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文档简介
化学选修5期末第三章复习一点通
【本章重点】
1.掌握各类炫的含氧衍生物的结构与性质。
2.掌握各类有机反应的规律(如醇的氧化反应、消去反应、酯化反应等)。
3.掌握有机合成的分析方法。学-科网
【考点归纳】
考点一煌的含氧衍生物结构与性质
类别官能团结构特点主要化学性质
-0H在非苯环碳原子上取代反应:与HX反应、分子间脱水、
醇酯化反应
氧化反应
消去反应
羟基(一0H)酚类中均含苯的结,构一易被空气氧化而变质
酚0H直接连在苯环碳原上具有弱酸性
取代反应
显色反应
醛醛基(一CHO)分子中含有醛基的有机加成反应(与比加成又叫做还原反
物应)
氧化反应:银镜反应、红色沉淀反
应、在一定条件下,被空气氧化
竣酸竣基(一COOH)分子中含有竣基的有机具有酸的通性
物酯化反应
0
酯基,II,水解反应:酯在碱性条件下水解较
(R—C—0—R)
竣酸酯(-C-0-)兀全
II(R为煌基或H原子,R,
0
只能为煌基)
1.醇与酚的比较:羟基和苯环连在一起,一方面,苯环使羟基上的氢原子活化,比乙醇分子中羟基上的氢
原子易电离,结果使苯酚溶液显弱酸性,可以与碱发生中和反应,而乙醇分子显中性,不能与碱发生中和
反应;另一方面,羟基使苯环上羟基邻、对位上的氢原子活化,使苯环上的氢原子易于发生取代反应。
类别脂肪醇芳香醇苯酚
实例CH3cH20HCH2OHCXOH
官能团醇羟基一OH醇羟基一OH酚羟基一0H
—0H与苯环侧链碳原
结构特点—0H与链煌基相连-0H与苯环直接相连
子相连
与钠反应;弱酸性
取代反应;取代反应;
消去反应;显色反应;
主要化学性质
氧化反应;加成反。应;
酯化反应与钠反应;
氧化反应
灼热的铜丝插入醇中,有刺激性气味物质生与FeCL溶液反应显
特性
成(醛或酮)紫色
2.醛和酮的比较
类别醛酮
00
官能团II
—c—H一c—
官能团位置碳链末端碳链中间
C)O
简写形式IIII
R—C-HR—C—R'
通式饱和一元醛:饱和一元酮CM。
同分异构现象相同碳原子数的饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体
3.羟基的活泼性比较
乙酸水乙醇苯酚碳酸
分子结构CH3COOHH—0HC2H50HC2H50HH2c。3
OO
与羟基直接相IIII
0——COH
连的原子或原-HC2H5一
子团
遇石蕊试液变红不变红不变红不变红变浅红
与Na反应反应反应反应反应
与NaOH反应不反应不反应反应反应
与NaHCO3反应水解不反应不反应不反应
与Na2c。3反应水解不反应反应反应
酸性强弱CH3C00H>H2C03>H20>CH3CH20H
4.物理性质的规律
(1)有关密度的规律:一般讲,有机物的密度与分子中相对原子质量大的原子所占质量分数成正比。例如,
烷、烯、焕及苯和苯的同系物等物质的密度均小于水的密度(即P短<1),并且它们的密度均随着分子中
碳原子数的增加和碳元素的质量分数的增大而增大;而一卤代烷、饱和一元醇随分子中碳原子数的增加,
氯元素、氧元素的质量分数降低,密度逐渐减小。
(2)水溶性规律:有机物是否溶于水与组成该有机物的原子团(包括官能团)有密切关系。在有机物分子
OO
常见的官能团中,-0H>—CHO、II-COOH>—SO3H等,皆为亲水基,一R、一NO?、一X、I
——c—、——c—O——
等皆为憎水基。一般来讲,有机物分子中当亲水基占主导地位时,该有机物溶于水;当憎水基占主导地位
