高中有机合成线路分析

第一讲有机合成的常规方法一、解题的基本规律和基本知识1．改变官能团的种类、个数和位置改变；官能团的种类——有机合成中官能团的引入和消除(1)在分子中引入官能团的方法⑴引入羟基（—OH）方法:、、、等。⑵引入卤原子（—X）方法:、、、等。⑶引入双键方法:、、等。⑷引入醛基（—CHO）方法:、、等。⑸引入羧基（—COOH）方法:、等。(2)从分子中消除官能团的方法①消除不饱和键的方法：加成反应②消除－OH的方法：取代、消去、酯化、氧化等反应③消除－X的方法：水解、消去反应2.碳链的增减（信息给予较多）增长碳链酯化炔、烯加HCN聚合醛醛加成肽键的生成等减少碳链酯水解裂化、裂解烯催化氧化肽键水解等3.有机物成环规律类型方式例举酯成环（—COO—）二元酸和二元醇的酯化成环酸醇的酯化成环醚键成环（—O—）二元醇分子内成环二元醇分子间成环肽键成环二元酸和二氨基化合物成环氨基酸成环4.有机高分子化合物的合成类型方式例举加聚反应乙烯型加聚1，3—丁二烯加聚型混合型加聚缩聚反应酚醛树脂型通过酯键形成的缩聚反应通过肽键形成的缩聚反应通过醚键形成的缩聚反应5.掌握有机合成路线(1)一元合成路线(官能团衍变)R—CH═CH2→卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯(2)二元合成路线OHHCOHHCClHCClHCCHCHOHCHCH2|2|OH2|2|Cl22OH23222水解加成消去(3)芳香化合物合成路线⑷改变官能团的位置3|3HBr23HBr223CHBrHCCHCHCHCHBrCHCHCH加成消去[应用探究1]：以乙醇和一些必要的无机试剂为原料如何制备合成乙二醇？设计合成线路。[应用探究2]：已知CH2＝CHCH3+Cl2CH2＝CHCH3+Cl2CH2＝CHCH2Cl+HCl从丙醇合成丙三醇（），可采用四步反应：丙醇丙烯A1,2，3－三氯丙烷丙三醇写出A的结构简式以完成合成线路，分别注明②③两步反应的类型。[应用探究3]：如何以丙烯醇（CH2=CH—CH2OH）为原料合成丙烯酸（CH2=CH—COOH）？设计合成线路。[应用探究4]：怎样以H2O、H218O、空气、乙烯为原料制取CH3C18OOCH2CH3？写出设计合成线路。[应用探究5]：怎样以甲苯及乙烯为原料合成苯甲酸乙酯？写出设计合成线[应用探究6]已知：试以1—丁烯为主要原料合成，并写出有关化学方程式。[应用探究7]．一卤代烃RX与金属钠作用，可增加碳链制高级烷，反应如下：2RX+2NaR—R+2NaX试以苯、乙炔、Br2、HBr、钠主要原料，制取[课堂练习1]：请以乙烯为原料制备草酸二乙酯，设计合成线路。[课堂练习2]：写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式(必要的无机试剂自选)。[课堂练习3]（MCEJ05-24）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－羰基庚酸。已知：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：①合成过程中无机试剂任选，②如有需要，可以利用试卷中出现过的信息，[课堂练习4]：由1－丙醇及无机原料制取[课堂练习5].由环己烷和醋酸制备1,4-环己二醇的二醋酸酯。第二有机合成解题思路二．有机合成的题眼1．反应条件确定反应类型2．从反应类型判断官能团种类三、常见的合成方法1.顺向合成法:此法要点是采用正向思维方法，其思维程序为“原料→中间产物→产品”。2.逆向合成法:此法要点是采用逆向思维方法，其思维程序为“产品→中间产物→原料”，要点为确定产物的分割位置。3.类比分析法:此法要点是采用综合思维的方法，其思维程序为“比较题目所给知识原型→找出原料与合成物质的内在联系→确定中间产物→产品”。四、常见题型1.限定原料合成题本题型的主要特点：依据主要原料，辅以其他无机试剂，运用基本知识，联系生活实验，设计合理有效的合成路线。例1：某制糖厂以甘蔗为原料制糖，同时得到大量的甘蔗渣，对甘蔗进行综合利用，不仅可以提高经济效益，而且还能防止环境污染，现按以下方式进行：已知F、H均是具有香味的液体，F为E的三聚合物，并具有特殊的6元环状对称结构，试填空：（1）A的名称__________________；H的名称____________________；（2）D→E的化学方程式______________________________________________；（3）G→H的化学方程式______________________________________________；（4）F的结构简式：_______________________________________________。2.合成路线给定题本题型的主要特点：题目已将原料、反应条件及合成路线给定，并以框架式合成路线示意图的形式直观地展现了最初原料与每一步反应主要产物的关系，要求依据原料和合成路线，在一定信息提示下确定各步主要产物的结构简式或完成某些步骤反应的化学方程式。例2：根据下面图示填空：（1）化合物A含有的官能团是________________________。（2）B在酸性条件下与Br2反应得到E，E在足量的氢氧化钠醇溶液作用下转变成F，由E转变成F时发生两种反应，其反应类型分别是_______________。（3）D的结构简式是____________________。（4）1molA与2molH2反应生成1molG，其反应方程式是___________________。（5）与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是__________________。3.信息给予合成题本题型的主要特点：除给出主要原料和指定合成物质外，还给予一定的已知条件和信息。该题型已成为当今高考的热点。解这一类题应注意三点：一是认真审题，获取信息；二是结合问题；三是依据信息，应变创新。