有機合成的常規(guī)方法與解題思路

1、 07-08學年度第二學期高二化學：有機合成的常規(guī)方法與解題思路（附答案）如何從原料出發(fā)去合成有機物呢？一種是通過對比，找出原料與目標產(chǎn)物的區(qū)別點，區(qū)別點就是變化點，然后從原料出發(fā)去合成目標產(chǎn)物。還可以從目標產(chǎn)物入手。分析若得到此產(chǎn)品，最后一步應是什么反應，這步反應的反應與原料又有什么樣的關系，這樣從后往前將原料與產(chǎn)品聯(lián)系起來。記住合成題的正確解答必須有扎實的有機基礎知識作前提。一、總的解題思路關鍵在于：1. 選擇出合理簡單的合成路線。2. 熟練掌握好各類有機物的組成、結構，性質(zhì)，相互衍變關系以及重要官能團的引入和消去等基礎知識。合成路線的推導，一般有兩種方法：“直推法”和“反推法”，而“反推

2、法”較常用，該方法的思維途徑是：（1）首先確定所要合成的有機物屬于何類型，以及題中所給定的條件與所要合成的有機物之間的關系。（2）以題中要求的最終產(chǎn)物為起點，考慮這一有機物如何從另一有機物甲經(jīng)過一步反應而制得。如果甲不是所給的已知原料，再進一步考慮甲又是如何從另一有機物乙經(jīng)一步反應而制得，一直推導到題目中所給定的原料為終點，同時結合題中給定的信息。（3）在合成某一產(chǎn)物時，可能會產(chǎn)生多種不同的方法和途徑，應當在兼顧原料省、產(chǎn)率高的前提下選擇最合理、最簡單的方法和途徑。二、解題的基本規(guī)律和基本知識1.掌握有機合成路線有機合成往往要經(jīng)過多步反應才能完成，因此確定有機合成的途徑和路線時，就要進行合理選

3、擇。選擇的基本要求是原料價廉，原理正確，路線簡捷，便于操作、條件適宜、易于分離，產(chǎn)率高，成本低。中學常用的合成路線有四條。(1)一元合成路線(官能團衍變)RCHCH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路線(3)芳香化合物合成路線改變官能團的位置2. 官能團的引入引入羥基（OH）方法: 、 、 、 等。引入鹵原子（X）方法: 、 、 、 等。 引入雙鍵方法: 、 、 等。引入醛基（CHO）方法: 、 、 等。引入羧基（COOH）方法: 、 等。3. 官能團的消除通過加成反應消除不飽和鍵。通過消去反應或氧化反應或酯化反應等消除羥基（OH）通過加成反應或氧化反應等消除醛基（CHO）4. 碳鏈

4、的增減增長碳鏈酯化 炔、烯加HCN 聚合 醛醛加成 肽鍵的生成等減少碳鏈酯水解 裂化、裂解 烯催化氧化 肽鍵水解等5. 有機物成環(huán)規(guī)律類型方式例舉酯成環(huán)（ C OO ）二元酸和二元醇的酯化成環(huán)酸醇的酯化成環(huán)醚鍵成環(huán)（ O ）二元醇分子內(nèi)成環(huán)二元醇分子間成環(huán)肽鍵成環(huán)二元酸和二氨基化合物成環(huán)氨基酸成環(huán)6. 有機高分子化合物的合成類型方式例舉加聚反應乙烯型加聚1，3 丁二烯加聚型混合型加聚縮聚反應酚醛樹脂型通過酯鍵形成的縮聚反應通過肽鍵形成的縮聚反應通過醚鍵形成的縮聚反應三、有機合成的題眼1反應條件確定反應類型2從反應類型判斷官能團種類四、常見的合成方法1. 順向合成法:此法要點是采用正向思維方法，

5、其思維程序為“原料中間產(chǎn)物產(chǎn)品”。2. 逆向合成法:此法要點是采用逆向思維方法，其思維程序為“產(chǎn)品中間產(chǎn)物原料”。3. 類比分析法:此法要點是采用綜合思維的方法，其思維程序為“比較題目所給知識原型找出原料與合成物質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系確定中間產(chǎn)物產(chǎn)品”。五、常見題型1. 限定原料合成題本題型的主要特點：依據(jù)主要原料，輔以其他無機試劑，運用基本知識，聯(lián)系生活實驗，設計合理有效的合成路線。例1：某制糖廠以甘蔗為原料制糖，同時得到大量的甘蔗渣，對甘蔗進行綜合利用，不僅可以提高經(jīng)濟效益，而且還能防止環(huán)境污染，現(xiàn)按以下方式進行：已知F、H均是具有香味的液體，F(xiàn)為E的三聚合物，并具有特殊的6元環(huán)狀對稱結構，試填空：

