教育资料人教版高中化学选修五有机化学基础 第三章烃的衍生物第四节有机合成精炼讲义 课后习题学习.docx

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教育资料人教版高中化学选修五有机化学基础第三章烃的衍生物第四节有机合成精炼讲义课后习题学习

第4节

　有机合成

目标导航:

1.明确有机合成所遵循的原则

2.熟悉常见的反应类型；知道常见的官能团之间的转化方法，了解碳原子骨架的增减方法

3.明确什么是正合成分析法和逆合成分析法

4.了解有机合成对人类生产、生活的影响。

一、有机合成的过程

1．有机合成的概念

有机合成指利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定和的有机化合物。

2．有机合成的任务

目标化合物分子骨架的构建和的转化。

3．有机合成的过程

4．官能团的引入或转化方法

（1）引入碳碳双键的方法

（2）引入卤素原子的方法

（3）引入羟基的方法

【议一议】

1．有机物中能够连续被氧化的物质主要有哪些？

2．有机合成中，有哪些方法可实现碳骨架的增减？

3．在有机合成中，怎样消除官能团？

二、逆合成分析法

1．基本思路

可用示意图表示为：

⇒

⇒

2．基本原则

（1）合成路线的各步反应的条件必须比较温和，并具有较高的。

（2）所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。

3．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，得到和，说明目标化合物可由通过酯化反应得到：

（2）羧酸可由醇氧化得到，草酸前一步的中间体应该是乙二醇：

（3）乙二醇的前一步中间体是1,2二氯乙烷，1,2二氯乙烷可通过乙烯的加成反应而得到：

（4）乙醇通过乙烯与水的加成得到：

根据以上分析，合成步骤如下（用化学方程式表示）：

【议一议】

4．有机合成要遵循哪些原则？

三、有机合成过程中常见官能团的引入

1．卤原子的引入方法

（1）烃与卤素单质的取代反应。

例如：

CH3CH3＋Cl2

HCl＋CH3CH2Cl（还有其他的卤代烃）

（还有其他的氯代苯甲烷）

CH2===CH—CH3＋Cl2

CH2===CH—CH2Cl＋HCl

（2）不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应。

例如：

CH2===CHCH3＋Br2――→CH2Br—CHBrCH3

CH2===CHCH3＋HBr――→CH3—CHBrCH3

CH

CH＋HCl

CH2===CHCl

（3）醇与氢卤酸的取代反应。

例如：

R—OH＋HX

R—X＋H2O

2．羟基的引入方法

（1）醇羟基的引入方法

①烯烃水化生成醇。

例如：

CH2===CH2＋H2O

CH3CH2—OH

②卤代烃在强碱性溶液中水解生成醇。

例如：

CH3CH2—Br＋H2O

CH3CH2—OH＋HBr

③醛或酮与氢气加成生成醇。

例如：

CH3CHO＋H2

CH3CH2—OH

④酯水解生成酸和醇。

例如：

CH3COOCH2CH3＋H2O

CH3COOH＋CH3CH2OH

（2）酚羟基的引入方法

①酚钠盐溶液中通入CO2生成苯酚。

例如：

②苯的卤代物水解生成苯酚，例如：

3．双键的引入方法

（1）的引入

①醇的消去反应引入。

例如：

CH3CH2OH

CH2===CH2↑＋H2O

②卤代烃的消去反应引入。

例如：

CH3CH2Br

CH2===CH2↑＋HBr

③炔烃与氢气、卤化氢、卤素单质加成（限制物质的量）可得到。

例如：

CH≡CH＋HCl

CH2===CHCl

（2）的引入，醇的催化氧化。

例如：

2RCH2OH＋O2

2RCHO＋2H2O

2R2CHOHR1＋O2

＋2H2O

4．羧基的引入方法

（1）醛被弱氧化剂氧化成酸。

例如：

CH3CHO＋2Cu（OH）2

CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O

（2）醛被氧气氧化成酸。

例如：

2CH3CHO＋O2

2CH3COOH

（3）酯在酸性条件下水解。

例如：

CH3COOCH2CH3＋H2O

CH3COOH＋CH3CH2OH

（4）含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化。

