第19课有机合成（原卷版）

第19课有机合成1．认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化，掌握官能团的引入和转化的一些技巧，结合已学的有机反应类型来总结归纳，认识有机合成中改变碳骨架的常用方法。2．能建立有机物合成推断的思维模型，明确有机物的结构推测有机物的转化路径，从不同角度对有机化合物的转化关系进行分析和推断，能根据有机化合物的官能团的转化等分析有机合成的合理性。一、有机合成的主要任务1．有机合成的概念及意义（1）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结构和功能的有机化合物的过程。（2）意义：①制备，弥补自然资源的不足；②对天然有机物进行局部的结构，使其性能更加完美；③合成具有的有机物，以满足人类的特殊需要。2．有机合成的任务有机合成的任务包括目标化合物分子和。3．有机合成遵循的原则(1)起始原料要、易得、、低污染。(2)尽量选择步骤的合成路线，使得反应过程中、产率高。(3)符合“”的要求，操作简单、条件温和、能耗低、易实现、原料利用率高、污染少，尽量实现零排放。(4)按照一定的反应顺序和规律官能团，不能臆造不存在的反应事实。在引入官能团的过程中，要注意顺序，以及对先引入的官能团的。4．认识有机合成的一种装置（1）仪器a的名称是，作反应容器；（2）仪器b的名称是，平衡气压，利于漏斗中的液体顺利流下；（3）仪器c的名称是，作用是冷凝回流，利于提高原料的利用率。5.有机合成中碳骨架的构建(1)碳链增长的反应反应；反应；反应；利用题目所给，如卤代烃的取代反应，醛、酮的加成反应……①炔烃、烯烃、醛、酮与HCN：②醛酮的(其中至少一种含有α­H)：③卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、CH3CCNa等的反应：RCl＋NaCNRCN＋NaCl。④聚合反应反应(烯烃、二烯烃、乙炔等)：b．反应：酯化反应类型(如乙二醇与乙二酸反应)、氨基酸缩合类型(如甘氨酸缩合)、甲醛与苯酚(酚醛树脂)。⑤反应：CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O。(2)碳链减短的反应①反应，包括烯烃、炔烃的部分氧化，苯的同系物氧化成苯甲酸等。②反应，主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。如RCOOR′＋H2ORCOOH＋R′—OH。③烷烃发生或反应：C16H34eq\o(→,\s\up7(高温))C8H18＋C8H16；C8H18eq\o(→,\s\up7(高温))C4H10＋C4H8。④反应：R—COONa＋NaOHeq\o(→,\s\up11(CaO),\s\do4(△))R—H＋Na2CO3。⑤利用题目所给信息反应，如烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应……(3)常见由链成环的方法①成环如：HOCH2CH2OH＋H2O②成环如：③成环如：H2NCH2CH2COOH④成环如：HOOCCH2CH2COOH⑤合成如：【易错提醒】(1)通过羟醛缩合增长碳链时,至少一种分子中含有αH才能完成该反应。(2)脱羧反应是制取烃类物质的一种重要的方法,这个过程同时是一个碳链减短的反应过程。（4）常见的开环反应(1)开环(2)开环，如。6．有机合成中官能团的转化(1)官能团的引入【思考与讨论p86】参考答案：(2)官能团的消除①通过反应可以消除或。如：CH2=CH2+H2CH3CH3②通过反应、反应、反应或反应可消除—OH。如：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OCH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O③通过反应或反应可消除—CHO。如：2CH3CHO+O22CH3COOH④通过反应消除酯基、肽键、卤素原子。⑤通过或反应可消除卤原子。(3)官能团的改变①官能团种类变化：利用官能团的衍生关系进行衍变，如卤代烃醇eq\o(,\s\up15([O]),\s\do14(H2))醛eq\o(→,\s\up15([O]))羧酸CH3CH2OHeq\o(→,\s\up15(氧化))CH3CHOeq\o(→,\s\up15(氧化))CH3COOH。②官能团数目变化：通过不同的反应途径增加官能团的，如③官能团位置变化：通过不同的反应，改变官能团的，如CH3CH2CH2OHeq\o(→,\s\up15(消去))CH3CH=CH2eq\o(→,\s\up15(HBr),\s\do14(一定条件))。7．官能团的保护与恢复(1)碳碳双键：在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的反应将其保护起来，待氧化后再利用反应转变为碳碳双键。HOCH2CH=CHCH2OHeq\o(→,\s\up7(HCl))HOCH2CH2CHClCH2OHeq\o(→,\s\up7(KMnO4/H＋))eq\o(→,\s\up11(1NaOH/醇),\s\do4(2酸化))HOOC—CH=CH—COOH。(2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用或保护。(3)醛基：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)保护。①eq\o(→,\s\up11(C2H5OH),\s\do4(HCl))eq\o(→,\s\up7(H＋/H2O))②eq\o(→,\s\up11(HO—CH2CH2—OH),\s\do4(H＋))eq\o(→,\s\up7(H＋/H2O))(4)氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为，然后再转化为氨基。eq\o(→,\s\up7(CH3CO2O))eq\o(→,\s\up11(H2O),\s\do4(H＋或OH－))(5)醇羟基、羧基可以保护。二、有机合成的路线和设计实施1．有机合成过程有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料，通过有机反应链上官能团或一段碳链，得到一个中间体；在此基础上利用中间体上的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成第二个中间体，经过多步反应，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。有机合成过程示意图【思考与讨论p87】参考答案：2．有机合成路线设计思路(1)设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关。(2)其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键。(3)最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择最佳的合成方案。3．有机合成推断方法(1)正合成分析法即从某种原料分子开始，对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团)，对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化)，从而设计出合理的合成路线。如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯，可采用正推法：(2)逆合成分析法即从目标分子着手，分析目标分子的结构，然后由目标分子逆推出原料分子，并进行合成路线的设计。逆合成分析示意图①逆推法合成乙二酸二乙酯②逆推法合成对苯甲酸苯甲酯通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇，继续逆推可得原料分子为甲苯，如图所示：③综合推理法设计有机合成路线时，用正合成分析法不能得到目标产物，而用逆合成分析法也得不到起始原料时，往往结合这两种思维模式，采用从两边向中间“挤压”的方式，使问题得到解决。三、常见的有机合成路线(1)一元合成路线R—CH=CH2eq\o(→,\s\up11(HX),\s\do4(一定条件))卤代烃eq\o(→,\s\up11(NaOH/H2O),\s\do4(△))一元醇→一元醛→一元羧酸→酯(2)二元合成路线CH2=CH2eq\o(→,\s\up11(X2),\s\do4())XCH2—CH2Xeq\o(→,\s\up11(NaOH/H2O),\s\do4(△))二元醇→二元醛→二元羧酸→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(链酯,环酯,高聚酯))(3)芳香化合物合成路线【思考与讨论p90】参考答案；►问题一碳骨架的构建【典例1】已知DielsAlder反应：，现需合成，则所用的反应物可以是A．2甲基1，3丁二烯和2丁炔 B．2，3二甲基1，3丁二烯和丙烯C．2，3二甲基1，3戊二烯和乙烯 D．1，3戊二烯和2丁烯【变式11】以HCHO、化合物M、为原料合成化合物E。【变式12】设计以苯乙醛为原料制备吸湿性高分子材料()的合成路线(无机试剂任选)。►问题二官能团的衍变【典例2】对于如图所示的有机物，要引入羟基(OH)，可采用的方法有①加成

