《有機(jī)合成的主要任務(wù)》遠(yuǎn)古時(shí)代19世紀(jì)20年代物質(zhì)豐富的今天依靠自然資源加工轉(zhuǎn)化自然資源德國(guó)化學(xué)家維勒合成尿素開創(chuàng)人工合成有機(jī)物新時(shí)代尼龍、滌綸、炸藥、醫(yī)藥等宇航服中應(yīng)用了一百三十多種新型材料。其中多數(shù)是有機(jī)合成材料。（1）碳鏈增長(zhǎng)——①炔烴與HCN加成

HCN催化劑H2O，H＋催化劑CH≡CHCH2＝CHCNCH2＝CHCOOH丙烯腈丙烯酸任務(wù)1.構(gòu)建碳骨架（1）碳鏈增長(zhǎng)——①炔烴與HCN加成②醛與HCN加成C＝ORHHCN催化劑CR

HOHCNH2催化劑CR

HOHCH2NH2羥基腈氨基醇任務(wù)1.構(gòu)建碳骨架

（1）碳鏈增長(zhǎng)——①炔烴與HCN加成②醛與HCN加成③分子內(nèi)含有α-H的醛與醛基加成催化劑CH3—C—H＋CH3CHOOα催化劑△CH3—CH＝CHCHO＋H2OααββCH3—C—CH2CHOOHH任務(wù)1.構(gòu)建碳骨架

（1）碳鏈增長(zhǎng)——①炔烴與HCN加成②醛與HCN加成③分子內(nèi)含有α-H的醛與醛基加成（2）碳鏈縮短——①烯烴被KMnO4/H+氧化C＝CH—RR'R''KMnO4H＋C＝O＋R—COOHR'R''任務(wù)1.構(gòu)建碳骨架

（1）碳鏈增長(zhǎng)——①炔烴與HCN加成②醛與HCN加成③分子內(nèi)含有α-H的醛與醛基加成（2）碳鏈縮短——①烯烴被KMnO4/H+氧化②炔烴被KMnO4/H+氧化CH≡C—RKMnO4H＋CO2＋RCOOH任務(wù)1.構(gòu)建碳骨架（1）碳鏈增長(zhǎng)——①炔烴與HCN加成②醛與HCN加成③分子內(nèi)含有α-H的醛與醛基加成（2）碳鏈縮短——①烯烴被KMnO4/H+氧化②炔烴被KMnO4/H+氧化③芳香烴側(cè)鏈被KMnO4/H+氧化CH—RR'KMnO4H＋HOOC—任務(wù)1.構(gòu)建碳骨架

（1）碳鏈增長(zhǎng)——①炔烴與HCN加成②醛與HCN加成③分子內(nèi)含有α-H的醛與醛基加成（2）碳鏈縮短——①烯烴被KMnO4/H+氧化②炔烴被KMnO4/H+氧化③芳香烴側(cè)鏈被KMnO4/H+氧化（3）碳鏈成環(huán)——共軛二烯烴與含碳碳雙鍵的化合物發(fā)生第爾斯－阿爾德反應(yīng)（Diels-Alderreaction）COOH＋△COOH任務(wù)1.構(gòu)建碳骨架（1）碳鏈增長(zhǎng)（2）碳鏈縮短（3）碳鏈成環(huán)——示例學(xué)生書寫錯(cuò)誤任務(wù)1.構(gòu)建碳骨架物質(zhì)轉(zhuǎn)化任務(wù)2.引入官能團(tuán)不飽和烴飽和烴鹵代烴醇醛羧酸酯鹵代脫鹵水解取代氧化還原酯化水解氧化加成消去加成消去水解酯化任務(wù)2.引入官能團(tuán)（1）引入碳碳雙鍵——①鹵代烴的消去CH3CH2Br＋NaOHCH2=CH2↑＋NaBr＋H2O乙醇△③炔烴的不完全加成②醇的消去CH≡CH+HClCH2=CHCl

催化劑△

CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O

濃硫酸

170℃

任務(wù)2.引入官能團(tuán)（2）引入碳鹵鍵——①烷烴、苯及其同系物的鹵代CH4+Cl2CH3Cl+HCl光光—CH3＋Cl2—CH2Cl＋HCl↑液溴任務(wù)2.引入官能團(tuán)（2）引入碳鹵鍵——①烷烴、苯及其同系物的鹵代

②不飽和烴與X2、HX加成CH3CH＝CH2＋Br2CH3CHBrCH2BrCH3CH＝CH2＋HClCH3CHClCH3△CH3CH2?OH+H?BrCH3CH2?Br

+H2O△③醇與HX取代（濃溶液）

(主要產(chǎn)物)任務(wù)2.引入官能團(tuán)（3）引入羥基——①烯烴與水加成CH2＝CH2＋H2OCH3CH2OH

催化劑加熱、加壓②醛(酮)與H2加成催化劑△CH3CH2OHCH3CHO+H2OCCH3CH3＋H2催化劑△OH－CH－CH3CH3＝任務(wù)2.引入官能團(tuán)（3）引入羥基——①烯烴與水加成

