部编版2020高中化学 第三章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 专题讲座(十)学案 鲁科版选修5

专题讲座(十) 有机合成中碳骨架的构造

1．有机成环反应。

(1)有机成环：一种是通过加成反应、聚合反应来实现的；另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子来实现的。如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子水等而成环。

(2)成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。 2．碳链的增长。

有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。 (1)与HCN 加成。 R —CH===CH 2＋HCN ――→加成

RCH 2CH 2CN ――→水解RCH 2CH 2COOH (2)加聚或缩聚反应。

n

CH 2===CH 2――→催化剂

(3)酯化反应。

CH 3CH 2OH ＋CH 3COOH 浓H 2SO 4

△

CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O 3．碳链的减短。

(1)脱羧反应：R —COONa ＋NaOH ――→CaO

△R —H ＋Na 2CO 3。 (2)氧化反应：

(3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。 (4)烃的裂化或裂解反应：C 16H 34――→高温C 8H 18＋C 8H 16；C 8H 18――→高温C 4H 10＋C 4H 8。 [练习]________________________________________

1．化合物C 是医用功能高分子材料，可由化合物A(C 4H 8O 3)制得，如下图所示，B 和D 互为同分异构体。试回答下列问题：

(1)指出反应类型：A→B：________，B →C ：________。 (2)写出A→D 的化学方程式：_______________________。

(3)A 的同分异构体(同类别且有支链)的结构简式为________、________。

解析：由A 具有酸性，可知A 分子中含有—COOH ；D(C 4H 6O 2)比A(C 4H 8O 3)少1个H 2O ；B(C 4H 6O 2)比A(C 4H 8O 3)少1个H 2O ，且B 可使溴水退色。结合上述反应条件，可知A 分子中有醇羟基，又由A ――→浓H 2SO 4

△

D(五元环化合物)，说明A→D 发生了分子内酯化反应，可确定A 中醇羟基的位置，则A 的结构简式为，B 的结构简式为CH 2===CH —

CH 2—COOH ；B→C 生成聚合物，发生了加聚反应，则C 为

。

答案：(1)消去反应 加聚反应

2．直接生成碳—碳键的反应是实现高效、绿色有机合成的重要途径。交叉脱氢偶联反应是近年备受关注的一类直接生成碳—碳键的新反应。例如：

反应①：

化合物Ⅰ可由以下合成路线获得：

Ⅱ(分子式为C 3H 8O 2)――→氧化Ⅲ――――――――→[Ag （NH 3）2]OH ――→H

＋

Ⅳ――――――→CH 3OH ，H ＋

△

Ⅰ

(1)化合物Ⅰ的分子式为________，其在NaOH 溶液中水解的化学方程式为_____________________________________________。

(2)化合物Ⅱ与足量浓氢溴酸反应的化学方程式为

_____________________________________________________。

(3)化合物Ⅲ没有酸性，其结构简式为______________；Ⅲ的一种同分异构体Ⅴ能与饱和

NaHCO 3

溶液反应放出

CO 2，化合物Ⅴ的结构简式为

____________________________________________。

(4)反应①中1个脱氢剂Ⅵ(结构简式如下)分子获得2个氢原子后，转变成1个芳香化合物分子，该芳香化合物分子的结构简式为

______________________________________________________。

解析：(1)化合物Ⅰ的分子式为C 5H 8O 4，由其结构可判断为酯类化合物，在碱性条件下发生水解反应，化学方程式为H 3COOCCH 2COOCH 3＋2NaOH ――→△

2CH 3OH ＋NaOOCCH 2COONa 。

(2)化合物Ⅱ被氧化，氧化产物能发生银镜反应，可判断化合物Ⅱ是1，3­丙二醇，与浓氢溴酸发生取代反应，羟基取代溴原子，化学方程式为HOCH 2CH 2CH 2OH ＋2HBr ――→△CH 2BrCH 2CH 2Br ＋2H 2O 。

(3)化合物Ⅲ能发生银镜反应，所以化合物Ⅲ分子中含有醛基，其结构简式为OHCCH 2CHO ，Ⅲ的一种同分异构体V 能与饱和NaHCO 3溶液反应放出CO 2，说明V 中含有羧基，所以V 为丙烯酸，结构简式为CH 2===CHCOOH 。

(4)脱氢剂Ⅵ中的2个双键加成2个氢原子，转变成1个芳香化合物分子，

结构简式为。

答案：(1)C 5H 8O 4 H 3COOCCH 2COOCH 3＋2NaOH ――→△

2CH 3OH ＋NaOOCCH 2COONa (2)HOCH 2CH 2CH 2OH ＋2HBr ――→△ CH 2BrCH 2CH 2Br ＋2H 2O (3)OHCCH 2CHO CH 2===CHCOOH