时,则难溶于水。由此可推知:烧类均难溶于水,因其分子内不含极性基团;含有一0H、一CH0、一COOH的
各类有机物(如醇、醛、竣酸),其煌基部分碳原子数小于等于3时可溶于水;当活泼金属原子取代有机
物分子中的氢原子后所得的产物可溶于水。如CHsCHQNa、CH3COONa>C6HsONa等。
(3)熔、沸点规律:熔、沸点是物质状态变化的标志,有机物溶、沸点的高低与分子间相互作用、分子的
几何形状等因素有关。结构相似的有机物,相对分子质量越大,分子间力越大,其熔、沸点越高。如链烧
同系物的沸点,随着相对分子质量的增大而升高,状态由气态(分子中碳原子数小于等于4者及新戊烷通
常为气态)到液态,最后变为固态;在同分异构体中,一般支链越多,分子间接触越困难,分子间力越小,
其熔、沸点越低。如沸点:正戊烷>异戊烷〉新戊烷。但熔点有例外,如新戊烷〉正戊烷>异戊烷;分子
的极性越强。,分子间引力越大,故相对分子质量相近的有机物,其分子的极性越强,沸点就越高。如沸点:
CH3cH20H>CH3cHzc1>CH3CH3。
【考点练习】
1.ImolX能与足量碳酸氢钠溶液反应放出44.8LC0K标准状况),则X的分子式是()
A.C5H1OO4B.C4H8。4C.C3H6。4D.C2H2。4
解析:能与碳酸氢钠溶液反应的有机物只有竣酸,那么Imol竣酸能与足量碳酸氢钠溶液反应放出
44.8LC()2(标准状况),说明X含2moi碳原子,故答案只有D含有2moi碳原子。答案:D
2.对下图两种化合物的结构或性质描述正确的是()
H3C^产3产3
CHCH
*
CH3CHO
A.不是同分异构体B.分子中共平面的碳原子数相同
C.均能与澳水反应D.可用红外光谱区分,但不能用核磁共振氢谱区分
解析:两种有机物的分子式均为Cl制,0,但二者的分子结构不同,二者互为同分异构体,A错误。根据
(Xi|.W和的结构特点,可知两种化合物的分子中共平面的碳原子数不相同,B错误。前一种
有机物分子中含有酚羟基,苯环上酚羟基的邻、对位H原子与浸水发生取代反应;后一种有机物分子中含
有'C-Z,可与浸水发生加成反应,C正确。两种有机物的分子结构不同,H原子所处的化学环境也不同,
/、
可以采用核磁共振氢谱进行区分,D错误。答案:C
3.一定量的某有机物溶解于适量的NaOH溶液中,滴入酚酸,溶液呈红色,煮沸5min后,溶液的颜色逐
渐变浅,再加入盐酸显酸性时,沉淀出白色晶体。取少量晶体放入FeCL溶液中,溶液呈紫色。则该有机物
可能是()
OH“'\€H;OHOH励「
C<XXTHj我COUCH1€OC>H'1-COOCK
解析:加入NaOH溶液加热后红色变浅,说明有机物能发生水解,加盐酸显酸性时再加入FeCh溶液显紫色,
说明含有酚羟基。答案:A
4.莽草酸是一种合成治疗禽流感药物达菲的原料,糅酸存在于苹果、生石榴等植物中。下列关于这两种有
机化合物的说法正确的是()
莽草酸糅酸
A.两种酸都能与澳水发生加成反应
B.两种酸与三氯化铁溶液都能发生显色反应
C.糅酸分子与莽草酸分子相比多了两个碳碳双键
D.等物质的量的两种酸与足量的金属钠反应产生氢气的量相同
解析:从两种物质的结构可以看出,莽草酸中含竣基、醇羟基和碳碳双键,鞅酸中含有竣基和酚羟基,所
以A、B、C三项均错误;由于两种物质所含竣基、竣基数目相等,所以D项正确。答案:D
5.香草醛用作化妆品的香精和定香剂,也是食品香料和调味剂,还可做抗癫痫药。香草醛的分子结构如图
