3.5有机合成课件高二上学期化学人教版选择性必修3

大单元七有机化学基础第31讲有机合成与推断复习目标掌握有机合成的基本思路熟记网络课前思考问题1有机合成的原则是什么？【答案】

①原料要廉价、易得、无毒(或低毒)，原理正确；②路线简捷，便于操作，条件适宜；③要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；④产品要易于分离，产率高。课前思考

课前8min1.(2023·广东卷)室温下可见光催化合成技术，对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于CO、碘代烃类等，合成化合物ⅶ的路线如图(加料顺序、反应条件略)：(1)化合物ⅰ的分子式为______________。化合物x为ⅰ的同分异构体，且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为____________________________________(写一种)，其名称为__________________________________________________。(2)反应②中，化合物ⅲ与无色无味气体y反应，生成化合物Ⅳ，原子利用率为100%。y为________。C5H10O3－戊酮(或2,2－二甲基丙醛或3,3－甲基氧杂环丁烷)O2(3)根据化合物Ⅴ的结构特征，分析预测其可能的化学性质，完成下表。序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a________________________消去反应b______________________________氧化反应(生成有机产物)浓硫酸、加热O2、Cu、加热(4)关于反应⑤的说法不正确的有________(填字母)。A.反应过程中，有C—I和H—O断裂B.反应过程中，有C==O双键和C—O单键形成C.反应物ⅰ中，氧原子采取sp3杂化，并且存在手性碳原子D.CO属于极性分子，分子中存在由p轨道“头碰头”形成的π键CD基于你设计的合成路线，回答下列问题：(a)最后一步反应中，有机反应物为__________________________(写结构简式)。(b)相关步骤涉及烯烃制醇反应，其化学方程式为_________________________________________。(c)从苯出发，第一步的化学方程式为___________________________________(注明反应条件)。CH3CH2OH2.(2022·广东卷)基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物Ⅰ为原料，可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。(1)化合物Ⅰ的分子式为________，其环上的取代基是________(写名称)。(2)已知化合物Ⅱ也能以Ⅱ′的形式存在。根据Ⅱ′的结构特征，分析预测其可能的化学性质，参考①的示例，完成下表。序号结构特征可反应的试剂反应形成的新结构反应类型①—CH==CH—H2—CH2—CH2—加成反应②_______________________________________________________________________氧化反应③__________________________________________________________________________________C5H4O2醛基—CHO新制氢氧化铜(或银氨溶液)—COONa或(—COONH4)—COOH醇R—OH(如：CH3OH、CH3CH2OH等)—COOR酯化反应(或取代反应)(3)化合物Ⅳ能溶于水，其原因是____________________________________。(4)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应，且1molⅣ与1mol化合物a反应得到2molⅤ，则化合物a为________________。Ⅳ中羧基能和水分子间形成氢键CH2==CH22CH3COCH3(6)选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述信息，制备高分子聚合物Ⅷ的单体。写出Ⅷ的单体的合成路线(不用注明反应条件)。考点研析考点1有机推断与有机合成1有机合成设计的基本思路常规的有机合成路线：2.二元合成路线：3.芳香族化合物合成路线：2有机合成中碳骨架的构建1.碳链增长的反应2.碳链缩短的反应3.成环反应3官能团的引入与转化1.官能团的引入(1)引入双键①卤代烃的消去：CH2==CH2↑＋NaBr＋H2OCH2==CH2↑＋H2OCH2==CHCl(2)引入卤素原子①烷烃或苯及其同系物的卤代CH3CH2Cl＋HClCH2==CHCH2Cl＋HCl②不饱和烃与HX、X2的加成：③醇与氢卤酸的取代：(3)引入羟基①烯烃与水的加成：CH3CH2BrCH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH②醛(酮)的加成：③卤代烃的水解：④酯的水解：ROH＋NaXRCOONa＋R′OH(4)引入羧基①醛的氧化：②酯的水解：2CH3COOHCH3COOH＋C2H5OH③烯烃的氧化：④苯的同系物的氧化：RCOOH＋CO2↑2.官能团的消除官能团常用方法双键或三键加成反应、氧化反应羟基消去反应、氧化反应、酯化反应、取代反应醛基还原(或加成)反应、氧化反应酯基水解反应—X水解反应、消去反应3.官能团的保护57苯环上引入基团的方法①卤代：X2、铁屑(或FeX3)②硝化反应：浓硝酸、浓硫酸、加热③磺化反应：浓硫酸、加热④先卤代再水解⑤烃基氧化⑥先硝化再还原[及时巩固]1序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a___________________________________反应b_____________________________________反应c___________________________________反应溴水加成NaOH水溶液、加热水解NaOH醇溶液、加热消去序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a____________________________________________反应b____________________________________________反应溴水、FeBr3取代H2加成序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型c__________________________________________反应d__________________________________________反应e__________________________________________反应浓硫酸、加热消去HBr、加热取代Na置换序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a____________________________________________反应b____________________________________________反应H2加成O2、Cu、加热氧化序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型c_________________

_____________________________________反应d_________________

___________________________________反应乙酸、浓硫酸、加热取代银氨溶液、加热氧化序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a____________________________________________反应b______________________________________________反应c______________________________________________反应乙醇、浓硫酸、加热取代稀硫酸、加热取代取代NaOH溶液、加热序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型a_____________________________________反应b_____________________________________反应Fe、HCl还原KMnO4酸性溶液氧化(2023·广东四校联考)布洛芬在抗击疫情中发挥了重要作用。将布洛芬嫁接到高分子基体E上，可制得一种缓释布洛芬M，合成路线如图：2(1)A能够发生银镜反应，A的名称为____________。布洛芬的官能团名称为____________。(2)C分子中碳原子的杂化类型为____________。(3)下列有关物质的说法正确的有________(填字母)。A.物质B存在顺反异构

B.物质B与物质A互为同系物C.1molB最多可以和2molH2发生加成反应

D.D生成E的反应类型是缩聚反应(4)M在人体中可以水解，缓慢释放出布洛芬。若1molM完全水解，消耗水的物质的量为________mol。丙醛羧基sp2、sp3C2n(5)布洛芬的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式(任写一种)：________________________。(ⅰ)分子中含有苯环；(ⅱ)能与NaHCO3溶液反应放出气体；(ⅲ)分子中只有4种不同化学环境的氢原子。(2023·广州五校开学联考)化合物Ⅰ是一种治疗抑郁症的药物，一种合成路线如下。3回答下列问题：(1)A的名称为_______________，C中官能团有________种。(2)B→C反应的化学方程式为_________________________________________。(3)C→D的反应类型为________________，G的结构简式为_______________。对氟苯甲醛3加成反应(4)M的分子式为C7H6O3，则M的结构简式为______________________，则M的同分异构体中，满足下列条件的有________种。①遇FeCl3溶液发生显色反应；②只含一个环状结构；③1mol该有机物与足量金属钠反应生成1molH2。9(2023·广东六校三模)化合物H是一种医药中间体，H的一种合成路线如图所示：4回答下列问题：(1)有机物D中所含官能团的名称为________________。(2)写出D→E的第二步反应的化学方程式：______________________________________________________；反应类型为______________。醚键、酰胺基＋CH3COONa取代反应(3)有机物C的同分异构体有多种，满足下列条件的有________种。①分子除苯环外不再含其他环；②与FeCl3溶液发生显色反应。其中核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶2的有机物结构简式为_______________________。165(1)化合物B中含氧官能团的名称为________。(2)反应①～⑥中不属于取代反应的有________(填编号)。(3)化合物C转化为D时，对应碳原子杂化方式由________变为________，化合物D～G，在水溶液中溶解度最大的是________________(填结构简式)。(4)化合物H的结构简式为____________________________________________。醚键②③sp3sp2(5)化合物D的芳香族同分异构体中，同时满足以下条件的有________种。①苯环上有2个取代基；②能与NaHCO3溶液反应；③与FeCl3溶液发生显色反应。其中核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶1∶1的结构简式为________________________。15(2023·深圳二模)化合物Ⅷ是合成治疗心衰药物的中间体，该物质的合成路线片段如下(部分反应条件省略)：6(1)化合物Ⅰ的分子式为________，化合物Ⅷ中含氧官能团有________________(写名称)。(2)Ⅱ→Ⅲ涉及两步反应，第一步反应类型为加成反应，第二步的反应类型为____________。(3)Ⅴ→Ⅵ的化学方程式可表示为Ⅴ―→Ⅵ＋HCl，化合物Ⅵ的结构简式为____________________。C9H10O3醚键、酰胺基取代反应(4)化合物Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ中，化合物________(填标号)含有手性碳原子。(5)化合物Y在分子组成上比化合物Ⅶ少两个CH2，同时符合下列条件的Y的同分异构体有_____种，其中核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为__________________________________________________________________(任写一种)。①除苯环外不含其他环结构，且苯环上有两个取代基，其中一个为—NH2；②可使溴的四氯化碳溶液褪色；③可发生水解反应。Ⅶ9

有机合成路线的推断方法例：(2021·佛山一模)化合物M是止吐药阿扎司琼的合成中间体，化合物M的合成路线如图。[分析过程][归纳总结](1)根据分子式与已知的结构简式推出未知物的结构简式。(2)比对所给原料与产物的异同，若不能用课本知识解决，则需在流程图中找相似。(3)根据相似进行逆推，一直逆推到再经过一步反应就可由原料到中间体。(4)若开始含有某种基团，过程中该基团参与反应，产物中又出现该基团，则涉及官能团的保护。(5)若原料中有陌生的试剂则要在流程图中找相同的试剂并分析反应特征。课堂评价1.(2023·茂名一模)木质纤维素代替传统的化石原料用于生产对二甲苯可以缓解日益紧张的能源危机，再利用对二甲苯为起始原料结合CO2生产聚碳酸对二甲苯酯可以实现碳减排，路线如下：回答下列问题：(1)鉴别化合物Ⅰ和化合物Ⅱ的试剂为__________________________________(写一种)。

溴水或银氨溶液(其他答案正确即可)(2)分析化合物Ⅱ的结构，预测反应后形成的新物质，参考①的示例，完成下表。序号变化的官能团的名称可反应的试剂(物质)反应后形成的新物质反应类型①羟基O2氧化反应②________________________________________________________________________________碳碳双键(或醛基)氢气加成反应(其他答案正确即可)(3)已知化合物Ⅴ的核磁共振氢谱有2组峰，且峰面积之比为2∶3，写出化合物Ⅴ的结构简式：________________。(4)化合物Ⅲ的同分异构体中符合下列条件的有________种(不含立体异构)。7(5)写出Ⅶ生成Ⅷ的化学方程式：______________________________________。2.(2023·汕头一模)水杨酸A具有解热镇痛的功效，其可作为医药工业的原料，用水杨酸制备平喘药沙丁胺醇的路线如下(Ac表示—COCH3；Ph表示—C6H5)：(1)化合物B的分子式为______________；E→F的反应类型为______________。(2)化合物D中含有4种官能团，任选2种官能团进行检验(限选试剂：NaOH溶液、稀硝酸、稀硫酸、新制氢氧化铜、饱和溴水、硝酸银溶液、NaHCO3溶液、FeCl3溶液)。官能团名称所选试剂实验现象_________________________________________________________________________________________C9H8O4还原反应(酚)羟基FeCl3溶液混合后溶液变紫色羧基NaHCO3溶液有气泡生成(4)化合物C有多种同分异构体，写出其中2种能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式：__________________、__________________。①能发生水解反应且最多能与4倍物质的量的NaOH反应；②核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为3∶2∶2∶1。高于 M形成分子间氢键，使沸点升高，A形成分子内氢键，使沸点降低练习1有机合成与推断(一)回答下列问题：(3)化合物C与FeCl3溶液发生显色反应，是因为C的结构中存在____________(写官能团的名称)。C9H10O取代反应酚羟基(4)E→F的化学方程式是______________________________________________。(5)乙二酸二乙酯由乙二酸和乙醇反应制得，乙二酸二乙酯的结构简式是________________。M是乙二酸二乙酯的同分异构体，写出两种满足下列条件的M的结构简式：__________________________________。①1molM能与足量NaHCO3反应放出2molCO2；②核磁共振氢谱有3组峰。2.(2023·福州二模)某药物合成中间体F的合成路线如下：回答下列问题：(1)A中的含氧官能团有羟基和____________(填名称)；A→B的反应条件为_______________。(2)B→C的化学方程式为_____________________________________________；该反应的目的是____________________。(3)C→D的反应类型为____________。羧基浓硫酸、加热保护酚羟基取代反应(4)F的芳香族同分异构体中，符合下列条件的有________种。①苯环上有2个取代基；②与NaHCO3溶液反应产生气体；③遇FeCl3溶液发生显色反应。上述同分异构体中，核磁共振氢谱显示5组峰的结构简式为_______________。153.(2023·安庆二模)芬必得是常用的解热镇痛药物，其有效成分布洛芬(F)的一种合成工艺路线如下：回答下列问题：(1)A的化学名称是__________。(2)B→C的反应类型为________________。(3)写出D中含氧官能团的名称：________________，D分子中手性碳原子个数为_______。甲苯取代反应酯基和醚键2(5)化合物E的同分异构体中能同时满足下列条件的有________种。ⅰ)与FeCl3溶液发生显色反应；ⅱ)除苯环外不含其他环状结构且苯环上有4个取代基；ⅲ)核磁共振氢谱显示有6组峰。84.(2023·武汉武昌5月)苯烯莫德是一种小分子药物，因可抑制多种自身免疫性疾病而成为研究热点。其合成路线如下：回答下列问题：(1)苯烯莫德中官能团的名称为__________________。(2)合成路线中碘甲烷的作用是______________。(3)D→E的反应类型为____________。(4)F的结构简式为_________________。(5)B→C为取代反应，则反应的化学方程式为__________________________________________________________________。羟基、碳碳双键保护酚羟基取代反应(6)H是A的同分异构体，满足下列条件的H有________种；其中核磁共振氢谱显示4组峰，峰面积之比为1∶2∶2∶1的结构简式为____________________________(任写一种)。a．能发生银镜反应；b.与FeCl3溶液发生显色反应；c.红外光谱显示无—O—O—结构。12(7)参照上述路线，写出以C2H4、CH3CHO、P(OC2H5)3为原料合成2,4－己二烯的合成路线(其他无机试剂任选)。5.(2023·福州5月)美法仑F是一种抗肿瘤药物，其合成线路如图：(1)F中含氧官能团的名称是__________。(2)A→B的化学方程式为_____________________________________________。(3)设计步骤B→C的目的是__________________。(4)D→E涉及两步反应，已知第二步的反应类型为取代反应，第一步的反应类型为____________。羧基保护氨基还原反应(5)B的同分异构体中，满足苯环上有3个取代基且2个取代基为硝基的有________种(不考虑立体异构)，其中，核磁共振氢谱有4组峰，峰面积之比为6∶2∶1∶1的结构简式为______________________________________(写一种)。12练习2有机合成与推断(二)1.(2023·安徽淮南二模)重要的有机合成中间体W是一种多环化合物，以下为W的一种合成路线(部分反应条件已简化)：回答下列问题：(1)B中官能团的名称为____________________。(2)结合D→E的反应过程说明由B→C这步转化的作用：_______________。(3)E→F的反应类型为_________________。(酮)羰基、碳溴键保护羰基加成反应(4)写出H→I的化学方程式：__________________________________________。(5)写出符合下列条件的I的一种同分异构体的结构简式：________________。ⅰ)遇FeCl3溶液发生显色反应；ⅱ)能发生水解反应，也能发生银镜反应；ⅲ)核磁共振氢谱显示有4组峰。(6)含有2个五元环的多环化合物W的结构简式为________________。(7)维伦是聚乙烯醇缩甲醛纤维(链节中含六元环)的商品名，可用于生成服装、绳索等。请参照上述合成路线完成以下合成路线。2.(2023·马鞍山一模)布洛芬是一种解热镇痛类非甾体抗炎药。以有机物A为原料合成布洛芬的路线如下。回答下列问题：(1)有机物A的名称是________。(2)A→B的反应类型为_____________。(3)有机物C中官能团名称为__________________________。(4)写出C和F生成G的化学方程式：_____________________________________________________________________。甲苯加成反应(酮)羰基、碳氯键(5)布洛芬分子中碳原子的杂化方式为____________。(6)同时满足下列条件的布洛芬的同分异构体有________种。①苯环上有3个取代基，苯环上的一氯代物有2种；②能发生水解反应，且水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应；③能发生银镜反应。sp2、sp343.(2023·韶关一模)氨溴索(G)是β－内酰胺类的抗生素，可以治疗多种细菌感染。一种合成路线如下：(1)A、B和C三种物质中________(填“有”或“无”)易溶于水的物质。D分子中氮原子杂化类型为________。(3)反应③的化学方程式是____________________________________________________________________。(4)反应⑤的反应类型是____________。无sp2羟基、氨基取代反应(5)B的芳香族同分异构体中，满足下列条件的有_____种；其中核磁共振氢谱有4组吸收峰且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为________________________。①能发生银镜反应；②能水解；③1mol该分子最多能与2molNaOH反应。64.(2023·深圳一调)以A和芳香烃E为原料制备除草剂茚草酮中间体(I)的合成路线如下：回答下列问题：(1)A中所含官能团的名称为____________________________。