高中化学选修5导学案-章第1逆合成分析法

1、第2课时逆合成分析法学习目标定位熟知有机合成遵循的基本规律，学会设计合理的有机合成路线和逆合成分 析方法，学会有机合成推断题的解答方法。一有机合成路线的设计.煌和煌的衍生物转化关系如图所示:加成加成(i)将相应的煌或煌的衍生物类别填入空格内。(2)若以CH3CH20H为原料合成乙二酸 HOOC- COOH .则依次发牛的反应类型是消去、加成、水解、氧化、氧化。.某有机物 A由C、H、O三种元素组成，在一定条件下，A、B、C、D、E之间的转化关系如下：CH3CHO+ 2Ag(NH 3)2OHCH3COONH4+2Ag J + 3NH3+H2O已知C的蒸气密度是相同条件下氢气的22倍，并可发生银镜

2、反应。(1)写出下列物质的结构简式：A; B; C。(2)写出下列变化的化学方程式：A_ B: C与银氨溶液反应 ,D f E答案 (1)C 2H50H CH2=CH2 CH3CHO浓硫酸(2)C2H5OHt CH2=CH2 T + H2O 1/U浓硫酸CH3CH2OH + CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O解析 分析题目所给五种物质之间的转化关系：由A-幺C&LD,且C可发生银镜反应，可知C为醛，则A为醇，D为竣酸，E应是酯。再根据题意， C的蒸气密度是相同条件下氢气的22倍，可得Mr(C) = 44,所以C为乙醛。故A为乙醇，B为乙烯，D为乙酸，E为乙酸乙酯。.有机合成路线设计

3、思路面砌目化百物的结构合成目标化合物大量合成设计合成路线 (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。.乙醛有三种工业制法：最早是用粮食发酵制取乙醇，再用乙醇氧化法制乙醛。 催化剂2CH3CH20H +。2-2CH 3CHO + 2H2O后来采用乙快水化法，产率和产品纯度高。Hg

4、2+, H2SO4CH 三CH + H2OCH3CHO现在采用乙烯直接氧化法，产率和产品纯度高。PdCb CuCl22CH2=CH2+O22CH 3CHO请你说说、两种方法被淘汰的原因是什么？答案 第种方法成本高；第种方法生产过程中用到重金属盐(Hg2+盐)，毒性强，故被淘汰。.请设计合理方案:以CH2=CH2为原料，合成0CH C口 nrHCH答案 CH 2=CH 2H205剂 CH 3CH 2OH。2,催化剂。2,催化剂CH3CHOCH3C00HCH3CH20H,浓 H2S04(CHJ：H归纳总结 常见的有机合成路线(1) 一元合成路线: TOC o 1-5 h z HXNaOH 水溶液0

5、0R CH=CH 2 卤代煌 一 一元醇 一元醛 一元竣酸醇、浓H2S04, 小 酯X2Na0H水溶液0(2)二元合成路线：CH2=CH2 CH2X CH2XCH20H- CH 20H 0HC- CH0 -10fH00C- C00H 链酯、环酯、聚酯(3)芳香化合物合成路线:活学活用.以2-氯丁烷为原料合成 2,3-二氯丁烷，某同学设计了下列两种途径：在光照条件下，将 2-氯丁烷直接与氯气发生取代反应。先将2-氯丁烷在Na0H的醇溶液中发生消去反应，再与氯气发生加成反应。你认为哪一种途径更合理？为什么另一种途径不合理？答案 第二种途径更为合理。其原因是在第一种途径中，副反应多，所得产物中除2,

6、3-二氯丁烷外还有其他多种副产品。.丁烯二酸(HOOCCH=CHCOOH)可用于制造不饱和聚酯树脂，也可作食品的酸性调味剂。某同学以ClCH2CH=CHCH 2C1为原料，设计了下列合成路线：CH2 | 2 ClCIHBi-OHOHIkIJr HYPERLINK l bookmark2 o Current Document IOJICHCH.一CHT：H,CHCHII I IOHOHCOOH COOHNa。牌 -+11OOCCH =CHCOOHr二逆合成分析法.正向合成分析法从已知的原料入手，找出合成所需的直接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物，其合成示意图为中间体=目标化合物.逆向合成

