05第43讲有机合成【正文】听课手册

第43讲有机合成1.认识加成、取代、消去反应及氧化还原反应的特点和规律,了解有机反应类型和有机化合物组成结构特点的关系。

2.认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化,了解设计有机合成路线的一般方法。一、有机合成的整体思路二、有机合成中常见结构变化1.有机合成中碳骨架的构建(1)链增长的反应加聚反应;缩聚反应;酯化反应;利用题目信息所给反应(如卤代烃的取代反应,醛、酮的加成反应等)。①醛、酮与HCN加成+H—CN②醛、酮与RMgX加成+RMgX③醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有α-H)+④卤代烃与活泼金属作用2R—Cl+2NaR—R+2NaCl(2)链缩短的反应①烷烃的裂化反应;②利用题目信息所给的反应,如烯烃、炔烃、苯的某些同系物的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应等。(3)成环的方法①二元醇成环,如HOCH2CH2OH+H2O。②羟基酸酯化成环,如+H2O。③氨基酸成环,如H2NCH2CH2COOH+H2O。④利用题目所给信息成环,如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环:+‖。2.常见官能团转化(1)官能团的引入引入官能团引入方法碳卤键①烃、酚的取代;②不饱和烃与HX、X2的加成;③醇与氢卤酸(HX)反应羟基①烯烃与水加成;②醛或酮与氢气加成;③卤代烃在碱性条件下水解;④酯的水解;⑤葡萄糖发酵产生乙醇;⑥酚钠盐中滴加酸或通入CO2碳碳双键①某些醇或卤代烃的消去;②炔烃不完全加成;③烷烃裂化醛基或酮羰基①醇的催化氧化;②连在同一个碳上的两个羟基脱水;③含碳碳三键的物质与水加成羧基①醛基氧化;②酯、酰胺、肽、蛋白质、羧酸盐的水解(2)官能团的改变①通过某些化学途径使一个官能团变成两个a.CH3CH2OH→CH2CH2→CH2XCH2X→CH2OHCH2OH;b.CH2CHCH2CH3→CH3CHXCH2CH3→CH3CHCHCH3→CH3CHXCHXCH3→CH2CHCHCH2。②通过某些手段改变官能团的位置CH3CHXCHXCH3→H2CCHCHCH2→CH2XCH2CH2CH2X。③利用官能团的衍生关系进行衍变R—CH2OHR—CHOR—COOH。(3)官能团的消除①通过加成反应可消除或—C≡C—。②通过消去、氧化或酯化反应可消除—OH。③通过加成或氧化反应可消除—CHO。④通过水解反应可消除、酰胺基。⑤通过消去反应或水解反应消除碳卤键。三、有机合成中常用方法1.正合成分析法从基础原料入手,找出合成所需的直接或间接的中间体,逐步推向合成的目标有机物,其合成示意图为基础原料→中间体1→中间体2→……→目标有机物。2.逆合成分析法设计复杂有机物的合成路线时常用的方法。它是由目标有机物倒推寻找上一步反应的中间体n,而中间体n又可以由中间体(n-1)得到,依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。常用“”表示逆推过程。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物分子的碳骨架,并引入或转化成所需的官能团 ()(2)逆合成分析法可以简单表示为目标化合物中间体Ⅱ中间体Ⅰ基础原料 ()(3)为减少污染,有机合成设计不能使用辅助原料,不能有副产物 ()(4)烯烃与酸性KMnO4溶液的反应,可以使碳链减短()(5)酯基官能团只能通过酯化反应得到 ()(6)由CH3CH3→CH3CH2Cl→CH2CH2→CH3CH2OH的转化过程中,经过的反应类型是取代反应→消去反应→加成反应 ()题组有机合成路线分析1.有机分析中,常用臭氧氧化分解来确定有机物中碳碳双键的位置与数目。如:(CH3)2CCH—CH3(CH3)2CO+CH3CHO。已知某有机物A经臭氧氧化分解后发生以下一系列的变化:从B合成E通常经过多步反应,其中最佳次序是 ()A.水解、酸化、氧化 B.氧化、水解、酸化C.水解、酸化、还原 D.氧化、水解、酯化2.[2025·河北张家口多校联考]有机物甲的分子式为C7H7NO2,可以通过如图所示路线合成(分离方法和其他产物已省略)。下列说法不正确的是 ()A.甲的结构简式为,可发生取代反应、加成反应B.步骤Ⅰ反应的化学方程式为++HClC.步骤Ⅱ在苯环上引入醛基,步骤Ⅳ的反应类型是取代反应D.步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化3.[2025·北师大附属实验中学检测]已知:ⅰ.+R3—NH2ⅱ.R—O—R'+H2OROH+R'OHⅲ.可通过如下路线合成:(1)反应Ⅰ的化学方程式为。

(2)M的结构简式为。

(3)设计步骤Ⅰ和Ⅳ的目的是。

归纳总结常见有机合成路线(1)一元合成路线R—CHCH2卤代烃一元醇→一元醛→一元羧酸→酯(2)二元合成路线CH2CH2XCH2—CH2X二元醇→二元醛→二元羧酸→链酯、环酯、高聚酯(3)芳香族化合物合成路线①苯的一系列常见的衍变关系②甲苯的一系列常见的衍变关系a.b.c.③对二甲苯的一系列常见的衍变关系链状聚酯或环状酯经典真题·明考向1.[2024·甘肃卷]曲美托嗪是一种抗焦虑药,合成路线如下所示,下列说法错误的是 ()A.化合物Ⅰ和Ⅱ互为同系物B.苯酚和(CH3O)2SO2在条件①下反应得到苯甲醚C.化合物Ⅱ能与NaHCO3溶液反应D.曲美托嗪分子中含有酰胺基团2.[2023·北京卷]化合物K与L反应可合成药物中间体M,转化关系如下。已知L能发生银镜反应,下列说法正确的是 ()A.K的核磁共振氢谱有两组峰B.L是乙醛C.M完全水解可得到K和LD.反应物K与L的化学计量比是1∶13.[2024·黑吉辽卷节选]特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物,其合成路线如下:C16H14N2O3G已知:Ⅰ.Bn为,咪唑为;Ⅱ.和不稳定,能分别快速异构化为和。E→F转化可能分三步:①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X;②X快速异构化为Y;③Y与(CH3CO)2O反应生成F。苯环具有与咪唑环类似的性质。参考E→X的转化,设计化合物I的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中M和N的结构简式为和。

MN4.[2023·湖北卷节选]碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线: