人教版 选修5第三章第四节-有机合成
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第三章 第四节 有机合成 第一课时
学习目标：
1. 熟悉各类有机物的性质和相 互转化关系； 2. 认识并掌握逆向合成法的思 维方法。
学习重点：逆向合成法
名
称
结 － C＝ C－ － C＝ C－
构
化学反应
双 叁 苯
键 键 环
加成 聚合 加成 聚合
取代、加成
－ OH 羟 基 取代、消去、氧化 知识准备——各类烃及衍生物的主要化学性质： O 醛 基
五、有机合成遵循的原则 1）尽量选择步骤最少的合成路线——以保证较高的产 率。 2）起始原料要廉价、易得、低毒、低污染——通常采 用4个C以下的单官能团化合物和单取代苯。 3）满足“绿色化学”的要求。 4）操作简单、条件温和、能耗低、易实现 5）尊重客观事实，按一定顺序反应。
思路 关键
碳架 官能团
知识延伸
课堂小结
1.官能团的引入方法 2.有机物的合成方法
作业：
课后习题：67页 1, 3
总结：常见有机物的合成路线 HX (1)一元合成路线：R —CH===CH2 ――→一元卤代物―→ 一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯． X2 (2)二元合成路线： CH 2===CH 2 ――→ 二元卤代物―→二元 醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(链酯、环酯、聚酯)．
+Br2
Fe
Br
CH4+Cl2（光）→CH3Cl+HCl
+HBr
CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
（1）烃与X2的取代；（2）醇与HX的取代
CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O
500 ℃－600℃ （CH 3）含有α -H 烯烃，炔烃，醛，酮，羧酸 CH=CH + Cl CH2ClCH=CH2 + HCl 3 2 2 与卤素取代
CH 3CH 2 CHBrCH 2 Br 2H 2 O NaOH CH 3CH 2 CH(OH)CH 2 (OH) 2HBr
CH 3 CH 2 CH(OH)CH 2 (OH) O 2 Cu CH 3 CH 2 COCHO 2 H 2 O
2CH 3 CH 2 COCHO O 2 催化剂 2CH 3 CH 2 COCOOH
(3)芳香化合物的合成路线：
课堂练习
1、下列反应可以使碳链增长的是( A ) A、CH3CH2CH2CH2Br与NaCN共热 B、CH3CH2CH2CH2Br与NaOH的乙醇溶液 共热 C、CH3CH2CH2CH2Br与NaOH的水溶液共热 D、CH3CH2CH2CH3(g)与Br2（g）光照 2、下列反应可以使碳链减短的是(AB ) A、持续加热乙酸钠和碱石灰的混合物 B、裂化石油制取汽油 C、乙烯的聚合反应 D、溴乙烷与氢氧化钾的乙醇溶液共热
CH 2 CH 2 CH CH 2 H 2 O 催化剂 CH 3 CH 2 CH(OH)CH 3
CH 3 CH 2 COCOOH CH 3 CH 2 CH (OH )CH 3 浓硫酸
CH 3 CH 2 COCOOCH (CH 3 )CH 2 CH 3 H 2 O
乙醇 答 案 ： (1)CH3CH2Cl ＋ NaOH ――→ CH2===CH2↑ ＋ H2O ＋ △ NaCl
【实战演练4】尝试设计
邻甲基苯酚上的甲基被氧化成羧基时，所用的氧化剂 也能将酚羟基氧化，如何才能将邻甲基苯酚氧化为邻 羟基苯甲酸？ 分析：用氧化剂把 显然氧
化剂先氧化—OH，再氧化—CH3，故需要在加氧化剂之 前先把酚羟基“保护”起来．
基础 原料