所示。下列关于香草醛的说法中不正确的是()
A.该化合物的分子式为C8H6。3
B.遇FeCk溶液会显紫色
C.最多能与4mol压发生加成反应
D.与香草醛有相同官能团且苯环上有三个取代基的香草醛的同分异构体(包括香草醛)有10种
解析:该化合物的分子式为CM6,A选项错误,该物质分子结构中含有酚羟基,遇FeCl,溶液会显紫色,B
选项正确;分子结构中有一CHO和苯环,都可以与氐发生加成反应,C选项正确;当一CHO、-0H处于邻位
时,移动一。一CH,的位置有4种结构,当一CHO与一0H处于间位时,移动一O—CK的位置有4种结构,当一
CHO与一0H处于对位时,移动一O—CH,有2种结构(其中一种为香草醛),故D选项正确。答案:A
6.分子式为C7H160的饱和一元醇的同分异构体有多种,在下列该醇的同分异构体中:
(1)可以发生消去反应,生成两种单烯煌的是;
(2)可以发生催化氧化生成醛的是;
(3)不能发生催化氧化的是;
(4)能被催化氧化为酮的有种;
⑸能使酸性KMnO”溶液褪色的有种。
CHOHCH
I3II3
A.CH3—CH—CH—CH—CH,
c3oH
—
—
r).
C-CII3
c3cH3
CHOH
I3I
C.CH3—C—CH2—CH—CH3
CH3
D.CH3(CH2)5CH2OH
解析:(1)因该醇发生消去反应时,生成两种单烯烧,这表明连有一0H的”碳原子的相邻碳原子上应连有
氢原子,且以一0H所连碳为中心,分子不对称。(2)〜(4)连有一0H的碳上有2个氢原子时可被氧化为醛,
有一个氢原子时可被氧化为酮,不含氢原子时不能发生催化氧化。(5)连有一0H的碳上有氢原子时,可被酸
性KMnO”溶液氧化为竣酸或酮,它们都会使酸性KMnO,溶液褪色。
答案:(DC(2)D(3)B(4)2(5)3
考点二有机反应规律
1.醇的消去反应和催化氧化反应
(1)醇分子中,连有羟基(一0由的碳原子必须有相邻的碳原子且该相邻碳原子上还必须连有氢原子时,才
可发生消去反应而形成不饱和键。表示为:
;HOH
含一个碳原子的醇(如CHQH)无相邻碳原子,所以不能发生消去反应;与羟基(一0H)相连的碳原子的相
邻碳原子上没有氢原子的醇也不能发生消去反应。如
CH3
CH3-C-CH2OH、等均不能发生消去反应。
CH3
⑵判断醇能否被催化氧化,关键在于羟基所连接的碳原子上有无氢原子。其具体规律如下:
①与羟基(一0H)相连的碳原子上有2个氢原子的醇(R—CH20H,伯醇)被氧化成醛。
2R—CH20H+022R—CHO+2H20
Ri
②与羟基(一0H)相连的碳原子上有1个氢原子的醇(I,仲醇)被氧化成酮。
R2—CHOH
Ri0
ICuII
2R2—CHOH+。2二*2Ri—C—R2+2H2O
③与羟基(一OH)相连的碳原子上没有氢原子的醇(对了一OH,叔醇)不能被催化氧化。
R
2.苯酚分子中苯环与羟基的相互影响
(1)在苯酚分子中,苯基影响了羟基上的氢原子,促使它比乙醇分子中羟基上的氢更易电离,使溶液显弱
酸性,电离方程式为「KOH—<,cr+H+,但是苯酚不属于竣酸类物质。在应用苯
酚的酸性时注意以下几点:苯酚具有弱酸性,可以与活泼金属(如Na)发生反应;苯酚的酸性极弱,不能使
酸碱指示剂变色;苯酚的酸性比碳酸弱,但比HCO「的酸性强,因而苯酚能与NazCOs反应生成NaHCOs:
O°H+Na2cO3一^ONa+NaHCO3>由此可知结合H+能力:
cor>O。—>HCOf;向苯酚钠溶液中通入CO2,只生成NaHCOs,不能生成Na/COs,与通入的CO?
