高二化学课件：34有机合成人教版选修5

1、1.1.结合你现有的知识交流讨论：从起始原料、合成路结合你现有的知识交流讨论：从起始原料、合成路线、操作步骤、环境保护等角度考虑有机合成应遵循线、操作步骤、环境保护等角度考虑有机合成应遵循的原则。的原则。提示：提示：（1 1）起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。）起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。（2 2）应尽量选择步骤最少的合成路线。为减少合成步）应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。步骤骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少，最后产率越

2、高。越少，最后产率越高。（3 3）合成路线要符合）合成路线要符合“绿色、环保绿色、环保”的要求。高效的的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标化合物中，达到零排放。使之结合到目标化合物中，达到零排放。（4 4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。易于实现。2.2.结合学过的有机化学反应，思考讨论在有机物中引结合学过的有机化学反应，思考讨论在有机物中引入羧基的方法有哪些？（举例说明）入羧基的方法有哪些？（举例说明）提示：提示：（1 1）醛被弱氧化剂氧化成酸。

3、例如）醛被弱氧化剂氧化成酸。例如：chch3 3cho+2cu(oh)cho+2cu(oh)2 2+naoh+naoh ch ch3 3coona+cucoona+cu2 2o+3ho+3h2 2o o（2 2）醛被氧气氧化成酸。例如：）醛被氧气氧化成酸。例如：2ch2ch3 3cho+ocho+o2 22ch2ch3 3coohcooh催化剂催化剂（3 3）酯在酸性条件下水解。例如：）酯在酸性条件下水解。例如：chch3 3coochcooch2 2chch3 3+h+h2 2o o ch ch3 3cooh+chcooh+ch3 3chch2 2ohoh（4 4）含侧链的芳香烃被强氧化剂氧

4、化。例如：）含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化。例如：h h+ +3.3.探究：制取一氯乙烷，采取以下两种方法，哪种较探究：制取一氯乙烷，采取以下两种方法，哪种较好？好？乙烷和乙烷和clcl2 2在光照下发生取代反应在光照下发生取代反应 乙烯和乙烯和hclhcl发发生加成反应生加成反应提示：提示：较好。较好。的缺点是：的缺点是：a.a.副产物较多，原子利副产物较多，原子利用率低；用率低；b.clb.cl2 2有毒，对大气污染较有毒，对大气污染较hclhcl严重。严重。4.4.思考：结合官能团的引入或转化方法，分析由乙醇思考：结合官能团的引入或转化方法，分析由乙醇合成乙二醇的路线，并指明每步反应的类型

5、。合成乙二醇的路线，并指明每步反应的类型。提示：提示：【典例【典例1 1】已知溴乙烷跟氰化钠反应后再水解可以得到】已知溴乙烷跟氰化钠反应后再水解可以得到丙酸：丙酸：chch3 3chch2 2brbr ch ch3 3chch2 2cncnchch3 3chch2 2coohcooh产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳链。请根据下图回答问题。链。请根据下图回答问题。nacnnacnh h2 2o of f分子中含有分子中含有8 8个原子组成的环状结构。个原子组成的环状结构。（1 1）反应）反应中属于取代反应的是中属于取代反应的是_ _ （

6、填反应代号）。（填反应代号）。（2 2）写出结构简式）写出结构简式e:_,f:_e:_,f:_。【思路点拨【思路点拨】（1 1）根据题意选准）根据题意选准a a为突破口。为突破口。（2 2）由框图转化结合信息确定）由框图转化结合信息确定a a及其他各物质。及其他各物质。（3 3）依据题目要求分析解答。）依据题目要求分析解答。【自主解答【自主解答】由由a a的分子组成及的分子组成及a a能与溴发生加成反应能与溴发生加成反应可知可知a a为为chch3 3chchchch2 2，与溴反应生成的加成产物，与溴反应生成的加成产物b b为为chch3 3chbrchchbrch2 2brbr，结合所给信

7、息，结合所给信息，b b与与nacnnacn发生取代反应发生取代反应生成生成chch3 3chch（cncn）chch2 2cncn，该物质水解生成，该物质水解生成e e为为chch3 3ch(cooh)chch(cooh)ch2 2cooh,cooh,又知又知b b碱性条件下水解生成碱性条件下水解生成chch3 3chch（ohoh）chch2 2ohoh。e e和和d d发生酯化反应生成发生酯化反应生成f f。答案答案: :（1 1）、 (2)(2)1.1.以煤的干馏产品为原料合成苯甲酸苯甲酯，逆合成以煤的干馏产品为原料合成苯甲酸苯甲酯，逆合成法合成路线如下：法合成路线如下：依据该合成路线

