第四节(有机合成)学案

第四节有机合成

【知识梳理】

一、有机合成的原则、方法、关键

1、有机合成遵循的原则

（1）起始原料要价廉、易得、简单，通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。（2）尽量选择步骤最少的合成路线。（3）“绿色、环保”。

（4）操作简单、条件温和、能耗低，易于实现。（5）不能臆造不存在的反应事实。

2、有机合成的解题方法

首先要看目标产物属于哪一类、带有何种官能团。

然后结合所学过的知识或题给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法。3、解答有机合成题的关键在于：(1)选择合理简单的合成路线。

(2)熟练各类物质的组成、结构、性质、相互衍生关系以及官能团的引进和消去等基础知识。

▲二、有机物的种类、官能团之间的转换

1、官能团的引入

（1）引入羟基（—OH）：烯烃与水加成，卤代烃水解，酯的水解，醛、酮与H2加成还原等。

（2）引入卤原子（—X）：烃的取代，不饱和烃与X2、HX的加成，醇或酚与HX的取代等。

（3）引入C=C：卤代烃消去醇消去炔烃不完全加成。

引入：醇的催化氧化

2、官能团的消除

（1）通过加成消除不饱和键。

（2）通过加成（加H）或氧化（加O）消除醛基。

（3）通过消去或氧化或酯化等消去羟基。

3、官能团的衍变

（1）利用衍生关系引入官能团，如醇醛羧酸

（2）通过化学反应增加官能团

如

C2H5OH

−

−

−→

−-消去

,

2

O

H

CH2==CH2

（3）通过某种手段，改变官能团位置

如：CH3CH2CH2OH CH3CH==CH2

4、各类官能团之间的互换和变化，一般来说有以下几种情况

(1)相互取代关系：如卤代烃与醇的关系，R —X

R —OH （—X 与—OH 之间

的取代）。 (2)氧化还原关系：如醇与醛、酸之间的转化，—CH 2—OH —CHO −−→−氧化

—COOH (3)消去加成关系：如①R —OH 与浓硫酸共热170 ℃消去反应生成C=C 和水，而C=C 在催化剂、加热、加压条件下与水发生加成反应生成R —OH 。又如②：R —X 在NaOH 的醇溶液中消去成C=C 、和HX ，而C=C 在催化加热下与HX 加成为R —X

(4)结合重组关系：如醇与羧酸的酯化与酯的水解RCOOH ＋R′—OH

R —COOR′＋

H 2O 。 5、碳骨架的增减

①增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出。

②变短：如烃的裂化、裂解，某些烃的氧化。

三、有机合成题的解题方法

（1）顺合成法：其思维程序是：原料→中间产物→产品。

▲（2）逆合成法：此法是采用逆向思维方法，从产品的组成、结构、性质入手，找出合成

所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：

（3）综合比较法：此法是采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进

行比较，从而得到最佳的合成路线。

四、相关链接

1.有机反应类型及相应有机物种类

（1）取代反应：烷烃（卤代），苯及其同系物（卤代、硝化、磺化），醇（卤代），苯酚（溴代）。

（2）加成反应：烯烃（X 2、H 2、HX 、H 2O ），炔烃（X 2、H 2、HX ），苯（H 2），醛（H 2），油脂（C=C 氢化）。

（3）消去反应：卤代烃脱HX ，醇分子内脱H 2O 。

（4）酯化反应：醇和羧酸，纤维素和酸，甘油和酸，醇和无机含氧酸。

（5）水解反应：卤代烃，酯、油脂，二糖和多糖，蛋白质。

（6）氧化反应：烯、炔、烷基苯、醇、醛等。

（7）还原反应：醛、葡萄糖与H 2加成。

（8）加聚反应：乙烯、异戊二烯、氯乙烯等。

（9）缩聚反应：苯酚和甲醛等。

2.重要的有机反应规律

（1）双键的加成和加聚：双键之一断裂，加上其他原子或原子团或断开键相互连成链。

（2）醇的消去反应：消去和羟基所在C 相邻的C 上的H ，若相邻的C 上无H 则不能发生消去。

（3）醇的催化氧化反应：和羟基相连的C 上若有H 则可被氧化为醛或酮，若无H 则不能被氧化。

（4）有机物成环反应：a.二元醇脱水，b.羟酸的分子内或分子间酯化，c.氨基酸脱水，d.

二元羧酸脱水，e.以上化合物之间的脱水或酯化。

五、拓展迁移

1、碳链的增长或缩短

（1）增长：有机物与HCN 加成；单体通过加聚或缩聚等。

如CH 3CH 2Br CH 3CH 2CN CH 3CH 2COOH 。

（2）减少：烃的裂化或裂解，脱羧反应（如制CH 4），苯的同系物的氧化，烯烃的氧化等。

2、原子经济性

最大限度地利用原料分子的每一个原子，使反应达到零排放。原子经济性可以用原子利用率来衡量。原子的利用率越高，原子经济性越强。

原子利用率=总和

反应物的相对原子质量量总和预期产物的相对原子质×100% 【典型例题】

【课本合成案例】1、卡托普利的合成（课本66页）答案：93.0%×81.7%×90. 0%×85.6%=58.5%

2、草酸二乙酯的合成（课本66页）

考点一、官能团的消除（参见知识梳理的二、2） 【例1】：某种医用胶的成分为

某同学以乙烯

为起始物，设计了这种医用胶的合成路线：

请思考：在上述合成过程中，碳骨架是如何构建的？官能团是如何转化的？

【思路分析】：逐步分析如下：反应①，乙烯水化，烯键转化为醇羟基。反应②，醇羟基氧化，醇羟基转化为醛基。反应③，醛基氧化，醛基转化为羧基。反应④，甲基氯代，在甲基上引入了官能团Cl 原子。反应⑤，酸醇酯化，羧基转化为酯基，并完成了碳链的增长。反应⑥，Cl 原子转化为氰基（—CN ）。反应⑦，亚甲基上的1个H 原子加成到醛羰基的O 原子上形成醇烃基，醛羰基上的C 原子连接到亚甲基的C 原子上，是取代加成反应，既引入了醇羟基，也增长了碳链：

。

反应⑧，消去了醇羟基，引入了烯键。答案：略。