内容正文:
第6讲 有机合成及推断
复习目标
知识构建
1.掌握有机合成路线设计的方法。
2.根据合成路线图能够推断有机物的结构。
考点一 有机合成路线的设计
1.有机合成题的解题思路
2.有机合成中碳骨架的构建
(1)碳链增长的反应
加聚反应;缩聚反应;酯化反应;利用题目所给信息反应,如卤代烃的取代反应,醛、酮的加成反应……
④苯环上的烷基化反应
⑤卤代烃与活泼金属作用
2CH3Cl+2Na―→CH3—CH3+2NaCl。
(2)碳链减短的反应
①烷烃的裂化反应;
②利用题目所给信息反应,如烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应……
(3)常见由链成环的方法
①二元醇成环
②羟基酸酯化成环
③氨基酸成环
3.有机合成中官能团的转化
(1)官能团的引入
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)反应
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
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羟基脱水;
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
(2)官能团的消除
①通过加成反应可以消除不饱和键(碳碳双键、碳碳三键、苯环等);
②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基;
③通过加成或氧化反应等消除醛基;
④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
(3)官能团的改变
①利用官能团的衍生关系进行衍变,如
R—CH2OHR—CHOR—COOH;
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如CH3CH2OHCH2===CH2Cl—CH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH;
③通过某种手段改变官能团的位置,如
4.官能团的保护与恢复
被保护的官能团
被保护的官能团性质
保护方法
酚羟基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
①用NaOH溶液先转化为酚钠,后酸化重新转化为酚:
②用碘甲烷先转化为苯甲醚,后用氢碘酸酸化重新转化为酚:
氨基
易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
先用盐酸转化为盐,后用NaOH溶液重新转化为氨基
醛基
易被氧化
利用乙醇(或乙二醇)保护:
碳碳双键
易与卤素单质加成,易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化
用氯化氢先通过加成转化为氯代物,后用NaOH醇溶液通过消去重新转化为碳碳双键
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)有机合成的主要任务是构建碳骨架和引入官能团。(√)
(2)1-丁醇经过消去反应和加成反应后即可合成1,2-丁二醇。(×)
(3)能增长碳链的反应通常也可以用来使碳链成环。(√)
(4)相对分子质量大的分子都可以称为高分子。(×)
题组一 有机合成路线的分析
1.(2023·广东广州调研)4-溴甲基-1-环己烯的一种合成路线如下:
下列说法正确的是( )
A.化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子
B.①、②和③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应
C.由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液,加热
D.化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化,再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X
解析:B A项,W中没有手性碳原子,错误;B项,由官能团的转化可知1,3-丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X,X发生还原反应生成Y,Y发生取代反应生成Z,正确;C项,由化合物Z一步制备化合物Y,应在氢氧化钠的水溶液中进行,错误;D项,Y中含有碳碳双键,也可被酸性高锰酸钾溶液氧化,错误。
2.(2021·北京卷,17改编)从黄樟素经过其同分异构体N可制备。
写出制备L时中间产物N、P、Q的结构简式:____________、____________、____________。
解析:根据Q到L的转化条件可知,Q为酯类,结合L的结构简式,可推知Q的结构简式为,结合信息ⅰ和信息ⅱ可推知P到Q的转化条件为H2O2/乙酸,故P的结构简式为,结合P的结构简式及N为黄樟素的同分异构体可推知N的结构简式为。
答案:
题组二 有机合成路线设计
3.苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理方案,以苯甲醛和乙醇为主要原料(无机试剂任选),合成苯乙酸乙酯()。
已知:①R—Br+NaCN―→R—CN+NaBr;
②R—CNR—COOH。
答案:
4.(2022·湖南卷,19节选)物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下:
参照上述合成路线,以和
为原料,设计合成的路线_____________________(无机试剂任选)。
解析:结合G→I的转化过程可知,可先将转化为,再使反应生成
,并