第63讲 有机合成与推断 -备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练

备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练 第63讲 有机合成与推断 本讲复习目标 1．能根据常见官能团的性质和已知信息设计有机合成路线。 2．能准确分析有机合成路线图，提取相关信息推断中间产物，提升整合信息解决实际问题的能力。 夯基·知识精讲 一．有机合成的主要任务 1．有机合成： 使用相对简单易得的原料，通过有机化学反应来构建碳骨架和引入官能团，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。 2．有机合成中碳骨架的构建 （1）碳链的增长： ①与HCN的加成反应； ②加聚或缩聚反应； ③酯化反应。 （2）碳链的减短： ①脱羧反应：R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3。 ②氧化反应： ； R—CH===CH2RCOOH＋CO2↑。 ③酯类、糖类、蛋白质等的水解反应。 ④烃的裂化或裂解反应：C16H34C8H18＋C8H16。 （3）常见碳链成环的方法 ①二元醇成环，如 。 ②羟基酸酯化成环，如 。 ③氨基酸成环，如 。 ④二元羧酸成环，如 。 ⑤利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环： 3．有机合成中官能团的转化 （1）官能团的引入 官能团 引入方法 碳卤键 ①烃、酚的取代； ②不饱和烃与HX、X2的加成； ③醇与氢卤酸(HX)的取代 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的水解； ④酯的水解； ⑤葡萄糖发酵产生乙醇 碳碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去； ②炔烃的不完全加成； ③烷烃的裂化 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低聚糖和多糖水解可引入醛基； ④含碳碳三键的物质与水加成 羧基 ①醛基氧化； ②酯、酰胺基、蛋白质、羧酸盐的水解； ③含—CH2OH结构的醇、苯的同系物(与苯环直接相连的碳上有氢原子)被酸性高锰酸钾溶液氧化； 苯环上引入不同的官能团 ①卤代：X2和Fe(或X2和FeX3)； ②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热； ③烃基氧化； ④先卤代后水解 （2）官能团的消除 ①通过加成反应消除不饱和键(双键、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消除醛基。 ④通过水解反应消除酯基、酰胺基、碳卤键。 （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===CH2X—CH2CH2—XHO—CH2CH2—OH。 。 ③通过某种手段改变官能团的位置，如 CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2CH3CHClCH3CH3CH(OH)CH3。 二．有机合成路线的设计与实施 1．有机合成路线的设计 （1）正推法 基础原料→中间体→目标化合物。 即从某种原料分子开始，对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团)，对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化)，从而设计出合理的合成路线。如以乙烯为原料合成乙酸乙酯，可采用正推法： （2）逆推法 目标化合物→中间体→基础原料。 即从目标分子着手，分析目标分子的结构，然后由目标分子逆推出原料分子，并进行合成路线的设计。如采用逆推法，通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇，继续逆推可得出原料分子为甲苯，如图所示： 设计合成路线时，要选择反应步骤少，试剂成本低，操作简单，毒性小，污染小，副产物少的路线，即 2．最佳合成途径的选择 （1）合成基本原则：原理正确，原料价廉，操作简便，步骤简单，条件适宜，易于分离。 具体而言： ①起始原料、溶剂和催化剂要廉价、易得、低毒性、低污染。 ②应尽量选择步骤较少的合成路线。为了减少合成步骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。 ③合成路线要符合“绿色、环保”的要求，高效的有机合成应最大限度地利用原料分子中的每一个原子，使之转化到目标化合物中。 ④有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现、不污染环境或污染小。 ⑤要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应。综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的信息，掌握正确的解题方法，有时则要综合运用顺推和逆推的方法导出最佳的合成路线。 对于多种合理路线的选择，要综合考虑诸多因素：原料的来源和价格、能耗、反应速率、反应物的利用率、生产设备和技术条件是否具备、是否有污染物产生或排放等。 （2）有机合成路线的选择 ①一元合成路线 以乙烯为例：②， ③， ