高中化学第三章第4节有机合成导学案新人教版选修5

1、第三章炫的含氧衍生物第四节有机合成新知导学1 .有机合成的定义有机合成是利用简单、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 .有机合成的任务包括目标化合物官能团的构建和分子骨架的转化，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构 的目标化合物。3 .有机合成的过程示意图：有机合成的过程，就像建筑师建造一座大厦，从基础开始，一层一层的向上构建。副产物)副产物林助原料中间体目标化合物4 .官能团的引入或转化方法(1)引入碳碳双键的方法醇的消去，卤代煌的消去，焕烧的不完全加成。(2)引入卤素原子的方法烯烧(快煌)的加成，醇(酚)的取代，烷烧(苯及苯的同系物)的取代。

2、(3)引入羟基的方法烯煌与水的加成，酯的水解，卤代燃的水解，醛的还原。5 .逆合成分析法的基本思路可用示意图表示为：|目标化合物 ? |中间体?中间体：二,二'|基础原料6 .有机合成的遵循原则：(1)起始原料要廉价、易得、低毒、低污染；(2)尽量选择步骤少的合成路线；(3)尽量满足“绿色化学”的要求，步骤少，原料利用率高，达到零排放;(4)操作温和、条件简单、能耗低、易实现；(5)按照一定的顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。7 .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

3、子的乙醇和草酸通过酯化反应得到：0C-OH0-c-oc2hs|+2311(1；0C- 0H(2)竣酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二醇：0-C 0Hn：(=0H(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:俎TJHCH30HCHiCl CH>CH,0HICHj0H(4)乙醇通过乙烯与水的加成得到。根据以上分析，合成步骤如下(用化学方程式表示):浓硫酸CH=CH+ H2O> CHCHOH C】C】； Cl Clon 0H®，耳一耳 码 COOH ?CUOH +2CHjCHi0H 产屋 COgH温力°H

4、76;H COOH CQOH廉 W.。自主探究1 .回忆化学必修 2»所学内容，想一想：有没有使有机分子碳链增长的例子？如果有，试列举之。提示：化学必修2中所学酸和醇生成酯的反应属于碳链增长的反应。如:浓 H2SOCHCOOH GH5OH- CHCOOCfc+ H2O2 .西药引入之前，中国传统治疗发烧的方法是发汗法，由于效果不佳，不知有多少生命葬送在高烧之中。西药引入之 后，高烧夺去生命的事件已变得微乎其微。你知道这种退烧药中的有效成分是什么吗？大量应用的退烧药来源于自然 界还是有机合成？提示：退烧药的有效成分是乙酰水杨酸，仔细阅读过药品说明书的同学，应该有点印象，它的医学应用品是

5、人工合成 的。3 .有机物是天然存在的多，还是有机合成的多？你知道被誉为有机合成大师的科学家是谁吗？提示：人类合成的有机物比天然存在的多得多。被称为有机合成大师的科学家是伍德沃德。4 .有机合成中，在引入多种官能团时，为什么要考虑引入的先后顺序？提示：因为在引入不同的官能团时，采用不同的反应条件，若不考虑引入的先后顺序，前面引入的官能团，在引入后 面的官能团时可能会受到破坏。知识点有机合成过程中常见官能团的引入和转化教材点拨1 .卤原子的引入方法光照(1)煌与卤素单质的取代反应。例如：CHCH+C12>HCl + CHCHCl(还有其他的卤代煌)O十B4网-比 + H即也+CJj 型 H

6、C1+ Cl(还有其他的氯代苯甲烷)500 c 600 cCH=CH- CH+CI2>CH=C!+ CHCl + HCl一一 (J 上(2)不饱和烧与卤素单质、卤化氢的加成反应。例如：CH=CHC3+ Br2-> CH2BrCHBrCHCH=CHC3+ HBr> CHCHBrCH催化剂CH= Ci HCl> CH2=CHCl 醇与氢卤酸的取代反应。例如：R O+ H*A R- X+ H2O2 .羟基的引入方法(1)醇羟基的引入方法H2SO 或 HPQ烯烧水化生成醇。例如：CH=CH+9齿热"压CHCHOHNaOH卤代煌在强碱性溶液中水解生成醇。例如:CH3CH