7、分析法将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化 合物，而这个中间体又可由更上一步的中间体得到，依次倒推,最后确定最适宜的基础原料 和最终的合成路线。仃标在各麴 日间隔二五础原料.利用“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的过程:逆合成分析思路，思维过程概括如下：Q=C 工 OCHI ：O = C-HOC1H1分析草酸二乙酯：,分子中有2个酯基。r)=c0HI(2)逆推，酯是由酸和醇合成的，则反应物为乙二酸 o-c0H和2倍比例的乙醇 CH3CH2OH。H CH3=CH:五步反应进行合成，写出反应的化学方程式:答案根据以上逆合成分析，可以确定合成草酸二乙

8、酯的有机基础原料为乙烯C1h20CK CH. +2011*II -C】ClCH.CII. ()HOilLOJ HOCCOHII II0 0小催化剂 CH2=CH2+ H2O CH3CH2OHHOCCOH +2CILCHJJHII II320 ()浓硫酸C2 H,0仁一夕一(gH +2HJ)II II-0 0归纳总结逆合成分析法设计有机合成路线的一般程序活学活用3.苯甲酸苯甲酯0IIC0CH,）存在于多种植物香精中，如在水仙花中就含有它，它可用作香料、食品添加剂及一些香料的溶剂，还可用于塑料、涂料的增塑剂。此 外，它在医疗上也有很多应用。对于这样一种有机物，你能用原料库中的原料合成吗？有机物原料

9、库：苯、甲苯、乙烯、丙烯、1,3-丁二烯、2-丁烯等。（无机原料任选）答案KMtiO,CH窄毁CM OH-O浓如.Q- c-och2-Q解析 利用逆合成分析法，首先分析目标分子中含有酯基，为酯类化合物，对于酯类化合物般可采用酸与醇的酯化反应来合成，以此为出发点，依据煌及其衍生物的转化关系，可以 按以下思路由目标分子逆推原料分子:因此以甲苯为原料进行合成苯甲酸苯甲酯，可以确定如下路线: 路线1：KMnOc 门OH- CH -A路线2:CHjoh工 .下列说法不正确的是 （）A.有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物的分子碳架，并引入或转化成所需的 官能团(01COOHo建d chlQ对以上

10、路线进行优选：路线2制备苯甲酸的步骤多，成本高，且使用较多的012,不利于环境保护。路线1由甲苯分别制备苯甲酸和苯甲醇，然后由它们发生酯化反应制备苯甲酸苯甲 酯，是比较合理的合成路线。4 .写出以CH2CICH2CH2CH 20H为原料制备CH卞CH CHI 1 2 / %0-C=0的各步反应方程式（无机试剂自选）:-催化剂答案 2CH 2CICH 2CH 2CH 20H +。2 2CH 2CICH 2CH2CHO + 2H 20催化剂 2CH2CICH 2CH2CHO +。2- 2CH2CICH2CH2COOH. . 水CH 2CICH 2CH 2COOH + NaOHciuCH./ 30-

11、 cr+ H2OHO- CH 2-CH2- CH2 C00H + NaCl浓 H2SO4HOCH 2CH2CH2COOH解析 对比给出的原料与目标产物可知，原料为卤代醇，产品为等碳原子数的环酯，因此,制备过程是醇羟基氧化成竣基，卤素原子再水解成羟基，最后发生酯化反应。当堂检测得和廉价的。.下面是有机合成的三个步骤：对不同的合成路线进行优选；由目标分子逆推原料分子 TOC o 1-5 h z 并设计合成路线；观察目标分子的结构。逆合成分析法正确的顺序为（）A.B.C.D.答案 BOH C 也9H HYPERLINK l bookmark22 o Current Document II I.有机物

12、（叫CH-CH可经过多步反应转变为C% CCH二，其各步反应的反 应类型是（）A,加成一消去一脱水C.加成一消去一加成答案 BB.消去一加成一消去D.取代一消去一加成4.对乙酰氨基酚俗称扑热息痛（Paracetamol）,具有很强的解热镇痛作用，工业上通过下列方法合成（Bi和B2、Ci和C2分别互为同分异构体，无机产物已略去）。请按要求填空:OHCILCOMI（扑热息痛10HFe+HCl CFfCOOlb5.食品香精菠萝酯的生产路线（1）上述反应中，属于取代反应的有 （填序号）。（2）工业上设计反应的目的是 答案（1）（2）保护酚羟基不被硝酸氧化解析（2）酚羟基易被硝酸氧化，为了防止酚羟基被氧