②醛(酮)與H2加成③鹵代烴的水解CH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH2CH2OH+NaClH2O△④酯的水解CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH△CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△任務(wù)2.引入官能團(tuán)（4）引入羧基——①醛的氧化

②酯的水解

CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH稀硫酸△③烯烴的氧化KMnO4H＋R—CH＝CH2RCOOH+CO2↑

2CH3CHO+O22CH3COOH催化劑△

任務(wù)2.引入官能團(tuán)（4）引入羧基——①醛的氧化

②酯的水解③烯烴的氧化④苯的同系物的氧化

CH—RR'KMnO4H＋HOOC—任務(wù)2.引入官能團(tuán)（5）引入酯基①酯化反應(yīng)CH3COOH＋C2H5OH

CH3COOC2H5＋H2O濃硫酸△②酰氯醇解任務(wù)3.官能團(tuán)保護(hù)含有多個(gè)官能團(tuán)的有機(jī)化合物在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，非目標(biāo)官能團(tuán)也可能受到影響。此時(shí)需要將該官能團(tuán)保護(hù)起來，先將其轉(zhuǎn)化為不受該反應(yīng)影響的其他官能團(tuán)，反應(yīng)后再轉(zhuǎn)化復(fù)原。例1.用甲苯合成對(duì)羥基苯甲酸乙酯的路線如下，其中③的目的是保護(hù)酚羥基，使其不被氧化。例2.某種藥物中間體的合成路線如下，其中②是為了保護(hù)氨基，使其不被氧化。任務(wù)1.構(gòu)建碳骨架（1）碳鏈增長(zhǎng)——①炔烴與HCN加成

②醛與HCN加成

③分子內(nèi)含有α-H的醛與醛基加成（2）碳鏈縮短——①烯烴被KMnO4/H+氧化②炔烴被KMnO4/H+氧化③芳香烴側(cè)鏈被KMnO4/H+氧化（3）碳鏈成環(huán)——共軛二烯烴與含碳碳雙鍵的化合物發(fā)生第爾斯－阿爾德反應(yīng)（Diels-Alderreaction）任務(wù)2.引入官能團(tuán)（1）引入碳碳雙鍵（2）引入碳鹵鍵（3）引入羥基（4）引入羧基（5）引入酯基任務(wù)3.官能團(tuán)保護(hù)小結(jié)練習(xí)1．有機(jī)化合物分子中能引入鹵素原子的反應(yīng)是（）A.氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)B.氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)C.取代反應(yīng)、加成反應(yīng)D.取代反應(yīng)、加聚反應(yīng)2.有機(jī)合成的關(guān)鍵是構(gòu)建官能團(tuán)和碳骨架，下列反應(yīng)不能引入—OH的是（）醛還原反應(yīng) B.酯類水解反應(yīng) C.鹵代烴水解 D.烷烴取代反應(yīng)練習(xí)3.一定條件下，炔烴可以進(jìn)行自身化合反應(yīng)。如乙炔的自身化合反應(yīng)為2H-C≡C-HH-C≡C-CH=CH2。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法不正確的是(

)A．使碳鏈增加了2個(gè)碳原子B．引入了新官能團(tuán)C．是加成反應(yīng)D．屬于取代反應(yīng)一定條件練習(xí)4.已知鹵代烴能發(fā)生下列反應(yīng)：2CH3CH2Br＋2Na→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr。下列有機(jī)物可以合成環(huán)丙烷的是(

)A．CH3CH2CH2Br B．CH3CHBrCH2BrC．CH2BrCH2CH2Br D．CH3CHBrCH2CH2Br練習(xí)5.已知：烯烴在一定條件下能與水發(fā)生加成反應(yīng)生成醇。有機(jī)物A～D之間存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法不正確的是(

)A．D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3COOCH2CH3B．A能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C．B與乙酸發(fā)生了取代反應(yīng)D．可用B萃取碘水中的碘單質(zhì)參考答案：1.C2.D3.D4.C5.D探究一有機(jī)合成中官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)化和消除【問題探究】

【深化拓展】1.官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化(1)官能團(tuán)種類變化利用官能團(tuán)的衍生關(guān)系進(jìn)行衍變,如(2)官能團(tuán)數(shù)目變化通過不同的反應(yīng)途徑增加官能團(tuán)的個(gè)數(shù),如(3)官能團(tuán)位置變化通過不同的反應(yīng),改變官能團(tuán)的位置,如2.從分子中消除官能團(tuán)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)可消除鹵素原子。3.官能團(tuán)保護(hù)的幾種情況(1)酚羥基的保護(hù)(2)碳碳雙鍵的保護(hù)

(3)醛基的保護(hù)先讓醛與醇反應(yīng)生成縮醛:生成的縮醛比較穩(wěn)定,與稀堿溶液和氧化劑均難反應(yīng),但在稀酸溶液中微熱會(huì)水解為原來的醛。【微點(diǎn)撥】在有機(jī)合成中,可能某一步反應(yīng)有多個(gè)官能團(tuán)同時(shí)反應(yīng),有時(shí)也?？烧{(diào)整官能團(tuán)的反應(yīng)順序達(dá)到合成的目的?！舅啬軕?yīng)用】典例1(2021遼寧大連高二檢測(cè))仔細(xì)體會(huì)下列有機(jī)合成過程中碳骨架的構(gòu)建及官能團(tuán)引入和轉(zhuǎn)化,完成下題。已知兩個(gè)醛分子在NaOH溶液作用下可以發(fā)生加成反應(yīng),生成一種羥基醛:肉桂醛F(分子式為C9H8O)在自然界存在于桂油中,是一種常用的植物調(diào)味油,工業(yè)上主要是按如下路線合成的:已知:反應(yīng)⑤為羥醛縮合反應(yīng)。(1)肉桂醛F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

。E中含氧官能團(tuán)的名稱為

。

(2)反應(yīng)①~⑥中符合綠色化學(xué)思想的是

。

(3)寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式:②

;

⑤

。

寫出有關(guān)反應(yīng)的類型:③

;⑥

。

(4)符合下列要求的E物質(zhì)的同分異構(gòu)體有

種(苯環(huán)上有兩個(gè)取代基,其中有一個(gè)甲基在對(duì)位,且屬于酯類)。

易錯(cuò)提醒(1)羥醛縮合反應(yīng)實(shí)質(zhì)是加成反應(yīng),參加反應(yīng)的兩種醛(或者醛和酮)至少有一種含有α-H才可發(fā)生反應(yīng)。(2)羥醛縮合反應(yīng)產(chǎn)物可發(fā)生消去反應(yīng)生成不飽和醛。變式訓(xùn)練1可在有機(jī)化合物中引入羥基的反應(yīng)類型是(

)①取代反應(yīng)②加成反應(yīng)③消去反應(yīng)④酯化反應(yīng)⑤還原反應(yīng)A.只有①② B.①②⑤C.①④⑤ D.①②③答案

B解析

鹵代烴的水解反應(yīng)(取代反應(yīng))可以得到羥基,碳碳雙鍵與水的加成反應(yīng)可以引入羥基,醛基與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)(還原反應(yīng))生成羥基;消去反應(yīng)、酯化反應(yīng)不能引入羥基。規(guī)律總結(jié)

官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化體現(xiàn)在烴及其衍生物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系中:探究二有機(jī)合成方案的設(shè)計(jì)【問題探究】1.下圖是制取乙酸苯甲酯的一種合成路線(部分反應(yīng)物、產(chǎn)物和反應(yīng)條件略去)。運(yùn)用逆合成分析法推斷C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

提示

利用逆合成分析法的原理可得解答該題的思維過程如下:2.實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常采用以下路線合成乙二醇:提示

未使用有毒的氯氣,無污染,原子利用率100%,符合綠色化學(xué)。3.乙酸是醋的主要成分,而醋幾乎貫穿了整個(gè)人類文明史。(1)工業(yè)上大量使用的醋酸是通過石油化學(xué)工業(yè)人工合成的。請(qǐng)以乙烯為原料設(shè)計(jì)路線合成乙酸。(2)目前出現(xiàn)了乙烯直接氧化得到乙酸的方法:由乙烯在催化劑(如氯化鈀PdCl2)存在的條件下,與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成。假定有機(jī)合成路線的每一步的產(chǎn)率為70%,試比較兩種合成路線的總產(chǎn)率。哪種合成路線最優(yōu)?提示

(1)中合成路線的產(chǎn)率為70%×70%×70%=34.3%,小于(2)中合成路線的70%,故(2)中的合成路線更優(yōu)?！旧罨卣埂?.有機(jī)合成的分析方法方法內(nèi)容正合成分析法采用正向思維方法,從已知原料入手,找出合成所需要的直接或間接的中間體,逐步推向待合成有機(jī)化合物,其思維程序:原料→中間體→產(chǎn)品逆合成分析法采用逆向思維方法,從產(chǎn)品的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手,找出合成所需要的直接或間接的中間體,逐步推向已知原料,其思維程序:產(chǎn)品→中間體→原料綜合比較法采用綜合思維的方法,將正向或逆向推導(dǎo)出的幾種合成途徑進(jìn)行比較,從而得到最佳合成路線2.利用逆合成分析法設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線的一般程序

3.中學(xué)常見的合成路線(1)脂肪烴為基礎(chǔ)原料到酯的合成路線。(2)芳香族化合物合成路線。

【素能應(yīng)用】典例2化合物G是一種藥物合成中間體,其合成路線如下:回答下列問題:(1)寫出具有六元環(huán)結(jié)構(gòu)、并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:

(不考慮立體異構(gòu),只需寫出3個(gè))。

(2)設(shè)計(jì)由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制備【變式設(shè)問】(1)工業(yè)生產(chǎn)中常用乙醛和甲醛為原料制備季戊四醇[C(CH2OH)4],其合成過程如下:試寫出A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。提示

A為HOCH2—CH2CHO,B為(HOCH2)2CHCHO?！疚Ⅻc(diǎn)撥】在有機(jī)推斷題中最后常有一個(gè)小的有機(jī)合成路線設(shè)計(jì),