6、（1）A的名稱_；H的名稱_；（2）DE的化學方程式_；（3）GH的化學方程式_；（4）F的結構簡式：_。2.合成路線給定題本題型的主要特點：題目已將原料、反應條件及合成路線給定，并以框架式合成路線示意圖的形式直觀地展現(xiàn)了最初原料與每一步反應主要產(chǎn)物的關系，要求依據(jù)原料和合成路線，在一定信息提示下確定各步主要產(chǎn)物的結構簡式或完成某些步驟反應的化學方程式。例2：根據(jù)下面圖示填空：（1）化合物A含有的官能團是_。（2）B在酸性條件下與Br2反應得到E，E在足量的氫氧化鈉醇溶液作用下轉(zhuǎn)變成F，由E轉(zhuǎn)變成F時發(fā)生兩種反應，其反應類型分別是_。（3）D的結構簡式是_。（4）1molA與2molH2反應生

7、成1molG，其反應方程式是_。（5）與A具有相同官能團的A的同分異構體的結構簡式是_。3.信息給予合成題本題型的主要特點：除給出主要原料和指定合成物質(zhì)外，還給予一定的已知條件和信息。該題型已成為當今高考的熱點。解這一類題應注意三點：一是認真審題，獲取信息；二是結合問題；三是依據(jù)信息，應變創(chuàng)新。例3：環(huán)己烯可以通過丁二烯與乙烯發(fā)生環(huán)化加成反應得到： (也可表示為：+)實驗證明，下列反應中反應物分子的環(huán)外雙鍵比環(huán)內(nèi)雙鍵更容易被氧化：現(xiàn)僅以丁二烯為有機原料，無機試劑任選，按下列途徑合成甲基環(huán)己烷：請按要求填空：（1）A的結構簡式是 ；B的結構簡式是 。（2）寫出下列反應的化學方程式和反應類型：反應

8、 ，反應類型 反應 ，反應類型 。六、有機合成題應注意的事項：每一步的反應都要符合反應規(guī)律或信息提示，不能杜撰；確定反應中官能團及它們互相位置的變化；確定反應先后順序時注意能否發(fā)生其它反應如酯在NaOH溶液中水解時，是否有苯酚生成，把C=C氧化時是否有CHO存在，使用氧化劑時是否存在還原性基團如NH2等；反應條件的正確選擇；題中所給予的信息往往起到承上啟下的關鍵作用，一定要認真分析，信息與反應物、生成物、中間產(chǎn)物的關系，從中得到啟示。七、有機合成專題強化訓練1.以水、空氣、乙烯為原料來制取乙酸乙酯（可以使用催化劑）？2.已知：R苯環(huán)上原有的取代基對新導入的取代基進入苯環(huán)的位置有顯著影響用苯作原

9、料制備一系列化合物的轉(zhuǎn)化關系圖：（1）A轉(zhuǎn)化為B的化學方程式是_。（2）圖中“苯”省略了反應條件，請寫出、物質(zhì)的結構簡式：_，_。（3）B在苯環(huán)上的二氯代物有 種同分異構體。（4）有機物的所有原子 （填“是”或“不是”）在同一平面上。3在金屬鋰和碘化亞銅存在的條件下，鹵代烴間發(fā)生反應生成一種新的烴，如：把下列各步變化中的有機產(chǎn)物的結構簡式填入方框中：4請認真閱讀下列3個反應：如有需要，可以利用試卷中出現(xiàn)過的信息.利用這些反應，按以下步驟可以從某烴A合成一種染料中間體DSD酸。請寫出A、B、C、D的結構簡式。A_B_C_D_5一鹵代烴RX與金屬鈉作用，可增加碳鏈制高級烷，反應如下：2RX+2Na

