高中化学 有机合成导学案 新人教选修

1、第三章 烃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。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，卤代烃的消去，炔烃的不完全加成。(2)引入卤素原子的方法烯烃(炔烃)的加成，醇(酚)的取代，烷烃(苯及苯的同系物)的取代。(3)引入羟基的方法烯烃与水的加成

2、，酯的水解，卤代烃的水解，醛的还原。5逆合成分析法的基本思路可用示意图表示为：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子的乙醇和草酸通过酯化反应得到：(2)羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二醇：(3)乙二醇的前一步

3、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： (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)： CH2=CH2H2OCH3CH2OH； ； 。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：CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O2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

4、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。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(1)烃与卤素单质的取代反应。例如：CH3CH3C

5、l2HClCH3CH2Cl(还有其他的卤代烃)(还有其他的氯代苯甲烷)CH2=CHCH3Cl2CH2=CHCH2ClHCl(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应。例如：CH2=CHCH3Br2CH2BrCHBrCH3CH2=CHCH3HBrCH3CHBrCH3CHCHHClCH2=CHCl(3)醇与氢卤酸的取代反应。例如：ROHHXRXH2O2羟基的引入方法(1)醇羟基的引入方法烯烃水化生成醇。例如：CH2=CH2H2OCH3CH2OH卤代烃在强碱性溶液中水解生成醇。例如：CH3CH2BrH2OCH3CH2OHHBr醛或酮与氢气加成生成醇。例如：CH3CHOH2CH3CH2OH 酯水解生成

6、醇。例如：CH3COOCH2CH3H2OCH3COOHCH3CH2OH(2)酚羟基的引入方法酚钠盐溶液中通入CO2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(1)碳碳双键的引入醇的消去反应引入碳碳双键。例如：CH3CH2OHCH2=CH2H2O卤代烃的消去反应引入碳碳双键。例如：CH3CH2BrCH2=CH2HBr炔烃与氢气、卤代氢、卤素单质加成(限制物质的量)可得到碳碳双键。例如：CHCHHClCH2=CHCl(2) 键的引入。醇的催化氧化。例如：2RCH2OHO22RCHO2H2O2R2CHOHO22R2C=O2H2O4羧基的引入方法(1)醛被弱氧化剂氧化成酸。例如

7、：CH3CHO2Cu(OH)2CH3COOHCu2O2H2O(2)醛被氧气氧化成酸。例如：2CH3CHOO22CH3COOH(3)酯在酸性条件下水解。例如：CH3COOCH2CH3H2OCH3COOHCH3CH2OH(4)含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化。例如：5有机物官能团的转化(1)利用官能团的衍生关系进行衍变：如：醇醛羧酸(2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如：(3)通过某种手段，改变官能团的位置，如：(4)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，常见的方式为有机物与HCN的反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。(5)碳链的变短：如烃的裂化裂解，某些烃(如苯的同系物

8、，烯烃)的氧化，羧酸盐脱羧反应等。提示：(1)要注意特征反应条件。如与氢氧化钠醇溶液共热，一般为卤代烃的消去反应；与氢氧化钠水溶液共热一般为卤代烃、酯类等的水解反应；与卤素单质光照条件下反应，一般是烷烃或芳香烃侧链取代氢的反应。(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：C6H6O2)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)：已知：B的分子式为C7H6O2，不能发生银镜反应，也不能与NaOH溶液反应。(1)写

9、出E中含氧官能团的名称：_和_。(2)写出反应CD的反应类型：_。(3)写出反应AB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：_(任写一种)。(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：CH3CH2BrCH2=CH2CH2CH2【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A为，B为。(1)根据E的结构简式可知其中含氧官能团有羰基和醚键。(2)对比