H2C— OH H2C— OH 水 解
O
[O]
O
4
C— OC2H5 C— OC2H5
O +CH3CH2OH 3
+H2O
1
O 石油裂解气
CH2 CH2
+Cl2
2
H2C— Cl H2C— Cl
课堂演练
1.由甲苯为原料来制取苯甲酸苯甲酯，写出所发生 的化学反应方程式，注明条件。 2.从丙醇合成丙三醇，写出各步所发生的化学反 应方程式，注明条件。 3.以乙烯为原料，其它无机试剂自选，合成 乙二酸二乙酯。
(2) CH3CH2Br+NaOH
消去反应：
△
醇
（1）醇；（2）卤代烃；
CH2=CH2+H2O 醇、卤代烃的 消去反应 CH2=CH2+NaBr+H2O
5、官能团的消除
①通过加成消除不饱和键 ②通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基
③通过加成或氧化消除醛基
④通过消去或水解可消除卤原子
学生练习
烷
取代
填写实现下列有机物之间转化的反应类型
加成
烯
加成
加成
炔
加成 消去
消去
卤代烃
水解
醇
氧化 还原
醛
氧化
羧酸
酯 化
水 解
酯
课后作业
以乙烯为原料实现官能团间转化
HX 碱 ,醇 X Δ OHH2 O
CH2=CH2
浓 硫 酸 +H2O
CH3CH2
催 O2 化 剂 Cu
CH3CHO
新 制 Cu (OH) 2 ， O2
增长碳链
设 计 合 成 路 线
碳骨架的构建
关键 官能团的引入
缩短碳链
开环，成环
引入卤原子
引入羟基 引入羰基 引入羧基 引入碳碳双键
1、能使碳链增长的反应通常有：
CH3CH2Br + NaCN → CH3CH2CN+NaBr
小结：能使碳链增长常用的方法：
卤代烃的 取代反应
CH CH Br + Na C CCH →CH CH -C CCH +NaBr 3 2 3 3 2 3 1、卤代烃的取代反应；（ 1）与NaCN；（2） OH 与炔钠； CH3CHO+HCN→CH3CH-CN 2、醛酮的加成反应； （1）与HCN （2）羟醛缩合； 3 炔烃加HCN . （ɑ-H加成） CH3CHO+CH3CHO →CH3CH(OH)CH2CHO 羟醛缩合；
2、加成反应 烯烃、炔烃与HX、X2的加成
含有α -H烯烃，炔烃，醛 酮.羧酸与卤素的取代
CH3COOH + Cl2
催化剂
CH2ClCOOH + HCl
（2）、在分子中引入羟基的反应通常有：
①烯烃与水加成 一定条件 CH =CH +H O CH CH OH 小结：分子中引入羟基的常用方法 2 2 2 3 2 HO 1、水解 CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr ②卤代烃在碱 （1）卤代烃；（2）淀粉 （3）酯性条件下水解 催化剂 OH 2CH 、加成反应 3CHO+H2 △ CH3CH2 ③醛、酮中羰基 （1）烯烃与水；（2）醛、酮与 H2 与 H2加成 LiAlH 3 、羧酸还原 CH COOH CH3CH2OH 3 LiAlH4做还原剂 4羧酸还原
Cu
氧化反应
（1）醛的氧化（2）苯的同系物氧化（3）烯烃 KMnO4 —CH2 CH3 —COOH 氧化 O CH3CH=CCH3 KMnO CH COOH+CH ‖ 4 3 3CCH3 CH3
（5）在分子中引入碳碳双键的反应通常有
小结：分子中引入碳碳双键的方法 浓H2SO4
170℃
(1) CH3CH2OH
－ C－ H
氧化、还原
羧
酯
基
基
－ C － OH 回味从前 O
、 － C－ O－ R
O
酯化、酸性 水解
二、有机合成的过程 1、有机合成的概念
利用简单、易得的原料，通过有机反应， 生成具有特定结构和功能的有机化合物。
2、有机合成的任务 （1）目标化合物分子碳链骨架的构建 （2）官能团的转化或引入。
三、有机合成的关键
基础 原料
中间体
中间体
