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当前位置:首页 > 临时分类 > 第3章-第1节-第2课时-有机合成路线的设计及有机合成的应用
知识点学业分层测评第2课时有机合成路线的设计及有机合成的应用1.了解有机合成路线的设计。2.掌握有机合成的分析方法——逆推法。(重点)3.掌握简单有机物的合成。(重难点)有机合成路线的设计及有机合成的应用[基础·初探]1.有机合成路线的设计(1)正推法①路线:某种原料分子―――――――→碳链的连接官能团的安装目标分子。②过程:首先比较原料分子和目标化合物分子在结构上的异同,包括和两个方面的异同;然后,设计由原料分子转向目标化合物分子的合成路线。官能团碳骨架(2)逆推法①路线:目标分子――→逆推原料分子。②过程:在逆推过程中,需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的,直至选出合适的起始原料。(3)优选合成路线依据①合成路线是否符合。②合成操作是否。③绿色合成绿色合成主要出发点是:有机合成中的;原料的;试剂与催化剂的。中间有机化合物化学原理安全可靠原子经济性绿色化无公害性(4)逆推法设计有机合成路线的一般程序(5)利用逆推法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线①合成路线的设计②以甲苯为原料合成苯甲酸苯甲酯的4条路线:a.b.c.d.③评价优选合成路线a路线中由甲苯制取和,较合理。b、d路线中制备苯甲酸步骤多、成本高,且Cl2的使用不利于环境保护。c的步骤虽然少,但使用了价格昂贵的催化剂LiAlH4和要求无水操作,成本较高。苯甲酸苯甲醇2.有机合成的应用(1)有机合成是化学学科中最活跃、最具有的领域之一。(2)在研究方面,有机合成也是一个重要的工具。创造性化学基础请设计以乙烯为原料制备乙二酸乙二酯的合成路线。【提示】[核心·突破]1.有机合成题的解题思路(1)分析碳链的变化:有无碳链的增长或缩短,有无成环或开环。(2)分析官能团的改变:引入了什么官能团,是否要注意官能团的保护。(3)读懂信息:题中的信息可能会成为物质转化中的重要一环,因而要认真分析信息中牵涉的官能团(或碳链的结构)与原料、产品或中间产物之间的联系。(4)可以由原料正向推导产物,也可以从产物逆向推导出原料,也可以从中间产物出发向两侧推导,还可以由原料和产物推导中间产物。2.有机合成常见的三条合成路线(1)一元合成路线:R—CH===CH2→卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯(2)二元合成路线:(3)芳香化合物合成路线:[题组·冲关]题组1有机合成路线的设计1.(2015·全国卷Ⅰ)A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示:回答下列问题:(1)A的名称是________,B含有的官能团是________。(2)①的反应类型是________,⑦的反应类型是________。(3)C和D的结构简式分别为________、________。(4)异戊二烯分子中最多有________个原子共平面,顺式聚异戊二烯的结构简式为________。(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体________(填结构简式)。(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3丁二烯的合成路线________。【解析】(1)由A的分子式为C2H2知,A为乙炔。由B的加聚反应产物的结构简式可逆推B的结构简式为CH2===CHOOCCH3,分子中含有碳碳双键和酯基。(2)由HC≡CH+CH3COOH―→CH2===CHOOCCH3可知,反应①为加成反应;由可知,反应⑦为醇的消去反应。(3)由反应物和反应条件可知,C应是聚酯的水解产物,故C为由聚乙烯醇缩丁醛的结构简式可知,该产物是由2分子聚乙烯醇与m分子丁醛发生缩合反应的产物,故D为CH3CH2CH2CHO。(4)如右所示,碳碳双键两端直接相连的6个原子一定共面,单键a旋转,可使两个双键直接相连的10个原子共面,单键b旋转,可使甲基上最多有1个氢原子在上述平面内,因此共面的原子最多有11个。顺式聚异戊二烯是指结构单元中两个CH2均在双键的同一侧,其结构简式为(5)C2H2中含碳碳三键,因此含有碳碳三键的异戊二烯的同分异构体主要是碳链异构和三键位置异构,共有CH3CH2CH2C≡CH、CH3CH2C≡CCH3、(6)由合成路线可知,反应⑤为乙炔与丙酮羰基的加成反应,反应⑥为碳碳三键的加成反应,反应⑦为醇的消去反应。模仿题中合成路线,可设计如下合成路线:【答案】(1)乙炔碳碳双键和酯基(2)①加成反应②消去反应2.(2015·江苏高考)化合物F是一种抗心肌缺血药物的中间体,可以通过以下方法合成:(1)化合物A中的含氧官能团为________和________(填官能团名称)。(2)化合物B的结构简式为________;由C→D的反应类型是________。(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式____________________________________________________________________________________________________________。