内容正文:
第16讲 有机合成
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课程标准
课标解读
1.认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化。掌握官能团的引人和转化的一些技巧。
2.了解设计有机合成路线的一般方法。
3.理解逆向合成法在有机合成中的应用,尤其在制药行业中的重要作用,知道“绿色合成”原则。
4.体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展等方面的重要贡献。
1.从不同角度对有机物的转化关系进行分析和推断;能根据有机物的官能团的转化等分析有机物合成的合理性。
2.通过有机合成中原料的选择,使学生知道“绿色合成”思想是优选合成路线的重要原则,关注有机物的安全生产,培养学生科学的价值观。
3.能综合应用有关知识完成推断有机化合物、检验官能团、设计有机合成路线等任务。
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知识精讲
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知识点 有机合成的主要任务
通过有机反应构建目标化合物的分子_______,并引入或转化所需的_______。
1.构建碳骨架
(1)碳链增长
①炔烃与HCN先加成后水解生成_______
②醛与HCN先加成后还原生成_______
③羟醛缩合反应生成_______
(2)碳链缩短
烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾氧化,生成_______或_______
①
②
③
(3)成环反应
共轭二烯烃与含碳碳双键的化合物反应,得到环加成产物
+
2.引入官能团
(1)引入碳碳双键的方法:①卤代烃的消去,②醇的消去,③炔烃的不完全加成。
(2)引入碳卤键的方法:①醇(酚)的取代,②烯烃(炔烃)的加成,③烷烃(苯及苯的同系物)的取代。
(3)引入羟基的方法:①烯烃与水的加成,②卤代烃的水解,③酯的水解,④醛的还原。
(4)引入醛基的方法:①醇的催化氧化,②烯烃的氧化。
(5)引入羧基的方法:①醇的氧化,②醛的氧化,③酯的水解。
(6)引入酯基的方法:酯化反应。
3.官能团的保护
含多个官能团的有机化合物在进行反应时,非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来,先将其转化为不受该反应影响的其他官能团,反应后再转化复原。例如保护羟基:
4.逆合成分析法
(1)基本思路
(2)合成乙二酸二乙酯
①思维过程
②合成路线
③合成反应
a._________________________________________________
b._________________________________________________
c._________________________________________________
d._________________________________________________
e._________________________________________________
4.合成路线设计遵循的原则
【即学即练】从溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列转化方案中最好的是( )。
A.CH3CH2BrCH3CH2OHCH2=CH2CH2BrCH2Br
B.CH3CH2BrCH2BrCH2Br
C.CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH3CH2BrCH2Br
D.CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br
考法01 有机合成中常见官能团的引入和转化
【典例1】(2022·芜湖高二检测)以1-溴丙烷为原料设计合成乳酸(CH3--COOH)的方案中,可能要经历以下反应(分离操作略去):①在氢氧化钠水溶液中加热;②与溴的四氯化碳溶液反应;③在氢氧化钠醇溶液中加热;④在催化剂、加热条件下与氧气反应;⑤在催化剂、加热条件下与氢气反应,其正确顺序是( )。
A.①③②④⑤ B.③②①④⑤ C.③①②⑤④ D.①②③④⑤④
【知识拓展】
1.常见的取代反应中,官能团的引入或转化
(1)烷烃的取代,如CH4+Cl2CH3Cl+HCl
(2)芳香烃的取代,如+Br2Br+HBr
(3)卤代烃的水解,如CH3CH2X+NaOHCH3CH2OH+NaX
(4)酯的水解,如CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
2.常见的加成反应中,官能团的引入或转化
(1)烯烃的加成反应,如CH2=CH2+HXCH3CH2X。
(2)炔与X2、HX、H2O等的加成,如HC≡CH+HClH2C=CHCl。
(3)醛、酮的加成,如CH3CHO+H2CH3CH2OH。
3.氧化反应中,官能团的引入或转化
(1)烯烃的氧化,如2CH2=CH2+O22CH3CHO
(2)含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化,如CH3被KMnO4酸性溶液氧化为COOH
(3)醇的氧化,如2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(4)醛的氧