例如：

【例1】　以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到一种重要的化工产品增塑剂G，如图。

请完成下列各题：

（1）写出反应类型：

反应①________，反应④________；

（2）写出反应条件：

反应③________，反应⑥________；

（3）反应②③的目的是__________________；

（4）写出反应⑤的化学方程式：

___________________；

（5）B被氧化成C的过程中会有中间产物生成，该中间产物可能是__________________（写出一种物质的结构简式），

检验该物质存在的试剂是____________________；

（6）写出G的结构简式____________________。

变式训练1　以乙醇为原料，用下述6种类型的反应：

①氧化；②消去；③加成；④酯化；⑤水解；⑥加聚，

来合成乙二酸乙二酯（

）的正确顺序是（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．①⑤②③④B．①②③④⑤

C．②③⑤①④D．②③⑤①⑥

四、有机合成路线的选择

1．合成路线的选择

（1）一元合成路线：

R—CH===CH2卤代烃

一元醇一元醛一元羧酸→酯。

（2）二元合成路线：

CH2===CH2CH2X—CH2X

CH2OH—CH2OHCHO—CHOHOOC—COOH链酯、环酯、聚酯。

（3）芳香化合物合成路线：

2．有机合成中常见官能团的保护

（1）酚羟基的保护：

因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa（或—OCH3）将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为

—OH。

（2）碳碳双键的保护：

碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。

（3）氨基（—NH2）的保护：

如对硝基甲苯

对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。

防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2（具有还原性）也被氧化。

【例2】　已知：

请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式（不必写出反应条件）。

变式训练2　写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备

的各步反应方程式（必要的无机试剂自选）。

当堂过关

1．下列各化合物中，能发生酯化、还原、加成、消去四种反应的是（　　）

A．CH3—CH===CH—CHO

B．

C．HOCH2—CH2—CH===CH—CHO

D．

2．以溴乙烷为原料制备1,2二溴乙烷，下列方案中最合理的是（　　）

A．CH3CH2Br

CH3CH2OH

CH2===CH2

CH2BrCH2Br

B．CH3CH2Br

CH2BrCH2Br

C．CH3CH2Br

CH2===CH2

CH3CH2Br

CH2BrCH2Br

3．由2溴丙烷为原料制取1,2丙二醇，需要经过的反应为（　　）

A．加成—消去—取代B．消去—加成—取代

C．消去—取代—加成D．取代—消去—加成

4．下列反应不能在有机分子中引入羟基的是（　　）

A．乙酸和乙醇的酯化反应

B．聚酯的水解反应

C．油脂的水解反应

D．烯烃与水的加成反应

5．现有

、溴、浓硫酸和其他无机试剂，请设计出由

的正确合成路线。

分层训练

1．下列说法正确的是（　　）

A．卤代烃的消去反应比水解反应更容易进行

B．在溴乙烷中加入过量NaOH溶液，充分振荡，然后加入几滴AgNO3溶液，出现黄色沉淀

C．消去反应是引入碳碳双键的唯一途径

D．在溴乙烷与NaCN、CH3C≡CNa的反应中，都是其中的有机基团取代溴原子的位置

2．以氯乙烷为原料制取乙二酸（HOOC—COOH）的过程中，要依次经过下列步骤中的（　　）

①与NaOH的水溶液共热　②与NaOH的醇溶液共热

③与浓硫酸共热到170℃　④在催化剂存在情况下与氯气反应　⑤在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热　⑥与新制的Cu（OH）2悬浊液共热

