1、第四节 有机合成学习目标重点难点1.进一步明确取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应、聚合反应以及酯化反应等发生的条件和发生反应的官能团。2掌握有机合成的途径和条件的合理选择，以及逆合成分析法。【学习重点】1引入各种官能团的方法。2逆合成分析法分析有机物的合成。【学习难点】有机合成的途径和条件的合理选择，以及逆合成分析法。1有机合成的概念有机合成指利用_的原料，通过有机反应，生成具有特定_和_的有机化合物。2有机合成的思路通过有机反应构建_的分子骨架，并引入或转化所需的_。有机合成的过程简单、易得结构功能目标化合物官能团3有机合成过程示意图有机合成路线选择一般有什么要求？【答案】(1
2、)应尽量选择步骤最少的合成路线；(2)原料要廉价、易得、低毒性、低污染；(3)条件要温和，耗能低，易于实现；(4)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。1基本思路逆合成分析法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，得到乙醇和乙二酸，说明目标化合物可由乙醇和乙二酸通过酯化反应得到：(2)羧酸可由醛基氧化得到，醛可由醇催化氧化得到：(3)乙二醇的前一步中间体是1,2-二溴乙烷，1,2-二溴乙烷要通过乙烯的加成反应得到：CH2=CH2CH2BrCH2Br(4)乙醇通过乙烯与水的加成反应得到。根据以上逆合成分析，合成步骤
3、如下：用CH2=CH2两步法制取乙二醇。【答案】(1)CH2=CH2Br2BrCH2CH2Br(2)BrCH2CH2Br2NaOH水HOCH2CH2OH2NaBr有机合成遵循的原则(1)应尽量选择步骤最少的合成路线。为减少合成步骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少，最后产率越高。有机合成过程、分析方法(2)合成路线要符合“绿色环保”的要求。原料要廉价、易得、低毒性、低污染，选择与目标产物结构相似的四个碳以下的单官能团化合物或单取代苯。零排放，零污染。减少步骤，合成反应操作要简单，条件要温和，耗能低，易于实现。(3)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。综合
4、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。(4)综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线：原料 顺推逆推 中间产物 顺推逆推 产品。有机合成中官能团的引入、消除和衍变(1)官能团的引入项目引入方法及举例(化学方程式)引入卤素原子烷烃与X2的取代反应：CH4Cl2光CH3ClHCl不饱和烃与 HX 或 X2 的加成反应：醇与 HX 的取代反应：CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2O项目引入方法及举例(化学方程式)引入羟基烯烃与水的加成反应：CH2=CH2H2O催化剂CH3CH2OH醛或酮与 H2 的加成反应：CH3CHOH2催化剂CH3CH2OH卤代烃的水解反应
5、：CH3CH2BrNaOHH2OCH3CH2OHNaBr酯的水解反应：CH3COOC2H5H2O稀硫酸CH3COOHC2H5OH项目引入方法及举例(化学方程式)引入双键醇的消去反应：CH3CH2OH浓硫酸170 CH2=CH2H2O卤代烃的消去反应：CH2BrCH3NaOH醇CH2=CH2NaBrH2O炔烃的加成反应：HCCHHClCH2=CHCl醇的氧化反应：2CH3CH2OHO2催化剂2CH3CHO2H2O项目引入方法及举例(化学方程式)引入羧基醛的氧化反应：2CH3CHOO2催化剂2CH3COOH酯的水解反应：CH3COOC2H5H2O 稀硫酸CH3COOHC2H5OH苯的同系物的氧化：
6、(2)官能团的消除 通过加成反应消除不饱和键。通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(OH)。通过氧化反应或加成反应消除醛基(CHO)。通过水解反应或消去反应消除卤素原子。(3)官能团之间的衍变利用衍生关系引入官能团，如醇 OH 醛O 酸。通 过 化 学 反 应 增 加 官 能 团，如 C2H5OH 浓硫酸消去CH2=CH2X2加成 NaOH溶液 水解。通过某种手段，改变官能团的位置，如：CH3CH2CH2OHH2O消去CH3CH=CH2H2O加成 。有机合成中碳骨架的构造(1)有机成环反应一种是通过加成反应、聚合反应来实现的，另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子来实现