的量的多少无关。即<\Z/^ONa+C°2+H2°一
+NaHC03o
(2)苯酚分子中羟基反过来影响了与其相连的苯基上的氢原子,使邻、对位上的氢原子更活泼,比苯上的
氢原子更容易被其他原子或原子团取代,具体体现在以下几方面:
类别苯苯酚
反应物液澳、苯浓滨水、苯酚
反应条件催化剂不需催化剂
被取代的氢原子数1个3个
反应速率慢快
3.醛基的氧化反应
(1)银镜反应
—2%氨水一乙醛
实验操作
2%AgNO-热水;/一银镜
广溶液3呈
00Qb)(c)
向(a)中滴加氨水,现象为先出现白色沉淀后变澄清,加入乙醛,水浴加热
实验现象
一段时间后,试管内壁出现一层光亮的银镜
(a)中:AgNO3+NH3•H20=Ag0H1+NH4N03,AgOH+2NH3•H20=Ag(NH3)2OH
有关方程式+2H20
(c)中:CH3CHO+2Ag(NH3)20H2Ag;+CH3C00NH4+3NH3+H20
试管内壁必须洁净;必须水浴加热(60〜70℃),不可用酒精灯直接加热;
加热时不可振荡和摇动试管;须用新配制的银氨溶液,银氨溶液不能久置,
成功的关键
以免发生危险;乙醛用量不宜太多;实验后银镜可用硝酸浸泡,再用水洗
而除去
⑵与新制Cu(OH)z的反应
-2%CuSO4溶液
实验操作振荡r
J10%NaOH溶液已
(<0(b)(c)
(a)中溶液出现蓝色絮状沉淀,滴入乙醛,加热至沸腾后,(c)中有红色沉
实验现象
淀产生
(a)中:2Na0H+CuS04=Cu(0H)21+Na2S04
有关方程式
A
(c)中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH——►CH3C00Na+Cu20I+3H2O
成功的关键所配制的Cu(OH)2悬浊液呈碱性;加热至沸腾;Cu(0H)2必须为新制的
4.酯化反应
(1)酯化反应的规律:竣酸与醇发生酯化反应时,一般是竣酸分子中的羟基与醇分子中羟基上的氢原子结
合生成水,其余部分结合生成酯,即酸脱羟基醇脱氢。
oo
R—C—OH+H-18ORZR—A—18OR+H2O
(2)酯化。反应的类型
一元醇与一元较酸,浓硫酸,
CH3COOH+c2H2H5+山。
二元较酸与一元醇
COOH浓硫酸COOC2H5
+2C2H5OH<1+2HQ
COOH△COOC2H5
浓硫酸
二元醇与一元竣酸fH20HCH2OOCCH3
+2CH3COOHL4|
CH2OH△CH2OOCCH3
+2H2O
COOHCH;OH浓1t.
二1-HOOC—COOCH:-CHnOH4-H2O
COOHCH2OH△(普逋的)
COOCHo
C(H)H(H.OU/貌.
—1一下.COOCH。+2H」0
二元痰酸与二元醇COOHCH-OH.
(环AS).
1)n
”利J।,
»IHOOC-COOH-IIHOCH2CH2OH—HOtC-C-OC'H:CHj-O^H+(2H-1)H.
