高中化学第三章有机合成及其应用合成高分子化合物第1节有机化合物的合成第2课时学案鲁科版选修5Word格式文档下载.docx
《高中化学第三章有机合成及其应用合成高分子化合物第1节有机化合物的合成第2课时学案鲁科版选修5Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学第三章有机合成及其应用合成高分子化合物第1节有机化合物的合成第2课时学案鲁科版选修5Word格式文档下载.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（1）正向合成法：
思维程序是原料→中间产物→产品。
（2）逆向合成法：
思维程序是产品→中间产物→原料。
2．有机合成路线的基本要求
（1）起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。
（2）应尽量选择步骤最少的合成路线，步骤越少，最后产率越高。
（3）合成路线要符合“绿色环保”的要求。
（4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
（5）要按一定的反应顺序和规律引入官能团。
例1
以溴乙烷为原料制备乙二醇，下列方案最合理的是（ ）
A．CH3CH2Br
CH3CH2OH
CH2===CH2
CH2BrCH2Br
乙二醇
B．CH3CH2Br
C．CH3CH2Br
CH3CH2Br
D．CH3CH2Br
答案 D
解析 题干中强调的是最合理的方案，A项与D项相比，步骤多一步，且在乙醇发生消去反应时，容易发生分子间脱水、氧化反应等副反应；
B项步骤最少，但取代反应不会停留在“CH2BrCH2Br”阶段，副产物多，分离困难，原料浪费；
C项比D项多一步取代反应，显然不合理；
D项相对步骤少，操作简单，副产物少，较合理。
所以选D。
【考点】 有机合成路线的设计
【题点】 有机合成路线的选择和优化
例2
现有以下一系列反应，最终产物为草酸（乙二酸）。
A
B
C
D
E
F
试回答下列问题：
（1）C的结构简式是________。
B→C的反应类型是________，E→F的化学方程式是________________________________________________________________________。
（2）E与乙二酸发生酯化反应生成环状化合物的化学方程式是__________________
______________________________________________________。
（3）由B发生水解反应或C与H2O发生加成反应均生成化合物G，在乙二酸、水、苯酚、G四种分子中，羟基上氢原子的活泼性由强到弱的顺序是_____________________________
___________________________________________。
答案
（1）CH2===CH2 消去反应HOCH2—CH2OH＋O2
＋2H2O
（2）
（3）乙二酸>
苯酚>
水>
G（乙醇）
解析 采用“逆推法”。
由“E
”可联想到“醇―→醛―→羧酸”的转化关系推知：
F为
，E为
。
依次推知D为
，C为CH2===CH2，B为CH3CH2Br，A为CH3CH3。
【题点】 逆合成分析法
方法规律 常见的有机合成路线
（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：
CH2X—CH2X
CH2OH—CH2OH
HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯
（3）芳香化合物合成路线
①
②
芳香酯
③
④
⑤
例3
丁烯二酸（HOOCCH===CHCOOH）可用于制造不饱和聚酯树脂，也可作食品的酸性调味剂。
某同学以ClCH2CH===CHCH2Cl为原料，设计了下列合成路线：
HOOCCH===CHCOOH。
你认为上述设计存在什么缺陷？
请你提出具体改进措施？
答案 在第二步的氧化过程中，
键也会被氧化，使产率降低，对上述设计可做如下改进：
NaOOCCH===CHCOONa
易错警示 在有机合成中，有时候加入试剂能引起多种官能团同时反应，这样就存在保护某种官能团而让其他官能团反应的问题。
常见的官能团保护情形有：
（1）酚羟基的保护：
由于酚羟基极易被氧化，在有机合成中如果需要用到氧化剂进行氧化时，经常先将酚羟基转化为酯或醚的结构，待氧化过程完成后，再通过水解或其他反应，将酚羟基恢复。
（2）碳碳双键的保护：
可以先用HX加成，待其他反应完成后，再消去HX，恢复碳碳双键。
（3）氨基的保护：
如在
合成
的过程中，应该先把—CH3氧化为—COOH，再把—NO2还原为—NH2（氨基具有还原性，易被氧化）。
不先把—NO2还原为—NH2是为了防止KMnO4氧化—CH3时，—NH2也被氧化。
【题点】 有机合成中官能团的保护
二、利用逆推法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线
1．观察目标分子的结构