8、，你能设计出几种不同的合成方法，依据该合成路线，你能设计出几种不同的合成方法，请交流讨论，并比较评价哪种方法最好。请交流讨论，并比较评价哪种方法最好。提示：提示：分析比较最佳方案分析比较最佳方案（1 1）路线由甲苯制取苯甲醇和苯甲酸，较合理。）路线由甲苯制取苯甲醇和苯甲酸，较合理。（2 2）、（）、（4 4）路线中制备苯甲酸步骤多、成本高，且）路线中制备苯甲酸步骤多、成本高，且clcl2 2的使用不利于环境保护。的使用不利于环境保护。（3 3）的步骤虽然少，但使用了价格昂贵的催化剂）的步骤虽然少，但使用了价格昂贵的催化剂lialhlialh4 4和要求无水操作，成本高。和要求无水操作，成本高。

9、2.2.合成路线要符合合成路线要符合“绿色、环保绿色、环保”的要求，其主要考的要求，其主要考虑的因素有哪些？虑的因素有哪些？提示：提示：（1 1）有机合成反应中原子经济性；）有机合成反应中原子经济性；（2 2）原料是否绿色化；）原料是否绿色化；（3 3）试剂与催化剂的无公害性。）试剂与催化剂的无公害性。3.3.合成路线的总产率与各分步产率有何关系？合成路线的总产率与各分步产率有何关系？提示：提示：合成路线的总产率等于各分步产率乘积，因此合成路线的总产率等于各分步产率乘积，因此应选择步骤尽量少、副反应产物最少的合成路线。应选择步骤尽量少、副反应产物最少的合成路线。【典例【典例2 2】(2010(

10、2010天津高考天津高考)已知烃基烯基醚：已知烃基烯基醚：rchrchchorchorrchrch2 2cho+rohcho+roh烃基烯基醚烃基烯基醚a a的相对分子质量的相对分子质量(m(mr r) )为为176176，分子中碳氢，分子中碳氢原子数目比为原子数目比为3434。与。与a a相关的反应如下：相关的反应如下：h h2 2o/ho/h+ +请回答下列问题：请回答下列问题：（1 1）a a的分子式为的分子式为_。（2 2）b b的名称是的名称是_；a a的结构简式为的结构简式为_。（3 3）写出）写出cdcd反应的化学方程式：反应的化学方程式：_。（4 4）写出两种同时符合下列条件的

11、）写出两种同时符合下列条件的e e的同分异构体的的同分异构体的结构简式：结构简式：_、_。属于芳香醛；属于芳香醛；苯环上有两种不同环境的氢原子。苯环上有两种不同环境的氢原子。由由e e转化为对甲基苯乙炔（转化为对甲基苯乙炔（ ) )的一条路线如下：的一条路线如下：(5)(5)写出写出g g的结构简式：的结构简式：_。(6)(6)写出写出步反应所加试剂、反应条件和步反应所加试剂、反应条件和步反步反应类型：应类型：【思路点拨【思路点拨】解答本题应注意以下三点：解答本题应注意以下三点：(1)(1)应用逆合成分析法。应用逆合成分析法。(2)(2)充分利用信息。充分利用信息。(3)(3)各种有机物、官能

12、团之间的相互转化。各种有机物、官能团之间的相互转化。【自主解答【自主解答】(2)(2)由由b b可催化氧化成醛和相对分子质量为可催化氧化成醛和相对分子质量为6060可知，可知，b b为正丙醇；由为正丙醇；由b b、e e结合题给信息，逆推可知结合题给信息，逆推可知a a的结构简式为：的结构简式为：(3)cd(3)cd发生的是银镜反应，反应方程式为：发生的是银镜反应，反应方程式为：chch3 3chch2 2cho+2ag(nhcho+2ag(nh3 3) )2 2oh oh h h3 3chch2 2coonhcoonh4 4+2ag+3nh+2ag+3nh3 3+h+h2 2o o。(4)(

