人教版高中化学选择性必修第3册 同步精品讲义 第20讲 有机合成的主要任务(学生版)

一、构建碳骨架
1. 碳链增长
当原料分子中的碳原子数少于目标分子中的碳原子数时，可以通过引入含碳原子的官能团等方式使碳链增长。

①炔烃与HCN的加成反应：炔烃和醛中的不饱和键与HCN发生加成反应生成含有氰基（一CN）的物质，再经水解生成羧酸，或经催化加氢还原生成胺。

②醛与HCN的加成反应
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第20讲有机合成的主要任务
③（醛与醛）羟醛缩合反应：醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子（α­H）受羰基吸电子作用的影响，具有一定的活性。

分子内含有α­H的醛在一定条件下可发生加成反应，生成β­羟基醛，该产物易失水，得到α，β­不饱和醛。

2. 碳链缩短
氧化反应可以使烃分子链缩短。

如烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳链缩短的羧酸或酮。

①烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化
②炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化
③芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化
3. 碳链成环
①第尔斯­阿尔德反应：共轭二烯烃与含碳碳双键（三键）的化合物在一定条件下反应，得到环加成产物，构建了环状碳骨架。

②二元酸与二元醇的酯化反应
二、引入官能团
通过取代、加成、消去、氧化、还原等有机化学反应，可以实现有机化合物类别的转化，并引入目标官能团。

1. 引入碳碳双键：卤代烃的消去反应、醇的消去反应
反应类型示例
CH3CH2Br+ NaOH CH2==CH2↑+ NaBr + H2O
2. 引入碳卤键
烷烃、芳香烃与X2的取代反应
烯烃、炔烃与X2、HX的加成反应
醇的取代反应
3. 引入羟基
烯烃与水的加成反应
卤代烃的水解反应
醛或酮的还原反应
4. 引入醛基或羰基
醇的催化氧化
烯烃的氧化反应
5. 引入羧基 醇被强氧化剂氧化 醛的催化氧化
三、官能团的保护
含有多个官能团的有机化合物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。

此时需要将该官能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。

1. 羟基的保护
2. 碳碳双键的保护
碳碳双键易被氧化，在氧化其他基团前，可与卤素单质、卤化氢等加成，将其保护起来，待氧化其他基团后，再通过消去反应（NaOH 醇溶液）重新转化为碳碳双键。

题型一：碳骨架的构建
【变1】下列反应能使前者碳链缩短的是
A ．乙醛发生自身羟醛缩合反应
B ．乙苯和酸性KMnO 4溶液反应
对点训练
C．乙醛和银氨溶液反应D．乙烯和HCN发生加成反应
【变3】已知：，如果通过一步反应合成，所用的原料可以是( )
①1，3-丁二烯和2-丁炔②1，3-戊二烯和2-丁炔③2，3-二甲基-1，3-丁二烯和乙炔④2，4-己二烯和乙炔
A．①③B．②③C．②④D．①④
【例4】卤代烃可以与金属反应，形成金属有机化合物。

其中最负盛名的有机镁试剂，它是由法国化学家格利雅（V.Grignard）于1901年发现的，故称格氏试剂。

它的制法为RgX ，RMgX与其他物质（如卤代烃、醛等）反应可以实现碳链的增长，得到烃、醇、羧酸等多种有机化合物。

如：RMgX+R，CHO →。

用乙烯和适当的无机物合成乙酸异丁酯的过程如下（反应条件没有列出）：
试回答：
（1）上述过程中，属于或含加成反应的是___________（填反应序号），并写出下列指定物质的结构简式：C：______________E：_______________F：
_______________。

（2）反应②的化学方程式______________________________________________。

（3）反应⑦的化学方程式 _____________________________________________。

题型二：官能团的引入和转化
【例5】在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A ．
B ．NaOH(aq)
3222CH CH Br H CH [C ∆
−−−−→−−=−→催化剂22CH ]CH -n C ．18252+
24C H OH 1)Cu(OH),Δ
1833325H SO ,Δ
2)H
CH CHO
CH COOH
CH CO OC H →→
新制浓
D ．22
H O
O 22323,ΔCu,Δ
CH =CH CH CH OH CH COOH →→催化剂
【变6-1】下列有机合成设计中，所涉及的反应类型有误的是（） A ．由乙醇制备乙二醇，第一步消去，第二步加成，第三步水解
B ．由2-氯丙烷合成1,2-丙二醇，第一步消去，第二步加成，第三步取代
C ．由1-溴丁烷制1,3-丁二烯：第一步消去，第二步加成，第三步消去
D ．由1-溴丁烷制1，2-二溴丁烷，第一步消去，第二步加成
【变6-4】写出以2-丁烯为原料制备下列物质反应的化学方程式，并分析反应过程中官能团的转化，体会卤代烃在有机合成中的作用。

(1)2-氯丁烷____________ (2)2-丁醇____________ (3)2，3-二氯丁烷____________
(4)2，3-丁二醇____________
【例7】按下面步骤由合成(部分试剂和反应条件已略去)。

(1)分别写出B、D的结构简式：B_________、D_________。

(2)反应①～⑦中属于加成反应的是_________，属于消去反应的是_________。

(填序号)
(3)如果不考虑⑥、⑦反应，对于反应⑤，得到的E所有可能的结构简式为：
_________。

(4)试写出反应⑦的化学方程式_______________________________________(注明反应条件)，试写出C→D反应的化学方程式
________________________________________________ (注明反应条件)。

【变7-2】通常情况下，多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的，容易自动失水，生成碳氧双键的结构：
→+H2O
下面是9种化合物的转变关系：
(1)化合物①名称是___，它跟氯气发生反应的条件A是___。