目标化 合物
【实战演练2】尝试设计
已知
CH 2 CHCH 3 CH 3CH(OH)CH
，
水
3
试以1-丁烯为主要原料合成 CH3CH2COCOOCH(CH3)CH2CH3， 并写出有关化学方程式。
答案：
CH3CH2CH=CH2+Br2→CH3CH2CHBrCH2Br
2、碳链缩短的反应通常有：
O ‖ CH CH=CCH 小结：能减短碳链的常用方法 3 3 KMnO4 CH CHO +CH CCH 3 3 3 CH3
—CH2 CH3 KMnO4
烯烃、炔烃 的氧化反应
（KMnO4）
1、氧化反应（酸性KMnO4溶液）
（1）烯烃、炔烃；（2）苯的同系物 苯的同系物的
—COOH
H+
OH酸 Δ
H2 Δ 银 Ni ℃ 源自文库 Δ 溶 CH3CH2OH 液 浓
170
硫
KMnO4 LiAlH4 (H+)
CH3COOC2H5
H+, Δ
浓硫酸, Δ
CH3COOH
第三章
第四节 有机合成
（第二课时）
四、有机合成的方法
1、正向合成分析法（又称顺推法）
副产物 副产物 中间体 目标化合物
基础原料
(2)常见碳链开环的方法是上述环酯的水解反应。
4、官能团的引入：在有机合成中除了构建碳
骨架，官能团的引入、转化或消除是有机合成中 的重要环节。
学生分组交流讨论 课前预习内容 引入-X，
-OH，羰基，羧基，碳碳双键方法有哪些。
（1）、在分子中引入卤素原子的反应通常有：
小结：分子中引入卤素原子的常用方法 1、取代反应
2、逆向合成分析法
又称逆推法，其特点是从产物出发， 由后向前推，先找出产物的前一步原 料（中间体），并同样找出它的前一 步原料，如此继续直至到达简单的初 始原料为止。
目标化合物 中间体 中间体 基础原料
逆向合成分析法示意图
其思维程序可概括为：
中间体 目标化合 物 例如：乙二酸(草酸)二 C— OH 乙酯的合成 C— OH 中间体
3、以
为主要原料，并以Br2等其
他试剂制取
，写出有关反应的化学
方程式，并注明反应条件(已知碳链末端的羟基能转化为 羧基)．
[解析] (1)原料为
，要引入—COOH，
从提示可知，只有碳链末端的—OH(即—CH2OH)可氧化 成—COOH，所以首先要考虑在 上引
入—OH.
(2)引入—OH的方法： 解． 转化成卤代烃，卤代烃水
2 4
（3）、在分子中引入羰基（醛基-CHO）的反应通常是：
（4）、在分子中引入羧基的反应通常有：
2CH3CH2OH+O2 △ 2CH3CHO+2H2O 小结（3）分子中引入羰基（醛基）的主要途径 醇的催化氧化； △ CH3CHO+2Cu(OH)2→ CH3COOH+Cu2O+2H2O （4）分子中引入羧基的主要途径：
氧化反应 2、脱羧反应 △ △ 通式： R-COONa+NaOH CH4R-H+Na CH3COONa+NaOH ↑+Na2CO 2CO 3 3 通式： R-COONa+NaOH △ R-H+Na2CO3 3、烷烃裂化、裂解 羧酸盐的脱羧反应
3、常见碳链的成环和开环的方法 (1)常见碳链成环的方法是羟基酸酯化成环 如
中间体
辅助原料
辅助原料
辅助原料
此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找 出可直接合成的所需要的中间产物，并同样找出它 的下一步产物，依次类推，逐步推向合成目标有机 物。
【实战演练1】如何以乙烯为基础原料， 无机原料可以任选，合成下列物质：
（1）CH3CH2OH （2）CH3COOH （3）CH3COOCH2CH3
产率计算——多步反应一次计算
CH3
H2C= C—COOH
CH3 HSCH2CHCO—N
93.0%
A
81.7%
B
90.0%
85.6% COOH
C
总产率= 93.0%×81.7%×90.0%×85.6% =58.54%
【实战演练3】尝试设计
设计方案由氯乙烷合成乙二醇，并写出每步反应的化 学方程式．
分析：用逆向分析法确定其合成方案：
学习目标：
1. 熟悉各类有机物的性质和相 互转化关系； 2. 认识并掌握逆向合成法的思 维方法。
学习重点：逆向合成法
名
称
结 － C＝ C－ － C＝ C－
构
化学反应
双 叁 苯
键 键 环
加成 聚合 加成 聚合
取代、加成
－ OH 羟 基 取代、消去、氧化 知识准备——各类烃及衍生物的主要化学性质： O 醛 基
五、有机合成遵循的原则 1）尽量选择步骤最少的合成路线——以保证较高的产 率。 2）起始原料要廉价、易得、低毒、低污染——通常采 用4个C以下的单官能团化合物和单取代苯。 3）满足“绿色化学”的要求。 4）操作简单、条件温和、能耗低、易实现 5）尊重客观事实，按一定顺序反应。
思路 关键
碳架 官能团
知识延伸
课堂小结
1.官能团的引入方法 2.有机物的合成方法
作业：
课后习题：67页 1, 3
总结：常见有机物的合成路线 HX (1)一元合成路线：R —CH===CH2 ――→一元卤代物―→ 一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯． X2 (2)二元合成路线： CH 2===CH 2 ――→ 二元卤代物―→二元 醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(链酯、环酯、聚酯)．
+Br2
Fe
Br
CH4+Cl2（光）→CH3Cl+HCl
+HBr
CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
（1）烃与X2的取代；（2）醇与HX的取代
CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O
500 ℃－600℃ （CH 3）含有α -H 烯烃，炔烃，醛，酮，羧酸 CH=CH + Cl CH2ClCH=CH2 + HCl 3 2 2 与卤素取代
CH 3CH 2 CHBrCH 2 Br 2H 2 O NaOH CH 3CH 2 CH(OH)CH 2 (OH) 2HBr
CH 3 CH 2 CH(OH)CH 2 (OH) O 2 Cu CH 3 CH 2 COCHO 2 H 2 O
2CH 3 CH 2 COCHO O 2 催化剂 2CH 3 CH 2 COCOOH
(3)芳香化合物的合成路线：
课堂练习
1、下列反应可以使碳链增长的是( A ) A、CH3CH2CH2CH2Br与NaCN共热 B、CH3CH2CH2CH2Br与NaOH的乙醇溶液 共热 C、CH3CH2CH2CH2Br与NaOH的水溶液共热 D、CH3CH2CH2CH3(g)与Br2（g）光照 2、下列反应可以使碳链减短的是(AB ) A、持续加热乙酸钠和碱石灰的混合物 B、裂化石油制取汽油 C、乙烯的聚合反应 D、溴乙烷与氢氧化钾的乙醇溶液共热
CH 2 CH 2 CH CH 2 H 2 O 催化剂 CH 3 CH 2 CH(OH)CH 3
CH 3 CH 2 COCOOH CH 3 CH 2 CH (OH )CH 3 浓硫酸
CH 3 CH 2 COCOOCH (CH 3 )CH 2 CH 3 H 2 O
乙醇 答 案 ： (1)CH3CH2Cl ＋ NaOH ――→ CH2===CH2↑ ＋ H2O ＋ △ NaCl
【实战演练4】尝试设计
邻甲基苯酚上的甲基被氧化成羧基时，所用的氧化剂 也能将酚羟基氧化，如何才能将邻甲基苯酚氧化为邻 羟基苯甲酸？ 分析：用氧化剂把 显然氧
化剂先氧化—OH，再氧化—CH3，故需要在加氧化剂之 前先把酚羟基“保护”起来．
基础 原料
H2C— OH H2C— OH 水 解
O
[O]
O
4
C— OC2H5 C— OC2H5