13、4)符合苯环上有两种不同环境符合苯环上有两种不同环境h h原子的结构对称程度应原子的结构对称程度应较高，有：较高，有：(5)(6)(5)(6)生成含有碳碳三键的物质，一般应采取卤代烃的生成含有碳碳三键的物质，一般应采取卤代烃的消去反应，故第消去反应，故第步是醛加成为醇，第步是醛加成为醇，第步是醇消去成步是醇消去成烯烃，第烯烃，第步是与步是与brbr2 2加成，第加成，第步是卤代烃的消去。步是卤代烃的消去。答案答案: :(1)c(1)c1212h h1616o (2)o (2)正丙醇或正丙醇或1-1-丙醇丙醇 知识点一：有机合成过程知识点一：有机合成过程1.1.从原料和环境方面的要求看，绿色化学

14、对生产中的从原料和环境方面的要求看，绿色化学对生产中的化学反应提出了一个提高原子利用率的要求，即尽可化学反应提出了一个提高原子利用率的要求，即尽可能不采用那些对产品的化学组成来说没有必要的原料。能不采用那些对产品的化学组成来说没有必要的原料。现有下列现有下列3 3种合成苯酚的反应路线：种合成苯酚的反应路线：其中符合原子节约要求的生产过程是其中符合原子节约要求的生产过程是( )( )a.a.只有只有b.b.只有只有c.c.只有只有d.d.【解析【解析】选选c c。直接氧化，一步反应产率高，而生成直接氧化，一步反应产率高，而生成的副产物的副产物也是重要的化工原料。也是重要的化工原料。2.2.在有机

15、合成中，制得的有机物较纯净并且容易分离，在有机合成中，制得的有机物较纯净并且容易分离，则在工业中往往有实用价值，试判断下列有机反应在工则在工业中往往有实用价值，试判断下列有机反应在工业上有生产价值的是业上有生产价值的是( )( )【解析【解析】选选c c。a a项可能得到项可能得到chch3 3chchchchchch3 3这种副产物；这种副产物；b b项所得的卤代产物有多种，且难于分离；项所得的卤代产物有多种，且难于分离；d d项所得产项所得产物乙酸和乙醇互溶，也难于分离，且反应为可逆反应，物乙酸和乙醇互溶，也难于分离，且反应为可逆反应，产量不高。产量不高。3.3.有机物有机物 可经过多步反

16、应转变为可经过多步反应转变为其各步反应的反应类型是其各步反应的反应类型是( )( )a.a.加成加成消去消去脱水脱水b.b.消去消去加成加成消去消去c.c.加成加成消去消去加成加成d.d.取代取代消去消去加成加成【解析【解析】选选b b。由。由 转变为转变为的合成路线是：的合成路线是： 知识点二：合成分析法知识点二：合成分析法4.4.已知已知chch3 3chch2 2oh+hochoh+hoch2 2chch3 3chch3 3chch2 2ochoch2 2chch3 3+h+h2 2o,o,以乙醇、浓硫酸、溴水、水、以乙醇、浓硫酸、溴水、水、氢氧化钠为主要原料合成氢氧化钠为主要原料合成

17、最简便的最简便的合成路线需要下列反应的顺序是合成路线需要下列反应的顺序是( )( )氧化氧化 还原还原 取代取代 加成加成 消去消去 中和中和水解水解 酯化酯化 加聚加聚a.a. b. b. c. c. d. d.浓硫酸浓硫酸140 140 【解析【解析】选选b b。合成。合成的最简便流程为：的最简便流程为： 即反应的顺序即反应的顺序为为。5.5.由环己烷可制备由环己烷可制备1 1，4-4-环己醇的二醋酸酯。下面是有环己醇的二醋酸酯。下面是有关的关的8 8步反应（其中所有无机产物都已略去）；步反应（其中所有无机产物都已略去）；其中有其中有3 3步属于取代反应、步属于取代反应、2 2步属于消去反

18、应、步属于消去反应、3 3步属于步属于加成反应。反应加成反应。反应_、_和属于取代反应。反和属于取代反应。反应应_是羟基的引入，反应是羟基的引入，反应_和和_是消去反是消去反应。化合物的结构简式是：应。化合物的结构简式是：b._b._、c._c._。反应。反应所用试剂和条件是所用试剂和条件是_。【解析【解析】本题是通过官能团的引入、转化、消除等合成有本题是通过官能团的引入、转化、消除等合成有机物。该题的目标是合成机物。该题的目标是合成1 1，4-4-环己醇的二醋酸酯，通过正环己醇的二醋酸酯，通过正向合成，可以逐步推出各步未知的中间产物及反应类型。向合成，可以逐步推出各步未知的中间产物及反应类型