7、- Br+ H2O>CH3CH- OH+ HBrOil醛或酮与氢气加成生成醇。例如:NiCH3CHO- H2- CHCHOH1 "11 'h+酯水解生成醇。例如：CHCOOCCH3+ H2O_2rCH3COOH CHCHOH(2)酚羟基的引入方法酚钠盐溶液中通入 CO生成苯酚。例如:苯的卤代物水解生成苯酚，例如:3.碳碳双键的引入方法碳碳双键的引入4Hs0H + NsIlCO,ON” +C% + H30醇的消去反应引入碳碳双键。例如:卤代煌的消去反应引入碳碳双键。例如:浓硫酸CHCHOH170 ch=CHT + H2ONaOH 醇CHCHBrCH=CHT + HBr焕烧

8、与氢气、卤代氢、卤素单质加成(限制物质的量)可得到碳碳双键。例如:0(2) /键的引入。催化剂醇的催化氧化。例如： 2RCHO* 02 一丁 2RCHO- 2H2。催化剂2R.CHOH- Q2QC=G 2Ho催化剂CH= Ci HCl > CH=CHCl4 .竣基的引入方法(1)醛被弱氧化剂氧化成酸。例如：CHCHG 2Cu(OH)2= CHCOOH C&OJ + 2H2。催化剂(2)醛被氧气氧化成酸。例如：2CHCHOF2CHCOOH(3)酯在酸性条件下水解。例如：CHCOOGCH+HO CHCOOH CHCHOH(4)含侧链的芳香烧被强氧化剂氧化。例如：匚% J5 .有机物官

9、能团的转化O©I(1)利用官能团的衍生关系进行衍变：如：醇H2醛 竣酸.表c5=CH.CHH,出色Cl CI(3)通过某种手段，改变官能团的位置，如:CI口一小如细J(4)碳链的增长：有机合成题中碳链的增长, 合物间的加成、聚合等。(5)碳链的变短：如煌的裂化裂解，某些嫌般会以信息形式给出，常见的方式为有机物与(如果的同系物，烯烧)的氧化，竣酸盐脱竣反应等。HCN勺反应以及不饱和化(2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如：提示：(i)要注意特征反应条件。如与氢氧化钠醇溶液共热，一般为卤代煌的消去反应；与氢氧化钠水溶液共热一般为卤代烧、酯类等的水解反应；与卤素单质光照条件下反应，

10、一般是烷烧或芳香煌侧链取代氢的反应。(2)要注意反应的先后顺序。如有时需要先取代再氧化，有时则需要先氧化再取代。(3)注意对某些基团的保护。典例透析(2014 江苏南京一模)化合物A(分子式为：QH6Q)是一种有机化工原料，在空气中易被氧化。由A合成黄樟油(E)和香料F的合成路线如下(部分反应条件已略去广I 丽A町网已知：B的分子式为 GHQ,不能发生银镜反应，也不能与NaOH反应。(1)写出E中含氧官能团的名称： 和。(2)写出反应 8 D的反应类型： (3)写出反应 Z B的化学方程式： 。(4)某芳香化合物是D的同分异构体，且分子中只有两种不同化学环境的氢。写出该芳香化合物的结构简式：

11、(任写一种)。也C。也(5)根据已有知识并结合流程中相关信息，写出以 ':为主要原料制备QC Cl的合成路NaOHI溶液烷基铝线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：CHCHBr -A> CH=CH> OCH2【解析】本题考查了有机反应类型、官能团、同分异构体、结构简式、有机方程式的书写等，意在考查考生对相关知识的理解与应用能力。根据合成路线和已知信息推知 (1)根据E的结构简式可知其中含氧官能团有厥基和醒键。(2)对比C和D的结构简式和反应条件可知，C2D 为取代反应。(3)A-B可以理解为 Br-CH2-Br在碱性条件下生成OHd CHOH/1人似与HO CH

12、OH发生分子间脱水生成CH,CHCH, '【答案】小本解反应生成CHjCH(：H?，然后CHCHCH,Oil在与H;O传明下生成代反应生成OH被氧化为(；国(：一(：见, II0ll:C-CEI: 与HRr度生取在碱性条件下发(1)醒键厥基(2)取代反应在Ms佳在东甘下金成Br I LHjcCH,2NaRr t 士为。(可成a)均四吩也可小案)产+承 OH(3) Y + CH3 Brz + 2Nil<)H，UHN&QH集液(4)CuZAOHCH5CHCH3或其他合理答0HC Oil6H百£%“64。乩 C UH.Illi变式训练1. (2014 广西南宁适应性测

