第三章 第四节 第1课时有机合成的过程

第四节 有机合成 第1课时 有机合成的过程

[学习目标定位] 1.知道寻找原料与合成目标分子之间的关系与差异。2.掌握构建目标分子骨架，官能团引入、转化或消除的方法。3.体会有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。

一 有机合成

1．写出下列转化关系中涉及的有标号的反应的化学方程式。

①CH 2===CH 2＋H 2O ――→催化剂

CH 3CH 2OH ； ②2CH 3CH 2OH ＋O 2――→Cu/Ag △2CH 3CHO ＋2H 2O ； ③2CH 3CHO ＋O 2――→催化剂

△2CH 3COOH ； ④C 2H 5OH ＋HBr ――→△CH 3CH 2Br ＋H 2O ；

⑤CH 3COOH ＋C 2H 5OH 浓H 2SO 4

△CH 3COOC 2H 5＋H 2O ； ⑥CH 3CH 2Br ＋NaOH ――→乙醇

△

CH 2===CH 2↑＋NaBr ＋H 2O 。 2．试用化学方程式表示用乙醇合成乙二醇的过程，并说明反应类型。 (1)CH 3CH 2OH ――→浓H 2SO 4

170℃CH 2===CH 2↑＋H 2O ，消去反应； (2)CH 2===CH 2＋Cl 2―→CH 2ClCH 2Cl ，加成反应； (3)CH 2ClCH 2Cl ＋2NaOH ――→水

△CH 2OHCH 2OH ＋2NaCl ， 水解反应。

3．有机合成指利用简单、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的过程方法。

4．对照下列有机合成的原料分子和目标分子，仿照示例给出下列有机合成的主要任务。

CH CHBrCH

5.

(1)请写出A、B、C、D的结构简式。

(2)将上述反应①～⑤按反应类型进行分类。

答案(1)A：CH≡CH B：CH2===CHCl

C：CH2===CHCN D：

(2)①③④为加成反应；②⑤为加聚反应。

归纳总结

有机合成

(1)有机合成的任务

通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入或转化所需的官能团。

(2)有机合成的过程

有机合成的起始原料通常采用四个碳原子以下的单官能团化合物和单取代苯，如乙烯、丙烯、甲苯等。

(3)有机合成的原则

①起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。

②尽量选择步骤最少的合成路线，使得反应过程中副反应少、产率高。

③符合“绿色化学”的要求，操作简单、条件温和、能耗低、易实现、原料利用率高、污染少，尽量实现零排放。

④按照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。在引入官能团的过程中，要注意先后顺序，以及对先引入的官能团的保护。

1．已知：①乙烯在催化剂和加热条件下能被氧气氧化为乙醛，这是乙醛的一种重要的工业制法；②两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生加成反应，生成一种羟基醛，产物不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛：

(1)若两种不同的醛，例如乙醛与丙醛在NaOH溶液中最多可以形成的羟基醛有________(填字母)。

A．1种B．2种

C．3种D．4种

(2)设计一个以乙烯为原料合成1-丁醇的合理步骤，写出各步反应的化学方程式并注明反应类型。

答案(1)D(2)，

(加成反应)，

解析(1)乙醛、丙醛在NaOH溶液中发生加成可以有乙醛与乙醛、丙醛与丙醛、乙醛与丙醛(乙醛打开碳氧双键)和丙醛与乙醛(丙醛打开碳氧双键)，共4种：

(2)CH 2CH 2催化氧化可制得CH 3CHO,2分子的CH 3CHO 可制得。

下一步是把羟基醛先转化成烯醛还是先转化成二元醇，这是值得推敲的。显然如果先把羟基醛还原成二元醇，再消去便生成了二烯烃，最后再加氢还原得到的是烃而不是一元醇。可见首先把羟基醛转化为烯醛，再经加氢还原便可得到饱和一元醇。

2．从丙烯合成“硝化甘油”(三硝酸甘油酯)可采用下列四步反应：丙烯――→①

――→②

1,2,3-三

氯丙烷(

)――→③――→④

硝化甘油。

已知：CH 2CHCH 3＋Cl 2――→CCl 4溶液

CH 2Cl —CHCl —CH 3 CH 2CHCH 3＋Cl 2――→500℃

CH 2CHCH 2Cl ＋HCl

(1)写出①、②、③、④各步反应的化学方程式，并分别注明其反应类型。 (2)写出以丙醇作原料制丙烯的化学方程式，并注明反应类型。

(3)如果所用丙醇中混有异丙醇(CH 3—CHOH —CH 3)对所制丙烯的纯度是否有影响？简要说明理由。

答案 (1)①CH 2CHCH 3＋Cl 2――→500℃

CH 2CHCH 2Cl ＋HCl(取代反应)， ②CH 2CHCH 2Cl ＋Cl 2――→CCl 4溶液

CH 2Cl —CHCl —CH 2Cl(加成反应)， ③CH 2Cl —CHCl —CH 2Cl ＋3NaOH ――→水

△

CH 2OH —CHOH —CH 2OH ＋3NaCl [水解(或取代)反应]， ④CH 2OH —CHOH —CH 2OH ＋HNO 3 浓H 2SO 4△

＋3H 2O [酯化(或取代)反应]。

(2)CH 3CH 2CH 2OH ――→浓H 2SO 4

一定温度CH 3CHCH 2↑＋H 2O(消去反应)。

(3)无影响。异丙醇在此反应条件下脱水也得到丙烯，因此不会影响产物的纯度。

解析将题给信息用结构简式表示：

可以清楚地看到①、②两步中必定有一步是取代(Cl原子取代H原子)反应，有一步是加成(碳碳双键上加氯原子)反应，关键是哪一步在先。由题中所给信息知道，虽然丙烯有很多碳氢键，但是丙烯的甲基中的碳氢键却是可被选择取代的，氯的位置是一定的，因此认定①是取代反应，②是加成反应。再看反应③和④，总结果是将—Cl换成—ONO2，卤代烃要成为硝酸酯，在中学没有学过，只学过由醇生成酯，而且还学过卤代烃水解成为醇，于是认为③是水解(也是取代反应)，④是酯化(也是取代反应)。丙醇(CH3CH2CH2OH)和异丙醇(CH3—CHOH—CH3)分子内脱水，都生成丙烯。