2024届高三化学高考备考一轮复习专题：有机合成 课件(共47张PPT)

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有机合成

1.能基于官能团、价键类型、特点及反应规律分析和推断含有典型官能团的有机化合物的化学性质，能根据有关信息书写相应的化学方程式。

2.能综合应用有关知识完成有机化合物推断、官能团检验、有机合成路线设计等任务。

3.能参与环境保护等与有机化合物性质应用相关的社会性议题的讨论，并做出有科学依据的判断、评价和决策。

考点有机合成的主要任务

1.有机合成中碳骨架的构建

（1）碳链增长的反应：加聚反应、缩聚反应、酯化反应等。

（2）碳链减短的反应：烷烃的裂化反应；酯类、糖类、蛋白质等的水解反应等。

（3）常见由链成环的方法

①二元醇成环，如HOCH2CH2OH＋H2O。

③氨基酸成环，如H2NCH2CH2COOH＋H2O。

④二元羧酸成环，如HOOCCH2CH2COOH＋H2O。

⑤利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环：＋

。

②羟基酸酯化成环，如

2.有机合成中官能团的转化

（1）官能团的引入

官能团引入方法

碳卤键①烃、酚的取代；②不饱和烃与HX、X2的加成；

③醇与氢卤酸（HX）的取代

羟基①烯烃与水加成；②醛、酮与氢气加成；

③卤代烃在碱性条件下的水解；④酯的水解；

⑤葡萄糖发酵产生乙醇

碳碳双键①某些醇或卤代烃的消去；②炔烃的不完全加成；

③烷烃的裂化

官能团引入方法

碳氧双键①醇的催化氧化；

②连在同一个碳上的两个羟基脱水；

③低聚糖和多糖水解可引入醛基；④含碳碳三键的物质与水加成

羧基①醛基氧化；②酯、多肽、蛋白质、羧酸盐的水解

苯环上引入不同的官能团①卤代：X2和Fe（或X2和FeX3）；

②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热；

③烃基氧化；

④先卤代后水解

（2）官能团的消除

①通过加成反应消除不饱和键（双键、三键、苯环）。

②通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。

③通过加成或氧化反应消除醛基。

④通过水解反应消除酯基、酰胺基、碳卤键。

（3）官能团的改变

①利用官能团的衍生关系进行衍变，如

R—CH2OHR—CHOR—COOH。

②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如

CH3CH2OHCH2CH2

ClCH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH。

③通过某种手段改变官能团的位置，如

。

（4）官能团的保护

如：

①酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。

②碳碳双键的保护：碳碳双键容易被氧化，在氧化其他基团前，可以利用其与HCl的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。

③氨基（—NH2）的保护：如在对硝基甲苯→对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2，防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2（具有还原性）也被氧化。

1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）消去反应可以引入双键，加成反应也可以引入双键。（）

答案：√

（2）一定条件下，可以通过取代反应由溴乙烷制备乙醇。（）

答案：√

（3）丙烯中既可以引入碳卤键也可以引入羟基。（）

答案：√

（4）加聚反应可以使有机物碳链增长，取代反应不能。（）

答案：×

（5）制取氯乙烷时，可以用乙烷和氯气在光照时反应，也可以利用乙烯和氯化氢发生加成反应。（）

答案：×

2.在有机合成中，常会将官能团消除或增加，下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是（）

A.乙烯→乙二醇：CH2CH2

B.溴乙烷→乙醇：CH3CH2BrCH2CH2CH3CH2OH

C.1－溴丁烷→1－丁炔：CH3（CH2）2CH2Br

CH3CH2CHCH2CH3CH2C≡CH

D.乙烯→乙炔：CH2CH2CH≡CH

B

3.以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图，则下列说法正确的是（）

A.A的结构简式是

B.①②的反应类型分别是取代反应、消去反应

D.酸性KMnO4溶液褪色可证明已完全转化为

C.反应②③的条件分别是浓硫酸加热、光照

B

4.4－溴甲基－1－环己烯的一种合成路线如下：

WX

YZ

下列说法正确的是（）

A.化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子

B.①、②、③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应

C.由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液，加热

D.化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X

B

考点有机合成路线的设计与实施

1.逆合成分析法分析合成路线

（1）基本思路

逆推法示意图：

在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。当得到几条不同的合成路线时，就需要通过优选确定最佳合成路线。

（2）一般程序

2.有机合成路线的设计与选择

（1）合成步骤较少，副反应少，反应产率高。

（2）原料、溶剂和催化剂尽可能价廉易得、低毒。

（3）反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯。

（4）污染排放少等。

1.乙酸是醋的主要成分，而醋几乎贯穿了整个人类文明史。

（1）工业上大量使用的乙酸是通过石油化学工业人工合成的。请以乙烯为原料设计路线合成乙酸。

答案：合成路线如下：

CH2CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH。

（2）目前出现了乙烯直接氧化得到乙酸的方法：由乙烯在催化剂（如氯化钯PdCl）存在的条件下，与氧气发生反应生成。假定有机合成路线中每一步反应的产率为70%，试比较上述两种合成路线的总产率。哪种合成路线最优？

答案：（1）中合成路线的产率为70%×70%×70%＝34.3%，小于（2）中合成路线的70%，故（2）中合成路线最优。

2.请设计以CH2CHCH3为主要原料（无机试剂任选）制备CH3CH（OH）COOH的合成路线流程图（须注明反应条件）。

答案：CH2CHCH3

。

3.苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理方案，以苯甲醛和乙醇为主要原料（无机试剂任选），合成苯乙酸乙酯（）。

