第四節(jié)有機合成

第四節(jié)有機合成第1頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第2頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第四節(jié)

有機合成第3頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第4頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(1)有機合成的任務(wù)包括目標(biāo)化合物分子骨架的構(gòu)建和官能團的轉(zhuǎn)化。(2)逆合成分析法是設(shè)計復(fù)雜化合物的合成路線時常用的方法。(3)有機合成路線要求各步反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)率高，基礎(chǔ)原料和輔助原料低毒性、低污染、易得而廉價。第5頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第6頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第7頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二[自學(xué)教材·填要點]1．有機合成的概念有機合成指利用簡單、易得的原料，通過有機反應(yīng)，生成具有特定

和

的有機化合物。2．有機合成的任務(wù)通過有機反應(yīng)構(gòu)建目標(biāo)化合物的

，并引入或轉(zhuǎn)化所需的

。結(jié)構(gòu)功能分子骨架官能團第8頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二3．有機合成的過程第9頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二4．官能團的引入(1)引入碳碳雙鍵的方法：①鹵代烴的

，②醇的

，③炔烴的不完全

。(2)引入鹵素原子的方法：①醇(酚)的

，②烯烴(炔烴)的

，③烷烴(苯及苯的同系物)的

。(3)引入羥基的方法：①烯烴與水的

，②鹵代烴的

，③酯的

，④醛的

。消去消去加成取代加成取代加成水解水解還原第10頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第11頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(2)通過不同的反應(yīng)途徑增加官能團的個數(shù)，如第12頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(3)通過不同的反應(yīng)，改變官能團的位置，如第13頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二6．消除官能團的方法(1)經(jīng)加成反應(yīng)消除不飽和鍵。(2)經(jīng)取代、消去、酯化、氧化等反應(yīng)消去—OH。(3)經(jīng)加成或氧化反應(yīng)消除—CHO。(4)經(jīng)水解反應(yīng)消除酯基。第14頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二[師生互動·解疑難]第15頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第16頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第17頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第18頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第19頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(2)通過不同的反應(yīng)途徑增加官能團的個數(shù)，如：第20頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(3)通過不同的反應(yīng)，改變官能團的位置，如：第21頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二3．消除官能團的方法(1)經(jīng)加成反應(yīng)消除不飽和鍵。(2)經(jīng)取代、消去、酯化、氧化等反應(yīng)消去—OH。(3)經(jīng)加成或氧化反應(yīng)消除—CHO。(4)經(jīng)水解反應(yīng)消除酯基。第22頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二1．用乙炔為原料制取CH2Br—CHBrCl，可行的反應(yīng)

途徑 (

)A．先與Cl2加成反應(yīng)后，再與Br2加成反應(yīng)B．先與Cl2加成反應(yīng)后，再與HBr加成反應(yīng)C．先與HCl加成反應(yīng)后，再與HBr加成反應(yīng)D．先與HCl加成反應(yīng)后，再與Br2加成反應(yīng)第23頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二解析：A途徑反應(yīng)后產(chǎn)物為CHBrCl—CHBrCl，不符合題意；B途徑反應(yīng)后產(chǎn)物為CH2Cl—CHBrCl，不符合題意；C途徑反應(yīng)后產(chǎn)物為CH3—CHBrCl或CH2BrCH2Cl，不符合題意；D途徑反應(yīng)后產(chǎn)物為CH2Br—CHBrCl，符合題意。答案：D第24頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第25頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二[自學(xué)教材·填要點]2．逆合成分析法(1)逆合成分析法示意圖：目標(biāo)化合物?中間體?中間體?基礎(chǔ)原料第26頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(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兩個酯基，按酯化反應(yīng)規(guī)律將酯基斷開，得到