例3：环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：(也可表示为：+║→)实验证明，下列反应中反应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，按下列途径合成甲基环己烷：请按要求填空：（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④，反应类型反应⑤，反应类型。六、有机合成题应注意的事项：①每一步的反应都要符合反应规律或信息提示，不能杜撰；②确定反应中官能团及它们互相位置的变化；③确定反应先后顺序时注意能否发生其它反应如酯在NaOH溶液中水解时，是否有苯酚生成，把C=C氧化时是否有—CHO存在，使用氧化剂时是否存在还原性基团如—NH2等；④反应条件的正确选择；⑤题中所给予的信息往往起到承上启下的关键作用，一定要认真分析，信息与反应物、生成物、中间产物的关系，从中得到启示。七．有机合成专题强化训练1.以水、空气、乙烯为原料来制取乙酸乙酯（可以使用催化剂）？2.已知：①R—RNOHClFe2—2NH②苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著影响．用苯作原料制备一系列化合物的转化关系图：浓硝酸浓硫酸ACH3Cl催化剂BFeHClCH3NH2Br2催化剂C浓硫酸DH2催化剂BrSO3H苯H2OHONO212（1）A转化为B的化学方程式是______________________________________________。（2）图中“苯→①→②”省略了反应条件，请写出①、②物质的结构简式：①________________________，②_______________________________。（3）B在苯环上的二氯代物有种同分异构体。（4）有机物CH3NH2的所有原子（填“是”或“不是”）在同一平面上。3．在金属锂和碘化亚铜存在的条件下，卤代烃间发生反应生成一种新的烃，如：CHClCHLiCHCuLiCHCH49494924925LiCuIC2H5Cl（）—，把下列各步变化中的有机产物的结构简式填入方框中：4．请认真阅读下列3个反应：如有需要，可以利用试卷中出现过的信息.利用这些反应，按以下步骤可以从某烃A合成一种染料中间体DSD酸。请写出A、B、C、D的结构简式。A____________________B_________________C_______________D______________5．一卤代烃RX与金属钠作用，可增加碳链制高级烷，反应如下：2RX+2NaR—R+2NaX试以苯、乙炔、Br2、HBr、钠主要原料，制取6．煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径．煤气化的主要反应是：C+H2O(g)CO+H2，CO和H2的混合气体是合成多种有机物的原料气．下图是合成某些物质的路线．其中，D易溶于水，且与CH3COOH互为同分异构体；F分子中的碳原子数是D的3倍；H经催化氧化可得到G．请回答下列问题：（1）写出下列物质的结构简式：A_____________、H______________；指出A和H的关系：____________________．（2）写出下列反应的化学方程式：CH3COOH＋E→F_______________________________________________________；D与新制Cu(OH)2共热___________________________________________________．7.某有机物A在不同条件下反应，分别生成B1＋C1和B2＋C2;C1又能分别转化为B1或C2；C2能进一步氧化，反应如下图所示：其中只有B1，既能使溴水褪色，又能和Na2CO3溶液反应放出CO2。写出（1）B1、C2分别属于下列哪一类化合物？①一元醇②二元醇③酚④醛⑤饱和羧酸⑥不饱和羧酸B1；C2（填入编号）（2）反应类型：X反应；Y反应；（3）物质的结构简式：A：；B2：；C2：。8.A是一种可以作为药物的有机化合物。请从下列反应图式中各有机化合物的关系（所有无机产物无已略去未写），推测有机化合物A、B、C、E、F的结构简式。（Ф代表苯基）9.有机粘合剂是生产和生活中一类重要的材料。粘合过程一般是液态的小分子粘合剂经化学反应转化为大分子或高分子而固化。（1）“502胶”是一种快干胶，其主要成分为α—氰基丙烯酸乙酯（）。在空气中微量水催化下发生加聚反应，迅速固化而将物粘牢。请写出“502胶”发生粘合作用的化学方程式：（2）厌氧胶（）也是一种粘合剂，在空气中稳定，但在隔绝空气（缺氧）时，分子中双键断开发生聚合而固化。工业上用丙烯酸和某种物质在一定条件下反应可制得这种粘合剂。这一制取过程的化学方程式为（3）白乳胶是常用的粘合剂，其主要成分为醋酸乙烯酯（CH3COOCH＝CH2），它有多种同分异构体，如。已知含有结构的物质不能稳定存在。请另外任写四种含－CH＝CH－结构的链状．．同分异构体的结构简式:（4）已知醇醛反应可以发生。聚乙烯醇可用做普通胶水，它的羟基可全部与丁醛缩合脱水，得到含六原子环的强力粘合剂聚乙烯缩丁醛。请写出制取聚乙烯缩丁醛的化学方程式：10．2004年是俄国化学家马科尼可夫（V.V.Markovnikov，1838－1904）逝世100周年。马科尼可夫因提出不对称烯烃的加成规则（MarkovnikovRule）而著称于世。已知：①CH3CH2Br＋NaCN醇CH3CH2CN＋NaBr②CH3CH2CN＋，HOH2CH3CH2COOH③CH3CH2COOHPBr2，CH3CHBrCOOH有下列有机物之间的相互转化：回答下列问题：（1）指出下列有机反应的类型：B→C；（2）下出下列有机反应的化学方程式：C→D，E→F（F为高分子化合物时）（3）F可以有多种结构。写出下列情况下F的结构简式：①分子式为C7H12O5；②分子内含有一个七元环；（4）上述那一步反应遵循不对称烯烃的加成规则。参考答案1.CH2=CH2→CH3CH2OH→CH3CHO→CH3COO