10、RR+2NaX 試以苯、乙炔、Br2、HBr、鈉主要原料，制取6煤的氣化和液化是使煤變成清潔能源的有效途徑煤氣化的主要反應是：C+H2O(g) CO+H2，CO和H2的混合氣體是合成多種有機物的原料氣下圖是合成某些物質(zhì)的路線其中，D易溶于水，且與CH3COOH互為同分異構體；F分子中的碳原子數(shù)是D的3倍；H經(jīng)催化氧化可得到G請回答下列問題：（1）寫出下列物質(zhì)的結構簡式：A_、H_；指出A和H的關系：_（2）寫出下列反應的化學方程式：CH3COOHEF_；D與新制Cu(OH)2共熱_7.某有機物A在不同條件下反應，分別生成B1C1和B2C2;C1又能分別轉(zhuǎn)化為B1或C2；C2能進一步氧化，反應如

11、下圖所示：其中只有B1，既能使溴水褪色，又能和Na2CO3溶液反應放出CO2。寫出（1）B1、C2分別屬于下列哪一類化合物？一元醇 二元醇 酚 醛 飽和羧酸 不飽和羧酸B1 ；C2 （填入編號）（2）反應類型：X 反應；Y 反應；（3）物質(zhì)的結構簡式：A： ；B2： ；C2： 。8.A是一種可以作為藥物的有機化合物。請從下列反應圖式中各有機化合物的關系（所有無機產(chǎn)物無已略去未寫），推測有機化合物A、B、C、E、F的結構簡式。（代表苯基）9. 有機粘合劑是生產(chǎn)和生活中一類重要的材料。粘合過程一般是液態(tài)的小分子粘合劑經(jīng)化學反應轉(zhuǎn)化為大分子或高分子而固化。（1）“502膠”是一種快干膠，其主要成分為

12、氰基丙烯酸乙酯（）。在空氣中微量水催化下發(fā)生加聚反應，迅速固化而將物粘牢。請寫出“502膠”發(fā)生粘合作用的化學方程式： （2）厭氧膠（）也是一種粘合劑，在空氣中穩(wěn)定，但在隔絕空氣（缺氧）時，分子中雙鍵斷開發(fā)生聚合而固化。工業(yè)上用丙烯酸和某種物質(zhì)在一定條件下反應可制得這種粘合劑。這一制取過程的化學方程式為（3）白乳膠是常用的粘合劑，其主要成分為醋酸乙烯酯（CH3COOCHCH2），它有多種同分異構體，如。已知含有結構的物質(zhì)不能穩(wěn)定存在。請另外任寫四種含CHCH結構的鏈狀同分異構體的結構簡式: （4）已知醇醛反應可以發(fā)生。聚乙烯醇可用做普通膠水，它的羥基可全部與丁醛縮合脫水，得到含六原子環(huán)的強力粘

13、合劑聚乙烯縮丁醛。請寫出制取聚乙烯縮丁醛的化學方程式：102004年是俄國化學家馬科尼可夫（V. V. Markovnikov，18381904）逝世100周年。馬科尼可夫因提出不對稱烯烴的加成規(guī)則（Markovnikov Rule）而著稱于世。已知：CH3CH2BrNaCNCH3CH2CNNaBr CH3CH2CNCH3CH2COOH CH3CH2COOHCH3CHBrCOOH有下列有機物之間的相互轉(zhuǎn)化：回答下列問題：（1）指出下列有機反應的類型： BC ；（2）下出下列有機反應的化學方程式：CD ，EF（F為高分子化合物時） （3）F可以有多種結構。寫出下列情況下F的結構簡式：分子式為C7

14、H12O5 ；分子內(nèi)含有一個七元環(huán) ；（4）上述那一步反應遵循不對稱烯烴的加成規(guī)則 。參考答案1.CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOC2H52.（各2分，共6分）（3）6 （2分） （4）不是 （1分）3. BCH2=CHBr C(CH2=CH)2CuLi FCH2=CH-CH=CH24.5.6.CH3OH CH3CH2CH2CH2 OH 同系物 2CH3COOH+HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O HOCH2CHO+2Cu(OH)2HOCH2COOH+Cu2O+2H2O7.(1) (2)消去 水解 中和(3) 8.A是CH=CHCHO，B是CH2CH2CH2OH，C是CH=CHCOOH，E是CCCOOH，F(xiàn)是CH2CH2COOH。（A2分，其余各空各1分，共6分）9.(1)(2)(3) HOCH2CHCHCHOCH3OCHCHCHO CH3CHCHCOOH CH2C