19、。答案：答案： naohnaoh醇溶液、加热醇溶液、加热一、选择题一、选择题( (本题包括本题包括4 4小题，每小题小题，每小题3 3分，共分，共1212分分) )1.1.用乙炔为原料制取用乙炔为原料制取chclbrchclbrchch2 2br,br,下列方法中最可下列方法中最可行的是行的是( )( )a.a.先与先与hbrhbr加成后再与加成后再与hclhcl加成加成b.b.先与先与h h2 2完全加成后再与完全加成后再与clcl2 2、brbr2 2取代取代c.c.先与先与hclhcl加成后再与加成后再与brbr2 2加成加成d.d.先与先与clcl2 2加成后再与加成后再与hbrhbr

20、加成加成【解析【解析】选选c c。分子中要引入两个溴原子、一个氯原子，。分子中要引入两个溴原子、一个氯原子，最好采用加成的方法而不宜采用取代的方法。因为利最好采用加成的方法而不宜采用取代的方法。因为利用加成反应产生的副产物少。用加成反应产生的副产物少。2.(20102.(2010十堰高二检测十堰高二检测) )下列有机反应类型：下列有机反应类型：酯化酯化反应反应 取代反应取代反应 消去反应消去反应 水解反应水解反应 加加成反应，能够在有机物分子中引入羟基官能团的有：成反应，能够在有机物分子中引入羟基官能团的有：( )( )a ab.b.c.c.d.d.【解析【解析】选选d d。卤代烃的水解反应得

21、到醇。卤代烃的水解反应得到醇( (取代反应取代反应) )；酯的水解反应得到醇；烯烃与水的加成得到醇。故选酯的水解反应得到醇；烯烃与水的加成得到醇。故选d d。3.3.以溴乙烷为原料制备以溴乙烷为原料制备1 1，2-2-二溴乙烷，下列方案中最二溴乙烷，下列方案中最合理的是合理的是( )( )a.cha.ch3 3chch2 2brbrchch3 3chch2 2ohohchch2 2chch2 2 chch2 2brchbrch2 2brbrb.chb.ch3 3chch2 2brbrchch2 2brchbrch2 2brbrc.chc.ch3 3chch2 2brbrchch2 2chch2

22、 2 chch2 2brchbrch3 3chch2 2brchbrch2 2brbrd.chd.ch3 3chch2 2brbrchch2 2chch2 2 ch ch2 2brchbrch2 2brbrnaohnaoh水水浓硫酸浓硫酸170 170 brbr2 2brbr2 2醇醇naohnaohhbrhbrbrbr2 2醇醇naohnaohbrbr2 2【解析【解析】选选d d。b b、c c过程中都应用了取代反应，难以得过程中都应用了取代反应，难以得到单一的取代产物；而到单一的取代产物；而a a设计过程的前两步可以合并成设计过程的前两步可以合并成一步，即一步，即chch3 3chch2

23、 2brbr在在naohnaoh醇溶液中发生消去反应制乙醇溶液中发生消去反应制乙烯，所以烯，所以a a过程过于复杂。过程过于复杂。4.4.已知苯甲酸的酸性比碳酸强，苯酚的酸性比碳酸已知苯甲酸的酸性比碳酸强，苯酚的酸性比碳酸弱，将弱，将转化为转化为的方法是的方法是( )( )与足量的与足量的naohnaoh溶液共热，再通入溶液共热，再通入coco2 2 与稀硫酸共热与稀硫酸共热后，加入足量的后，加入足量的naohnaoh溶液溶液 加热溶液，通入足加热溶液，通入足量的量的soso2 2 与稀硫酸共热后，加入足量的与稀硫酸共热后，加入足量的nahconahco3 3溶液溶液a.a.b.b.c.c.d

24、.d.【解析【解析】选选b b。与足量的与足量的naohnaoh溶液溶液反应可生成反应可生成 和和chch3 3coona,coona,再通入再通入coco2 2, ,则则发生反应：发生反应： 由于苯甲酸的酸性比碳酸由于苯甲酸的酸性比碳酸强，强，coonacoona不能与不能与coco2 2反应，故反应，故的方法可取。的方法可取。 与稀硫酸共然后，生成与稀硫酸共然后，生成 和和chch3 3cooh,cooh,若再加入若再加入naohnaoh溶液，则溶液，则 转化为转化为 若用若用nahconahco3 3与与 反应，因酚羟基不与反应，因酚羟基不与nahconahco3 3反应，反应，此时此时