13、化，在合成过程中要对酚羟基进行保护。（反应条件略去）如下:茶酚紫氧乙酸CH. =：HCHiOH工1OCHCOOCH2cH=CH菠萝酯（1）写出上述反应的化学方程式并注明反应类型。（2）聚氧乙酸的某种同分异构体X,已知1 mol X能与2 mol NaOH溶液反应，且 X中含有10H个醛基（一CHO）,写出符合上述条件的 X的一种结构简式:OCII.COOH+ HCl取代反应r J +(：ICH2C(X)H答案(1)、/OCH.COOHOCILCOOCH、CH-C12+ HJ）取代（或酯化）反应OHCIUCHO(2)OH（其他合理答案也可）R6.已知：COJICI、 R i定条件、CHO 口为合

14、成某种液晶材料的中间体Cll2CH2ClhM ,有人提出如下不同的合成途径:ch2ch:ch,H./A阑热、加压CHOCH.OHCH.CILCIhar-QCH-.OH门jl.乙眦玄(C )D(1)常温下，下列物质能与a.苯A发生反应的有(填序号)。c.乙酸乙酯b. Br2/CCl4d. KMnO4/H+溶液(2)M中官能团的名称是，由C-B的反应类型为(3)由A催化加氢生成 M的过程中，可能有中间生成物CH 式:CHO(写结构简式)生成。(4)检3B中是否含有C可选用的试剂是(任写一种名称)。(5)物质B也可由Ci0H13CI与NaOH水溶液共热生成，C10H13CI的结构简式为(6)C的一种

15、同分异构体 E具有如下特点:a.分子中含一OCH2CH3；b.苯环上只有两种化学环境不同的氢原子。写出 E 在定条件下发生加聚反应的化学方程式：答案 (1)bd(2)羟基还原反应(或加成反应)ch?ch2ch2CH. UH(4)银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液)7jHIOCH2CH3OCH2c 出定条件.y (6)(二 二：，H /解析(1)A中含有/、，所以能和Br2/CC4发生加成反应，且能被 KMnOH+溶液氧化;A中含有CHO,可以被KMnO 4/H +溶液氧化为 一COOH。CHjCIhClH(2)由题可知C为 CHU,C-B是由醛转变成醇的过程，即为加成反应或还原反应。c=c(3)A

16、中含有/%和一CHO,都可以和H2发生反应。(4)检验一CHO,选用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液。(6)由C的结构简式可知其不饱和度为5,故E分子中除一OCH2CH3结构外，还应含有/苯环上只有两种化学环境不同的氢原子，可知苯环上的两个取代基在对位。40分钟课时作业基础过关一、逆合成分析法的应用0C0CH.I I 2C0CTL 21 .以乙醇为原料，用下述6种类型的反应来合成乙二酸乙二酯(结构简式为0),正确的顺序是()氧化消去加成酯化水解加聚B.D.A.C.答案 C解析逆向分析法： TOC o 1-5 h z O Z CUHCHOr*l* | n z C-0I1CUOILU .jO/C-0C

17、H:CH； - OHCH.Cl CH.CH5O,U一 1T 一 |CH:-OHCHQ CH2CHi OH再从乙醇开始正向分析反应过程，反应类型依次为消去反应一加成反应一水解反应一氧化反 应一酯化反应。.以氯乙烷为原料制取乙二酸 (HOOG-COOH)的过程中，要依次经过下列步骤中的()与NaOH的水溶液共热 与NaOH的醇溶液共热与浓硫酸共热到170 C 在催化剂存在情况下与氯气反应在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热与新制的Cu(OH)2悬浊液共热A.B.C.D.答案 C解析 采取逆向分析可知，乙二酸 一乙二醛一乙二醇一 1,2-二氯乙烷一乙烯一氯乙烷。然后再逐一分析反应发生的条件，可知C项设