Ⅰ.分子中含有2个苯环Ⅱ.分子中含有3种不同化学环境的氢(4)已知:RCH2CN――→H2催化剂,△RCH2CH2NH2,化合物X请写出以为原料制备化合物X(结构简式见右图)的合成路线流程图(无机试剂可任选)。合成流程图示例如下:CH3CHO―――――→O2催化剂,△CH3COOH――――→CH3CH2OH浓硫酸,△CH3COOCH2CH3【解析】(1)由化合物A的结构简式知,其含氧官能团有醚键和醛基。(2)由结构简式可推知化合物A的分子式为C14H12O2,结合B的分子式C14H14O2可知,B是A中醛基还原为羟基的反应产物,故B的结构简式为观察C、D的结构简式,可看出D是C中—Cl被—CN取代的产物,故C→D的反应类型为取代反应。(3)E的同分异构体中含有2个苯环,这一结构特点与E相同;由于E的分子中碳原子数较多,要求其同分异构体中含有3种不同化学环境的氢,则结构必须高度对称。据此,满足条件的E的同分异构体的结构简式为(4)可用逆推法分析。根据信息“RCH2CN――――→H2催化剂,△RCH2CH2NH2”可逆推:―→,结合题干信息可进一步逆推,―→―→―→。因此,以为原料制备X的合成路线流程图如下:――→浓硫酸△――→HCl――→NaCN――――→H2催化剂,△。另一合成路线流程图为:――→HClHOClOH――→浓硫酸△――→NaCN――――→H2催化剂,△。【答案】(1)醚键、醛基【规律总结】有机合成路线的选择有机合成往往有多条路线,经过多步反应才能完成,因此确定有机合成的路线及途径时就要进行合理的选择。选择的基本要求是:原料廉价、原理正确、路线简捷、便于操作、条件适宜、易于分离、产率高。题组2有机推断3.在一定条件下发生转化。已知:2RCHO+O2――→催化剂加热2RCOOH。试回答下列问题:(1)有机物的名称:A________,B________,C________。(2)有机物的结构简式:D________。(3)反应A―→B的化学方程式是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)B―→C的反应类型属于________反应,B+D―→E的反应类型属于________反应。【解析】B―→C―→D为连续氧化过程,则B为醇,C为醛,D为酸;B+D―→E为酯化反应,E为乙酸乙酯,则B为乙醇,D为乙酸,C为乙醛,A为乙烯。(1)三种物质的名称分别为乙烯、乙醇、乙醛。(2)D为乙酸,其结构简式为CH3COOH。(3)乙烯与水加成得乙醇,故反应A―→B的化学方程式是CH2===CH2+H2O――→催化剂加热、加压CH3CH2OH;(4)B―→C的反应类型是氧化反应,B+D―→E的反应类型是酯化反应。【答案】(1)乙烯乙醇乙醛(2)CH3COOH(3)CH2===CH2+H2O――→催化剂加热、加压CH3CH2OH(4)氧化酯化或取代请回答下列问题:(1)分别写出A、C的结构简式:A:___________________、C:____________。(2)如果不考虑⑥、⑦反应,对于反应⑤得到D的可能结构简式为_______________________________________________________。(3)写出反应②、⑦的化学方程式:②_______________________________________________________,⑦_______________________________________________________。【解析】由原料分子可正推A、B、C的分子结构,兼顾目标分子的结构逆推D、E的分子结构。【答案】5.(2015·北京高考)“张烯炔环异构化反应”被《NameReactions》收录。该反应可高效构筑五元环状化合物:(R、R′、R″表示氢、烷基或芳基)合成五元环有机化合物J的路线如下:已知:(1)A属于炔烃,其结构简式是________。(2)B由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量为30。B的结构简式是________。(3)C、D含有与B相同的官能团,C是芳香族化合物。E中含有的官能团是________。(4)F与试剂a反应生成G的化学方程式是________________,试剂b是________。(5)M和N均为不饱和醇。M的结构简式是________。(6)N为顺式结构,写出N和H生成I(顺式结构)的化学方程式:__________。【解析】(1)A的分子式为C3H4,且属于炔烃,故其结构简式只能为。(2)B的相对分子质量为30,且只含C、H、O三种元素,由合成路线可知A与B发生加成反应生成M,M再与H2加成生成N,N分子中有4个C和1个O,故B的分子式中应含有1个C和1个O,B的结构简式为HCHO。【答案】(1)CH3C≡CH(2)HCHO(3)碳碳双键、醛基(5)CH3C≡CCH2OH(5)CH3C≡CCH2OH学业分层测评(十七)点击图标进入…
本文标题:第3章-第1节-第2课时-有机合成路线的设计及有机合成的应用
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