有机化合物的合成学案(高二有机)

1、有机化合物的合成编写: 二中新校 赵逢东课标解读课标要求学习目标1. 了解设计合成路线的一般程序.2. 掌握有机合成的关键 碳骨架构建和官能团的引入及转化3. 了解有机合成的意义及应用.4. 初步形成可持续发展的思想，增强绿色合成的意识.1. 碳骨架和官能团的引入及转化. 2. 有机合成路线的设计.知识再现1. 有机合成路线的设计<1> 有机合成路线设计的一般程序目标分子的碳骨架特征，以及官能团的种类和位置观察目标分子的结构 目标分子的碳骨架的构建，以及官能团的引入或转化由目标分子逆推原料分子并设计合成路线以绿色合成思想为指导对不同的合成路线进行优选2碳骨架的构建<1>

2、 碳链增长的途径 a. 卤代烃与NaCN、炔钠、苯的取代 RX + NaCN RCN + H2O + H+ CH3C CH + Na 液氨 CH3CH2X + CH3C CNa ClCH3 + CHCH3 b. 醛酮与HCN、格氏试剂加成 OHCHOR + HCN RCHCN + H2O + H+ CHO R + R1MgI H+/H2O c. 羟醛缩合 CH3CHO + CH3CHO OH- CH3CHCH2CHO OH<2> 减短碳链 a. 烯烃、炔烃的氧化CH=CH-R R R-CH=CH2 KMnO4/H+ KMnO4/H+ R1 b. 羧酸或其盐脱羧 CH3COONa +

3、 NaOH 3. 官能团的引入与转化 <1> 引入碳碳双键，通过加成、消去、羟醛缩合等 a CH3CH2CH2OH 浓H2SO4 170 b CH CH + HCl 催化剂 OH c CH3CH2Br NaOH/C2H5OH d HCHO + CH3CHO OH- CH2-CH2CHO <2> 引入卤原子，通过取代、加成反应等 a CH4 + Cl2 光 + Br2 Fe b CH3CH=CH2 + Cl2 催化剂 c CH3CH2OH + HBr H+ d CH3CH2CH=CH2 + Cl2 500-600 <3> 引入羟基，通过加成、取代反应等 a C

4、H2=CH2 + H2O 催化剂 b CH3CH2Cl + H2O NaOH c CH3CHO + H2 Ni <4> 引入羰基或醛基，通过醇或烯烃的氧化等 a CH3CH2OH + O2 Cu b CH3CHCH3 + O2 Cu CH3 OH c CH3C=CHCH3 KMnO4/H+ <5> 引入羧基，通过氧化、取代反应等 a CH3CHO + O2 催化剂 b CH3CHO + Cu(OH)2 CH3 c KMnO4/H+ d CH3COOCH2 + H2O H+ e CH3CH2Br +NaCN CH3CH2CN + H2O + H+ 典题解悟： 知识点一 碳

5、骨架的构建 例1. 以丙酮.甲醇为原料，以氢氰酸。硫酸为主要试剂合成a甲基丙烯酸甲酯。 O 解析：目标分子的结构简式为 CH2=CCOCH3，它是由a甲基丙烯酸 CH3 （CH2=CCOOH ）和甲醇（CH3OH）经酯化反应而得，因此，要得到目标分子， CH3 O 主要是考虑将原料分子丙酮（CH3CCH3）转化为a甲基丙烯酸，比较丙酮与 a甲基丙烯酸的结构可以看出：丙酮比a甲基丙烯酸少一个碳原子，且碳氧双键转化为碳碳双键，能满足这个要求的反应是丙酮与氢氰酸加成反应， CH3 CH3 产物CH3CCN 经水解得到 CH3CCOOH ，然后在浓硫酸作用下，脱去一 OH OH分子水，从而得到目标产物

6、。 答案：用化学方程式表示如下： O OH（1）CH3CCH3 + HCN NaOH CH3CCN CH3 CH3 CH3 （2）CH3CCN + 2H2O + H+ 水解 CH3CCOOH + NH4+ OH OH CH3 （3）CH3CCOOH 浓硫酸 CH2=CCOOH + H2O OH CH3 O （4）CH2=CCOOH + CH3OH 浓硫酸 CH2=CCOCH3 + H2O CH3 CH3 例2. 乙烯是有机化工生产中最重要的基础原料，请以乙烯和天然气为有机原料，任选无机材料，合成1，3丙二醇，（1，3丙二醇的结构简式为 HOCH2CH2CH2OH）写出有关反应的化学方程式。 解