11*
(3)酯化反应与酯的水解反应的比较
酯化反应水解反应
818
反应关系CH3COO+C2H50H-^^CH3C00C2H5+H20
催化剂浓硫酸稀硫酸或NaOH
吸收水使平衡右移,提高反应NaOH中和酯水解生成的
催化剂的其他作用
物的转化率CHsCOOH,提高酯的水解率
反应类型取代反应
5.有机反应类型的判断方法
(1)根据物质类别(或官能团)判断有机反应类型:各类有机物都有典型的官能团,都能发生特定的化学反
应。如饱和烧(典型结构C-H)主要发生取代反应,不饱和炫(典型结构C=C)主要发生加成和氧化反应,卤代
煌(典型结构-X)主要发生取代、消去反应,醇类(典型结构-0H)主要发生取代、消去反应和氧化反应,醛类
(典型结构-CH0)主要发生还原反应、氧化反应,竣酸(典型结构-COOH)主要发生酯化反应等。熟练掌握官能
团的特征反应,是正确判断反应类型的前提。
(2)根据反应条件判断有机反应类型:反应条件是判断反应类型的又一“题眼”。若条件是酸性高镒酸钾,
反应多为氧化反应;若条件是浓硫酸/加热,多发生消去或酯化反应;若条件是氢氧化钠水(醇)溶液,多是
卤代煌发生水解(消去)反应;若条件是氯化氢(氢气),多是不饱和键(如碳碳双键、碳碳三键)发生加成反
应等,有些反应类型还可以根据题目“信息”判断。
【考点练习】
L迷迭香酸是从蜂花属植物中提取到的酸性物质,其结构如下图。下列叙述正确的是()
A.迷迭香酸与澳单质只能发生取代反应
B.1mol迷迭香酸最多能和9mol氢气发生加成反应
C.迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应
D.1mol迷迭香酸最多能和含5molNaOH的水溶液完全反应
解析:该有机物结构中含有酚羟基和碳碳双键,能与漠发生取代反应和加成反应,故A项错;1分子迷迭香
酸中含有2个苯环、1个碳碳双键,则1mol迷迭香酸最多能和7mol氢气发生加成反应,B项错;1分子
迷迭香酸中含有4个酚羟基、1个竣基、1个酯基,则1mol迷迭香酸最多有侨口6molNaOH发生反应,D项
错。答案:C
2.乙酸苯甲酯可作茉莉、白兰、月下香等香精的调和香料。它可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。合
成路线如下:
乙醇Cu,AA催化剂,△Bn
CH2a一誉件.CHWOOCHZQ
甲苯"/NaOH/HQJ
下列说法错误的是()
A.反应②③的反应类型为氧化反应、取代反应
B.甲苯的一氯代物有4种
C.有机物C能发生氧化反应、取代反应、消去反应
D.加入过量的有机物B可以提高有机物C的转化率
解析:有机物C为苯甲醇,能发生氧化反应、取代反应,但不能发生消去反应。答案:C
3.洋蓟素是一种新结构类型的抗乙型肝炎病毒和抗艾滋病病毒的化合物,其结构如图所示,有关洋蓟素的
说法正确的是()
A.1mol洋蓟素最多可与6molBn反应B1mol洋蓟素含6mol酚羟基
C.一定条件下能发生酯化反应和消去反应D.1mol洋蓟素最多可与9molNaOH反应
解析:洋蓟素苯环上酚羟基的邻对位氢原子可以被Br?取代,\c:可以与Be发生加成反应,故1mol洋
蓟素最多可与8moiBe反应,A错;1mol洋蓟素含有4moi酚羟基,B错;羟基、竣基可以发生酯化反应,
醇羟基所连碳的邻位碳上有H,则可以发生消去反应,C对;酚羟基、酯基、竣基均可以消耗NaOH,故Imol
洋蓟素可以最多消耗7molNaOH,D错。答案:C
4.食品香精菠萝酯的生产路线(反应条件略去)如下:
OHOCH:COOHOCHjCOOCHzCH-CH:
CIC1LCWH
I(1)(2)
‘氯乙酸“二
条附
下列叙述错误的是()
A.步骤(1)产物中残留的苯酚可用FeCL溶液检验
B.苯酚和菠萝酯均可与KMnO」酸性溶液发生反应
C.苯氧乙酸和菠萝酯均可与NaOH溶液发生反应
