第3章 第4节 有机合成

1、.第四节有机合成学习目的：1.掌握有机化学反响的主要类型取代、加成、消去反响、原理及应用，初步学会引入各种官能团的方法。2.在掌握各类有机物的性质、反响类型、互相转化的根底上，初步学习设计合理的有机合成道路。3.初步学会使用逆向合成法合理地设计有机合成的道路。4.理解有机合成对人类消费、生活的影响。自 主 预 习·探 新 知一、有机合成的过程1有机合成的概念有机合成指利用简单、易得的原料，通过有机反响，生成具有特定构造和功能的有机化合物。2有机合成的任务通过有机反响构建目的化合物分子的骨架，并引入或转化所需的官能团。3有机合成的过程4官能团的引入或转化方法1引入碳碳双键的方法卤代烃的

2、消去，醇的消去，炔烃的不完全加成。2引入卤素原子的方法醇酚的取代，烯烃炔烃的加成，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，卤代烃的水解，酯的水解，醛的复原。微点拨：卤素原子的引入、羟基的引入用加成反响比用取代反响好，因为加成反响中官能团的位置可以固定。二、逆合成分析法1根本思路可用示意图表示为2根本原那么1合成道路的各步反响的条件必须比较温和，并具有较高的产率。2所使用的根底原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。3用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成合成步骤用化学方程式表示CH2=CH2H2OCH3CH2OH。微记忆：二元合成道路根本上都涉及卤代烃或醇的消去反响，烯

3、烃的加成反响。根底自测1判断正误正确的打“，错误的打“×1消去反响可以引入双键，加成反响也可以引入双键。 2引入羟基的反响都是取代反响。 3烯烃中既可以引入卤素原子也可以引入羧基或羰基。4加聚反响可以使有机物碳链增长，取代反响不能。5制取氯乙烷时，可以用乙烷和氯气在光照时反响，也可以利用乙烯和氯化氢发生加成反响。 【答案】12×34×5×2有下述有机反响类型：消去反响；水解反响；加聚反响；加成反响；复原反响；氧化反响。CH2ClCH2Cl2H2OCH2OHCH2OH2HCl，以丙醛为原料制取1,2­丙二醇，所需进展的反响类型依次是ABCDB由丙

4、醛合成目的产物的主要反响有CH3CH2CHOH2CH3CH2CH2OH复原反响CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2H2O消去反响CH3CH=CH2Br2 加成反响2H2O2HBr水解反响或取代反响。31,4­二氧六环可通过以下方法制取。烃ABC1,4­二氧六环，那么该烃A为 【导学号：40892146】A乙炔B1­丁烯C1,3­丁二烯D乙烯D此题可以应用逆推法推出A物质，根据1,4­二氧六环的构造，可以推知它是由两分子乙二醇HOCH2CH2OH脱水后形成的环氧化合物。生成乙二醇的可能是1,2­二溴乙烷；生成1,2­二溴乙

5、烷的应该是乙烯，所以CH2=CH2。合 作 探 究·攻 重 难有机合成过程中官能团的引入、转化和消除典例1以为原料，设计方案由Br2等其他试剂制取，写出有关反响的化学方程式，并注明反响条件注：碳链末端的羟基能转化为羧基。【解析】原料为，要引入COOH，从提示的信息可知，只有碳链末端的OH即CH2OH可氧化成COOH，所以首先要考虑在上引入OH。引入OH的方法：转化成卤代烃，卤代烃水解。与H2O加成，但与H2O加成产物不唯一，故采用法。【答案】1 Br2H2O1官能团的引入1卤素原子的引入引入方法典型化学方程式烷烃与X2的取代CH4Cl2CH3ClHCl不饱和烃与HX或X2的加成反响C