7、的。如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子等而成环。如：HOCH2CH2CH2COOH浓硫酸 H2O(2)碳链的增长有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式有以下几种：与HCN加 成：RCH=CH2 HCN 加成RCH2CH2CN水解 RCH2CH2COOH加聚或缩聚反应：nCH2=CH2催化剂 CH2CH2 酯 化 反 应：CH3CH2OH CH3COOH 浓硫酸CH3COOCH2CH3H2O(3)碳链的缩短脱羧反应：RCOONaNaOHCaORHNa2CO3氧化反应：RCH=CH2KMnO4HRCOOHCO2 水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解、多糖和双
8、糖的水解。烃的裂化或裂解反应：C16H34高温 C8H18C8H16；C8H18高温 C4H10C4H8 已知与结构相似的醇不能被氧化成对应的醛或羧酸。“智能型”高分子在生物工程中有广泛的应用前景。PMAA 就是一种“智能型”高分子材料，可用于生物制药中大分子和小分子的分离。下面是以物质 A 为起始反应物合成 PMAA 的路线：ACl2BNaOHaqCO2，催化剂DO2，催化剂E 浓硫酸F()在一定条件下PMAA请填写下列空白：(1)A的结构简式为_。(2)写出下列反应的化学方程式：EF：_。FPMAA：_。(3)E在有浓硫酸并加热的条件下，除了生成F外，还可能生成一种分子内有一个六元环的有机
9、物G，G的结构简式为_。【解题指引】解答有机合成题首先要看清楚题目的合成路线图，一定要熟记每种类型的反应条件、官能团的转化等。【解析】由F的结构简式，结合各物质转化的条件可知：COOH由CH2OH氧化而来，双键由醇通过消去反应产生；而醇可由烯烃加成Cl2后再水解而生成，据此思路可顺利作答。【答案】(1)(2)浓硫酸 催化剂(3)卤代烃 RX 与金属 Na 作用，可增长碳链制备高级烷烃，反应如下：RX2NaRXRR2NaX(R、R为烃基可以相同也可以不同)。试以苯、乙炔、Br2、HBr、钠为主要原料通过三步合成苯乙烯，写出反应的化学方程式。【解析】如上图所示，首先对产物的分子在虚线处作切割，经切
10、割原残基又变成苯和乙炔分子的碳架，而它们恰好是题给原料。分析清楚后制定以下合成路线：【答案】CHCHHBrCH2=CHBr解题指引：本题产品与原料间的关系一时难以看出，若采用正向合成，困难较大，故应采用逆向思维。用苯作原料，不能经一步化学反应制得的是()A硝基苯B环己烷 C苯酚 D溴苯【答案】C【解析】苯经取代得卤代苯，卤代苯水解得苯酚，工业上一般用异丙苯生产苯酚。有以下一系列反应，最终产物为草酸。ABr2光BNaOH，醇C Br2，水DNaOH，H2OEO2，催化剂FO2，催化剂HOOCCOOH已知 B 的相对分子质量比 A 的大 79，请推测用字母代表的化合物的结构简式。C 是_，F 是_
11、。【答案】CH2=CH2 OHCCHO(2020 年吉林长白山期中)四苯基乙烯(TPE)及其衍生物具有诱导发光特性，在光电材料等领域应用前景广泛。以下是 TPE 的两条合成路线(部分试剂及反应条件省略)：(1)A 的名称是_；试剂 Y 为_。(2)BC 的反应类型为_；B 中官能团的名称是_，D 中官能团的名称是_。(3)EF 的化学方程式是_。(4)W 是 D 的同分异构体，具有下列结构特征：属于萘()的一元取代物；存在(CH2OH)羟甲基。写出 W所有可能的结构简式：_。(5)下列叙述正确的是_。aB的酸性比苯酚强 bD不能发生还原反应cE含有3种不同化学环境的氢 dTPE既属于芳香烃也属于烯烃【答案】(1)甲苯 高锰酸钾(2)取代反应 羧基 羰基(4)()(其他同分异构体，可改变取代基的位置)(5)ad解析：(1)甲苯被高锰酸钾氧化生成苯甲酸。(2)溴原子取代羟基。(3)卤原子水解生成羟基。(4)由于D的分子式为C13H10O，根据条件推断W的支链中含有碳碳三键和一个羟基。(5)羧基的酸性强于酚羟基，故a正确；羰基可以与H2发生加成，即还原反应，故b错误；E中含有4种不同环境的H，故c错误。点击进入WORD链接点击进入WORD链接