②卤素原子的取代

③还原

④酯基的水解A．只有①② B．只有②③C．只有①③ D．①②③④【变式21】芳香化合物A()在一定条件下可以发生如图所示的转化(其他产物和水已略去)。其中有机物D也可以由丙烯酸经过几步有机反应制得，其中最佳的次序是A．加成、水解、酸化、氧化 B．水解、加成、酸化、氯化C．水解、酸化、加成、氧化 D．加成、氧化、水解、酸化【变式22】聚乳酸()是一种可降解高分子，可通过化合物X()开环聚合得到，设计以乙炔为原料合成X的路线(用流程图表示，无机试剂任选)。►问题三官能团的保护【典例3】化合物F是合成环酯类抗生素药物的一种中间体，其合成路线如下：下列说法错误的是A．A的结构简式为B．C既能发生水解反应，又能发生银镜反应C．E可以发生缩聚反应生成高分子化合物D．步骤①③的目的是保护A中的某官能团【变式31】E是一种食品添加剂中的防腐剂，可经下列反应路线得到(部分反应条件略)。下列说法不正确的是A．A是苯酚的一种同系物，且溶解度小于苯酚B．经反应A→B和C→D的目的是保护官能团酚羟基不被氧化C．与B属于同类有机物的同分异构体有3种(不包含B)D．1molD可以消耗1molNaHCO3【变式32】高分子Y是一种人工合成的多肽，其合成路线如下。下列说法不正确的是A．F中含有2个酰胺基 B．高分子Y水解可得到E和GC．高分子X中存在氢键 D．高分子Y的合成过程中进行了官能团保护►问题四有机合成路线的选择【典例4】对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，已知苯环上的硝基可被还原为氨基：+3Fe+6HCl→3FeCl2+2H2O+，产物苯胺的还原性强，易被氧化，则下列由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤中合理的是A．甲苯XY对氨基苯甲酸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【变式41】以溴乙烷为原料制取1,2二溴乙烷，下列转化方案最好的是A．CH3CH2Br