6、H2=CH2Br2CH2BrCH2Br醇与HX的取代CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2O2碳碳双键的引入引入方法典型化学方程式醇发生消去反响CH3CH2OHCH2=CH2H2O卤代烃消去反响CH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O炔烃加成反响CHCHHClCH2=CHCl3羟基的引入引入方法典型化学方程式烯烃与水加成CH2=CH2H2OCH3CH2OH醛或酮与H2加成H2CH3CH2OH卤代烃在碱性条件下水解CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr酯的水解CH3COOC2H5H2OCH3COOHC2H5OH2官能团的转化包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。1官

7、能团种类变化：利用官能团的衍生关系进展衍变，如卤代烃醇醛羧酸CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH。2官能团数目变化：通过不同的反响途径增加官能团的个数，如CH3CH2OHCH2=CH2HOCH2CH2OH。3官能团位置变化：通过不同的反响，改变官能团的位置，如CH3CH2CH2OHCH3CH=CH23从分子中消除官能团的方法1经加成反响消除不饱和键。2经取代、消去、酯化、氧化等反响消除OH。3经加成或氧化反响消除CHO。4经水解反响消除酯基。5通过消去或水解反响可消除卤素原子。对点训练1酸牛奶是人们喜欢的一种营养饮料，酸牛奶中有乳酸菌可产生乳酸等有机酸，由乙烯合成乳酸工艺流程如下： 【导

8、学号：40892147】CH2=CH2ABCH3CHOC 提示：RCNRCOOH1C的构造简式为_；2写出以下转化关系的化学方程式：生成A的反响_；BCH3CHO的反响_；实验室制乙烯的反响_。【答案】1CH3CHOHCN2CH2=CH2HClCH3CH2Cl2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2OCH3CH2OHCH2=CH2H2O有机合成方案的设计典例2：请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反响的化学方程式不必写出反响条件。【解析】由题给信息知：两个醛分子在一定条件下通过自身加成反响，得到的不饱和醛分子中的碳原子数是原参加反响的两个醛分子的碳原子数之和。根据最终产物

9、正丁醇中有4个碳原子，原料乙烯分子中只有2个碳原子，运用题给信息，将乙烯氧化为乙醛，两个乙醛分子先进展自身加成再脱去一分子水得到丁烯醛，最后用H2与丁烯醛中的碳碳双键和醛基进展加成反响，便可得到正丁醇。此题根本采用正向思维方法：乙烯乙醛丁烯醛正丁醇。此题中乙烯合成乙醛的方法有两种：其一：乙烯乙醇乙醛；其二：乙烯乙醛。【答案】1CH2=CH2H2OCH3CH2OH、2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O或2CH2=CH2O22CH3CHO22CH3CHO3 CH3CH=CHCHOH2O4CH3CH=CHCHO2H2CH3CH2CH2CH2OH有机合成遵循的原那么及合成道路的选择1有机合成遵

10、循的原那么1起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。通常采用四个碳原子以下的单官能团化合物和单取代苯。2应尽量选择步骤最少的合成道路。为减少合成步骤，应尽量选择与目的化合物构造相似的原料。步骤越少，最后产率越高。3合成道路要符合“绿色、环保的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目的化合物中，到达零排放。4有机合成反响要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。5要按一定的反响顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反响事实。综合运用有机反响中官能团的衍变规律及有关的提示信息，掌握正确的思维方法。有时那么要综合运用顺推或逆推的方法导出最正确的合成道路。原料中间产物产品2合

11、成道路的选择1一元合成道路：RCH=CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯2二元合成道路：CH2=CH2CH2XCH2XCH2OHCH2OHCHOCHOHOOCCOOH链酯、环酯、聚酯3芳香化合物合成道路：对点训练2由CH3CH2CH2OH制备，所发生的化学反响至少有取代反响，消去反响，加聚反响，酯化反响，复原反响，水解反响等当中的ABCDB可采用逆合成分析法CH3CH2CH2OH，故应先消去后加聚。当 堂 达 标·固 双 基1以下化学反响的产物，只有一种的是A在浓硫酸存在下发生脱水反响B在铁粉存在下与氯气反响C与碳酸氢钠溶液反响DCH3CH=CH2与氯化氢加成CA项中醇可以发生分子内和

