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）

/有机合成目标导航:明确有机合成所遵循的原那么熟悉常见的反响类型；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,通过有机反响,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．根本思路 可用示意图表示为： eq\x(目标化合物)⇒eq\x(中间体)⇒eq\x(中间体)eq\x(根底原料)2．根本原那么 (1)合成路线的各步反响的条件必须比拟温和,并具有较高的。 (2)所使用的根底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,按酯化反响规律将酯基断开,得到和,说明目标化合物可由通过酯化反响得到：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响而得到：(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那么？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响。例如： CH3CH3＋Cl2HCl＋CH3CH2Cl(还有其他的卤代烃)(还有其他的氯代苯甲烷)CH2CH—CH3＋Cl2CH2CH—CH2Cl＋HCl不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反响。例如：CH2CHCH3＋Br2CH2Br—CHBrCH3CH2CHCH3＋HBrCH3—CHBrCH3CHCH＋HClCH2CHCl(3)醇与氢卤酸的取代反响。例如：R—OH＋HXR—X＋H2O2．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：CH2CH2＋H2OCH3CH2—OH②卤代烃在强碱性溶液中水解生成醇。例如： CH3CH2—Br＋H2OCH3CH2—OH＋HBr③醛或酮与氢气加成生成醇。例如：CH3CHO＋H2CH3CH2—OH④酯水解生成酸和醇。例如：CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOH＋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醇的消去反响引入。例如：CH3CH2OHeq\o(,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(170℃))CH2CH2↑＋H2O②卤代烃的消去反响引入。例如：CH3CH2Breq\o(,\s\up11(NaOH,醇),\s\do4(△))CH2CH2↑＋HBr③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＋HClCH2CHCl(2)的引入,醇的催化氧化。例如：2RCH2OH＋O2eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))2RCHO＋2H2O2R2CHOHR1＋O2eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋2H2O4．羧基的引入方法 (1)醛被弱氧化剂氧化成酸。例如： CH3CHO＋2Cu(OH)2CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O (2)醛被氧气氧化成酸。例如： 2CH3CHO＋O22CH3COOH (3)酯在酸性条件下水解。例如： CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOH＋CH3CH2OH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,通过一系列化学反响可得到一种重要的化工产品增塑剂G,如图。请完成以下各题：(1)写出反响类型：反响①________,反响④________；(2)写出反响条件：反响③________,反响⑥________；(3)反响②③的目的是__________________；(4)写出反响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种类型的反响： 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．①⑤②③④ B．①②③④⑤ C．②③⑤①④ D．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—CHCH2卤代烃eq\o(,\s\up11(NaOH水溶液),\s\do4(△))一元醇一元醛一元羧酸→酯。 (2)二元合成路线：CH2CH2CH2X—CH2Xeq\o(,\s\up11(NaOH水溶液),\s\do4(△))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反响,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等的加成反响将其保护起来,待氧化后再利用消去反响转变为碳碳双键。(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复原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时,—NH2(具有复原性)也被氧化。【例2】：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响的化学方程式(不必写出反响条件)。变式训练2写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反响方程式(必要的无机试剂自选)。当堂过关1．以下各化合物中,能发生酯化、复原、加成、消去四种反响的是()A．CH3—CH=CH—CHOB．C．HOCH2—CH2—CH=CH—CHOD．2．以溴乙烷为原料制备1,2­二溴乙烷,以下方案中最合理的是()A．CH3CH2Breq\o(→,\s\up10(NaOH水溶液))CH3CH2OHeq\o(→,\s\up10(浓硫酸、170℃))CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(Br2))CH2BrCH2BrB．CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(Br2))CH2BrCH2BrC．CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(NaOH醇溶液))CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(HBr))CH3CH2Breq\o(→,\s\up10(Br2))CH2BrCH2Br3．由2­溴丙烷为原料制取1,2­丙二醇,需要经过的反响为()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．以下反响不能在有机分子中引入羟基的是()A．乙酸和乙醇的酯化反响B．聚酯的水解反响C．油脂的水解反响D．烯烃与水的加成反响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．以下说法正确的选项是()A．卤代烃的消去反响比水解反响更容易进行B．在溴乙烷中参加过量NaOH溶液,充分振荡,然后参加几滴AgNO3溶液,出现黄色沉淀C．消去反响是引入碳碳双键的唯一途径D．在溴乙烷与NaCN、CH3C≡CNa的反响中,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,要依次经过以下步骤中的()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响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．①③④②⑥ B．①③④②⑤C．②④①⑤⑥ D．②④①⑥⑤3．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响,也有类似现象发生,所得产物的结构简式有人写出以下几种,其中不可能的是①CH2=CH2②CH3CHO③④⑤HOCH2CH2—O—CH2CH2OHA．①B．②③C．③④D．④⑤4．以下有机物能发生水解反响生成醇的是()A．CH3CH2Br B．CH2Cl2C．CHCl3 D．C6H5Br5．用苯作原料,不能经一步化学反响制得的是()A．硝基苯 B．环己烷C．苯酚 D．苯磺酸6．以下反响中,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响而制得。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：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可与银氨溶液反响生成银镜。③F的核磁共振氢谱说明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积比为1∶1。答复以下问题：(1)A的化学名称为________。(2)由B生成C的化学反响方程式为________________,该反响的类型为________。(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响的共有________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)请在方框内填入适宜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,苯环上的硝基可被复原为氨基,,产物苯胺复原性强,易被氧化,那么由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是()10．以下物质中,在①O3和②Zn/H2O的作用下能生成的是()A．CH3—CH2—CH=CH—CH3B．CH2=CH2C．CH2CCH3CH3D．11．溴乙烷与氰化钠反响后再水解可以得到丙酸：CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(NaCN))CH3CH2CNeq\o(→,\s\up7(H2O))CH3CH2COOH产物分子比原化合物分子多了一个碳原子,增长了碳链。请根据以下框图答复以下问题。图中F分子中含有8个原子组成的环状结构。(1)反响①②③中属于取代反响的是________(填反响代号)。(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下图：(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)写出以下反响的化学方程式：①E＋G→H：_________________________________________；②A→B：__________________________________________。13．环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反响得到：实验证明,以下反响中反响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,按以下途径合成甲基环己烷：丁二烯eq\o(→,\s\up7(①))eq\x(A)eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(B)eq\o(→,\s\up7(③))eq\o(\s\up11(\x(C)),\s\do4(C7H14O))eq\o(→,\s\up7(④))eq