学案2：3.4.2 逆合成分析法

第二课时 逆合成分析法
班级__________ 姓名______________
[学习目标] 1.知道有机合成路线设计的一般程序，能对有机合成路线进行简单的分析和评价。

2.会用逆合成分析法进行简单有机物合成路线的设计。

一、设计有机合成路线时遵循的原则
1．符合有机合成中原子经济性的要求。

所选择的每个反应的副产物应尽可能____，所要得到的主产物的产率应尽可能____且易于分离，避免采用副产物多的反应。

2．发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能________________。

3．要按一定的反应顺序和规律引入官能团，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。

4．所选用的合成原料要____________且易得、经济。

催化剂无________性。

二、有机合成路线设计的思路 1．正推法
从确定的某种原料分子开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装来完成。

首先要比较原料分子和目标化合物分子在________上的异同，包括____________和____________两个方面的异同；然后，设计由________________转向____________________的合成路线。

2．逆推法
采取从________逆推________，设计合理的合成路线的方法。

在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。

知识点1 设计合成有机物的路线
1．甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100 万吨的高分子单体。

旧法合成的反应是： (CH 3)2C===O ＋HCN ―→(CH 3)2C(OH)CN (CH 3)2C(OH)CN ＋CH 3OH ＋H 2SO 4―→
CH 2===C(CH 3)COOCH 3＋NH 4HSO 4
90年代新的反应是：
CH 3C ≡CH ＋CO ＋CH 3OH ――→Pd
CH 2===C(CH 3)COOCH 3与旧法比较，新法的优点是( )
①原料无爆炸危险 ②原料都是无毒物质 ③没有副产物，原料利用率高 ④对设备腐蚀性较小
A ．①②
B ．②③
C ．③④
D ．①④ 知识点2 逆合成分析法的应用
2．以乙醇为原料，用下述6种类型的反应来合成乙二酸乙二酯(结构简式为)，正确的顺序是( )
①氧化 ②消去 ③加成 ④酯化 ⑤水解 ⑥加聚 A ．①⑤②③④ B ．①②③④⑤ C ．②③⑤①④ D ．②③⑤①⑥
3．请设计由乙烯制备聚氯乙烯的合成路线，并完成各步反应方程式。

1．由苯作原料不能经一步化学反应制得的是()
A．硝基苯B．环己烷C．苯酚D．溴苯
2．“绿色、高效”概括了2005年诺贝尔化学奖的特点。

换位合成法在化学工业中每天都在应用，主要用于研制新型药物和合成先进的塑料材料。

在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。

①置换反应②化合反应③分解反应④取代反应⑤加成反应⑥消去反应⑦加聚反应⑧缩聚反应等反应类型中能体现这一原子最经济原则的是()
A．①②⑤B．②⑤⑦C．⑦⑧D．⑦
3．卤代烃能够发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有
机物可以合成环戊烷()的是()
A．BrCH2CH2CH2CH2CH2Br
D．CH3CH2CH2CH2CH2Br
4．化合物丙可由如下反应得到：
丙的结构简式不可能是() A．CH3CH(CH2Br)2B．(CH3)2CBrCH2Br C．CH3CH2CHBrCH2Br D．CH3(CHBr)2CH3
5．用乙烯合成乙醇，事实上经过下列步骤：首先在较低温度下用浓硫酸吸收乙烯
CH2===CH2＋H2SO4―→CH3CH2OSO3H(Ⅰ)，然后生成物(Ⅰ)再进一步吸收乙烯
CH3CH2OSO3H＋CH2===CH2―→(CH3CH2O)2SO2(Ⅱ)，再加入水，(Ⅰ)和(Ⅱ)都与水反应生成乙醇
CH3CH2OSO3H＋H2O―→CH3CH2OH＋H2SO4
(CH3CH2O)2SO2＋2H2O―→2CH3CH2OH＋H2SO4
下列叙述中错误的是()
A．化合物(Ⅰ)(Ⅱ)都属于酯类B．以上四个反应类型相同
C．以上四个反应类型不相同D．此方法的缺点是设备易腐蚀
逆合成分析法
7．写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式(必要的无机试剂自选)。