25、转化为转化为 故故不不合题意，合题意，符合。符合。中向中向 中通入中通入soso2 2，不可能有钠盐产生，故错误。，不可能有钠盐产生，故错误。二、非选择题二、非选择题( (本题包括本题包括2 2小题，共小题，共1818分分) )5.(85.(8分分) )由乙烯合成有机物由乙烯合成有机物f f（二乙酸乙二酯），采用（二乙酸乙二酯），采用如图所示合成路线；如图所示合成路线；(1)(1)已知有机物已知有机物的名称为乙二酸二甲酯的名称为乙二酸二甲酯, ,请写出请写出f f的结构简式的结构简式:_:_。（2 2）在上述反应中属于取代反应的有）在上述反应中属于取代反应的有_(_(填反填反应代号应代号) )

26、。（3 3）a a、d d、e e、f f中能直接引入中能直接引入c c中官能团的物质有中官能团的物质有_（填物质的代号），反应（填物质的代号），反应的化学方程的化学方程式为式为_。【解析【解析】本题可根据框图进行正推法：本题可根据框图进行正推法：答案：答案：（1 1）chch3 3coochcooch2 2chch2 2oocchoocch3 3 （2 2）、（3 3）a a、d d、f 2chf 2ch3 3cooh+hochcooh+hoch2 2chch2 2ohoh chch3 3coochcooch2 2chch2 2oocchoocch3 3+2h+2h2 2o o浓硫酸浓硫酸6

27、.(106.(10分分)h)h2 2o o、h h2 21818o o、空气、乙烯为原料制取、空气、乙烯为原料制取写出相关反应的化学反应方程式。写出相关反应的化学反应方程式。【解析【解析】采用逆合成分析法：采用逆合成分析法：答案答案: :chch2 2chch2 2+h+h2 2o o ch ch3 3chch2 2ohohchch2 2chch2 2+h+h2 21818o o ch ch3 3chch2 21818ohoh催化剂催化剂加热、加压加热、加压催化剂催化剂加热、加压加热、加压1.1.（1010分）多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的分）多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多

28、沙唑嗪的合成路线如下：药物。多沙唑嗪的合成路线如下：（1 1）写出）写出d d中两种含氧官能团的名称：中两种含氧官能团的名称：_和和_。（2 2）写出满足下列条件的）写出满足下列条件的d d的一种同分异构体的结构的一种同分异构体的结构简式简式_。苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种；苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种；与与nana2 2coco3 3溶液反应放出气体；溶液反应放出气体；水解后的产物才能与水解后的产物才能与feclfecl3 3溶液发生显色反应。溶液发生显色反应。（3 3）efef的反应中还可能生成一种有机副产物，该副的反应中还可能生成一种有机副产物，该副产物的结构简式

29、为产物的结构简式为_。（4 4）由）由f f制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂x x（c c1010h h1010n n3 3o o2 2cl),xcl),x的结构简式为的结构简式为_。（5 5）苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理）苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成苯乙酸乙酯（用合的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成苯乙酸乙酯（用合成路线流程图表示，并注明反应条件）。成路线流程图表示，并注明反应条件）。提示：提示：rbr+nacnrbr+nacnrcn+nabrrcn+nabr; ;合成过程中无机试剂任选；合成过程中无机试剂任选

30、；合成路线流程图示例如下：合成路线流程图示例如下：【解析【解析】（1 1）d d中含氧官能团是醚基和羧基。中含氧官能团是醚基和羧基。（2 2）由题目要求知）由题目要求知d d的同分异构体中含有官能团的同分异构体中含有官能团coohcooh和和且水解后生成酚羟基，取代物有且水解后生成酚羟基，取代物有两种，说明两取代基处于对位。其结构简式可能为两种，说明两取代基处于对位。其结构简式可能为(3)ef(3)ef只有只有1 mol e1 mol e与与1 mol 1 mol 反应生成反应生成1 mol f,1 mol f,还可能是还可能是2 mol e2 mol e与与1 mol 1 mol 反反应生成有机副产物应生成有机副产物: :（4 4）采用逆推法）采用逆推法, ,由多沙唑嗪由多沙唑嗪 f f可知试剂可知试剂x x为为(5)(5)采用逆推法采用逆推法: :故由苯甲醛和乙醇为原料合成苯乙酸乙酯