已知：①R—Br＋NaCNR—CN＋NaBr；

②R—CNR—COOH。

答案：

4.请设计合理方案用合成（无机试剂任选，用反应流程图表示，并注明反应条件）。

已知：R—CHCH2R—CH2—CH2—Br。

答案：

。

有机合成与推断

1.用N－杂环卡宾碱（NHCbase）作为催化剂，可合成多环化合物。右面是一种多环化合物H的合成路线（无需考虑部分中间体的立体化学）。

回答下列问题：

（1）A的化学名称为。

（2）反应②涉及两步反应，已知第一步反应类型为加成反应，第二步的反应类型为。

答案：苯甲醇

答案：消去反应

（3）写出C与Br2/CCl4反应产物的结构简式。

（4）E的结构简式为。

答案：

答案：

（6）化合物X是C的同分异构体，可发生银镜反应，与酸性高锰酸钾反应后可以得到对苯二甲酸，写出X的结构简式。

（5）H中含氧官能团的名称是。

答案：硝基、酯基、（酮）羰基

答案：

（7）如果要合成H的类似物H’（），参照上述合成路线，写出相应的D'和G'的结构简式、

。H'分子中有个手性碳（碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳）。

答案：

5

2.支气管扩张药物特布他林（H）的一种合成路线如下：

AB（C9H10O4）

E（C22H20O3）F（C22H19BrO3）

G（C33H35NO3）

Ⅰ.PhOH＋PhCH2ClPhOCH2PhPhOH（Ph—＝苯基）

Ⅱ.PhCOOC2H5＋

已知：

Ⅲ.R1Br＋R2NHCH2Ph

R1，R2＝烷基

回答下列问题：

（1）A→B反应条件为；B中含氧官能团有种。

（2）B→C反应类型为，该反应的目的是。

（3）D的结构简式为；E→F的化学方程式为。

（4）H的同分异构体中，仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有种。

（5）根据上述信息，写出以4－羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成

的路线。

答案：（1）浓硫酸，加热2（2）取代反应保护酚羟基

（3）CH3COOC2H5＋Br2

＋HBr

（4）6

（5）

1.根据转化关系推断有机物的类别

有机综合推断题常以框图或变相框图的形式呈现一系列物质的衍变关系，经常是在一系列衍变关系中有部分产物已知或衍变条件已知，因而解答此类问题的关键是熟悉烃及各种衍生物之间的转化关系及转化条件。

如图中，A能连续氧化生成C，且A、C在浓硫酸存在下加热生成D，则：

①A为醇，B为醛，C为羧酸，D为酯。

②A、B、C三种物质中碳原子数相同，碳骨架结构相同。

③A分子中含—CH2OH结构。

醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口，它们之间的相互转化关系如图所示：

2.根据特征现象推知官能团种类

反应现象思考方向

溴水褪色可能含有碳碳双键、碳碳三键或酚羟基、醛基等

酸性高锰酸钾溶液褪色可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、酚羟基或有机物为苯的同系物等

遇氯化铁溶液显紫色含有酚羟基

生成银镜或砖红色沉淀含有醛基或甲酸酯基

与钠反应产生H2可能含有羟基或羧基

加入碳酸氢钠溶液产生CO2含有羧基

加入浓溴水产生白色沉淀含有酚羟基

3.根据反应条件推断有机反应类型

反应条件思考方向

氯气、光照烷烃取代、苯的同系物侧链上的取代

液溴、催化剂苯及其同系物发生苯环上的取代

浓溴水碳碳双键和碳碳三键的加成、酚的取代、醛的氧化

氢气、催化剂、加热苯、醛、酮的加成

氧气、催化剂、加热某些醇的氧化、醛的氧化

酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液烯、炔、苯的同系物、醛、醇等的氧化

反应条件思考方向

银氨溶液或新制的氢氧化铜醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等的氧化

氢氧化钠溶液、加热卤代烃水解、酯的水解等

氢氧化钠的醇溶液、加热卤代烃的消去

浓硫酸，加热醇的消去、醇和羧酸的酯化

浓硝酸、浓硫酸，加热苯环上的取代

稀硫酸，加热酯的水解、二糖和多糖等的水解

氢卤酸（HX），加热醇的取代

4.根据有机反应中定量关系推断

（1）烃和卤素单质的取代：取代1mol氢原子，消耗1mol卤素单质（X2）。

（2）的加成：与H2、Br2、HCl、H2O等加成时按物质的量之比为1∶1反应。

（3）含—OH的有机物与Na反应时：2mol—OH生成1molH2。

（4）1mol—CHO对应2molAg；或1mol—CHO对应1molCu2O（注意：HCHO中相当于有2个—CHO）。

②RCH2OHCH3COOCH2R

MM＋42

③RCOOHRCOOCH2CH3

MM＋28

（关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量）

（5）物质转化过程中相对分子质量的变化：

①RCH2OHRCHORCOOH

MM－2M＋14

5.根据官能团的衍变推断反应类型

1.苯酚是一种重要的工业原料，其合成有机物G的路线如图：

已知：①

②＋

（2）Ⅰ中K2CO3的作用为。

（3）Ⅲ中反应ⅱ的化学方程式为。

（4）已知Ⅳ中反应ⅰ为还原反应，则反应ⅱ的反应类型为。

（5）F的结构简式为。

（1）G中官能团的名称为。

（6）H是C的同分异构体，且符合下列条件的同分异构体有种（不考虑立体异构）。

①苯环有两个取代基②1molH可与2molNaHCO3反应

答案：（1）醚键、酯基（2）消耗生成的HI，提高产率

（3）＋

（4）消去反应

（5）（6）33

2.8－羟基喹啉可用作医药中间体，其合成路线如图。回答下列问题：

②＋＋H2O

回答下列问题：

（1）A→B的反应类型为，B的名称是，G的结构简式为。

（2）J→K的化学方程式为