D.步骤(2)产物中残留的丙烯醇可用滨水检验
解析:因混合物中只有茶酚一种酚类,故可用FeCl,溶满检睑残留苯酚,A项正确;法酚具有还原性,可被
KMnO,酸性溶液氧化,菠萝酯分子中含有碳碳双键,也可以被KMnO,酸性溶液氧化,B项正确;苯氧乙酸可与
NaOH溶满发生中和反应,菠萝酯可在NaOH溶液中发生水解反应,C项正确;丙烯醇与漠水可发生反应,但
产物菠萝酯也能与漠水反应,故不能用浸水检脸丙烯酉字,D项错误。答案:D
5.乙二酸二乙酯(D)可由石油气裂解得到的烯煌合成。回答下列问题:
D
COUCH,
石催化剂
裂解
油COOCH,
NaOH
气氧化
C3Hse1CH2=CHCH2OH[C
(1)B和A为同系物,B的结构简式为。
(2)反应①的化学方程式为,
其反应类型为。
(3)反应③的反应类型为=
(4)C的结构简式为o
(5)反应②的化学方程式为-
解析:(1)根据流程图分析,A与水反应生成C2H60,则A是乙烯,B和A为同系物,B中含有3个碳原子,B是丙
烯,结构简式为CH2=CHCH3O(2)反应①是乙烯与水发生加成反应生成乙醇,化学方程式为
CH=CH+Ho-7^->CHCH0HO(3)反应③是卤代燃的水解反应,属于取代反应。(4)乙醇与C反应生成乙二酸
222△32
二乙酯,则C是乙二酸,结构简式为HOOC-COOHo(5)反应②是乙醇与乙二酸的酯化反应,化学方程式为
2CH3CH2OH+HOOCCOOH^^->CH3CH2OOCCOOCH2CH3+
2H20O
答案:⑴CH2=CHCH3⑵CHLCHZ+M上的CH3cH20H加成反应⑶取代反应⑷H00C一
△
C00H(5)2CH3CH20H+H00CC00H-^^>CH3CH200CC00CH2CH3+2H20
gCHCMXH20H
催化剂
6.已知某反应为:+H-C—H
COOHCOOH
(N)
(1)1molM完全燃烧需要mol02o
(2)有机物N不能发生的反应为(填字母序号)。
A.氧化反应B.取代反应C.消去反应D.还原反应E.加成反应
(3)M有多种同分异构体,其中能使FeCL溶液显紫色、苯环上只有两个取代基、无环物质的同分异构体有
________种。
20H
⑷物质N与乩反应生成的P(结构简式为。(
)发生缩聚反应产物的结构简式为
COOM
;P物质的钠盐在适当条件下氧化为芳香醛Q,则Q与银氨溶液发生反应的化学方程式为
~ECH—CH3™
(5)有机物I、II、III的转化关系为:1,有机物n的
汤春醺一西ffl(H3-CCH2cH3
结构简式为;A、B可以发生类似①的反应生成有机物I,则该反应的化学方程式为
yz62
解析:(1)M的分子式为C9H6。2,依据QH。耗氧量=x+[—5计算,ImolM耗氧量=9+4—5=9.5mol。(2)
有机物N中含有碳碳三键、苯环、醇羟基、竣基,结合原子团的特征性质分析判断发生的化学反应类型,
因此能发生氧化反应、取代反应、加成反应和还原反应,但是由于醇羟基相邻碳原子上无氢原子不能发生
消去反应。(3)M有多种同分异构体,其中能使FeCL溶液显紫色,说明含有酚羟基,苯环上只有两个取代基、
无环物质,另一个取代基为一(CO)—UCH,存在邻、间、对三种同分异构体,也可以是一OC—CHO,
也存在邻、间、对三种同分异构体,故符合条件的同分异构体有6种。(4)瘦基和醇羟基之间发生缩聚反应,
0
通过酯化反应缩去水形成高分子化合物HQKCH-CHCHZCHH,p物质((0^3—5。31)的
钠盐在适当条件下氧化为芳香醛Q,芳香醛Q和银氨溶液发生氧化反应,出现银镜现象,依据醛基被氧化的
反应原理书写化学方程式。(5)有机物n是加成聚合物的单体,去掉中括号单键变双键得到结构简式为
、可以发生类似①的反应生成有机物I,依据有机物n是有机物I失水得到,
H3CC=CCH=CHCH2CH3.AB
所以有机物II中的碳碳双键是醇羟基消去水反应生成,因此有机物I是由丙烘和正丁醛发生反应生成的,
