第三章第四节有机合成

第四节有机合成1.掌握有机化学反应的主要类型(取代、加成、消去反应)、原理及应用，初步学会引入各种官能团的方法。

2.在掌握各类有机物的性质、反应类型、相互转化的基础上，初步学习设计合理的有机合成路线。

3.理解有机合成遵循的基本规律，初步学会使用逆向合成法合理地设计有机合成的路线。

4.了解有机合成对人类生产、生活的影响。

知识点一有机合成的过程[学生用书P58]阅读教材P64～P65，思考并填空。

1．有机合成的概念有机合成是指利用简单、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．有机合成的任务目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。

3．有机合成的过程4．官能团的引入或转化方法(1)引入碳碳双键的方法①卤代烃的消去，②醇的消去，③炔烃的不完全加成。

(2)引入卤素原子的方法①醇(酚)的取代，②烯烃(炔烃)的加成，③烷烃、苯及苯的同系物的取代。

(3)引入羟基的方法①烯烃、炔烃与水的加成，②卤代烃的水解，③酯的水解，④醛的还原。

1．判断正误(1)乙醇和溴乙烷发生消去反应都生成乙烯，且反应条件也相同。

( )(2)制取氯乙烷时，可以用乙烷和氯气在光照时反应，也可以利用乙烯和氯化氢发生加成反应。

( )(3)乙烯与氯化氢、水能发生加成反应，说明可以利用烯烃引入卤素原子和羟基。

( ) (4)加聚反应可以使有机物碳链增长，取代反应不能。

( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)×2．化合物丙可由如下反应得到：C 4H 10O ――→浓硫酸，△C 4H 8――→Br 2溶剂CCl4丙(C 4H 8Br 2)，丙的结构简式不可能是( )A ．CH 3CH(CH 2Br)2B ．(CH 3)2CBrCH 2BrC ．CH 3CH 2CHBrCH 2BrD ．CH 3(CHBr)2CH 3答案：A3．以H 2O 、H 218O 、空气、乙烯为原料制取，写出相关反应的化学反应方程式。

有机合成中常见官能团的引入或转化1．卤素原子的引入方法(1)烃与卤素单质的取代反应。

例如： CH 3CH 3＋Cl 2――→光照HCl ＋CH 3CH 2Cl(还有其他的氯代苯甲烷)CH 2===CH —CH 3＋Cl 2――→△CH 2===CH —CH 2Cl ＋HCl (2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应。

例如：CH 2===CHCH 3＋HBr ――→催化剂CH 3—CHBrCH 3 CH ≡ CH ＋HCl ――→催化剂△CH 2===CHCl (3)醇与氢卤酸的取代反应。

例如： R —OH ＋HX ――→△R —X ＋H 2O2．羟基的引入方法 (1)醇羟基的引入方法①烯烃与水加成生成醇。

例如： CH 2===CH 2＋H 2O ――→催化剂△CH 3CH 2—OH ②卤代烃在强碱性溶液中水解生成醇。

例如： CH 3CH 2—Br ＋NaOH ――→水△CH 3CH 2—OH ＋NaBr ③醛或酮与氢气加成生成醇。

例如： CH 3CHO ＋H 2――→Ni△CH 3CH 2—OHCH 3COCH 3＋H 2――→Ni△④酯水解生成醇。

例如： CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O 稀硫酸△CH 3COOH ＋CH 3CH 2OH(2)酚羟基的引入方法①酚钠盐溶液中通入CO 2生成苯酚。

例如：②苯的卤代物水解生成苯酚。

例如：3．双键的引入方法 (1)碳碳双键的引入①醇的消去反应引入碳碳双键。

例如： CH 3CH 2OH ――→浓硫酸170 ℃CH 2===CH 2↑＋H 2O ②卤代烃的消去反应引入碳碳双键。

例如： CH 3CH 2Br ――→NaOH ，醇△CH 2===CH 2↑＋HBr③炔烃与氢气、卤化氢、卤素单质加成(限制物质的量)可得到碳碳双键。

例如： CHCH ＋HCl ――→催化剂△CH 2===CHCl(2) 的引入——醇的催化氧化。

例如：2RCH 2OH ＋O 2――→催化剂△2RCHO ＋2H 2O4．羧基的引入方法(1)醛被弱氧化剂氧化。

例如：CH 3CHO ＋2Cu(OH)2＋NaOH ――→△CH 3COONa ＋ Cu 2O ↓＋3H 2O(2)醛被氧气氧化。

例如： 2CH 3CHO ＋O 2――→催化剂△2CH 3COOH (3)酯在酸性条件下水解。

例如： CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O稀硫酸△CH 3COOH ＋CH 3CH 2OH(4)含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化。

例如：5．官能团的转化(1)利用官能团的衍生关系进行官能团种类的转化。

例如： 醇[O]H 2醛――→[O]羧酸(2)通过消去、加成(控制试剂)、水解反应使官能团数目增加或减少。

例如：(3)通过消去、加成(控制条件)反应使官能团位置改变。

例如：(4)碳链的增长。

例如：有机物与HCN的反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。

(5)碳链的变短。

例如：烃的裂化、裂解。

乙醚实验室中常用格氏试剂制取醇类，格氏试剂(RMgX)的制法是RX＋Mg――→RMgX(R为烃基，X为卤素)。

格氏试剂可发生下列转变：(R、R′可以是相同或不同的烃基)以A为原料合成乙酸异丁酯()的流程如下(部分反应物及反应条件没有列出)，A主要来源于石油裂解气，A的产量常作为衡量石油化工水平的标志。

(1)上述流程中，属于或含加成反应的是__________(填序号)。

(2)写出F的结构简式：____________________。

(3)写出下列反应的化学方程式：反应①：________________________________________________________________________， 反应④：________________________________________________________________________。

[解析] 根据题意及信息可梳理出几点：产物为酯类化合物；酯的制备通常是羧酸和醇反应。

醇(R —CH 2OH)能连续两次被氧化：R —CH 2OH ―→RCHO ―→RCOOH 。

分析信息格氏试剂的制法：把Mg 放在乙醚中，加卤代烃即得格氏试剂，醛与格氏试剂作用生成醇，反应过程中包含加成和水解两个反应。

可依次推导如下：[答案] (1)①④⑤⑥ (2)CH 3CH 2MgX(3)CH 2===CH 2＋H 2O ――→催化剂△CH 3CH 2OH CH 2===CH 2＋HX ――→催化剂△CH 3CH 2X例1中转化关系中出现了有机物连续被氧化的物质。

能够连续被氧化的物质主要有哪些？答案：有机物中能够连续被氧化的物质主要有醇类物质和乙烯。

有机合成的过程1．由溴乙烷为主要原料制取乙二醇时，需要经过的反应为( ) A ．加成—消去—取代B ．消去—加成—取代C．取代—加成—消去D．取代—消去—加成解析：选B。

要制备乙二醇，由溴乙烷不能直接转化，故考虑先通过消去反应得到乙烯，然后经过加成得到卤代烃，再水解(取代)得到乙二醇。

2．(2016·开封高二检测)在下列有机反应类型中，不能引入羟基的是( )A．还原反应B．水解反应C．消去反应D．加成反应解析：选C。

—CHO与氢气的加成反应(也是还原反应)、R—X的水解反应都能引入—OH，而消去反应只能在有机物中引入不饱和键，不会引入—OH。

3．由环己烷可制备1，4­环己二醇的二醋酸酯，下面是有关的八步反应(其中所有无机反应物都已略去)：其中有3步属于取代反应，2步属于消去反应，3步属于加成反应。

(1)反应①、________和________属于取代反应。

(2)写出下列化合物的结构简式：B__________________，C__________________。

(3)反应④所需的试剂和条件是________________________________________________________________________。

解析：本题考查有机物官能团的引入与转化。

根据题中所给各物质结构及反应条件，可推知各步反应类型及各物质转化如下：答案：(1)⑥⑦(3)浓NaOH的醇溶液，加热知识点二逆合成分析法[学生用书P60]阅读教材P65～P67，思考并填空。

1．基本思路可用示意图表示为目标化合物⇒中间体⇒中间体基础原料2．基本原则(1)合成路线的各步反应的条件必须比较温和，并具有较高的产率。

(2)所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。

3．用逆合成分析法分析草酸二乙酯()的合成(1)草酸二乙酯分子中含有两个酯基，按酯化反应规律将酯基断开，得到草酸和两分子乙醇，说明目标化合物可由两分子的乙醇和草酸通过酯化反应得到：；(2)羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二醇：；(3)乙二醇的前一步中间体是1，2­二氯乙烷，1，2­二氯乙烷可通过乙烯的加成反应而得到：；(4)乙醇通过乙烯与水的加成得到。

根据以上分析，合成草酸二乙酯的步骤如下(用化学方程式表示)：1．判断正误(1)引入羟基的反应都是取代反应。

( )(2)在有机合成中，利用醇或卤代烃的消去反应可以在碳链上引入碳碳双键或碳碳三键等不饱和键。

( )(3)逆合成分析法的步骤是目标化合物→中间体→基础原料。

( )(4)合成有机物要求操作简单、条件温和、能耗低、易实现。

( )答案：(1)×(2)√(3)√(4)√2．下面是有机合成的三个步骤：①对不同的合成路线进行优选；②由目标分子逆推原料分子并设计合成路线；③观察目标分子的结构。

正确的顺序为( )A．①②③B．③②①C．②③①D．②①③解析：选B。

逆合成分析法可表示为目标化合物⇒中间体⇒基础原料。

对不同的合成路线按照有机合成的原则进行优选。

1．有机合成的分析方法分析方法内容正合成分析法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向待合成有机物，其思维程序：原料→中间体→产品逆合成分析法采用逆向思维方法，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体，逐步推向已知原料，其思维程序：产品→中间体→原料综合比较法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，从而得到最佳合成路线(1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染：通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。

(2)应尽量选择步骤最少的合成路线：尽量选择与目标化合物结构相似的原料。

(3)合成路线要符合“绿色、环保”的要求：最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标化合物中，达到零排放。

(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。

(5)按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实：综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息，掌握正确的思维方法。