表苯基即

)(1)下列說法中不正確的是________(填字母)。A．反應(yīng)①④屬于取代反應(yīng)B．化合物I可生成酯，但不能發(fā)生氧化反應(yīng)C．一定條件下化合物Ⅱ可能生成化合物ⅠD．一定條件下化合物Ⅱ能與氫氣反應(yīng)，反應(yīng)類型與反應(yīng)②相同B(2)化合物Ⅱ發(fā)生聚合反應(yīng)的化學方程式為___________________________________________________________(不要求寫出反應(yīng)條件)。(3)反應(yīng)③的化學方程式為___________________________________________________________(要求寫出反應(yīng)條件)。(4)化合物Ⅲ與PhCH2N3發(fā)生環(huán)加成反應(yīng)生成化合物V，不同條件下環(huán)加成反應(yīng)還可生成化合物V的同分異構(gòu)體。該同分異構(gòu)體的分子式為_________，結(jié)構(gòu)簡式為__________________。

C15H13N3

[提升1]香豆素是一種常用香料，分子式為C9H6O2，分子中除有一個苯環(huán)外，還有一個六元環(huán)。香豆素的一種合成路線如下：(1)有機物A能夠與新制的銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)；有機物A能跟FeCl3溶液反應(yīng)，使溶液呈特征顏色。A分子中的含氧官能團的名稱是________、________。(2)反應(yīng)Ⅰ和Ⅲ的反應(yīng)類型是________、________。(3)有機物A的同分異構(gòu)體有多種，其中屬于芳香族化合物的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式是(寫出兩種即可)____________、____________。(4)反應(yīng)Ⅱ的化學方程式是________________________________________________。(5)香豆素的結(jié)構(gòu)簡式是___________。醛基酚羥基加成反應(yīng)消去反應(yīng)關(guān)鍵能力有機合成中官能團的轉(zhuǎn)化1．官能團的轉(zhuǎn)化：包括官能團種類變化、數(shù)目變化、位置變化等。①官能團種類變化：利用官能團的衍生關(guān)系進行衍變，②官能團數(shù)目變化：通過不同的反應(yīng)途徑增加官能團的個數(shù)，如③官能團位置變化：通過不同的反應(yīng)，改變官能團的位置，如

2．從分子中消除官能團的方法：①經(jīng)加成反應(yīng)消除不飽和鍵。②經(jīng)取代、消去、酯化、氧化等反應(yīng)消除—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。⑤通過消去或水解反應(yīng)可消除鹵原子。3．官能團的保護含多個官能團的有機化合物在進行反應(yīng)時，非目標官能團也可能受到影響。此時需要將該官能團保護起來，先將其轉(zhuǎn)化為不受該反應(yīng)影響的其他官能團，反應(yīng)后再轉(zhuǎn)化復原。例如保護羥基：狀元隨筆1.在解答有機合成題目時，除了分析各物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的差異外還要掌握反應(yīng)的特征條件，而這些特征條件往往會成為解答有機合成類推斷題的突破口。例如，2.碳鏈的增長與變短(1)增長：常見的方法有不飽和化合物間的聚合、羧酸或醇的酯化、有機物與HCN的反應(yīng)等。(2)變短：常見的方法有烴的裂化與裂解、某些烴(如苯的同系物、烯烴)的氧化等。特征反應(yīng)反應(yīng)條件鹵代烴的水解NaOH水溶液并加熱鹵代烴的消去NaOH的乙醇溶液并加熱烷烴(或烷烴基)的取代Cl2、光照

解析：本題可用逆合成分析法解答，其分析思路為由此確定合成路線。[提升2]工業(yè)上用甲苯生產(chǎn)對羥基苯甲酸乙酯

，其過程如下圖所示：根據(jù)合成路線填寫下列空白：(1)有機物A的結(jié)構(gòu)簡式為________________，B的結(jié)構(gòu)簡式為________________；(2)反應(yīng)④屬于________，反應(yīng)⑤屬于________________；(3)③和⑥的目的是_____________________________________。(4)寫出反應(yīng)⑥的化學方程式：_________________________________________________________。氧化反應(yīng)酯化(或取代)反應(yīng)保護酚羥基，防止被氧化關(guān)鍵能力有機合成方法選擇1．設(shè)計有機合成路線的常規(guī)方法正合成分析法設(shè)計有機合成路線時，從確定的某種原料分子入手，逐步經(jīng)過碳鏈的連接和官能團的引入來完成，基本思維模式：原料―→中間體―→中間體

目標產(chǎn)物逆合成分析法此法采用逆向思維方法，從目標化合物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)入手，找出合成所需的直接或間接的中間產(chǎn)物，逐步推向已知原料，其思維模式：目標產(chǎn)物―→中間體―→中間體

原料綜合推理法設(shè)計有機合成路線時，用正合成分析法不能得到目標產(chǎn)物，而用逆合成分析法也得不到起始原料時，往往結(jié)合這兩種思維模式，采用從兩邊向中間“擠壓”的方式，使問題得到解決

(3)芳香族化合物合成路線狀元隨筆有機合成遵循的原則(1)起始原料要廉價、易得、低毒、低污染。(2)盡量選擇步驟最少的合成路線，為減少合成步驟，應(yīng)盡量選擇與目標化合物結(jié)構(gòu)相似的原料，步驟越少，產(chǎn)物的產(chǎn)率越高越好。(3)合成路線要滿足“綠色化學”的要求。最大限度地利用原料中的每一個原子，達到零排放。(4)有機合成反應(yīng)要盡量操作簡單、條件溫和、能耗低、易實現(xiàn)。(5)尊重客觀事實，按一定順序反應(yīng)，不能臆造不存在的反應(yīng)。要綜合運用順推或者逆推的方法導出最佳的合成路線。素

養(yǎng)

形

成1.在有機合成中，常會將官能團消除或增加，下列相關(guān)過程中反應(yīng)類型及相關(guān)產(chǎn)物不合理的是(

)答案：B2．有機物

可經(jīng)過多步反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

，其各步反應(yīng)的反應(yīng)類型是(

)A．加成→消去→脫水B．消去→加成→消去C．加成→消去→加成D．取代→消去→加成答案：B解析：

答案：D解析：采用逆推法可得C為HOCH2CH2OH，B為BrCH2CH2Br，烴A為CH2===CH2。4．由1，3－丁二烯合成2－氯－1，3－丁二烯的路線如下：本合成中各步的反應(yīng)類型分別為(

)A．加成、水解、加成、消去B．取代、水解、取代、消去C．