有机合成-2022-2023学年高二化学期中期末复习（人教版2019选择性必修3）

微专题10有机合成

考点1有机合成中官能团的转化

OHCH3CH3

典例］有机物可经过多步反应转变为其各步

IICH2—CH—CH（）CH3—C=CH2,

反应的反应类型是（）

A.加成一消去一脱水B.消去一加成一消去

C.加成一消去一加成D.取代t消去一加成

CH3

浓硫酸IH

---2>

CH2—CH—CHOACH2=C—CHO

I解析I

CH3

I浓硫酸Hr

2—

CH—CH—CHOHCH3

32△

［答案］B

［典例2］叠氮化合物应用广泛，如NaN3可用于汽车安全气囊,PhCHzN.,可用于合成化合物V（见图,

（1）下列说法中不正确的是（填字母）。

A.反应①④属于取代反应

B.化合物I可生成酯，但不能发生氧化反应

c.一定条件下化合物n可能生成化合物I

D.一定条件下化合物n能与氢气反应，反应类型与反应②相同

（2）化合物II发生聚合反应的化学方程式为

__________________________________________________________（不要求写出反应条件）。

(3)反应③的化学方程式为

___________________________________________________________________(要求写出反应条件)。

(4)化合物in与PhCH2N3发生环加成反应生成化合物V,不同条件下环加成反应还可生成化合物V的

同分异构体。该同分异构体的分子式为,结构简式为。

PhCHCH3

I

［解析］(1)反应①：PhCH2cH3一Cl是一H被一Cl所取代，为取代反应；反应④：

NaN3

PhCH2cl---->PhCH2N3,可以看做是一Cl被一N3所取代，为取代反应，A正确；化合物I含有羟基，为醇

类物质，与羟基相连的碳原子上存在一个氢原子，故可以发生氧化反应，B错；化合物H为烯烧，在一定

条件下与水发生加成反应，可能会生成化合物1,C正确；化合物II为烯泾，能与氢气发生加成反应，与

反应②(反应②是烯烧与混加成)的反应类型相同，D正确。(3)反应③是在光照条件下进行的，发生的是取代

光照

反应：PhCH3+Ch---->PhCH2Cl+HCL(4)书写同分异构体要从结构简式出发，注意碳碳双键上苯基位置

PhH

)=(

PhCH2—N”

的变化，即'N」。

［答案］⑴B

ICCH玉

2

——

(2)〃PhCH=CH2—>Ph

光照

(3)PhCH3+Cl2----->PhCH2Cl+HC1

PhH

PhCH2—N/N

(4)CI5H|3N3'N，

［关键能力］

有机合成中官能团的转化

1.官能团引入:

引入方法及举例(化学方程式)

光照

引入卤

①烷嫌与X2的取代反应：CH4+CI2---->CH3C1+HC1；

素原子

②不饱和嫌与HX或X2的加成反应：CH2=CH2+Br2

CHLCH,

1-1-

_>BrBr.

△

③醇与HX的取代反应：CH3CH2OH+HBr------->CH3CH2Br+H2O

催化剂

①烯烽与水的加成反应：CH2=CH2+H20------->CH3cH20H；

催化剂

②醛或酮与用的加成反应：CH3cH0+氏---->CH3CH2OH；

引入

H2O

羟基

③卤代燃的水解反应：CH3CH2Br+NaOH------>CH3cH20H+NaBr；

△

浓硫酸

④酯的水解反应：CH3co0C2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH

△

浓硫酸

①爵的消去反应：CH3cH20H------>CH2=CH2T+H20；

170℃

CH3—CH2

1醇

②卤代嫌的消去反应：Br+NaOH--------->

引入

△

双键

CH2=CH2t+NaBr+H2O;

③快燃的力口成反应：CH三CH+HC1—>CH2=CHC1；

催化剂

④醇的催化氧化反应：2cH3cH2OH+O2------>

△

2CH3CHO+2H2O

浓硫酸

①醛的氧化反应：2cH3cHe)+02------>2CH3COOH；

△

浓硫酸

②酯的水解反应：CH3COOC2H5+H2O

引入

△

竣基

CH3COOH+C2H5OH;

、HKMnO,](H)

③苯的同系物的氧化：[Jr--------------------->

[^jpCOOH

2.官能团的转化：包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。

[0][0]

①官能团种类变化：利用官能团的衍生关系进行衍变，如卤代烽醇醛—>竣酸

H2

氧化氧化

CH3cH20H------>CH3CH0-------->CH3C00H»