和

，說明目標(biāo)化合物可由

通過酯化反應(yīng)得到：草酸兩分子乙醇兩分子的乙醇和草酸第27頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二②羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中間體應(yīng)該是乙二醇：第28頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二③乙二醇的前一步中間體是1,2-二氯乙烷，1,2-二氯乙烷可通過乙烯的加成反應(yīng)而得到：第29頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二④乙醇通過乙烯與水的加成得到：根據(jù)以上分析，合成步驟如下(用化學(xué)方程式表示)：CH3CH2OHCH2Cl—CH2Cl第30頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二CH2OH－CH2OH＋2NaClHOOC—COOHC2H5OOC—COOC2H5＋2H2O第31頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二[師生互動·解疑難]1．有機合成分析法(1)正合成法：此法是采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接或間接的中間產(chǎn)物，逐步推向待合成有機物，其思維程序是：原料―→中間產(chǎn)物―→產(chǎn)品。第32頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(2)逆合成法：此法是采用逆向思維方法，從產(chǎn)品的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手，找出合成所需要的直接或間接的中間產(chǎn)物，逐步推向已知原料，其思維程序是：產(chǎn)品―→中間產(chǎn)物―→原料。(3)綜合比較法：此法是采用綜合思維的方法，將正向和逆向推導(dǎo)出的幾種合成途徑進行比較，從而得到最佳的合成路線。其思維程序是：原料―→中間產(chǎn)物目標(biāo)產(chǎn)物。第33頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二2．有機物合成的基本要求(1)起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。(2)應(yīng)盡量選擇步驟最少的合成路線。步驟越少，產(chǎn)率越高。(3)合成路線要符合“綠色環(huán)?！钡囊蟆?4)有機合成反應(yīng)要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。(5)要按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團，不能臆造不存在的反應(yīng)事實。第34頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二3．常見的有機合成路線(1)一元合成路線：第35頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(2)二元合成路線：第36頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(3)芳香化合物合成路線：第37頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二2．以乙醇為原料，用下述6種類型的反應(yīng)來合成乙二

酸乙二酯(結(jié)構(gòu)簡式為)：①氧化反應(yīng)；

②消去反應(yīng)；③加成反應(yīng)；④酯化反應(yīng)；⑤水解

反應(yīng)；⑥加聚反應(yīng)。其中正確的順序是(

)A．①⑤②③④B．①②③④⑤C．②③⑤①④ D．②③⑤①⑥第38頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二答案：C第39頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第40頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第41頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二[例1]以苯為主要原料，可以通過如下所示途徑制取阿司匹林和冬青油：第42頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二請按要求回答：(1)請寫出有機物的結(jié)構(gòu)簡式：A____________；B____________；C________。(2)寫出變化過程中①、⑥的化學(xué)方程式(注明反應(yīng)條件)：反應(yīng)①_____________________________________；反應(yīng)⑥_____________________________________。第43頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(3)變化過程中的②屬于__________反應(yīng)，⑦屬于________反應(yīng)。(4)物質(zhì)的量相等的冬青油和阿司匹林完全燃燒時消耗氧氣的量，冬青油比阿司匹林__________。第44頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二[解析]本題可采用逆合成分析法進行推理，由B與CH3COOH發(fā)生酯化反應(yīng)生成

，可知B為

，則C為

，從而推出A為

，把冬青油和阿司匹林的分子式均看作CxHyOz，比較二者等物質(zhì)的量完全燃燒時耗氧量的大小，實際上比較x＋－的大小即可。第45頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(3)水解反應(yīng)(取代反應(yīng))酯化反應(yīng)(取代反應(yīng))(4)少第46頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二解答有機合成題的方法(1)一般按照合成流程進行正向合成分析和逆向合成分析。(2)判斷各種物質(zhì)的屬類和結(jié)構(gòu)簡式。(3)判斷物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)類型，遷移應(yīng)用相關(guān)知識，結(jié)合題中信息，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。第47頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二1．已知：第48頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二請運用已學(xué)過的知識和上面給出的信息寫出由乙烯制正丁醇各步反應(yīng)的化學(xué)方程式(不必寫出反應(yīng)條件)。第49頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二解析：根據(jù)題給信息，由乙烯制正丁醇的逆分析過程為：第50頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第51頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二答案：(1)2CH2===CH2＋O2―→2CH3CHO第52頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第53頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二[例2]

BPO是使面粉增白的一種添加劑。分子結(jié)構(gòu)中有兩個苯環(huán)的BPO只含有C、H、O三種元素，其相對分子質(zhì)量不超過250，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為26.45%。BPO可通過下列方法得到(反應(yīng)條件略)：第54頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(1)寫出A的結(jié)構(gòu)簡式____________，反應(yīng)①的反應(yīng)類型為____________。(2)寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式___________________。(3)BPO具有對稱的分子結(jié)構(gòu)且分子中含有過氧鍵(—O—O—)，但不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，試寫出BPO的結(jié)構(gòu)簡式__________________________________________。第55頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二[解析]