O +CH3CH2OH 3
+H2O
1
O 石油裂解气
CH2 CH2
+Cl2
2
H2C— Cl H2C— Cl
课堂演练
1.由甲苯为原料来制取苯甲酸苯甲酯，写出所发生 的化学反应方程式，注明条件。 2.从丙醇合成丙三醇，写出各步所发生的化学反 应方程式，注明条件。 3.以乙烯为原料，其它无机试剂自选，合成 乙二酸二乙酯。
(2) CH3CH2Br+NaOH
消去反应：
△
醇
（1）醇；（2）卤代烃；
CH2=CH2+H2O 醇、卤代烃的 消去反应 CH2=CH2+NaBr+H2O
5、官能团的消除
①通过加成消除不饱和键 ②通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基
③通过加成或氧化消除醛基
④通过消去或水解可消除卤原子
学生练习
烷
取代
填写实现下列有机物之间转化的反应类型
加成
烯
加成
加成
炔
加成 消去
消去
卤代烃
水解
醇
氧化 还原
醛
氧化
羧酸
酯 化
水 解
酯
课后作业
以乙烯为原料实现官能团间转化
HX 碱 ,醇 X Δ OHH2 O
CH2=CH2
浓 硫 酸 +H2O
CH3CH2
催 O2 化 剂 Cu
CH3CHO
新 制 Cu (OH) 2 ， O2
增长碳链
设 计 合 成 路 线
碳骨架的构建
关键 官能团的引入
缩短碳链
开环，成环
引入卤原子
引入羟基 引入羰基 引入羧基 引入碳碳双键
1、能使碳链增长的反应通常有：
CH3CH2Br + NaCN → CH3CH2CN+NaBr
小结：能使碳链增长常用的方法：
卤代烃的 取代反应
CH CH Br + Na C CCH →CH CH -C CCH +NaBr 3 2 3 3 2 3 1、卤代烃的取代反应；（ 1）与NaCN；（2） OH 与炔钠； CH3CHO+HCN→CH3CH-CN 2、醛酮的加成反应； （1）与HCN （2）羟醛缩合； 3 炔烃加HCN . （ɑ-H加成） CH3CHO+CH3CHO →CH3CH(OH)CH2CHO 羟醛缩合；
2、加成反应 烯烃、炔烃与HX、X2的加成
含有α -H烯烃，炔烃，醛 酮.羧酸与卤素的取代
CH3COOH + Cl2
催化剂
CH2ClCOOH + HCl
（2）、在分子中引入羟基的反应通常有：
①烯烃与水加成 一定条件 CH =CH +H O CH CH OH 小结：分子中引入羟基的常用方法 2 2 2 3 2 HO 1、水解 CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr ②卤代烃在碱 （1）卤代烃；（2）淀粉 （3）酯性条件下水解 催化剂 OH 2CH 、加成反应 3CHO+H2 △ CH3CH2 ③醛、酮中羰基 （1）烯烃与水；（2）醛、酮与 H2 与 H2加成 LiAlH 3 、羧酸还原 CH COOH CH3CH2OH 3 LiAlH4做还原剂 4羧酸还原
Cu
氧化反应
（1）醛的氧化（2）苯的同系物氧化（3）烯烃 KMnO4 —CH2 CH3 —COOH 氧化 O CH3CH=CCH3 KMnO CH COOH+CH ‖ 4 3 3CCH3 CH3
（5）在分子中引入碳碳双键的反应通常有
小结：分子中引入碳碳双键的方法 浓H2SO4
170℃
(1) CH3CH2OH
－ C－ H
氧化、还原
羧
酯
基
基
－ C － OH 回味从前 O
、 － C－ O－ R
O
酯化、酸性 水解
二、有机合成的过程 1、有机合成的概念
利用简单、易得的原料，通过有机反应， 生成具有特定结构和功能的有机化合物。
2、有机合成的任务 （1）目标化合物分子碳链骨架的构建 （2）官能团的转化或引入。
三、有机合成的关键
基础 原料
中间体
中间体
目标化 合物
【实战演练2】尝试设计
已知
CH 2 CHCH 3 CH 3CH(OH)CH