12、分子间两种脱水反响；B项中甲苯苯环上可以引入两种位置的Cl原子；C项中COOH才能与HCO反响；D项可以产生CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl两种产物。2由2­氯丙烷制得少量的CH2OHCHOHCH3需要经过以下几步反响 【导学号：40892148】A消去加成水解 B加成消去取代C取代消去加成D消去加成消去A2­氯丙烷首先与NaOH的乙醇溶液在加热时发生消去反响，形成丙烯，再由丙烯与溴水发生加成反响形成1,2­二溴丙烷，1,2­二溴丙烷与NaOH的水溶液在加热时发生取代反响产生CH2OHCHOHCH3。 因此由2­氯丙烷制得少量的CH

13、2OHCHOHCH3需要经过的反响类型是消去加成水解取代，故A正确。3由乙炔为原料制取CHClBrCH2Br，以下方法中最可行的是A先与HBr加成后再与HCl加成B先与H2完全加成后再与Cl2、Br2取代C先与HCl加成后再与Br2加成D先与Cl2加成后再与HBr加成C由CHCH和CHClBrCH2Br比较可知，后者多出2个溴原子、1个氢原子和1个氯原子。即CHCH应和Br2、HCl发生加成反响；CHCH和H2完全加成后生成CH3CH3，CH3CH3和Cl2、Br2发生取代反响时副产物较多，难以控制生成CHClBrCH2Br。4甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万吨的高分子单体，旧法合成的

14、反响是：CH32C=OHCNCH32COHCNCH32COHCNCH3OHH2SO4CH2=CCH3COOCH3NH4HSO4。20世纪90年代新法合成的反响是：CH3CCHCOCH3OHCH2=CCH3COOCH3。新法与旧法比较，新法的优点是 A原料都是无毒物质B原料无爆炸危险C原料都是气体D没有副产物，原料利用率高D通过反响方程式的比较可以看出：新方法中用到了有毒物质CO，CO、CH3OH都有可燃性，容易发生爆炸，所以这些并不是优点。优点是产物全部是甲基丙烯酸甲酯，原料利用率高。5对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，苯环上的硝基可被复原为氨基，产物苯胺复原性强，易被氧化，那么由甲苯合成对氨基

15、苯甲酸的步骤合理的是 【导学号：40892149】A甲苯XY对氨基苯甲苯B甲苯XY对氨基苯甲酸C甲苯XY对氨基苯甲酸D甲苯XY对氨基苯甲酸A1要注意多个官能团引入的先后顺序。如引入羟基和氧化反响的先后顺序。2要注意对某些官能团的保护。6一种有机玻璃的构造简式为关于它的表达不正确的选项是 A该有机玻璃的化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯B该有机玻璃可用2­甲基丙烯酸和甲醇为原料，通过酯化反响、加聚反响制得C它在一定条件下发生水解反响时，可得到另外一种高分子化合物D等物质的量的有机玻璃和2­甲基丙烯酸甲酯耗氧量一样D该有机玻璃的化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，A正确；该高分子化合物的单体为甲基丙烯酸甲酯，可以由2­甲基丙烯酸和甲醇通过酯化反响生成，然后再通过加聚反响制得聚甲基丙烯酸甲酯，B正确；它在一定条件下发生水解反响时，生成聚甲基丙烯酸和甲醇，C正确；等物质的量的有机玻璃和2­甲基丙烯酸甲酯含有的各种原子的个数不同，耗氧量不同，D错误。7乙酸苯甲酯对花香和果香的香韵具有提升作用，故常用于化装品工业和食品工业。乙酸苯甲酯可以用下面的设计方案合成。 【导学号：40892150】ABCD1写出A、C的构造简式：A_、C_。2D有很多同分异构体，含有酯基和一元取代苯基构