②官能团数目变化：通过不同的反应途径增加官能团的个数，如

消去加成水解

CH3cH2（）H->CH==CH——-CH—CH—>

lip（）22+SI2|2

ClCl

HO—CH2—CH2—C)HO

消去

③官能团位置变化：通过不同的反应，改变官能团的位置，如CH3cH2cH20H——>

取代

CH3cHe%—->CH3cHeH3o

HBr

CH3CH=CH2----->BrOH

一定条件

3.从分子中消除官能团的方法：

①经加成反应消除不饱和键。

②经取代、消去、酯化、氧化等反应消除一OH。

③经加成或氧化反应消除一CHO。

④经水解反应消除酯基。

⑤通过消去或水解反应可消除卤原子。

［特别提醒］

1.在解答有机合成题目时，除了分析各物质组成和结构的差异外还要掌握反应的特征条件，而这些特

征条件往往会成为解答有机合成类推断题的突破口。例如，

特征反应反应条件

卤代烧的水解NaOH水溶液并加热

卤代燃的消去NaOH的乙醇溶液并加热

烷烽(或烷煌基)的取代C12、光照

2.碳链的增长与变短

(1)增长：常见的方法有不饱和化合物间的聚合、较酸或醇的酯化、有机物与HCN的反应等。

(2)变短：常见的方法有煌的裂化与裂解、某些煌(如苯的同系物、烯燃)的氧化等。

［提升1］由1,3一丁二烯合成2一氯一1,3一丁二烯的路线如下：

OH

ClOH④

VA工—小）~^9H（）

C1

本合成中各步的反应类型分别为()

A.加成、水解、加成、消去B.取代、水解、取代、消去

C.加成、取代、取代、消去D.取代、取代、加成、氧化

［解析］根据合成路线中各中间产物中官能团的异同，可确定每步转化的反应类型，①为加成反应，②

为水解反应，③为加成反应，④为消去反应。

［答案］A

［提升2］香豆素是一种常用香料，分子式为C9H6。2,分子中除有一个苯环外，还有一个六元环。

香豆素的一种合成路线如下：

一定条件

(反应I)

OH0（）

HO（H+）

旦2CHCO（）H+

（反应II）3

浓硫酸，△，一广()香豆素

BC△,-H2O

C9H"

（反应

（反应III）C9H8（）3IV）'

C9H10（）,

(1)有机物A能够与新制的银氨溶液发生银镜反应；有机物A能跟FeCb溶液反应，使溶液呈特征颜

色。A分子中的含氧官能团的名称是、。

(2)反应I和III的反应类型是、。

(3)有机物A的同分异构体有多种，其中属于芳香族化合物的同分异构体的结构简式是(写出两种即

可)、。

(4)反应II的化学方程式是

(5)香豆素的结构简式是

［答案］(1)醛基酚羟基

(2)加成反应消去反应

(任意两种即可)

OH()()

IIIII

CH—CH2—C—()—C—CH3

H+

+H2()―>CH3cOOH

(4)

OH()

III

考点2有机合成方法的设计

［典例3］⑴从CH2==CH2合成CH3cH20H的可用路径如下：

NaOH溶液

I,CH2=CH2―>CH3CH2Br------->CH3cH20H

△

H2O

II.CH2=CH2------->C2H50H

为提高产率，应选择途径("I”或“II”)。

18()

II

(2)以CH2=CH2和H^O为原料，自选必要的其他无机试剂，合C成Ha—C口—()—口C2。H11R1写出

有关反应的化学反应方程式。

I解析］(1)有机合成中，要想得到较高的产率，合成步骤应尽可能的少。

(2)采用逆合成分析法：

i8()rC2H5()H--CH2=CH2+H2()

||18()18()

CH3—C-()-C2H51IIII

CH3—C—OHY--CH3—C—HY-

18

、CH3cH2—i'OH--CH2=CH2+H2()

［答案M)n

催化剂

（2）CH2=CH2+H2O------->CH3cHzOH,

加热、加压

催化剂

CH2=CH2+HVO--->CH3cH婪OH,

加热、加压

18O

Cu9CH—r——H

2cH3cHFOH+O?------>乙^门31口+2H2O,

△

18()18()

II催化剂II

2cH33——C——H+()2,------△----►2cH33——C——OH

18()

浓H,S()4

CH,—C—OH+C2H50HL一、

△

,8()

II

CH3—c—OC2H5+H2O

［典例4］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。

生叵却乐*CH=CH凿詈砰2t-

---------------------------H+

CH«HCH,随《HCH2BrP^^SfB^6E^CH£HqH，焉0

G(缩聚物)

请完成下列各题：

(1)写出下列反应类型：

反应①,反应④»

