《有机合成》课件

第五节有机合成1．掌握有机化学反应的主要类型、原理及应用，初步学会引入各种官能团的方法。2．初步学习设计合理的有机合成路线。3．了解有机合成中官能团的保护方法。4．初步学习使用逆向合成法合理地设计有机合成的路线。必备基础核心素养素养形成必备基础[新知预习]一、有机合成的主要任务1．有机合成指使用相对简单易得的原料，通过____________来构建碳骨架和引入官能团，合成具有________和____的目标分子。2．有机合成的任务包括目标化合物________的构建和______的引入与转化。有机化学反应特定结构性质碳骨架官能团3．构建碳骨架(1)碳链增长①炔烃与HCN先加成后水解生成______________

②醛与HCN先加成后还原生成_____羟基腈羧酸CH2===CHCN胺③羟醛缩合反应生成烯醛

(2)碳链缩短烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾氧化，生成___________

羧酸或酮(3)成环反应共轭二烯烃与含碳碳双键的化合物反应，得到环加成产物4．官能团的引入和转化：(1)引入碳碳双键的方法。A.______________；B.____________；C.________________。(2)引入卤素原子的方法。A.______________；B._______________；C.____________________。(3)引入羟基的方法。A.______________；B.____________；C.酯的水解；D.___________。卤代烃的消去醇的消去炔烃的不完全加成醇(或酚)的取代烯烃(或炔烃)的加成烷烃(或苯及苯的同系物)的取代烯烃与水的加成卤代烃的水解醛的还原二、有机合成路线的设计与实施(一)有机合成过程示意图基础原料目标化合物(二)逆合成分析法1．将__________倒推一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同________反应可以得到__________，而这个中间体，又可由上一步的中间体得到，依次倒推，最后确定最适宜的______和______________，称为逆合成分析法。目标化合物辅助原料目标化合物基础原料合成路线2．用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成(1)乙二酸二乙酯分子中含有两个酯基，按酯化反应规律将酯基断开，得到________和__________，说明目标化合物可由______________________通过酯化反应得到：

乙二酸(草酸)乙醇两分子乙醇和一分子乙二酸(2)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)乙二醇前一步的中间体是1，2-二氯乙烷；1，2-二氯乙烷可通过______的加成反应而得到：

_______________⇒________________________乙烯(4)乙醇通过乙烯与水的加成得到。根据以上分析，可得出合成草酸二乙酯的合理步骤如下：a．_____________________________________________________b．_____________________________________________________c．_____________________________________________________d．

e．_____________________________________________________3．逆合成分析法的基本原则(1)合成路线的各步反应的条件必须比较温和，并具有较高的______。(2)所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、______、易得和价廉的。产率低污染

√××√√×2．下面是有机合成的三个步骤：①对不同的合成路线进行优选；②由目标分子逆推原料分子并设计合成路线；③观察目标分子的结构，正确的顺序是(

)A．①②③B．③②①C．②③①D．②①③解析：进行有机合成时，先确定目标有机物分子结构中的官能团，再设计出不同的合成路线，最后对不同的合成路线进行优选。答案：B3．可在有机物中引入羟基的反应类型是(

)①取代②加成③消去④酯化⑤还原A．①②

B．①②⑤C．①④⑤D．①②③解析：卤代烃或酯的水解(取代)，烯烃与H2O(加成)，醛或酮和H2(加成或还原)，均能引入羟基。消去是从分子中消去—X或—OH形成不饱和键，酯化是酸与醇形成酯(减少—OH)，这些都不能引入—OH。答案：B4．用丙醛(CH3CH2CHO)制取聚丙烯

CH2CH(CH3)

的过程中发生的反应类型为(

)①取代②消去③加聚④水解⑤氧化

⑥还原A．①④⑥B．⑤②③C．⑥②③D．②④⑤答案：C

答案：D6．(1)从CH2===CH2合成CH3CH2OH的可用路径如下：为提高产率，应选择__________途径(“Ⅰ”或“Ⅱ”)。Ⅱ

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。核心素养提升点一有机合成中官能团的转化例1.叠氮化合物应用广泛，如NaN3可用于汽车安全气囊，PhCH2N3可用于合成化合物Ⅴ(见图，仅列出部分反应条件，Ph—代表苯基即

)(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Ⅱ可能生成化合物ⅠD．一定条件下化合物Ⅱ能与氢气反应，反应类型与反应②相同B(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Ⅲ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__________________。

C15H13N3

[提升1]香豆素是一种常用香料，分子式为C9H6O2，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：(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FeCl3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___________。醛基酚羟基加成反应消去反应关键能力有机合成中官能团的转化1．官能团的转化：包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。①官能团种类变化：利用官能团的衍生关系进行衍变，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③官能团位置变化：通过不同的反应，改变官能团的位置，如

2．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—OH。③经加成或氧化反应消除—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。3．官能团的保护含多个官能团的有机化合物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。例如保护羟基：状元随笔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，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、羧酸或醇的酯化、有机物与HCN的反应等。(2)变短：常见的方法有烃的裂化与裂解、某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化等。特征反应反应条件卤代烃的水解NaOH水溶液并加热卤代烃的消去NaOH的乙醇溶液并加热烷烃(或烷烃基)的取代Cl2、光照

解析：本题可用逆合成分析法解答，其分析思路为由此确定合成路线。[提升2]工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯

，其过程如下图所示：根据合成路线填写下列空白：(1)有机物A的结构简式为________________，B的结构简式为________________；(2)反应④属于________，反应⑤属于________________；(3)③和⑥的目的是_____________________________________。(4)写出反应⑥的化学方程式：_________________________________________________________。氧化反应酯化(或取代)反应保护酚羟基，防止被氧化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分析法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的引入来完成，基本思维模式：原料―→中间体―→中间体

目标产物逆合成分析法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―→中间体―→中间体

原料综合推理法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，使问题得到解决

(3)芳香族化合物合成路线状元随笔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。素

养

形

成1.在有机合成中，常会将官能团消除或增加，下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是(

)答案：B2．有机物

可经过多步反应转变为

，其各步反应的反应类型是(

)A．加成→消去→脱水B．消去→加成→消去C．加成→消去→加成D．取代→消去→加成答案：B解析：

答案：D解析：采用逆推法可得C为HOCH2CH2OH，B为BrCH2CH2Br，烃A为CH2===CH2。4．由1，3－丁二烯合成2－氯－1，3－丁二烯的路线如下：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．