A．①③④②⑥B．①③④②⑤

C．②④①⑤⑥D．②④①⑥⑤

3．已知乙烯醇（CH2===CH—OH）不稳定，可自动转化为乙醛。

乙二醇在一定条件下发生脱水反应，也有类似现象发生，所得产物的结构简式有人写出下列几种，其中不可能的是

①CH2===CH2　②CH3CHO　③

④

　⑤HOCH2CH2—O—CH2CH2OH

A．①B．②③C．③④D．④⑤

4．下列有机物能发生水解反应生成醇的是（　　）

A．CH3CH2BrB．CH2Cl2

C．CHCl3D．C6H5Br

5．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．苯磺酸

6．下列反应中，不可能在有机物中引入羧基的是（　　）

A．卤代烃的水解

B．有机物RCN在酸性条件下水解

C．醛的氧化

D．烯烃的氧化

7．对羟基苯甲酸丁酯（俗称尼泊金丁酯）可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。

以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：

已知以下信息：

①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。

②D可与银氨溶液反应生成银镜。

③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。

回答下列问题：

（1）A的化学名称为________。

（2）由B生成C的化学反应方程式为________________，该反应的类型为________。

（3）D的结构简式为________。

（4）F的分子式为________。

（5）G的结构简式为________。

（6）E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是______________________（写结构简式）。

8．由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E的流程如下：

CH2===CH2

（1）请在方框内填入合适的化合物的结构简式。

（2）写出A水解的化学方程式___________________________。

（3）从有机合成的主要任务角度分析，上述有机合成最突出的特点是_____________________________。

9．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，

，产物苯胺还原性强，易被氧化，则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是（　　）

10．已知

下列物质中，在①O3和②Zn/H2O的作用下能生成

的是（　　）

A．CH3—CH2—CH===CH—CH3

B．CH2===CH2

C．CH2CCH3CH3

D．

11．已知溴乙烷与氰化钠反应后再水解可以得到丙酸：

CH3CH2Br

CH3CH2CN

CH3CH2COOH

产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳链。

请根据以下框图回答问题。

图中F分子中含有8个原子组成的环状结构。

（1）反应①②③中属于取代反应的是________（填反应代号）。

（2）写出结构简式：

E________，F________。

12．石油是一种不可再生能源，石油及其产品不仅是重要的燃料，也是重要的工业原料。

如图无色气体A为石油裂解的产品之一，气体A与相同条件下一氧化碳的密度相同；B是一种人工合成的高分子化合物；C是农作物秸杆的主要成分，利用C可以得到重要的替代能源E。

各有机物相互转化的关系如图所示：

（1）写出D的化学式：

___________________________________________；

F的结构简式：

_______________________________________。

（2）D在酒化酶的作用下可转化为两种等物质的量的E和X，且X为一种常见的气体，该气体是________________________________________。

（3）写出下列反应的化学方程式：

①E＋G→H：

_________________________________________；

新学期教学工作②A→B：

__________________________________________。

13．环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：

歌唱学校热爱班级实验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化：

。

现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环己烷：

丁二烯

请按要求填空：

（1）A的结构简式为________；B的结构简式为_______________________。

（2）写出下列反应的化学方程式和反应类型。

更基础更广泛更深厚的自信反应④_________________________________________，

反应类型________；

教师职业道德的核心反应⑤________________________________，

反应类型________。

14．乙酰水杨酸，又名邻乙酰氧基苯甲酸，是阿司匹林的主要成分。

白色晶体或粉末，略有酸味，易溶于乙醇等有机溶剂，微溶于水，是常用的解热镇痛药。

下面是某化学小组利用逆推法设计乙酰水杨酸合成路线的过程：

梦想的力量教学反思

（1）查阅资料：

欧洲西部教学反思通过查阅资料得知：

以水杨酸为原料合成乙酰水杨酸的反应为：

由苯酚制备水杨酸的途径：

智能文明答案

（2）实际合成路线的设计

教学过程中的建议①观察目标分子——乙酰水杨酸的结构。

乙酰水杨酸分子中有2个典型的官能团，即________、________。

教师评语小学②由目标分子逆推原料分子并设计合成路线。

首先，考虑酯基的引入，由水杨酸与乙酸酐反应制得；然后分头考虑水杨酸和乙酸酐的合成路线。

其中，乙酸酐的合成路线为：

_____________________。

根据信息和以前所学知识，水杨酸可以有以下几种不同的合成路线：

（3）优选水杨酸的合成路线

以上两种合成路线中较合理的为________；理由是____________________。