7、析：目标产物分子中有一个三碳原子链，而原料乙烯分子中只有2个碳原子，自己要增加一个碳原子，方法很多：乙醛与HCN加成。氯乙烷与NaCN反应、乙醛与甲醛发生羟醛缩合等。由于前二者涉及到后续反应中氰基转化的问题，比较麻烦，而目标产物多元醇跟羟醛缩合产物比较接近，可以尝试羟醛缩合。 答案： 2CH2=CH2 + O2 催化剂 2CH3CHO CH4 + Cl2 光照 CH3Cl + HCl CH3Cl + H2O NaOH CH3OH + HCl 2CH3OH + O2 催化剂， 2 HCHO + 2 H2O H2C=O + HCH2CHO HOCH2CH2CHO HOCH2CH2CHO + H2

8、Ni， HOCH2CH2CH2OH 知识点二： 官能团的引入与转化例3。乙酸苯甲酯对花香和果香的香韵具有提升作用，故常用于化妆品工业和食品工业。乙酸苯甲酯可以用下面的设计方案合成。A Cl2，光照 B（C7H7Cl） 稀碱溶液 C CH3COOH，稀H2SO4 D （乙酸苯甲酯） CH2OOCCH4（1）写出A ，C的结构简式；A： ，C： 。（2）D有很多同分异构体，含有酯基和一取代苯结构的同分异构体有五个。其中三个结构简式是： COOCH2CH3 CH2COOCH3 CH2CH2OCHO请写出另外两个同分异构体结构简式： 解析：本题可采用逆推的方法确定A、C 的结构。由D（乙酸苯甲酯）可推

9、得C为苯甲醇， CH2OH可由B分解得到，故B应为 CH2Cl，不难确定A为甲苯。 （2）由酯的结构特点和书写规则，适当移动酯基的位置可得到： 答案：（1）A： CH3 C： CH2OH （2） OCOCH2CH3 和 CH2OCOCH3 知识点三。有机合成 例4 502瞬间强力胶是日常生活中常用的黏合剂，它是由a氰基丙烯酸乙酯 （CH2=CCOOC2H5）聚合后的产物中加入适当的填料加工制成的，请设计a氰基丙 CN 烯酸乙酯的合成路线。 解析：利用逆推法，由a氰基丙烯酸乙酯的结构分析，其中含有明显的三个官能团“碳碳双键”，“CN”，“COO”。从如何形成官能团的角度考虑，a氰基丙烯酸乙酯可以

10、由乙醇和a氰基丙烯酸（CH2=CCOOH）经酯化而成，然后，在推断 CN合成a氰基丙烯酸的原料，合成它的方法有多种，其一可由丙烯酸经卤代后，再与氢氰酸取代。答案：用化学方程式表示如下： （1）CH2=CHCOOH + Br2 催化剂 CH2=CCOOH + HBr Br （2）CH2=CCOOH + HCN CH2=CCOOH + HBr Br CN （3）CH2=CCOOH + C2H5OH CH2=CCOOC2H5 + H2O CN CN 夯实基础：1. 以苯为原料不能通过一步反应制得的有机物是（ ）COONa 的正确方法是( )A 溴苯 B 苯磺酸 C TNT D 环己烷 E 苯酚OOC

11、CH3 OHCOONa 转变成2. 将 A 与Na OH溶液共热后通足量CO2B 溶解,加热通足量SO2C 与稀硫酸共热后加入足量Na OHD 与稀硫酸共热后加入足量NaHC O3 O O3. 链状高分子化合物 CCOCH2CH2O n 可由有机化工原料R和其他有机试剂通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到则R是() A 1丁烯 B 2丁烯 C 1,3丁二烯 D 乙烯 ONO2 ONO2ONO2由CH3CH= CH2合成CH2CHCH2时，需要经过下列那几步反应（）A 加成取代取代取代B 取代加成取代取代C 取代取代加成取代D 取代取代取代加成化合物丙由如下反应制得C4H10O(甲) 浓硫酸 C4