18、计合理。.根据以下合成路线判断煌人为()llrycci.A（烧类）-N&OH溶液八浓H2SO4CIL C-/ 2 20 /CHCH1- 丁烯1,3-丁二烯C.乙快D.乙烯答案 D解析由生成物的结构推知cicii, ch2COH OH , b 为 BrCH.Bi , A 为 CH2=CH 2o、有机合成路线的选择4.请设计合理方案：以 、./为原料，合成解析 利用逆推法合成有机物，从产物入手，根据官能团的转化，推出原料即可。本题可设 计为产物一醛一醇一卤代燃。COOHCH对照起始反应物与目标产物工 ，需要在原料分子中引入 一COOH,而碳骨架没有变化，可逆推需要先制得醛，依次为醇、卤代烧。在原料

19、分子中引入卤原子可以利用 加成反应来完成。6.以乙醇为起始原料可经过不同的途径得到1,2-二澳乙烷，以下三个制备方案，哪一个为最佳方案？浓乩虫),Br/CClq乙醉 (:比TH, 一: I工(2)Fr浓.80.乙蝗611. = CH、光照,产乜Hr Br 。CH CH.I 2 Jr Br ； CH催化剂1ch3答案方案（1）为最佳方案解析 烷烧与澳蒸气发生取代反应时会生成一澳代物和多澳代物，产品的纯度低，故方案（2）、（3）不是最佳方案。7.请认真阅读下列 3个反应:前两步合成路线如下(1)前两步合成路线顺序不能颠倒，你认为可能的原因是什么?(2)写出后续合成路线的两种可能的设计，并对它们进行

20、简要的评价，从中选出合理的合成路 线。答案(1)前两步的顺序不能颠倒，若颠倒即先生成,再与HNO3作用时不会得到所需产品。(2) 后的 两 种 合 成 路 线 为通 HQJLHnNNC1OCH, DSI)aCIOI2由于苯胺易被氧化且 NaClO有强氧化性，而双键加成与一NO 2被还原条件不同，故以第种方案最合理。能力提升三、有机合成推断8 .茉莉花是一首脍炙人口的中国民歌O茉莉花香气的成分有多种，乙酸苯甲酯ch3oocch3)是其中的一种，它可以从茉莉花中提取，也可以乙烯和甲苯为原料进行人工合成。其中一种合成路线如下:CH尸CH上CH/7JLOII 变世 a刎化剂-CH COOH6,息匚也光

21、照 C1NaOH P HQ.小CW-CH C00cH士回答下列问题:(1)A、B的结构简式为(2)写出反应、的化学方程式 (3)上述反应中属于取代反应的有(填写序号);(4)反应答案(1)CH 3CHOCIT.CI(填序号)原子的理论利用率为 100%,符合绿色化学的要求。CuO(2)2CH 3CH2OH + 02-2CH3CHO + 2H2。ch3cooh+ HOCH ICH3COOCII.I +H.()V 2(3)(4)解析(1)A物质应该是乙醇在 CuO的作用下被催化氧化生成的乙醛，B物质是卤素单质光照条件下发生取代反应生成的卤代烧，由在的条件下卤代燃发生的水解反应生jZpCH;Cl成苯

22、甲醇知，B中只有一个卤素原子即 NX; (2)是乙醇的催化氧化，是乙酸与苯甲醇发生的酯化反应；(3)是加成反应，均是氧化反应，是与卤素发生的取代反应，是卤代煌发生的水解反应，也属于取代反应，是酯化反应，属于取代反应；(4)原子利用率若是100%,实际找化合、加成反应类型的即可。9 .已知一个碳原子上连有两个羟基时，易发生下列转化R()I -h2o IIHOCHOHk RCH。请根据下图回答问题:E中含有的官能团的名称是 ；反应的化学方程式为(2)已知B的相对分子质量为162,其完全燃烧的产物中n(CO2): n(H2O)=2 ： 1,则B的分子式为 O(3)F是高分子光阻剂生产中的主要原料，F具有如下特点：能跟 FeCl3溶液发生显色反应;能发生加聚反应；苯环上的一氯代物只有两种，则F在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为。(4)化合物G是F的同分异构体，属于芳香化合物，能发生银镜反应。G有多种结构，写出其中两种苯环上取代基个数不同的同分异构体的结构简式：、答案 (1)竣基 CH3CHO + 2Cu(OH) 2 + NaOHCH3COONa + CU2O J + 3H 2O(2)Ci0H10O2定条件CH- CH 2解析本题的难点是OHA- C+D的转化。A的分子中既有酯基，又有澳原子，所以 A在碱性条件下水解时，除得到醋酸钠外，另一产物因同一个碳原