第四节有机合成

第四节有机合成第1页，共79页，2023年，2月20日，星期二第2页，共79页，2023年，2月20日，星期二第四节

有机合成第3页，共79页，2023年，2月20日，星期二第4页，共79页，2023年，2月20日，星期二(1)有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。(2)逆合成分析法是设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。(3)有机合成路线要求各步反应条件温和、产率高，基础原料和辅助原料低毒性、低污染、易得而廉价。第5页，共79页，2023年，2月20日，星期二第6页，共79页，2023年，2月20日，星期二第7页，共79页，2023年，2月20日，星期二[自学教材·填要点]1．有机合成的概念有机合成指利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定

和

的有机化合物。2．有机合成的任务通过有机反应构建目标化合物的

，并引入或转化所需的

。结构功能分子骨架官能团第8页，共79页，2023年，2月20日，星期二3．有机合成的过程第9页，共79页，2023年，2月20日，星期二4．官能团的引入(1)引入碳碳双键的方法：①卤代烃的

，②醇的

，③炔烃的不完全

。(2)引入卤素原子的方法：①醇(酚)的

，②烯烃(炔烃)的

，③烷烃(苯及苯的同系物)的

。(3)引入羟基的方法：①烯烃与水的

，②卤代烃的

，③酯的

，④醛的

。消去消去加成取代加成取代加成水解水解还原第10页，共79页，2023年，2月20日，星期二第11页，共79页，2023年，2月20日，星期二(2)通过不同的反应途径增加官能团的个数，如第12页，共79页，2023年，2月20日，星期二(3)通过不同的反应，改变官能团的位置，如第13页，共79页，2023年，2月20日，星期二6．消除官能团的方法(1)经加成反应消除不饱和键。(2)经取代、消去、酯化、氧化等反应消去—OH。(3)经加成或氧化反应消除—CHO。(4)经水解反应消除酯基。第14页，共79页，2023年，2月20日，星期二[师生互动·解疑难]第15页，共79页，2023年，2月20日，星期二第16页，共79页，2023年，2月20日，星期二第17页，共79页，2023年，2月20日，星期二第18页，共79页，2023年，2月20日，星期二第19页，共79页，2023年，2月20日，星期二(2)通过不同的反应途径增加官能团的个数，如：第20页，共79页，2023年，2月20日，星期二(3)通过不同的反应，改变官能团的位置，如：第21页，共79页，2023年，2月20日，星期二3．消除官能团的方法(1)经加成反应消除不饱和键。(2)经取代、消去、酯化、氧化等反应消去—OH。(3)经加成或氧化反应消除—CHO。(4)经水解反应消除酯基。第22页，共79页，2023年，2月20日，星期二1．用乙炔为原料制取CH2Br—CHBrCl，可行的反应

途径 (

)A．先与Cl2加成反应后，再与Br2加成反应B．先与Cl2加成反应后，再与HBr加成反应C．先与HCl加成反应后，再与HBr加成反应D．先与HCl加成反应后，再与Br2加成反应第23页，共79页，2023年，2月20日，星期二解析：A途径反应后产物为CHBrCl—CHBrCl，不符合题意；B途径反应后产物为CH2Cl—CHBrCl，不符合题意；C途径反应后产物为CH3—CHBrCl或CH2BrCH2Cl，不符合题意；D途径反应后产物为CH2Br—CHBrCl，符合题意。答案：D第24页，共79页，2023年，2月20日，星期二第25页，共79页，2023年，2月20日，星期二[自学教材·填要点]2．逆合成分析法(1)逆合成分析法示意图：目标化合物⇒中间体⇒中间体⇒基础原料第26页，共79页，2023年，2月20日，星期二(2)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