2．逆推原料分子
3．设计合成路线（设计四种不同的合成路线）
（4）评价优选合成路线
路线①由甲苯分别制备苯甲醇和苯甲酸较合理。
路线②④制备苯甲酸的步骤多、成本较高，且使用较多的Cl2，不利于环境保护。
路线③的步骤虽然少，但使用了价格昂贵的还原剂LiAlH4和要求无水操作，成本较高。
1．逆推法设计有机合成路线的一般程序
—
↓
↓
2．有机合成遵循的原则
（1）符合有机合成中原子经济性的要求。
所选择的每个反应的副产物应尽可能少，所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离，避免采用副产物多的反应。
（2）发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少而简单。
（3）要按一定的反应顺序和规律引入官能团，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。
（4）所选用的合成原料要绿色化且易得、经济；
所选用的试剂与催化剂无公害性。
例4
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）。
答案 ①2CH2ClCH2CH2CH2OH＋O2
2CH2ClCH2CH2CHO＋2H2O
②2CH2ClCH2CH2CHO＋O2
2CH2ClCH2CH2COOH
③CH2ClCH2CH2COOH＋NaOH
HOCH2CH2CH2COOH＋NaCl
＋H2O
解析 采用“逆合成分析法”，最终产物是一种环酯，应通过酯化反应生成，故其上一步中间产物是HO—CH2—CH2—CH2—COOH。
分析比较给出的原料与所要制备的产品的结构特点可知：
原料为卤代醇，产品为同碳原子数的环内酯，因此可以用醇羟基氧化成羧基，卤原子再水解成为—OH，最后再酯化。
但氧化和水解顺序不能颠倒，因为先水解后无法控制只氧化一个—OH。
易错警示 有机合成中引入多种官能团时，要考虑引入的先后顺序。
例如，由
制备
有两种途径：
一是先将醛基催化氧化为羧基，然后再进行醇羟基的消去反应；
二是先进行醇羟基的消去反应，后进行醛基的催化氧化反应。
如果先进行醇羟基的消去反应生成碳碳双键，在醛氧化过程中碳碳双键也会被氧化，因此途径二不合适。
例5
已知CH2===CH—CH===CH2＋
，试以CH2===CH—CH===CH2和
为原料合成
答案
CH2===CH—CH===CH2＋
＋O2
解析 对比目标产物和给出的原料，借助题目给出的信息，可采用逆推的方法找出合成路线：
方法规律 逆推法的“四个”基本步骤
（1）观察目标化合物分子的结构。
（2）由目标化合物分子逆推原料分子。
（3）设计合成路线。
（4）对不同的合成路线进行优选。
例6
（2017·
北京昌平区高二期末）《茉莉花》是一首脍炙人口的中国民歌。
茉莉花香气的成分有多种，乙酸苯甲酯（
）是其中的一种，它可以从茉莉花中提取，也可以以乙烯和甲苯为原料进行人工合成。
其中一种合成路线如下：
回答下列问题：
（1）A、B的结构简式分别为_____________________________________________，
________________________________________________________________________。
（2）写出反应②、⑥的化学方程式____________________________________________
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________
（3）上述反应中属于取代反应的有________（填序号）。
（4）反应__________（填序号）原子的理论利用率为100%，符合绿色化学的要求。
答案
（1）CH3CHO
（2）2CH3CH2OH＋O2
2CH3CHO＋2H2O
CH3COOH＋
＋H2O （3）④⑤⑥ （4）①③
解析
（1）A物质应该是乙醇在Cu的作用下被催化氧化成的乙醛，B物质是
与卤素单质在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃，由在⑤的条件下卤代烃发生的水解反应生成苯甲醇知，B中只有一个卤素原子即B为
（2）②是乙醇的催化氧化，⑥是乙酸与苯甲醇发生的酯化反应。
（3）①是加成反应，②③均是氧化反应，④是与卤素发生的取代反应，⑤是卤代烃发生的水解反应，也属于取代反应，⑥是酯化反应，属于取代反应。
【题点】 正合成分析法
方法思路 利用有机合成中官能团的衍变关系设计合成路线
1．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。
逆推法正确的顺序为（ ）
A．①②③B．③②①
C．②③①D．②①③
答案 B
【题点】 有机合成路线设计思路
2．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→取代B．消去→加成→消去
C．加成→消去→加成D．取代→消去→加成
答
升级会员 