有机合成及推断 教案

有机合成及推断1．有机合成题的解题思路2．合成路线的选择 (1)一元转化关系以乙烯为例，完成上述转化标号反应的化学方程式： ②CH 3CH 2Cl ＋NaOH ――→水△CH 3CH 2OH ＋NaCl ， ③2CH 3CH 2OH ＋O 2――→Cu 或Ag△2CH 3CHO ＋2H 2O ， ⑤CH 3CH 2OH ＋CH 3COOH CH 3COOC 2H 5＋H 2O 。

(2)二元转化关系以乙烯为例，完成上述转化标号反应的化学方程式： ①CH 2===CH 2＋Br 2―→CH 2BrCH 2Br ， ②＋2NaOH ――→水△＋2NaBr ，④，⑤。

(3)芳香化合物合成路线：①(4)改变官能团位置的方法：CH 3CH 2CH 2Br ――→消去－HBr CH 3CH===CH 2――→加成＋HBr(5)有机合成中常见官能团的保护①酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH 反应，把 —OH 变为 —ONa(或—OCH 3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH 。

②碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl 等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。

③氨基(—NH 2)的保护：如在利用对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把 —CH 3氧化成 —COOH 之后，再把—NO 2还原为 —NH 2，防止当KMnO 4氧化 —CH 3 时，—NH 2(具有还原性)也被氧化。

3．有机合成中碳骨架的构建 (1)链增长的反应：①加聚反应；②缩聚反应；③酯化反应。

(2)链减短的反应： ①烷烃的裂化反应；②酯类、糖类、蛋白质等的水解反应。

(3)常见由链成环的方法： ①二元醇成环：如HOCH 2CH 2OH ――→浓硫酸△＋H 2O 。

②羟基酸酯化成环：。

③氨基酸成环：如。

④二元羧酸成环：如HOOCCH 2CH 2COOH ――→浓硫酸△＋H 2O 。

4．有机合成中官能团的转化 (1)官能团的引入引入官能团 引入方法引入卤素原子 ①烃、酚的取代；②不饱和烃与HX 、X 2的加成；③醇与氢卤酸(HX)取代 引入羟基 ①烯烃与水加成；②醛酮与氢气加成；③卤代烃在碱性条件下水解；④酯的水解 引入碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去；②炔烃不完全加成；③烷烃裂化 引入碳氧双键 ①醇的催化氧化；②连在同一个碳上的两个羟基脱水；③含碳碳三键的物质与水加成 引入羧基①醛基氧化；②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解(2)官能团的消除①通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)； ②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基； ③通过加成或氧化反应等消除醛基；④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。

(3)官能团的改变可根据合成需要(或题目中所给衍变途径的信息)，进行有机物官能团的衍变，以使中间产物向产物递进。

有以下三种方式：①利用官能团的衍生关系进行衍变，如R —CH 2OHR —CHO ――→O 2R —COOH 。

②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如 CH 3CH 2OH ――→消去－H 2O CH 2===CH 2――→加成＋Cl2Cl —CH 2—CH 2—Cl ――→水解HO —CH 2—CH 2—OH 。

③通过化学反应改变官能团的位置，如1．(2015·福建高考)“可乐平”是治疗高血压的一种临床药物，其有效成分M 的结构简式如图所示。

(1)下列关于M 的说法正确的是________(填序号)。

a ．属于芳香族化合物 b ．遇FeCl 3溶液显紫色c ．能使酸性高锰酸钾溶液褪色d ．1 mol M 完全水解生成2 mol 醇(2)肉桂酸是合成M 的中间体，其一种合成路线如下：①烃A 的名称为________。

步骤Ⅰ中B 的产率往往偏低，其原因是__________________。

②步骤Ⅱ反应的化学方程式为________________________________________________。

③步骤Ⅲ的反应类型是__________________________________________________。

④肉桂酸的结构简式为____________________。

⑤C 的同分异构体有多种，其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有________种。

解析：(1)M 中含有苯环，为芳香族化合物，a 项正确；M 中没有酚羟基的存在，b 项错误；M 中含有碳碳双键，能够使酸性 KMnO 4溶液褪色，c 项正确；1个M 分子中有三个酯基，1 mol M 水解可以生成3 mol 醇，d 项错误。

(2)①从所给的有机物结构和B 的分子式可知A 应为甲苯。

甲苯在光照条件下发生取代反应，副产物还有一氯代物和三氯代物，故二氯代物的产率往往偏低。

②B(C 7H 6Cl 2)为卤代烃，在碱性条件下发生水解，由已知信息：同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，会产生醛基，故反应为＋2NaOH ――→水△＋2NaCl ＋H 2O 。