和

，说明目标化合物可由

通过酯化反应得到：草酸两分子乙醇两分子的乙醇和草酸第27页，共79页，2023年，2月20日，星期二②羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二醇：第28页，共79页，2023年，2月20日，星期二③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：第29页，共79页，2023年，2月20日，星期二④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)：CH3CH2OHCH2Cl—CH2Cl第30页，共79页，2023年，2月20日，星期二CH2OH－CH2OH＋2NaClHOOC—COOHC2H5OOC—COOC2H5＋2H2O第31页，共79页，2023年，2月20日，星期二[师生互动·解疑难]1．有机合成分析法(1)正合成法：此法是采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向待合成有机物，其思维程序是：原料―→中间产物―→产品。第32页，共79页，2023年，2月20日，星期二(2)逆合成法：此法是采用逆向思维方法，从产品的组成、结构、性质入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：产品―→中间产物―→原料。(3)综合比较法：此法是采用综合思维的方法，将正向和逆向推导出的几种合成途径进行比较，从而得到最佳的合成路线。其思维程序是：原料―→中间产物目标产物。第33页，共79页，2023年，2月20日，星期二2．有机物合成的基本要求(1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。(2)应尽量选择步骤最少的合成路线。步骤越少，产率越高。(3)合成路线要符合“绿色环保”的要求。(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。(5)要按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。第34页，共79页，2023年，2月20日，星期二3．常见的有机合成路线(1)一元合成路线：第35页，共79页，2023年，2月20日，星期二(2)二元合成路线：第36页，共79页，2023年，2月20日，星期二(3)芳香化合物合成路线：第37页，共79页，2023年，2月20日，星期二2．以乙醇为原料，用下述6种类型的反应来合成乙二

酸乙二酯(结构简式为)：①氧化反应；

②消去反应；③加成反应；④酯化反应；⑤水解

反应；⑥加聚反应。其中正确的顺序是(

)A．①⑤②③④B．①②③④⑤C．②③⑤①④ D．②③⑤①⑥第38页，共79页，2023年，2月20日，星期二答案：C第39页，共79页，2023年，2月20日，星期二第40页，共79页，2023年，2月20日，星期二第41页，共79页，2023年，2月20日，星期二[例1]以苯为主要原料，可以通过如下所示途径制取阿司匹林和冬青油：第42页，共79页，2023年，2月20日，星期二请按要求回答：(1)请写出有机物的结构简式：A____________；B____________；C________。(2)写出变化过程中①、⑥的化学方程式(注明反应条件)：反应①_____________________________________；反应⑥_____________________________________。第43页，共79页，2023年，2月20日，星期二(3)变化过程中的②属于__________反应，⑦属于________反应。(4)物质的量相等的冬青油和阿司匹林完全燃烧时消耗氧气的量，冬青油比阿司匹林__________。第44页，共79页，2023年，2月20日，星期二[解析]本题可采用逆合成分析法进行推理，由B与CH3COOH发生酯化反应生成

，可知B为

，则C为

，从而推出A为

，把冬青油和阿司匹林的分子式均看作CxHyOz，比较二者等物质的量完全燃烧时耗氧量的大小，实际上比较x＋－的大小即可。第45页，共79页，2023年，2月20日，星期二(3)水解反应(取代反应)酯化反应(取代反应)(4)少第46页，共79页，2023年，2月20日，星期二解答有机合成题的方法(1)一般按照合成流程进行正向合成分析和逆向合成分析。(2)判断各种物质的属类和结构简式。(3)判断物质之间的转化反应类型，迁移应用相关知识，结合题中信息，写出相应的化学方程式。第47页，共79页，2023年，2月20日，星期二1．已知：第48页，共79页，2023年，2月20日，星期二请运用已学过的知识和上面给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式(不必写出反应条件)。第49页，共79页，2023年，2月20日，星期二解析：根据题给信息，由乙烯制正丁醇的逆分析过程为：第50页，共79页，2023年，2月20日，星期二第51页，共79页，2023年，2月20日，星期二答案：(1)2CH2===CH2＋O2―→2CH3CHO第52页，共79页，2023年，2月20日，星期二第53页，共79页，2023年，2月20日，星期二[例2]

BPO是使面粉增白的一种添加剂。分子结构中有两个苯环的BPO只含有C、H、O三种元素，其相对分子质量不超过250，氧元素的质量分数约为26.45%。BPO可通过下列方法得到(反应条件略)：第54页，共79页，2023年，2月20日，星期二(1)写出A的结构简式____________，反应①的反应类型为____________。(2)写出反应②的化学方程式___________________。(3)BPO具有对称的分子结构且分子中含有过氧键(—O—O—)，但不能发生银镜反应，试写出BPO的结构简式__________________________________________。第55页，共79页，2023年，2月20日，星期二[解析]