13、试 )有机物E常用作美白产品的添加剂，其合成路线如图所示:LUJUIOK110.IO已知:下丫口酎器一山叱勺工1|口kUHWON 也 OCHiHTHCOOH + 匚也 soh.捶也四丝5 匚勺勺Hj00AzSiCILCOOfii+ ( CU.CO )±0回答下列问题:(1)X-Y的反应类型为 , C的结构简式为 。(2)鉴别有机物A和B可用试剂,检验B中是否含有 C,可用试剂 。D的结构简式为 , 1molD与足量滨水反应时，最多能消耗 molBr2。(4)写出B- X的化学方程式 。(5)E的同分异构体中，满足下列条件的有 (用结构简式表示)。苯环上仅有3个侧链 含有2个酚羟基、1

14、个竣基苯环上的一取代物仅有2种HjCOLH(；HCHO解析：根据日Y的结构简式及B-X、X-Y的反应条件推出 X的结构简式为“eA/R"，类比已知反应推出 CH=CHCO()Hc的结构简式为oHOI i：H=CIJ£O)|根据 AE的反应条件可推出 D的结构简式为的。(1)X-Y是醛基发生氧化反应。(2)A中含有酚羟基，遇 氯化铁溶液显紫色，用氯化铁溶液可鉴别A和B。B与C的区别在于B中含有醛基而 C中含有竣基，检验竣基可用碳酸2molB2,碳碳双键消耗 1molB2。E中除苯环外还有 3个不饱和度,氢钠溶液。(3)1molD与足量滨水反应时，苯环上的氢原子全部被澳原子取代

15、，消耗(4)结合B X的结构简式即可写出反应的化学方程式。(5)两个酚羟基为两个侧链，则剩余3个碳原子和2个氧原子都位于另一个侧链上。CCCOO H又苯环上的一其同分异构体中1个竣基占1个不饱和度，所以“另一个侧链”上必含碳碳三键，即该侧链为取代物仅有两种，所以为对称结构。根据上述分析即可写出结构简式。tH-CHCOOHH3COocm3（2）FeCl 3溶液（或其他合理答案）NaHCO§?（或其他合理答案）答案：（1）氧化反应HjCO 入 CHO XX+皿cm多HjCQ 寸 OCH, UH11© . cn=ciicnoYY 小。0有机合成的分析方法及中学常用合成路线的选择教

16、材点拨有机合成的分析方法可归纳为以下3种情况:1 .正向合成分析法（又称顺推法），合成示意图：基础原料一中间体一中间体一目标化合物，此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出可直接合成的所需要的中间产物，并同样找出它的下一步产物，依次类推，逐步推向合成目标有机物。2 .逆向合成分析法（又称逆推法），合成示意图：目标化合物一中间体一中间体一基础原料，其特点是从产物出发，由后向前推，先找出产物的前一步原料 （中间体），并同样找出它的前一步原料，如此继续直至到达简单的初始原料为止。3 .综合分析法：此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，得出最佳合成路线。4 .煌、卤代煌、

17、煌的含氧衍生物之间的转化关系爆卤代卤代爆水解 醇类氧化 醛类 氧化 竣酸酯化 酯类R H消去R- X取代R OH加氢R- CHO > R COOH水解RCOOR5 .合成路线的选择HXNaO冰溶液00（1） 一兀合成路线： R CH=CH卤代煌 一 > 一"兀醇一"兀醛"兀竣酸一一酯（2）二元合成路线：CH=CH> CHX CHX液 CHOHh CHOH>CHO- CHO>HOOC- COO链酯、环酯、聚酯（3）芳香化合物合成路线:00H 一芳香醋提示：有机合成与推断中常常涉及到信息的迁移问题。处理这类问题时，应该是先读取信息、领会信

18、息、提炼 信息，在此基础上迁移应用。一般此类问题起点高落点低，虽然涉及到的内容和方法课本上没有，但处理问题仍然用 课本知识。、/ 和C12的反应，应特别注意条件的变化； 光照只取代甲基上的氢，Fe做催化剂取代苯环邻、 对位上的氢。例摩2典例透析（2014 郑州质检一）已知1,3-丁二烯与烯煌可发生成环反应，化学上称为双烯加成反应。例如:CIL C-CH CIL某实验室用附 和CHCH=G的原料合成的合成方案（注明反应条件）。500 c提示： RCHCH=C+ Cl 2> RCHClCH=CH HCl;反应物，请用合成反应的流程图，表示出最合理匚H合成反应流程图可表示如下图（无机试剂可任选