10、C和D的结构简式和反应条件可知，CD为取代反应。(3)AB可以理解为BrCH2Br在碱性条件下生成HOCH2OH，与HOCH2OH发生分子间脱水生成。(5) 在碱性条件下发 【答案】(1)醚键羰基(2)取代反应(4) 或其他合理答案) 变式训练1(2014·广西南宁适应性测试)有机物E常用作美白产品的添加剂，其合成路线如图所示： 回答下列问题：(1)XY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_。(3)D的结构简式为_，1molD与足量溴水反应时，最多能消耗_molBr2。(4)写出BX的化学方程式_。(5)E的同分异构体中，满

11、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个羧基苯环上的一取代物仅有2种解析：根据B、Y的结构简式及BX、XY的反应条件推出X的结构简式为，类比已知反应推出C的结构简式为。根据DE的反应条件可推出D的结构简式为。(1)XY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中含有羧基，检验羧基可用碳酸氢钠溶液。(3)1molD与足量溴水反应时，苯环上的氢原子全部被溴原子取代，消耗2molBr2，碳碳双键消耗1molBr2。(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

12、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。E中除苯环外还有3个不饱和度，其同分异构体中1个羧基占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CCCOOH。又苯环上的一取代物仅有两种，所以为对称结构。根据上述分析即可写出结构简式。答案：(1)氧化反应 (2)FeCl3溶液(或其他合理答案)NaHCO3溶液(或其他合理答案)有机合成的分析方法及中学常用合成路线的选择 教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：基础原料中间体中间体目标化合物，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

13、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：目标化合物中间体中间体基础原料，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烃、卤代烃、烃的含氧衍生物之间的转化关系 5合成路线的选择(1)一元合成路线：RCH=CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路线：CH2=CH2CH2XCH2XCH2OHCH2OHCHOCHOHOOCCOOH链酯、环酯、聚酯(3)芳香化合

14、物合成路线：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Cl2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。典例透析 (2014·郑州质检一)已知1,3­丁二烯与烯烃可发生成环反应，化学上称为双烯加成反应。例如：某实验室用和CH3CH=CH2为原料合成，请用合成反应的流程图，表示出最合理的合成方案(注明反应条件)。提示：RCH2CH=CH2Cl2RCHClCH=CH2H

15、Cl；合成反应流程图可表示如下图(无机试剂可任选)。ABCH【解析】本题可用逆合成法解答，其思维过程为：其逆合成分析思路为由此确定可按以上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CH3CO18OCH2CH3。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CH3CO18OCH2CH3，需用CH3COOH和CH3CHOH。因此其合成思路应是如何制备CH3COOH和CH3CHOH。本题基本可用正向思维方法分析：答案：(1)CH2=CH2H2OCH3CH2OH (2)2CH3CH2OHO22CH3CHO2H

16、2O(3)2CH3CHOO22CH3COOH (4)CH2=CH2HOCH3CHOH(5)CH3COOHCH3CHOHCH3CO18OCH2CH3H2O1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从溴乙烷制取1,2二溴乙烷，下列制取方案中最好的是()ACH3CH2BrCH3CH2OHCH2=CH2CH2BrCH2BrBCH3CH2BrCH2BrCH2BrCCH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH3CH2BrCH2BrDCH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br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

17、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() BCH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl DCH3COOC2H5H2OCH3COOHC2H5OH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CH3COOH和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：下列说法不正确的

18、是()AM的分子式为C6H12O6B用NaOH溶液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DN的化学式为CH3COOH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糖，葡萄糖分子式为C6H12O6，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NaOH溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸，应用饱和Na2CO3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CH3COOH，D选项正确。答案：B5(2014·江苏南通二次调研)三苯甲醇是一种重要的有机合成中间体，可以通过下列原理进行合成：实验步骤如下：如图甲所示，在三颈烧瓶中加入1.5g镁屑，在滴液漏斗中加入6.7mL溴苯和无水乙醚，先加入混合液于烧瓶中，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苯甲酰氯和无水乙醚，水浴加热1h后，在冷水浴下慢慢滴加氯化铵的饱和溶液30.0mL。将三颈烧瓶内的物质水浴加热蒸去乙醚，然