①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。

8．星形聚合物SPLA可经下列反应路线得到(部分反应条件未注明)。

已知：SPLA的结构简式为
(1)淀粉是____糖(填“单”或“多”)；A的名称是__________________。

(2)乙醛由不饱和烃制备的方法之一是
________________________________________________________________________ _________________________________________________(用化学方程式表示，可多步)。

(3)D→E的化学反应类型属于________反应；D结构中有3个相同的基团，且1 mol D 能与2 mol Ag(NH3)2OH反应，则D的结构简式是________________；D与银氨溶液反应的化学方程式____________________________________________________________________。

(4)B的直链同分异构体G的分子中不含甲基，G既不能与NaHCO3溶液反应，又不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，且1 mol G与足量Na反应生成1 mol H2，则G的结构简式为________________________________________________________________________。

(5)B有多种脱水产物，其中两种产物的结构简式为____________________和
____________________。

9．利用从冬青中提取的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品，合成路线如下：
根据上述信息回答：
(1)D不与NaHCO3溶液反应，D中官能团的名称是________，B→C的反应类型是________。

(2)写出A生成B和E的化学反应方程式
________________________________________________________________________。

(3)A的同分异构体I和J是重要的医药中间体，在浓硫酸的作用下，I和J分别生成
，鉴别I和J的试剂为________。

烃基烯基醚A的相对分子质量(M r)为176，分子中碳氢原子数目比为3∶4。

与A相关的反应如下：
请回答下列问题：
(1)A的分子式为________________。

(2)B的名称是____________；A的结构简式为
________________________________________。

(3)写出C―→D反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。

(4)写出两种同时符合下列条件的E的同分异构体的结构简式：________、__________。

①属于芳香醛②苯环上有两种不同环境的氢原子。

Ⅱ.由E转化为对甲基苯乙炔的一条路线如下：
(5)写出G的结构简式：
________________________________________________________________________。

(6)写出①～④步反应所加试剂、反应条件和①～③步反应类型：
序号所加试剂及反应条件反应类型
①
②
③
④
10．《茉莉花》是一首脍炙人口的中国民歌。

茉莉花香气的成分有多种，乙酸苯甲酯
()是其中的一种，它可以从茉莉花中提取，也可以乙烯和甲苯为原料进行人工合成。

其中一种合成路线如下：
回答下列问题：
(1)A、B的结构简式为____________，____________；
(2)写出反应②、⑥的化学方程式______________________________________，
________________________________________________________________________
(3)上述反应中属取代反应的有________(填写序号)；
(4)反应__________(填序号)原子的理论利用率为100%，符合绿色化学的要求。

第二课时逆合成分析法
知识清单
一、1.少高 2.少而简单 4.绿色化公害
二、1.结构官能团碳骨架原料分子目标化合物 2.产物原料
对点训练
1．C[新、旧方法的原料分别是：
旧法：(CH3)2C===O、HCN、CH3OH、H2SO4；
新法：CH3C≡CH、CO、CH3OH。

从中看出原料均无爆炸性，故排除①；因其中HCN、CO均为有毒物质，可排除②；然后分析给出的反应，旧法有副产物NH4HSO4生成，故③正确；又因为旧法中使用H2SO4、HCN等对设备有腐蚀作用，故④也正确。

]
2．C[利用逆合成法分析：
再从乙醇开始正向分析反应过程：反应的类型依次为消去反应―→加成反应―→水解反应―→氧化反应―→酯化反应。

]
3．采用逆合成分析法：
则其合成路线为：
反应方程式为：
课后作业
1．C 2.B
3．A[由信息知，要发生反应，需要有2个C—Br键断裂，2个Br原子与钠原子结合生成NaBr，原来与卤素原子直接相连的两个碳原子形成碳碳单键，能通过该反应合成环戊
烷的卤代烃必为含5个碳原子的二溴代烃，且两个溴原子在碳链的两端。

]
4．A [根据有机物的合成路线可知C 4H 8Br 2是由C 4H 8与Br 2通过加成反应得到的，由加成反应的特点，溴原子只能位于相邻的两个碳原子上，而A 项是在相间的两个碳原子上，故不可能。