B．CH3CH2BrCH2BrCH2BrC．CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH3CH2BrCH2BrD．CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br【变式42】已知酸性：，综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素，将转变为的最佳方法是A．与稀共热后，加入足量溶液B．与稀热后，加入足量溶液C．与足量的液共热后，再通入足量D．与足量的溶液共热后，再加入适量1．下列有机合成设计中，所涉及的反应类型有错误的是A．由丙烯合成1，2丙二醇：第一步加成反应，第二步取代反应B．由1溴丁烷合成1，3丁二烯：第一步消去反应，第二步加聚反应C．由乙醇合成乙炔：第一步消去反应，第二步加成反应，第三步消去反应D．由乙烯合成乙二醛：第一步加成反应，第二步取代反应，第三步氧化反应2．由1氯环己烷()制备1，2环己二醇()时，需要经过下列哪几步反应A．加成→消去→取代 B．消去→加成→取代C．取代→消去→加成 D．取代→加成→消去3．聚醋酸乙烯酯难溶于水，可用作白乳胶、塑料薄膜和涂料等，用它可得到聚乙烯醇，聚乙烯醇水溶液可用作医用滴眼液。合成路线如下：已知：RCOOR′+R″OHRCOOR″+R′OH(R′、R″为不同的烃基)下列说法不正确的是A．试剂a是乙酸B．通过增加甲醇用量可提高聚乙烯醇的产率C．由M转化为聚醋酸乙烯酯的过程中发生了取代反应D．由聚醋酸乙烯酯转化为聚乙烯醇过程中还会生成乙酸甲酯4．已知：乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。

可经过三步反应制得

，其中第二步的反应类型是A．水解反应 B．加成反应 C．氧化反应 D．消去反应5．在有机合成中，常需将官能团消除或增加，下列合成路线合理的是A．B．CH3CH2OHCH2=CH2ClCH2CH2ClHOCH2CH2OHC．CH≡CHCH2=CHCNCH2=CHCOOHD．6．我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线如图所示，下列有关说法不正确的是A．过程①发生了加成反应B．可以用加溴水的方法来检验丙烯醛分子中的碳碳双键C．利用相同的原料和原理，也能合成间二甲苯D．对二甲苯的同分异构体中，共线的碳原子最多有6个7．由2溴丙烷为主要原料制取1，2二丙醇CH3CHOHCH2OH时，经过的反应类型为A．取代—消去—加成 B．加成—消去—取代C．消去—加成—取代 D．消去—取代—加成8．以乙醇为原料设计合成乙二醇(

)，请设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。注：合成路线的书写格式参照如图示例流程图：CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH31．在有机合成中，常需将官能团消除或增加，下列合成路线不简洁的是A．乙烯乙二醇：CH2=CH2

B．溴乙烷乙醇：CH3CH2BrCH2=CH2CH3CH2OHC．1溴丁烷1丁炔：CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH=CH2

CH3CH2CCHD．乙烯乙炔：CH2=CH2

CHCH2．下列有机合成设计中，所涉及的反应类型有误的是A．由乙醇制备乙二醇：第一步消去，第二步加成，第三步水解B．由2氯丙烷合成1，2丙二醇，第一步消去，第二步加成，第三步取代C．由1溴丁烷制1，3丁二烯：第一步消去，第二步加成，第三步消去D．由乙醇制乙二酸乙二酯(

)反应：第一步消去，第二步加成，第三步水解，第四步氧化，第五步酯化。3．某同学设计了下列合成路线，你认为不能实现的是A．用乙烯合成乙酸：B．用氯苯合成环己烯：

C．用乙烯合成乙二醇：D．用甲苯合成苯甲醇：4．某药物中间体合成路线如图(部分产物已略去)。下列说法错误的是A．①反应的目