③对比反应前后的有机物结构变化可知，反应为苯甲醛的醛基与乙醛的α­H发生了加成反应。

④从C ―→D 的分子式看，C 发生了消去反应；D ―→肉桂酸，为醛基的氧化反应，在酸性条件下产生羧基，故肉桂酸的结构简式为。

⑤因C 的同分异构体苯环上有一个甲基，故另外的含酯基的取代基只能是形成一个取代基，有三种结构：HCOOCH 2—、—COOCH 3、—OOCCH 3，苯环上有两个取代基时，位置有邻、间、对三种，故共有9种异构体。

答案：(1)a 、c (2)①甲苯 反应中有一氯代物和三氯代物生成 ②＋2NaOH ――→水△＋2NaCl ＋H 2O ③加成反应 ④ ⑤92．环己烯常用于有机合成，现利用如图所示流程，以环己烯为原料合成环醚、聚酯和合成橡胶，其中F 可以作内燃机的抗冻剂，J 分子中无饱和碳原子。

已知：R 1HC===CHR 2――→O 3，Zn/H 2OR 1—CHO ＋R 2—CHO(1)③的反应条件是______________________________________________________。

(2)H 的名称是____________________________________________________。

(3)有机物B 和I 的关系为________(填序号)。

A ．同系物 B ．同分异构体 C ．都属于醇类 D ．都属于烃(4)写出反应⑩的化学方程式：__________________________________________。

(5)写出两种D 的属于酯类的链状同分异构体的结构简式：__________________。

解析：根据题中信息结合已学知识可知流程图中的各步反应如下：3．(2016·新余质检)工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯() ，其过程如下：据合成路线填写下列空白：(1)有机物A的结构简式：_____________________________________________，B的结构简式：_____________________________________________________。

(2)反应④属于________反应，反应⑤属于______________________________反应。

(3)③和⑥的目的是____________________________________________________。

(4)写出反应⑥的化学方程式：__________________________________________。

解析：此题可采用“顺推法”和“逆推法”相结合的方式。

反应①是甲苯与Cl2的取代反应，可知A是卤代烃，从反应②的产物可知反应②是一个卤代烃的水解反应，可直接推出有机物A。

B、C两种物质的推断应结合起来，反应⑤是B与C2H5OH的反应，而最后的产物是对羟基苯甲酸乙酯()，说明反应⑤是酯化反应；那么反应④是引入—COOH的反应，可推出有机物B和C。

从④是氧化反应知，反应③和⑥的目的是保护酚羟基，防止被氧化。

答案：(1)(2)氧化酯化(或取代)(3)保护酚羟基，防止被氧化(4)＋HI―→＋CH3I1．确定官能团的方法(1)根据试剂或特征现象推知官能团的种类①使溴水褪色，则表示该物质中可能含有“”或“—C≡C—”结构。

②使KMnO4(H＋)溶液褪色，则该物质中可能含有“”、“—C≡C—”或“—CHO”等结构或为苯的同系物。

③遇FeCl3溶液显紫色，或加入溴水出现白色沉淀，则该物质中含有酚羟基。

④遇浓硝酸变黄，则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。

⑤遇I2变蓝则该物质为淀粉。

⑥加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热煮沸有红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成，表示含有—CHO。

⑦加入Na放出H2，表示含有—OH或—COOH。

⑧加入NaHCO3溶液产生气体，表示含有—COOH。

(2)根据数据确定官能团的数目①②⑤某有机物与醋酸反应，相对分子质量增加42，则含有1个—OH；增加84，则含有2个—OH。

即—OH转变为—OOCCH3。

⑥由—CHO转变为—COOH，相对分子质量增加16；若增加32，则含2个—CHO。

⑦当醇被氧化成醛或酮后，相对分子质量减小2，则含有1个—OH；若相对分子质量减小4，则含有2个—OH。

(3)根据性质确定官能团的位置①若醇能氧化为醛或羧酸，则醇分子中应含有结构“—CH2OH”；若能氧化成酮，则醇分子中应含有结构“—CHOH—”。

②由消去反应的产物可确定“—OH”或“—X”的位置。

③由一卤代物的种类可确定碳架结构。

④由加氢后的碳架结构，可确定“”或“—C≡C—”的位置。

⑤由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯，可确定有机物是羟基酸，并根据环的大小，可确定“—OH”与“—COOH”的相对位置。

2．有机反应类型的推断(1)有机化学反应类型判断的基本思路(2)常见的反应类型①取代反应——“有进有出”常见的取代反应：烃的卤代、芳香烃的硝化或磺化、卤代烃的水解、醇分子间的脱水反应、醇与氢卤酸的反应、酚的卤代、酯化反应、酯的水解以及蛋白质的水解等。

②加成反应——“只进不出”常见的加成反应：氢气、卤素单质、氢卤酸、水等与分子中含碳碳双键、碳碳三键的有机物发生加成反应；苯环可以与氢气加成；醛、酮可以与H2、HCN等加成。

③消去反应——“只出不进”常见的消去反应：醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握的消去反应。

(3)根据反应条件推断反应类型①在NaOH 的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。