由A發(fā)生的反應(yīng)①可知，在A的苯環(huán)上已經(jīng)引入了一個碳原子，所以可推斷苯與一氯甲烷反應(yīng)時生成的是甲苯；反應(yīng)①中甲基上的三個氫原子被氯原子所取代，得到的鹵代烴發(fā)生水解，從所得產(chǎn)物可知其水解時有兩個氯原子被羥基取代，而同一個碳原子上連有兩個羥基不穩(wěn)定，自動脫去一分子水，得到相應(yīng)的酰第56頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二氯。又由題中數(shù)據(jù)“氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為26.45%”和“其相對分子質(zhì)量不超過250”，可得氧原子數(shù)最多有4個，再反算出其相對分子質(zhì)量：如果是4個氧原子，則相對分子質(zhì)量為242；如果是3個氧原子，則相對分子質(zhì)量為181，不合理，應(yīng)舍去(因為分子中含有兩個苯環(huán)，同時有3個氧原子，加起來一定大于181)。所以可得到BPO的結(jié)構(gòu)簡式。第57頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第58頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二(1)本題如何推算BPO的分子式是關(guān)鍵，可以通過相對分子質(zhì)量與氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)討論得到。(2)解有機物的合成題，一般采用逆向思維和正向思維相結(jié)合的方法。先從產(chǎn)物結(jié)構(gòu)入手，分析其含有的官能團，考慮是由什么反應(yīng)制得，結(jié)合上一步反應(yīng)條件進行判斷。即“瞻前顧后”，全盤考慮。第59頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二2．下圖中X是一種具有水果香味的合成香料，A是直鏈

有機物，E與FeCl3溶液作用顯紫色。第60頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二請根據(jù)上述信息回答：(1)H中含氧官能團的名稱是________，B→I的反應(yīng)類型為________。(2)只用一種試劑鑒別D、E、H，該試劑是________。(3)H與J互為同分異構(gòu)體，J在酸性條件下水解有乙酸生成，J的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________________。(4)D和F反應(yīng)生成X的化學(xué)方程式為______________________________________________________________。第61頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二解析：E的分子式為C6H6O且與FeCl3溶液作用顯紫色，由此推出E為

，F(xiàn)為

，由X和F的分子式得到D的分子式是C4H8O2且為酸，由題意知A是直鏈有機物，故B為CH3CH2CH2CH2OH，C為CH3CH2CH2CHO，D為CH3CH2CH2COOH；A既能與銀氨溶液反應(yīng)又能與H2在催化劑Ni和加熱條件下發(fā)生第62頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二加成反應(yīng)，說明除了醛基外還有雙鍵，由此推出H為不飽和酸，J是H的同分異構(gòu)體且能發(fā)生水解生成乙酸，故J的結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOCH===CH2；由B(醇)在濃H2SO4和加熱的條件下生成不飽和烴(I)，此反應(yīng)類型是消去反應(yīng)；溴水與E反應(yīng)生成白色沉淀，與H因發(fā)生加成反應(yīng)而褪色，與D沒有明顯現(xiàn)象，故可用溴水鑒別D、E、H。第63頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二答案：(1)羧基消去反應(yīng)(2)溴水(3)CH3COOCH===CH2第64頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二第65頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二[隨堂基礎(chǔ)鞏固]第66頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二1．鹵代烴能發(fā)生下列反應(yīng)：2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr下列有機物可以合成環(huán)丙烷的是(

)A．CH3CH2CH2Br

B．CH3CHBrCH2BrC．CH2BrCH2CH2BrD．CH3CHBrCH2CH2Br第67頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二解析：根據(jù)信息可知：

與鈉反應(yīng)可生成

答案：C第68頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二2．[雙選題]某有機物能使溴水褪色，也能在一定條件下發(fā)

生水解反應(yīng)生成兩種有機物，還能發(fā)生加聚反應(yīng)生成高

分子化合物，則此有機物中一定有下列基團中的(

)A．—OH B．—CHOC．—CH==CH— D．—COOCH3第69頁，共79頁，2023年，2月20日，星期二解析：該有機物能使溴水褪色，能發(fā)生加聚反應(yīng)，則分子中應(yīng)含有碳碳雙鍵或—C≡C—；又知該物質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)生成兩種有機物，說明該物質(zhì)是酯而不是鹵代烴。所以該有機物