(2)化合物⑤跟⑦可在酸的催化作用下去水生成化合物⑨，⑨的结构简式是___，名称是___。

(3)③→⑥的化学反应方程式是___。

(4)化合物⑨是重要的定香剂，香料工业上常用化合物②和⑧直接合成它，此反应化学反应方程式是___。

题型三：官能团的保护
【变8-1】地诺帕明()是治疗心力衰竭的药物。

该化合物的一种合成路线如下图所示：
Bn-Cl的作用是___________
【例9】如图是利用芳香烃A制备聚酯类化合物G的流程图。

已知：
回答下列问题：
(1)A 的名称为___________，D 的结构简式为___________。

(2)反应④、⑤的反应类型分别是___________、___________。

(3)设计反应③、⑤的目的是___________。

(4)写出反应⑥的化学方程式___________。

(5)同时符合下列条件的F 的同分异构体有___________种，其中在溶液中能够与
NaOH 以物质的量之比13：发生反应的物质的结构简式为___________。

①遇3FeCl 溶液显紫色； ②能够发生银镜反应；
③结构中不含有O O ---键，核磁共振氢谱显示有4组峰，峰面积之比为1:1:2:2 (6)写出以对甲基苯酚和甲醇为原料(无机试剂任选)合成对羟基苯甲酸甲酯的路线：______。

【题1】由苯酚制取
时，最简便的流程需要下列哪些反应，其正确的顺
提分特训
序是
①取代；②加成；③氧化；④消去；⑤还原
A．①⑤④①B．②④②①C．⑤③②①④D．①⑤④②
【题2】有机物H是合成抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下：
(1)E中含有的官能团名称为___________。

A的分子式为___________。

④的反应类型为___________。

(2)反应②的化学方程式为___________。

(3)合成过程中使用TBSCl试剂的目的是___________。

(4)G的同分异构体有多种，写出一种满足下列条件的结构简式。

___________。

①能使石蕊试液变色；②能发生银镜反应；③分子中含有两个甲基。

(5)设计由乙酸和1，3-丁二烯为原料合成G(CH3COOCH2CH=CHCH2OH)的路线
___________。

【题3】酚酯的合成方法之一是由酚与酰卤()反应制得。

是一种医药中间体，常用来制备抗凝血药，可通过下列路线合成：
（1）A 与银氨溶液反应有银镜生成，则A 的结构简式是_________。

（2）B→C 的反应类型是_________。

（3）E 的结构简式是__________________。

（4）写出F 和过量NaOH 溶液共热时反应的化学方程式：__________。

（5）下列关于G 的说法不正确的是________(填序号)。

a.能与溴单质反
应 b.能与金属钠反应
c.1 mol G 最多能和3 mol 氢气反应
d.分子式是C 9H 6O 3
（6）写出符合下列要求的D 的所有同分异构体的结构简式_____。

①遇FeCl 3溶液发生显色反应； ②能发生银镜反应 ③最多能消耗3molNaOH 。

【练1】
是一种有机烯醚，可以用烃A 通过下列路线制得：A 24
Br /CCl ①
−−−−→
B 提分作业
NaOH 水溶液/Δ②−−−−−→ C 浓硫酸/Δ③−−−−→。

则下列说法正确的是( )
A ．的分子式为C 4H 4O
B ．A 的结构简式是CH 2=CHCH 2CH 3
C ．A 能使高锰酸钾酸性溶液褪色
D ．①②③的反应类型分别为卤代、水解、消去
【练2】在一次有机化学课堂小组讨论中，某同学设计了下列合成路线，你认为不可行．．．
的是 A ．用氯苯合成环己烯： 2
H −−−→催化剂
NaOH/∆
−−−−→醇
B ．用甲苯合成苯甲醇：
2
Cl hv →
NaOH/水
∆
→
C ．用乙烯合成乙酸：C 2H 4水、催化剂
加热−−−−→CH 3CH 2OH 2O /Cu
加热−−−→CH 3CHO 2
O /催化剂加热
−−−−→CH 3COOH D ．用乙烯合成乙二醇： H 2C=CH 22
H /催化剂加热−−−−→CH 3CH 32
Cl hv −−→CH 2ClCH 2Cl NaOH/水
加热
−−−−→HOCH 2CH 2OH
【练3】在有机合成中， 常需将官能团消除或增加， 下列合成路线不简洁的是
A ．乙烯→乙二醇: CH 2= CH 2加成−−−
→CH 2Br - CH 2Br 水解
−−−→ CH 2OH-CH 2OH B ．溴乙烷→乙醇: CH 3 - CH 2Br 消去−−
−→ CH 2= CH 2加成
−−−→CH 3CH 2OH C ．1-溴丁烷→1-丁炔: CH 3 CH 2 CH 2 CH 2Br 消去−−−→ CH 3 CH 2 CH=CH 加成
−−−
→消去
−−−→ CH 3 CH 2 C≡CH
D ．乙烯→乙炔: CH 2 CH 2加成
−−−
→消去
−−−→ CH≡CH
【练4】由CH3-CH2-Cl制备HO—CH2—CH2—OH，所发生的化学反应类型是
A．消去反应、加成反应、取代反应B．加成反应、消去反应、取代反应
C．氧化反应、加成反应、取代反应D．消去反应、氧化反应、加成反应
【练6】工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯，其合成路线如图所示(反应条件没有全部注明)。

试回答下列问题：
(1)有机物A的结构简式为___________。

(2)反应⑤的化学方程式为___________(有机物写结构简式，并注明反应条件)。

(3)反应②的反应类型是___________(填序号，下同)，反应④的反应类型为
___________。

A．取代反应B．加成反
应C．氧化反
应D．酯化反应
(4)在合成路线中，设计第③和⑥两步反应的目的是___________。