由A发生的反应①可知，在A的苯环上已经引入了一个碳原子，所以可推断苯与一氯甲烷反应时生成的是甲苯；反应①中甲基上的三个氢原子被氯原子所取代，得到的卤代烃发生水解，从所得产物可知其水解时有两个氯原子被羟基取代，而同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，自动脱去一分子水，得到相应的酰第56页，共79页，2023年，2月20日，星期二氯。又由题中数据“氧元素的质量分数约为26.45%”和“其相对分子质量不超过250”，可得氧原子数最多有4个，再反算出其相对分子质量：如果是4个氧原子，则相对分子质量为242；如果是3个氧原子，则相对分子质量为181，不合理，应舍去(因为分子中含有两个苯环，同时有3个氧原子，加起来一定大于181)。所以可得到BPO的结构简式。第57页，共79页，2023年，2月20日，星期二第58页，共79页，2023年，2月20日，星期二(1)本题如何推算BPO的分子式是关键，可以通过相对分子质量与氧元素的质量分数讨论得到。(2)解有机物的合成题，一般采用逆向思维和正向思维相结合的方法。先从产物结构入手，分析其含有的官能团，考虑是由什么反应制得，结合上一步反应条件进行判断。即“瞻前顾后”，全盘考虑。第59页，共79页，2023年，2月20日，星期二2．下图中X是一种具有水果香味的合成香料，A是直链

有机物，E与FeCl3溶液作用显紫色。第60页，共79页，2023年，2月20日，星期二请根据上述信息回答：(1)H中含氧官能团的名称是________，B→I的反应类型为________。(2)只用一种试剂鉴别D、E、H，该试剂是________。(3)H与J互为同分异构体，J在酸性条件下水解有乙酸生成，J的结构简式为_____________________________。(4)D和F反应生成X的化学方程式为______________________________________________________________。第61页，共79页，2023年，2月20日，星期二解析：E的分子式为C6H6O且与FeCl3溶液作用显紫色，由此推出E为

，F为

，由X和F的分子式得到D的分子式是C4H8O2且为酸，由题意知A是直链有机物，故B为CH3CH2CH2CH2OH，C为CH3CH2CH2CHO，D为CH3CH2CH2COOH；A既能与银氨溶液反应又能与H2在催化剂Ni和加热条件下发生第62页，共79页，2023年，2月20日，星期二加成反应，说明除了醛基外还有双键，由此推出H为不饱和酸，J是H的同分异构体且能发生水解生成乙酸，故J的结构简式为CH3COOCH===CH2；由B(醇)在浓H2SO4和加热的条件下生成不饱和烃(I)，此反应类型是消去反应；溴水与E反应生成白色沉淀，与H因发生加成反应而褪色，与D没有明显现象，故可用溴水鉴别D、E、H。第63页，共79页，2023年，2月20日，星期二答案：(1)羧基消去反应(2)溴水(3)CH3COOCH===CH2第64页，共79页，2023年，2月20日，星期二第65页，共79页，2023年，2月20日，星期二[随堂基础巩固]第66页，共79页，2023年，2月20日，星期二1．卤代烃能发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr下列有机物可以合成环丙烷的是(

)A．CH3CH2CH2Br

B．CH3CHBrCH2BrC．CH2BrCH2CH2BrD．CH3CHBrCH2CH2Br第67页，共79页，2023年，2月20日，星期二解析：根据信息可知：

与钠反应可生成

答案：C第68页，共79页，2023年，2月20日，星期二2．[双选题]某有机物能使溴水褪色，也能在一定条件下发

生水解反应生成两种有机物，还能发生加聚反应生成高

分子化合物，则此有机物中一定有下列基团中的(

)A．—OH B．—CHOC．—CH==CH— D．—COOCH3第69页，共79页，2023年，2月20日，星期二解析：该有机物能使溴水褪色，能发生加聚反应，则分子中应含有碳碳双键或—C≡C—；又知该物质发生水解反应生成两种有机物，说明该物质是酯而不是卤代烃。所以该有机物