12、H8(乙) Br2，溶剂CCl4 C4H8Br2(丙),丙的结构简式不可能是 ( ) A CH3CH2CHBrCH2Br B CH3CH（CH2Br）2 C CH3CHBrCHBrCH3 D （CH3）2CBrCH2Br6 某有机物甲经氧化后得乙（C2H3O2Cl），而甲经水解可得丙，1mol丙和2mol乙反应可得一种烃氯酯（C6H8O4Cl2），由此推断甲的结构简式为：（ ） A CH2ClCH2OH B HCOOCH2Cl C CH2ClCHO D CH2CH2 OH OH B HCl C 7 有机物A可发生如下变化：A（C6H12O2） NaOH溶液 D Cu E 已知C、E 都不发生银

13、镜反应，则A 可能的结构有（ ）A 1种 B 2种 C 3种 D 4种8 下列反应中，不可能在有机化合物分子里引入COOH的是（ ） A 醛催化氧化 B 卤代烃水解 C 腈酸性条件下水解 D 酮催化氧化9 在一定条件下，下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是（ ） A + C2H5Cl C2H5 + HCl B + C2H5OH C2H5 + H2O C + CH2=CH2 C2H5 D CHBrCH3 CH=CH2 + HBr CH=CH2 + H2 C2H510 已知苯磺酸在稀酸中可以水解而除去磺酸根 SO3H + H2O 稀酸 150 + H2SO4 又知苯酚与浓硫酸已发生取代反应

14、 OH + 2H2SO4 OH SO3H + H2O Br SO3H现以苯、水、溴、浓硫酸及碱为原料，合成 OH ，写出有关各步反应的方程式。11 香豆素分子式为 C9H6O2 ，分子中除有一个苯环外，还有一个六元环，已知有机物A O O（C7H6O2）可以发生银镜反应，由A 和乙酸酐 CH3COCCH3在一定条件下经下图一系 O O OH O O列反应制得C7H6O2（A）+CH3COCCH3 一定条件 CHCH2COCCH3 反应（1） OH +H2O(H+) CH3COOH + C9H10O4(B) C9H8O3(C) -H2O C9H6O2 ( D )反应（2） 消去反应 (1)写出A

15、，B，C，D的结构简式A B C D （2）1属于 反应，2属于 反应。12 从环己烷可制备1，4环己二醇的二醋酸酯，下面是有关的8步反应（其中所有无机产物均已略去）： Cl Br CL2光照 NaOH A CL2 不见光 B Br 醇 C D CH3COO OOCCH3 其中有3步属于取代 醋酸，醋酸酐反应，2步属于消去反应，3步属于加成反应。反应 、 和 属于取代反应，其中、 和 属于加成反应，化合物结构简式为B C 。所用试剂和条件 13 已知 O3 C=C C=O + O=C Zn/H2O现有以下转换关系： O3 H2 O3 O OC8H16（A） 仅一种产物（B） C D CH3CC

16、H3+HCH Zn/H2O Ni/ Zn/H2O (1)写出A的结构简式 （2）完成下列变化的化学方程式：B C C D D 形成高分子化合物： 14 某酯A的化学式为C6H8O4Cl2，与有机物A，B，C，D的变化关系如下图： C2H3O2Cl（B） Cu（OH）2 E Cu，O2 C6H8O4Cl2（A）水解 D C 水解1molA经水解生成2molB和1molC根据上述变化关系填空： 写出物质的结构简式：A B C D B的水解产物经醇化可得F（C2H4O3），两个F分子发生酯化反应可有两种不同的有机产物，写出这两种产物的结构简式 ， 。 F可以聚合成高分子化合物，写出该反应的化学方程式

17、 .15 已知 OCC nCH3CH2OH EC3H7Br NaOH溶液 A Cu/O2 B与HCN加成H2O/H+ C OF 浓硫酸 D C4H6O2 引发剂 浓硫酸写出B，C，D的结构简式：B C D 写出下列转化的方程式：C D： B C： E F： 16 （1）现有一化合物A，是由B，C，两种物质通过羟醛缩合反应生成的，是根据A的结构写出B，C的结构简式CH3-C-CH2-CHOA B C OH （2）已知CH3CH2Br+Mg 乙醚 CH3CH2MgBr，可得格氏试剂，它可与羰基发生加成反应，其中“-MgBr”部分加到羰基氧上，可得产物经水解可得醇，今欲通过上述反应合成CH3CHOH