该反应的化学方程式为:H3cgeH+CH3cHzc"CHO里幽H3C(^CCH(OH)CH2CH2CH30
o
答案:(1)9.5(2)C(3)6(4)ro-BC
CH—CHCHOCH—CHCOONH4
-+-2Ag(NH3)2OH-|-3NH3-|-2Ag,Ir+H2O
COONaCOONa
(5)H3CC^3CH_CHCH2CH3
催化剂
H3CC^CH+CH3cH2cH2cHOH3CC=CCH(OH)CH2CH2CH3
考点三有机合成
1.有机合成:有机合成是指利用简单、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。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。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。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。
(副产物)(副产物)
「_、
篁础辱料)/>(中间舛)Z>(中电体)二二二二;乂目标化合物
辅助原料;辅助原料,辅助原料)
(1)有机合成遵循的原则
_起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染:通常采
用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯
—应尽量选择步骤最少的合成路线:尽量选择与
目标化合物结构相似的原料
合成路线要符合“绿色、环保”的要求:最大限
一度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到
原贝!1,
目标化合物中,达到零排放
—有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、
一易于实现
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:综合运用有机反应中官
能团的衍变规律及有关的提示信息,掌握正确
的思维方法
(2)有机合成的分析方法
分析方法内容
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
正合成分析法间接的中间体,逐步推向待合成有机物,其思维程序:原料一中
间体f产品
采用逆向思维方法,从产品的组成、结构、性质入手,找出合成
逆合成分析法所需要的直接或间接的中间体,逐步推向已知原料,其思维程序:
产品一中间体一原料
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
综合比较法
比较,从而得到最佳合成路线
(3)常见的有机合成路线
①一元合成路线。例如:R—CH=CH/q卤代煌岫°吟目液一元醇」"一元醛」也一元竣酸一酯
②二元合成路线。例如:CH2=CH22^CH2X—"必岫°^^磐液110压(3—CHzOH^LoHC—CHO
理LHOOC—COOH一链酯、环酯、聚酯
③芳香化合物合成路线。例如:
QQN»OHZ\-OH
\/FeQJ\/△\/
GrC%里GpCHgXLG~CH80HGpYHO⑨一痂川
〜1
2.有机合成中常见官能团的引入
<1)引入羟基(-0H):烯燃与水加成,醛(酮)与氢气加成,卤代烧碱性水解,酯的水解等。
CH2=CH2+H2O-Z^CH3CH2—OH
水
CH3cH2—Br+NaOH—「CH3cH2—OH+NaBr
Ni
CH3cHO+Hz^^CH3cH2—OH
OH
CH3coe也+H2dI
CH3CHCH3
,稀硫酸,
CH3COOCH2CH3+40、△2cH3COOH+CH3cH20H
(2)引入卤原子(一X):煌与X2取代;不饱和煌与HX或X2加成;醇与HX取代等。
光照
CH3CH3-FCI2——►HCl+CH3cH2cl
,催化剂
CH2=CHCH3+HBr——>CH3—CHBrCH3
r催化剂
CH三CH+HCl^^CH?=CHC1
△
R—OH+HX——>R—X+H2O
(3)引入双键:某些醇或卤代燃的消去引入C=C;醇的氧化引入C=0等。
浓硫酸',
CH3cH20H而芍CH2=CH2t+H20
NaOH,醇
CH3CH2BrCH2=CH2t+HBr
,r催化剂[
CH=CH+HC1^^CH2=CHC1
,催化剂,
2RCH2OH+02—2RCH0+2H20
催化剂2R—q一°
2R—CHOH—R,+02^-I.+2H20
(4)引入竣基(一COOH):苯环侧链的氧化;醛的氧化;酯的水解等。
CH3CH0+2CU(OH)2+NaOH^-CH3COONa+Cu2O;+3H20
,催化剂
2CH3CH0+022CH3COOH
,稀硫酸,
CH3COOCH2cH3+H2O、△dCLCOOH+CH3cH20H
OCH3<2>COOH
3.有机物官能团的转化
水解
不饱和运
(1)相互取代关系:如卤代煌与醇的关系,R—XR—0H,实际上是卤素原子与羟基的相互取代。
-4HK
(2)氧化还原关系:如醇与醛、酸之间的相互转化,实际上是醇中的一CH2-0H3化一CHO氧化)—COOH
U原
(3)消去加成关系:如CH3CH2OH与浓硫酸共热170℃发生消去反应生成乙烯和水,而乙烯在催化剂、加热、
加压条件下与水发生加成反应生成乙醇,实际上是前者消去羟基和H原子形成新的官能团不饱和键,后者
则是打开不饱和键结合水中的一H和一0H形成具有官能团一OH的醇的过程。
(4)结合重组关系:如醇与竣酸的酯化反应以及酯的水解RC00H+R,一OHt化R—COOR,+乂0,酯化反应
实际上是醇中一OH与竣酸中一COOH相互作用,重新组合生成一C00—和H-OH的过程,而酯的水解实际上
是酯中一C00—和H-OH相互作用,重新组合形成具有官能团一0H的醇和一COOH的竣酸的过程。
4.有机合成三种常用策略
(1)先消去后加成:使官能团转换位置或数目增多一般都采取先消去后加成的方法,可以由醇或卤代煌先
发生消去反应,再与HX、X?或压0发生加成。这是有机合成中一种常用的策略。学=科网
⑵先保护后复原:在进行有机合成时经常会遇到这种情况:欲对某一官能团进行处理,其它官能团可能会
受到“株连”而被破坏。我们可以采用适当的措施将不需转变的官能团暂时先“保护”起来,当另一官能
团已经转变后再将其“复原”。这是有机合成中又一种常用的策略。
⑶先占位后移除:在芳香族化合物的苯环上,往往先引入一个基团,让它占据苯环上一定的位置,反应完
毕后再将该基团除去。这也是有机合成中常用的一种策略。
【考点练习】
1.葛根大豆昔元(F)用于治疗高血压引起的头疼、突发性耳聋等症,其合成路线如下:
ABc
(1)化合物c中的含氧官能团有、(填官能团名称)
(2)已知:C-D为取代反应,其另一产物为出0,写出X的结构简式:
(3)反应E-F的反应类型是
(4)写出同时满足下列条件的B的两种同分异构体的的结构简式:o
I.属于芳香族化合物,分子中有4种不同化学环境的氢;II.能与FeCk溶液发生显色反应;
III.不能发生水解反应,能发生银镜反应。
•(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以CH3cH2。-^^和(CLCO)?。为原料制备药物中间体
CH3cH20<^,HCH20H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:
0H
溶液八灯„
HBrNa-O--H-----HDH3cHQTHT
H2C=CH2—"H3cH?Br△
解析:
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