B→C的反应类型为_____________。(2)D中碳原子的杂化轨道类型有________________；其中，电负性最大的元素为____________。(3)写出F→G的化学方程式：__________________________________________________________________。(酮)羰基、氯原子(或碳氯键)消去反应sp2、sp3Cl(或氯)(4)B的同分异构体中，满足下列条件的结构有______种；其中，核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为6∶2∶2∶1的结构简式为________________________。①含有苯环；②与FeCl3溶液发生显色反应；③含有2个甲基，且连在同一个碳原子上。13练习3有机合成与推断(三)1.(2022·广东开学)一种多巴胺(H)封端的聚氨酯材料(L)可用作医用黏合剂，其合成路线如图所示：回答下列问题：(1)化合物B的化学名称是____________。(2)反应Ⅰ的副产物C6H10O为环酮类化合物，且核磁共振氢谱显示峰面积之比为2∶2∶1，该副反应的化学方程式为____________________________。(3)反应Ⅱ中，SnCl4为催化剂，则该反应的反应类型为____________。(4)E易溶于水，原因是____________________________________________。(5)除H外，化合物L的单体是HOOCNH(CH2)6NHCOOH和________________(填结构简式)。环己醇消去反应E分子中的羟基与水分子间能形成分子间氢键HO(CH2)5OH(6)根据化合物G的结构特征，分析预测其可能的化学性质，参考①的示例，完成下表。H2—OHNaOH—ONa2.(2023·湛江期末)某抗癌药物的一种合成路线如下图所示：注：①部分反应条件省略，Ph表示—C6H5回答下列问题：(1)B的分子式为_________，分子中采用sp2杂化的碳原子数目为_____。(2)由A生成C的化学方程式为__________________________________________________________________。(3)F的结构简式为__________________________________________________，在F分子中的手性碳原子上标注“*”。C8H8O27(4)B满足下列条件的同分异构体有________种。①有苯环，且苯环上侧链数目为3个；②与FeCl3溶液发生显色反应；③能发生银镜反应。10【解析】(4)根据要求②可知，同分异构体中含有酚羟基，根据要求③可知，同分异构体中含有醛基，结合要求①可知，同分异构体中还含有一个甲基，则苯环上取代基分别为—OH、—CHO、—CH3，羟基与醛基在苯环上有邻、间、对三种位置关系，对应的甲基的位置分别有4种、4种、2种位置，故符合条件的同分异构体共有10种。3.(2023·广东模拟测试一)化合物H是一种抗过敏药物，其合成路线如图：(1)C中含氧官能团的名称为_________________。⑥的反应类型为__________。(2)下列有关说法正确的是________(填字母)。a.A的名称为丙烯b.反应③的原子利用率为100%c.F能发生氧化反应、取代反应和加成反应d.G易溶于水(3)已知②为取代反应，则②的化学方程式为_________________________________________________。酯基、(酮)羰基消去反应ac(4)写出E的结构简式，并用*标出其中的手性碳原子：________________________________________。(5)芳香族化合物M与H互为同分异构体，写出满足下列条件的H的结构简式：__________________________________________________________________(任写一种)。ⅰ.苯环上有3个取代基；ⅱ.能与FeCl3溶液发生显色反应；ⅲ.核磁共振氢谱确定分子中有12个化学环境相同的氢原子。【解析】(2)由A的键线式可知，A为丙烯，a正确；反应③生成E过程中碳环中碳原子数减小，故原子利用率小于100%，b错误；F能燃烧，能发生氧化反应，分子中含有羰基，能发生加成反应，分子中含有酯基，能发生取代反应，c正确；G中不含亲水基团，不易溶于水，d错误。(5)由H的结构简式可看出，H分子中含有12个碳、3个氧、不饱和度为4，根据要求②可知分子中含有酚羟基，根据要求③可知，分子具有较好的对称性，则除去酚羟基外，还含有2个取代基，除苯环外还含有6个碳，要求分子中有12个化学环境相同的氢原子，则应该具有4个相同的甲基，故应该有2个相同的取代基处于酚羟基的对称位置，由此可写出符合要求的同分异构体结构简式。4.(2023·安徽合肥二模)一种以有机物A为原料合成杀虫剂氯虫苯甲酰胺的路线如图：(2)B的结构简式为____________________。(3)D中含氧官能团的名称是_________________；E分子中含有的手性碳原子个数为________。(4)写出E生成F