]
5．B [此题首先要认真阅读信息，可看出(Ⅰ)(Ⅱ)都是无机酸酯；四个反应，前两个属于加成反应，后两个属于取代反应；由于过程中产生H 2SO 4，所以设备易被腐蚀。

]
6.。

解析 分析比较给出的原料与所要制备的产品的结构特点可知：原料为卤代醇，产品为同碳原子数的环内酯，因此可以用醇羟基氧化成羧基，卤原子再水解成为—OH ，最后再酯化。

但氧化和水解的先后顺序不能颠倒，因为先水解后无法控制只氧化一个—OH 。

8．(1)多 葡萄糖
2CH 3CH 2OH ＋O 2――→催化剂
△2CH 3CHO ＋2H 2O 方法二：CH 2===CH 2＋HBr ―→CH 3CH 2Br ， CH 3CH 2Br ＋H 2O ―→CH 3CH 2OH ＋HBr
(或CH 3CH 2Br ＋NaOH ―→CH 3CH 2OH ＋NaBr)，
2CH 3CH 2OH ＋O 2――→催化剂
△
2CH 3CHO ＋2H 2O
解析 由框图可以知道淀粉水解成A ，A 是葡萄糖，A 转化为乳酸B ，根据所学知识知道淀粉是一种多糖。

(2)乙醛的制备方法较多，可以用乙烯水化法转化为乙醇，乙醇氧化成乙醛，或用乙炔与水发生加成反应也可，此题方法较多。

(3)由D 、E 的化学式可以看出E 比D 多2个H 原子，加氢叫还原，加氢也是加成反应，1 mol D 能与2 mol Ag(NH 3)2OH 反应，说明1 mol D 中有1 mol —CHO ，D 结构中有3个相同的基团，经分析相同的3个基团为—(CH 2OH)，分子式C 5H 10O 4就剩下一个—C ，D 的结构简式C(CH 2OH)3CHO ，D 与 银氨溶液反应的化学方程式为：C(CH 2OH)3CHO ＋2 Ag(NH 3)2OH ――→△
C(CH 2OH)3COONH 4＋2 Ag ↓＋3NH 3＋H 2O 。

(4)B 的直链同分异构体G 的分子中不含甲基，G 既不能与NaHCO 3溶液反应，又不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，且1 mol G 与足量Na 反应生成1 mol H 2，G 中无—COOH ，无—CHO ，1 mol G 中有2 mol —OH ，即可得G 的结构简式为：
(5)B 是乳酸，由其官能团的反应机理即可得到答案。

9．(1)醛基 取代反应
(3)FeCl 3溶液(或溴水)
15．(1)C 12H 16O (2)正丙醇或1-丙醇
(3)CH 3CH 2CHO ＋2Ag(NH 3)2OH ――→△
CH 3CH 2COONH 4＋2Ag ↓＋3NH 3＋H 2O
(4)
(6)
序号 所加试剂及反应条件 反应类型 ①
H 2，催化剂(或Ni ，Pt ，Pd)
还原(或加成)
反应
② 浓H 2SO 4 消去反应 ③ Br 2(或Cl 2) 加成反应
④
NaOH ，C 2H 5OH
解析 (1)(2)由B 可催化氧化成醛和相对分子质量为60可知，B 为正丙醇；由B 、E 结合题给信息，逆推可知A 的结构简式为：
(3)C ―→D 发生的是银镜反应，反应方程式为：
CH 3CH 2CHO ＋2Ag(NH 3)2OH ――→△
CH 3CH 2COONH 4＋2Ag ↓＋3NH 3＋H 2O (4)符合苯环上有两种不同环境H 原子的结构对称程度应较高，有：
(5)(6)生成含有碳碳叁键的物质，一般应采取卤代烃的消去反应，故第①步是醛加成为醇，第②步是醇消去成烯烃，第③步是与Br 2加成，第④步是卤代烃的消去。

16．(1)CH 3CHO CH 2Cl
(2)2CH 3CH 2OH ＋O 2――→CuO
加热2CH 3CHO ＋2H 2O CH 3COOH ＋HOCH 2
浓硫酸△
CH 3COOCH 2＋H 2O (3)④⑤⑥ (4)①③。