18、CH2CH3时，选用的试剂 和 或 和 。17 本节利用所学的羟醛缩合反应以乙烯为初始反应物和必要的无机试剂制备正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH），写出各步反应的化学方程式。18 以乙烯为原料合成CH3CH2OOCCH2CH2COOCH2CH3（无机试剂可自选），试写合成路线19 以1-溴丙烷为初始反应物（无机试剂自选）合成4-甲基-2-戊炔，写出各步反应的化学方程式。20 写出合成下列物质各步化学方程式并注明反应类型 CH3 CH3 （1）由 CH3CCH2Cl 合成CH3CHCH3 CH3 O （2）由CH2=CH2合成 OCHC n CH3 能力提高： 1 已知卤代烃与镁可反应生成格

19、氏试剂，如：RX + Mg RMgX,利用格氏试剂与羰基化合物（醛、酮）等的反应可以用来合成醇类。 R R 如：>C=O + RMgX >CROMgX ；COMgX + H2O COH + Mg(OH)X据以上信息，以苯、溴、乙烯为主要原料，首先合成 CHCH3 OHC然后由此合成 试写出有关的反应的化学方程式CH22 已知： 同一碳原子上有两个双键（如C=C=C和C=C=O）的化合物不稳定； 2RX Na RR (X表示卤素原子)，水解聚马来酸酐（代号HPMA）普通用于锅炉用水作阻垢剂，按下图所示步骤可以从不饱和烃A合成HPMA A B Na C（C4H6） Br2 D E 水解

20、 CH2CH2CH2CH2 OH OH F Br2 G H 分子内脱水 I 加聚反应 J （C4H2O3）n 水解 HPMA写出下列物质的结构简式：A D 反应属于 反应，反应属于 反应（填反应类型） 写出反应的化学方程式 3 环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：CH2=CHCH=CH2 + CH2=CH2 实验证明，下列反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化： = 氧化 CHO 某些醇类可以通过发生如下反应引入碳碳双键： C2H5OH 浓硫酸170 CH2=CH2 + H2O 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 A B C D CH3 C7

21、H14O（1）A 的结构简式是 B 的结构简式是 （2）写出下列反应的化学方程式和反应类型： 反应类型 反应类型 4 已知有机物在一定条件下能发生脱氢反应： CH3 CH3 CH3CHCOOR -H2，催化剂 CH2=CCOOR ，再以丙烯为原料，经下列各步反应，合成一种有机高分子化合物E ，请按下图各步反应： CH3CH=CH2 H2、CO 高压 A O2 催化剂 B CH3OH浓硫酸、 C 催化脱氢 D（甲基丙烯酸甲酯） 加聚反应 E (高分子化合物)写出各物质的结构简式：A、 B、 C、 D、 E、 Br |BrBr OH|5、以 HO COONa 为原料制取 ，其他无机试剂自行选用，试

22、设计出有机合成路线，并写出有关的化学反应方程式。 O O OH O 6、已知下列反应可以发生：RCH + R1 COH RCHOCR1又知：醇、氨都有似水性，酯可以水解，也可以氨解或醇解。维纶可以由石油产品乙烯为起始原料进行合成，主要步骤如下： D +CH3OH CH2=CH2 O2 A +CH3COOH -H2O B 加聚 C E +HCHO 缩聚 G 维纶 +NH3 F CHCH2CHCH2 n O CH2O回答下列问题：（1）写出A、C的结构简式：A、 C、 （2）写出C转化为E的两种途径的化学方程式。 C + CH3OH D + E C + NH3 E + F 高考聚焦1.(2006年

23、全国)绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是2.(2005年全国)2，4，5 三氯苯酚和氯乙酸反应可制造除草剂2，4，5 三氯苯氧乙酸。某生产该除草剂的工厂曾在一次事故中泄漏出一种有毒的二恶英，简称TCDD。有关物质的结构式如下： 请写出：（1）生成2，4，5 三氯苯氧乙酸反应的化学方程式（2）由2，4，5 三氯苯酚生成TCDD反应的化学方程式3.(2005上海)某有机物J（C19H20O4）不溶于水，毒性低，与聚氯乙烯、聚乙烯等树脂具有良好相容性，是塑料工业主要增塑剂，可以用下列方法合成之：已知：合