(2)写出下列反应条件：

反应③，

反应⑥。

(3)反应②③的目的是o

(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o

［解析］1,3一丁二烯经过反应，①生成A,然后转化成了HO—CH2—CH=CH—CH2—OH,所以反应

①是1,3一丁二烯与卤素的1,4一加成反应。HO—CH?—CH=CH—CH2—OH经过一系列反应生成了E,从

反应条件和组成看，E是HOOC—CH=CH—COOH,由于B―＞C是氧化反应，所以②是加成反应，③是

消去反应，安排这两步反应的目的是防止碳碳双键被氧化。从物质的组成、结构及反应条件看，反应④是

CH2=CHCH3中饱和碳原子上的取代反应，反应⑤是加成反应，反应⑥是取代（水解）反应，

HOCH2cH2cH20H和E到G的反应是以酯化反应形式进行的缩聚反应。

［答案］（1）加成反应取代反应（2）NaOH/醇溶液（或KOH/醇溶液），加热NaOH/水溶液，加热（3）

防止碳碳双键被氧化

一定条件

（4）CH2=CHCH2Br+HBr-----＞CH2Br—CH2—CH2Br（5）HOCH2cHe1CH2cH0（或

OHCCHC1CH2CHO或OHCCHC1CH2coOH,任选一种答案即可）新制氢氧化铜悬浊液（或银氨溶液）

（）（）

IIII

⑹H^OCH2cH2cH2（）—C—CH—CH—C+OH

［关键能力］

有机合成方法选择

1.设计有机合成路线的常规方法

正合成设计有机合成路线时，从确定的某种原料分子入手，逐步经过碳链的连接和官能团

分析法的引入来完成，基本思维模式：原料一＞中间体一＞中间体——目标产物

此法采用逆向思维方法，从目标化合物的组成、结构和性质入手，找出合成所需的

逆合成

直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维模式：目标产物一＞中间体一＞

分析法

中间体……S原料

设计有机合成路线时，用正合成分析法不能得到目标产物，而用逆合成分析法也得

综合

不到起始原料时，往往结合这两种思维模式，采用从两边向中间“挤压”的方式，使

推理法

问题得到解决

2.合成路线的选择

HXNaOH水溶液［OJ［0J

（1）一元合成路线：R-CH=CH2——＞卤代煌——＞一元醇——＞一元醛——＞一元竣酸一＞

△

酯

X2NaOH水溶液[O]

(2)二元合成路线：CH2=CH2-->CH2X—CH2X-->CH2OH—CH2OH-->

△

[O]

OHC—CHO------>HOOC—COOH―>链酯、环酯、聚酯

(3)芳香族化合物合成路线

3.有机合成中官能团的保护方法

(1)有机合成中酚羟基的保护：

由于酚羟基极易被氧化，在有机合成中，如果遇到需要用氧化剂进行氧化时，经常先将酚羟基通过酯

化反应转化为酯，保护起来，待氧化过程完成后，再通过水解反应，将酚羟基恢复。

(2)有机合成中醛基的保护：

OR'

/

R—CH

\,

醛与醇反应生成缩醛：R—CHO+2RUH―>()R'+H2O,生成的缩醛比较稳定，与稀碱和

氧化剂均难反应，但在稀酸中微热，缩醛会水解为原来的醛。

［归纳总结I有机合成遵循的原则

(1)起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。

(2)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，产物的产率越高越好。

(3)合成路线要满足“绿色化学”的要求。最大限度地利用原料中的每一个原子，达到零排放。

(4)有机合成反应要尽量操作简单、条件温和、能耗低、易实现。

(5)尊重客观事实，按一定顺序反应，不能臆造不存在的反应。要综合运用顺推或者逆推的方法导出

最佳的合成路线。

顺推顺推

原料中间产物产品

逆推逆推

［提升1］已知:A完全燃烧只生成CO?和H2O,其蒸气密度是相同状况下氨气密度的43倍,分子中H、

O原子个数比为3：1。它与Na或Na2cCh都能反应产生无色气体。

(1)A中含有的官能团的名称是。

(2)F是A的一种同分异构体，F的核磁共振氢谱图显示分子中有两种不同的氢原子。存在下列转化关

系:

+

„新制CU(OH)2Na()H/AH3O/△十乙二醇

B—回②

写出F的结构简式:

写出反应①的化学方程式:

写出反应③的化学方程式:

［解析］由信息可知A的相对分子质量是86,分子中H、0原子个数比为3：1。且“它与Na或Na2co3

都能反应产生无色气体''可知A中含有峻基，猴基中有两个氧原子，则