19、）。反应物A反应条件.CH CH+CI2反应条件C一H【解析】本题可用逆合成法解答，其思维过程为：>起始原料其逆合成分析思路为|中间体>由此确定可按以上6步合成【答案变式训练2. （2014 南昌高三调研）以乙烯和水（HO）为原料，自选其他无机试剂、合成CHCO8OCHCH。用化学方程式表示实现上述合成最理想的反应步骤。解析：从题意知，欲制得酯CHCO8OCHCH,需用CHCOOHF口 CHCH18OH因此其合成思路应是如何制备CH3COO悌口CH3CH280H本题基本可用正向思维方法分析：CH3 =CH2 -CHjCH318OH 物催化剂催化剂答案：（1）CH2=CH+ H20&

20、gt; CHCHOH （2）2CH 3CHOH+ 022CHCHG 2H2。催化剂催化剂(3)2CH3CHG Q> 2CHCOOH (4)CH2=CH+ H18O> CHCHOH浓 H2SQ(5)CH 3COOH CHChTOH CHC08OCHCH+ H2O1 .有机化合物分子中能引进卤原子的反应是（）A.消去反应B .酯化反应C .水解反应D .取代反应答案：D2 .从澳乙烷制取1,2二澳乙烷，下列制取方案中最好的是（）NaO水溶液浓硫酸Br2A. CH CHBrCHCHOH170e CH=CH>CHBrCHBrBr2B. CHCHBr> CHBr CHBrNaOH

21、享溶液HBrBr2C.CHCHBrCH=CH> CHBrCHs> CHBr CHBrNaOH享溶液Br2D.CH CHBrCH=CH> CHBr CHBr解析：B项步骤虽然最少，但取代反应难以控制取代的位置，多伴有其他副产物的产生。D项只需两步，并且消去反应和加成反应无副反应发生，得到的产物比较纯。所以D项方案最好。答案：D3. （2014 经典习题选萃）（双选）在有机合成中，制得的有机物较纯净并且容易分离，则在工业生产中往往有实用价值，试判断下列有机反应在工业上有生产价值的是A.,CHCHCl + HClC.+ H。一N%no3 十周。h+.CH3COO2H5+H2OCH3

22、COOH C2H5OHUrMe 由1实验步骤如下:解析：选项B所得的卤代产物有多种，且难于分离；选项D所得产物CHCOOM口 C2H5OH互溶，也难于分离，且反应为可逆反应，产率不高。答案：AC4. （2014 河北保定调研）制备乙酸乙酯的绿色合成路线之一为：淀粉或 ®771 I 7771I1纤维素亘宙闻篇由窣一网|肥 I-酸乙阖 下列说法不正确的是（）A. M的分子式为C6H12O6B.用NaOHm夜可除去乙酸乙酯中混有的乙酸C.、发生的反应均属于取代反应D. N的化学式为CHCOOH解析：本题考查了乙酸乙酯的制备知识，意在考查考生对相关知识的掌握情况。淀粉或纤维素完全水解生成葡萄

23、糖，葡萄糖分子式为 GHkQ, A选项正确；虽然氢氧化钠与乙酸反应，但在碱性条件下乙酸乙酯水解，所以不用NaOHm除去乙酸乙酯中混有的乙酸，应用饱和N&CO溶液，B选项错误；反应是水解反应，水解反应属于取代反应，反应是酯化反应，酯化反应属于取代反应，C选项正确；乙醇和乙酸反应生成乙酸乙酯，所以 N为CHCOOH D选项正确。答案：B5. （2014 江苏南通二次调研）三苯甲醇是种重要的有机合成中间体，可以通过下列原理进行合成:1 如图甲所不，在三颈烧瓶中加入1.5g镁屑，在滴液漏斗中加入 6.7mL澳苯和无水乙醛，先加入 弓混合液于烧瓶3中，待镁屑表面有气泡产生时，开始搅拌，并逐滴加入余下的混合液，使反应液保持微沸状态，至反应完全。继续加入3.7g苯甲酰氯和无水乙醛，水浴加热1h后，在冷水浴下慢慢滴加