24、成路线：上述流程中：（）反应 AB仅发生中和反应，（）F与浓溴水混合不产生白色沉淀。（1）指出反应类型：反应 反应 。（2）写出结构简式：Y F 。（3）写出BEJ的化学方程式 。（4）写出E的属于芳香烃衍生物的同分异构体的结构简式： 、 、 。4.(03年全国)（1）1mol丙酮（CH3COOH）在镍催化剂作用下加1mol氢气转变成乳酸，乳酸的结构简式是 。（2）与乳酸具有相同官能团的乳酸的同分异构体A在酸性条件下，加热失水生成B，由A生成B的化学反应方程式是 。（3）B的甲酯可以聚合，聚合物的结构简式是 。5.(06年上海)自20世纪90年代以来，芳炔类大环化合物的研究发展十分迅速，具有不

25、同分子结构和几何形状的这一类物质在高科技领域有着十分广泛的应用前景。合成芳炔类大环的一种方法是以苯乙炔（CHC）为基本原料，经过反应得到一系列的芳炔类大环化合物，其结构为：（1）上述系列中第1种物质的分子式为 。（2）已知上述系列第1至第4种物质的分子直径在1100nm之间，分别将它们溶解于有机溶刑中，形成的分散系为 。（3）以苯乙炔为基本原料，经过一定反应而得到最终产物。假设反应过程中原料无损失，理论上消耗苯乙炔与所得芳炔类大环化合物的质量比为 。（4）在实验中，制备上述系列化合物的原料苯乙炔可用苯乙烯（CH2CH）为起始物质，通过加成、消去反应制得。写出由苯乙烯制取苯乙炔的化学方程式（所需

26、的无机试剂自选）6. (03年上海)已知两个羧基之间在浓硫酸作用下脱去一分子水生成酸酐，如：H2O某酯类化合物A是广泛使用的塑料增塑剂。A在酸性条件下能够生成B、C、D。（1）CH3COOOH称为过氧乙酸，写出它的一种用途 。（2）写出BECH3COOOHH2O的化学方程式 。（3）写出F可能的结构简式 。（4）写出A的结构简式 。（5）1摩尔C分别和足量的金属Na、NaOH反应，消耗Na与NaOH物质的量之比是 。（6）写出D跟氢溴酸（用溴化钠和浓硫酸的混合物）加热反应的化学方程式： 。7.(05江苏)6羰基庚酸是合成某些高分子材料和药物的重要中间体。某实验室以溴代甲基环己烷为原料合成6羰基

27、庚酸。请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案（注明反应条件）提示：合成过程中无机试剂任选，如有需要，可以利用试卷中出现过的信息，合成反应流程图表示方法示例如下：夯实双基答案: 1.CE 2.A 3.D 4.B 5.B 6. A 7.B 8.BD 9.D10. + Br2 Fe Br + HBr Br + H2O NaOH溶液 OH + HBr OH OH + 2H2SO4 SO3H + 2 H2O SO3H OHSO3H SO3H + Br2 HO SO3H +Br SO3H Br SO3H HO SO3H + 2 H2O 稀酸 150 OH + 2 H2SO4 Br Br OH 11. (

28、1) A OH B CHCH2COOH C CH=CHCOOH CHO OH OH D CH=CH OC=O (2) 1. 加成 2.取代(水解) 12. ; ; B Cl C HOOH NaOH醇溶液加热 Cl 13. CH3CHCH=CHCHCH3 B C ; CH3CHCHO + H2 催化剂 CH3CHCH2OH CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 C D; CH3CHCH2OH 浓硫酸 CH3C=CH2 + H2O CCH2 n CH3 14. (1) A.CH2COOCH2CH2OOCCH2Cl B. CH2COOH C. HOCH2CH2OH D.CH2CH2OH Cl Cl Cl O(2) HOCH2COOCH2COOH CH2 C OCCH2O O O (3) n HOCH2COOH 引发剂 OCH2C n + n H2O O CH3 CH3 15 B CH3CCH3 C HOCCOOH D CH2=CCOOH OH CH3 CH3CCOOH 浓硫酸 CH2=CCOOH + H2O CH3 O OH B C CH3CCH3 + HClO CH3CCH3 CH3 OH CH3CCN + 2 H2O + H+ CH3CCOOH + NH4+ CH3 COOCH2CH3E F： CH2 C n CH3 O16（1） CH3