化学专题-选修5高考考点点点过3.有机合成 Word版含解析

【考向分析】有机合成是化学学科中最活跃、最具有创造性的领域之一，在化学基础研究方面，有机合成也是一个重要的工具。有机合成路线的设计题结合有机物的结构与性质、有机物官能团的转化、有机化学反应原理及应用等,以新信息、新材料作为命题材料,要求会获取相关有用信息,加工处理信息,最终要会运用相关信息进行合成路线的设计,综合能力要求比较高。有机合成路线的设计时先要对比原料的结构和最终产物的结构，官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，再根据官能团的性质进行设计。物质的合成路线不同于反应过程，只需写出关键的物质及反应条件、使用的物质原料，然后进行逐步推断，从已知反应物到目标产物。

【考点归纳】

1．有机合成路线设计的一般程序

(1)观察目标分子的结构。即观察目标分子的碳骨架特点、官能团种类及其位置。

(2)由目标分子逆推原料分子并设计合成路线。对目标分子中碳骨架先进行构建，然后再引入相应的官能团，或者先进行官能团的转化，然后再进行碳骨架构建等，来进行不同合成路线的设计。

(3)优选不同的合成路线。以绿色化学为指导，尽量采用廉价易得、低毒(最好无毒)、低污染(最好无污染)的原料及选择最优化的合成路线。

2．有机合成路线的设计方法

(1)正推法就是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结构上的异同，包括官能团和碳骨架两个方面的异同；然后设计由原料分子转向目标化合物的合成路线。其思维程序为“原料→中间产物→产品”。

(2)逆推法就是采取从产物逆推，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，其思维程序为“产品→中间产物→原料”。逆推法一般程序是首先确定所要合成的有机物属于何类型，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系；以题中要求的最终产物为起点，考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过一步反应而制得。如果甲不是所给的已知原料，再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应而制得，一直推导到题目中所给定的原料为终点，同时结合题中给定的信息；在合成某一产物时，可能会产生多种不同的方法和途径，应当在兼顾原料省、产率高的前提下选择最合理、最简单的方法和途径。

3．有机合成中碳骨架的构建

(1)碳链增长。卤代烃的取代反应：CH3CH2Br＋NaCN CH3CH2CN CH3CH2COOH；卤代烃与炔钠的

反应：CH3CH2Br＋CH3C≡CNa―→CH3C≡CCH2CH3＋NaBr；醛、酮与氢氰酸的加成反应：

，

(2)碳链减短。不饱和烃的氧化反应：如烯烃、炔烃在高锰酸钾酸性溶液的作用下不饱和键发生断裂；苯的同系物则被氧化为苯甲酸等。羧酸或羧酸盐的脱羧反应：如乙酸钠与碱在加热的条件下生成甲烷。4．有机合成中官能团的引入与转化

(1)在碳链上引入卤原子。烯烃与卤素单质的加成：CH3CH===CH2＋Br2→CH3CHBrCH2Br；烯烃与卤化氢的加成：CH3CH===CH2＋HBr→CH3CHBrCH3；烯烃先与氢气加成，然后与卤素单质进行取代反应：CH3CH===CH2＋H2CH3CH2CH3、CH3CH2CH3＋Cl2CH3CH2CH2Cl＋HCl。

(2)在碳链上引入羟基。烯烃与水的加成(酸性条件)：CH3CH===CH2＋H2O

CH3CH(OH)CH3；卤代烃与水在碱性条件下的取代反应：CH3CH2CH2Cl＋H2O CH3CH2CH2OH＋HCl。

(3)在碳链上引入醛基(羰基)。利用醇的氧化引入羰基：2CH3CH2CH2OH＋O22CH3CH2CHO＋2H2O，

。

(4)在碳链上引入羧基。醇的氧化：CH3CH2CH2OH CH3CH2COOH；醛的氧化：2CH3CHO＋

O22CH3COOH

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—OCH3)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(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。

6.有机合成路线设计的几种常见类型

(1)以熟悉官能团的转化为主型。如设计以CH2==CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。

(2)以分子骨架变化为主型。如以苯甲醛和乙醇为原料设计苯乙酸乙酯()的合成路线流程图(注明反应条件)。提示：R—Br＋NaCN―→R—CN＋NaBr

(3)陌生官能团兼有骨架显著变化型(常为考查的重点)。要注意模仿题干中的变化，找到相似点，完成陌生官能团及骨架的变化。如模仿如下合成线路设计以苯甲醇、硝基甲烷为主要原料制备苯乙胺

()的合成路线流程图。

关键是找到原流程中与新合成路线中的相似点碳架的变化、官能团的变化、硝基引入及转化为氨基的过程。

【过关练习】

1.有机化合物F(C13H18O)是一种很重要的食物食料，其合成路线有多条，其中一条合成路线如下，参照上述合成路线，设计一条以为原料制备聚1,3­丁二烯(CH2—CH==CH—CH2)的合成路线。

2.光刻胶是一种应用广泛的光敏材料，其合成路线如下(部分试剂和产物略去)，

已知：

Ⅰ.

Ⅱ.

根据已有知识并结合相关信息，写出以CH 3CHO 为原料制备CH 3COCOCOOH 的合成路线流程图(无机试剂任

用)。合成路线流程图示例如下：。

3.A(C 3H 6)是基本有机化工原料。由A 制备聚合物C 和

的合成路线(部分反应条件略

去)如图所示。

已知：＋‖――→△；C —R≡N―――→ⅰ.NaOH ⅱ.HCl R —COOH 。结合题给信息，以乙烯、HBr 为起始原料制备丙酸，

设计合成路线(其他试剂任选)。合成路线流程图示例：

4.A(C 2H 2)是基本有机化工原料。由A 制备顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示：

参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A 和乙醛为起始原料制备1,3­丁二烯的合成路。

5.已知：。请以甲苯为原料（其它原料任选）合成聚酯G 即，方框内写中间体的结构简式，在“→”上方或下方写反应所需条件或试剂。

6.化合物G 是一种治疗认知障碍药物的中间体，可以通过以下方法合成，已知：

RCN ――→H2催化剂，△RCH 2NH 2。请写出以CH2COOHCH2COOH 和CH 3CH 2Cl 为原料制备的合成路线流程图