有机物的合成学案.docx

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有机物的合成学案

有机物的合成学案

[主干知识·数码记忆]

　　　　　　　　　　　　　　　有机物的合成

一、小试能力知多少（判断正误）

（1）（2012·北京高考）乙酸、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体（×）

（2）（2012·浙江高考）有机物E（C6H10O3）经缩聚反应生成一种可用于制备隐形镜的高聚物F[（C6H10O3）n]（×）

（3）（2013·广东高考）化合物Ⅱ可由化合物Ⅲ合成：

则化合物Ⅲ的结构简式为（×）

（4）（2013·浙江高考）和CO2反应生成可降解聚合物，该反应符合绿色化学的原则（√）

二、必备知识掌握牢

1．有机合成“三路线”

（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：

CH2===CH2X—CH2—CH2—X―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯（链酯、环酯、聚酯）

（3）芳香族化合物的合成路线

2．官能团引入“六措施”

引入官能团

引入方法

引入卤素原子

①烃、酚的取代；

②不饱和烃与HX、X2的加成；

③醇与氢卤酸（HX）取代

引入羟基

①烯烃与水加成；

②醛、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

引入碳碳双键；

①某些醇或卤代烃的消去；

②炔烃不完全加成

③烷烃裂化

引入碳氧双键

①醇的催化氧化；

②连在同一个碳上的两个卤素原子水解；

③含碳碳三键的物质与水加成

引入羧基

①醛基氧化；

②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解

①卤代：

X2、铁屑；

②硝化：

浓硝酸与浓硫酸共热；

③烃基氧化；

④先卤代后水解

3．官能团消除“四方法”

（1）通过加成反应消除不饱和键（双键、三键、苯环）。

（2）通过消去、氧化、酯化反应消除羟基。

（3）通过加成或氧化反应消除醛基。

（4）通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。

4．官能团改变“三路径”

（1）通过官能团之间的衍变关系改变官能团。

如醇―→醛―→酸。

（2）通过某些化学途径使一个官能团变成两个。

如①CH3CH2OH―→CH2===CH2―→CH2XCH2X―→CH2OHCH2OH

②CH2===CHCH2CH3―→CH3CHXCH2CH3―→CH3CH===CHCH3―→CH3CHXCHXCH3―→CH2===CHCH===CH2

（3）通过某些手段改变官能团的位置。

如CH3CHXCHXCH3―→CH2===CHCH===CH2―→CH2XCH2CH2CH2X

三、常考题型要明了

考查有机物的结构与性质

典例

考查有机合成中官能团的保护

演练1

考查有机物的结构与性质及有机物的合成

演练2

[典例]　工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯，其生产过程如下图。

回答下列问题：

（1）有机物A的结构简式为_________________________________________________。

（2）反应⑤的化学反应方程式（有机物写结构简式，要注明反应条件）：

____________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）在合成线路中，设计第③和⑥这两步反应的目的是___________________________

________________________________________________________________________。

[解析]　由甲苯合成对羟基苯甲酸乙酯的反应流程为：

[

（3）保护酚羟基

有机合成中官能团的保护方法

在有机合成中，若使用到酸性KMnO4溶液等强氧化剂，结果却对原有机物分子结构中的碳碳双键、酚羟基、醇羟基等官能团起到了破坏作用，需要先将这些官能团保护起来，待KMnO4溶液氧化其他官能团后，再将其复原。

具体过程可表示为：

1．酚羟基的保护与复原

2．醇羟基的保护与复原

3．碳碳双键的保护与复原

[演练1]　吡洛芬是一种用于治疗风湿病的药物，它的合成路线如下：

已知：

①　（易被氧化）

②

回答下列问题：

（1）B―→C的反应类型为__________________________________________________。

（2）A―→B反应的化学方程式为_______________________________________________。

从整个合成线路看，步骤A―→B的目的是______________________________________。

解析：

从合成路线中看出，B―→C的反应中需加入Cl2作反应物，Cl2具有强氧化性，而题目信息中—NH2易被氧化。

故步骤A―→B的目的是保护—NH2，防止被Cl2氧化。

答案：

取代反应

保护—NH2，防止其被Cl2氧化

[演练2]　（2013·江苏淮安调研）化合物E是一种医药中间体，常用于制备抗凝血药，可以通过如图所示的路线合成：

（1）A中含有的官能团名称为________。

（2）C转化为D的反应类型是________。

（3）写出D与足量NaOH溶液完全反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）1molE最多可与________molH2加成。

（5）写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式：

_____________________。

A．能发生银镜反应

B．核磁共振氢谱只有4组峰

C．能与FeCl3溶液发生显色反应，水解时1mol可消耗3molNaOH

（6）已知工业上以氯苯水解制取苯酚，而酚羟基一般不易直接与羧酸酯化。

苯甲酸苯酚酯（）是一种重要的有机合成中间体。

试写出以苯、甲苯为原料制取该化合物的合成路线流程图（无机原料任选）。

合成路线流程图示例如下：

H2C===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH

解析：

（1）A为乙醛，官能团是醛基。

（2）C为，它与CH3COCl发生取代反应生成D和HCl。

（3）D中的酯基在足量NaOH溶液中发生水解反应，且水解生成的酚羟基也能与NaOH反应。

（4）E中苯环及碳碳双键能与H2加成，但酯基不能与H2加成，1molE最多可与4molH2加成。

（5）所写有机物应含有酚羟基和甲酸酯基，由核磁共振氢谱只有4组峰知，酚羟基只能在甲酸酯基的对位。

答案：

（1）醛基　

（2）取代反应

（6）

　　　　　　　　　　　　　　　　解答有机合成题的思路与方法

有机合成与推断题中提供的材料和涉及的化学知识多数是新情境、新知识，这些新知识以信息的形式在题目中给出，要求学生通过阅读理解信息，进行分析、整理，利用联想、迁移、转换、重组等方法，找出规律，解决有关问题。

其命题角度如下：

（1）依据题目提供的有机合成路线进行物质结构推断。

（2）依据题目提供的信息设计合理的有机合成路线。

[典题]　（2013·江苏高考）化合物A（分子式为C6H6O）是一种有机化工原料，在空气中易被氧化。

A的有关转化反应如下（部分反应条件略去）：

已知：

①R—BrR—MgBr

（R表示烃基，R′和R″表示烃基或氢）

（1）写出A的结构简式：

__________________________________________________。

（2）G是常用指示剂酚酞。

写出G中含氧官能团的名称：

________和________。

（3）某化合物是E的同分异构体，且分子中只有两种不同化学环境的氢。

写出该化合物的结构简式：

________（任写一种）。

（4）F和D互为同分异构体。

写出反应E→F的化学方程式：

_________________________。

（5）根据已有知识并结合相关信息，写出以A和HCHO为原料制备的合成路线流程图（无机试剂任用）。

合成路线流程图示例如下：

H2C===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH

[解析]　本题考查有机合成和推断，意在考查考生对有机合成的综合分析能力。

（1）A为苯酚，结构简式为。

（2）G中含氧官能团为（酚）羟基和酯基。

（3）根据分子中有两种不同化学环境的氢可推知，分子以O原子为中心呈对称结构，从而可以推断其结构简式为或。

（4）F和D互为同分异构体，D为则F为，E→F为发生分子内脱水（消去反应）

[答案]　

（1）　

（2）（酚）羟基　酯基

[名师支招]

有机合成解题三方法

[针对训练]

（2013·南京模拟）我国科研人员从天然姜属植物分离出一种具有显著杀菌、消炎、解毒作用的化合物H。

H的合成路线如下：

（1）A→B的反应类型是________。

（2）化合物B中的含氧官能团为________和________（填官能团名称）。

（3）写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式：

________。

Ⅰ.苯环上有两个取代基；Ⅱ.分子中有6种不同化学环境的氢原子；Ⅲ.既能与FeCl3溶液发生显色反应，又能发生银镜反应，水解产物之一也能发生银镜反应。

（4）实现F→G的转化中，加入的化合物X（C12H14O3）的结构简式为________。

（5）化合物是合成紫杉醇的关键化合物，请写出以和CH3CHO为原料制备该化合物的合成路线流程图（无机试剂任用）。

合成路线流程图示例如下：

CH2===CH2CH3CH2OHCH3CHO

解析：

（1）由A→B可知，反应类型为取代反应。

（2）化合物B中的含氧官能团为醛基和醚键。

（4）由B→C的反应和F→G的变化，推出X的结构简式为。

（5）由反应原料和CH3CHO及流程图中B→C的反应可知，两者可生成，选择弱氧化剂将醛基氧化为羧基，如新制的氢氧化铜，即生成，然后与Br2的四氯化碳溶液加成生成，最后水解、酸化生成目标产物。

答案：

（1）取代反应　

（2）醛基　醚键