，
水
3
试以1-丁烯为主要原料合成 CH3CH2COCOOCH(CH3)CH2CH3， 并写出有关化学方程式。
答案：
CH3CH2CH=CH2+Br2→CH3CH2CHBrCH2Br
2、碳链缩短的反应通常有：
O ‖ CH CH=CCH 小结：能减短碳链的常用方法 3 3 KMnO4 CH CHO +CH CCH 3 3 3 CH3
—CH2 CH3 KMnO4
烯烃、炔烃 的氧化反应
（KMnO4）
1、氧化反应（酸性KMnO4溶液）
（1）烯烃、炔烃；（2）苯的同系物 苯的同系物的
—COOH
H+
OH酸 Δ
H2 Δ 银 Ni ℃ 源自文库 Δ 溶 CH3CH2OH 液 浓
170
硫
KMnO4 LiAlH4 (H+)
CH3COOC2H5
H+, Δ
浓硫酸, Δ
CH3COOH
第三章
第四节 有机合成
（第二课时）
四、有机合成的方法
1、正向合成分析法（又称顺推法）
副产物 副产物 中间体 目标化合物
基础原料
(2)常见碳链开环的方法是上述环酯的水解反应。
4、官能团的引入：在有机合成中除了构建碳
骨架，官能团的引入、转化或消除是有机合成中 的重要环节。
学生分组交流讨论 课前预习内容 引入-X，
-OH，羰基，羧基，碳碳双键方法有哪些。
（1）、在分子中引入卤素原子的反应通常有：
小结：分子中引入卤素原子的常用方法 1、取代反应
2、逆向合成分析法
又称逆推法，其特点是从产物出发， 由后向前推，先找出产物的前一步原 料（中间体），并同样找出它的前一 步原料，如此继续直至到达简单的初 始原料为止。
目标化合物 中间体 中间体 基础原料
逆向合成分析法示意图
其思维程序可概括为：
中间体 目标化合 物 例如：乙二酸(草酸)二 C— OH 乙酯的合成 C— OH 中间体
3、以
为主要原料，并以Br2等其
他试剂制取
，写出有关反应的化学
方程式，并注明反应条件(已知碳链末端的羟基能转化为 羧基)．
[解析] (1)原料为
，要引入—COOH，
从提示可知，只有碳链末端的—OH(即—CH2OH)可氧化 成—COOH，所以首先要考虑在 上引
入—OH.
(2)引入—OH的方法： 解． 转化成卤代烃，卤代烃水
2 4
（3）、在分子中引入羰基（醛基-CHO）的反应通常是：
（4）、在分子中引入羧基的反应通常有：
2CH3CH2OH+O2 △ 2CH3CHO+2H2O 小结（3）分子中引入羰基（醛基）的主要途径 醇的催化氧化； △ CH3CHO+2Cu(OH)2→ CH3COOH+Cu2O+2H2O （4）分子中引入羧基的主要途径：
氧化反应 2、脱羧反应 △ △ 通式： R-COONa+NaOH CH4R-H+Na CH3COONa+NaOH ↑+Na2CO 2CO 3 3 通式： R-COONa+NaOH △ R-H+Na2CO3 3、烷烃裂化、裂解 羧酸盐的脱羧反应
3、常见碳链的成环和开环的方法 (1)常见碳链成环的方法是羟基酸酯化成环 如
中间体
辅助原料
辅助原料
辅助原料
此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找 出可直接合成的所需要的中间产物，并同样找出它 的下一步产物，依次类推，逐步推向合成目标有机 物。
【实战演练1】如何以乙烯为基础原料， 无机原料可以任选，合成下列物质：
（1）CH3CH2OH （2）CH3COOH （3）CH3COOCH2CH3
产率计算——多步反应一次计算
CH3
H2C= C—COOH
CH3 HSCH2CHCO—N
93.0%
A
81.7%
B
90.0%
85.6% COOH
C
总产率= 93.0%×81.7%×90.0%×85.6% =58.54%
【实战演练3】尝试设计
设计方案由氯乙烷合成乙二醇，并写出每步反应的化 学方程式．
分析：用逆向分析法确定其合成方案：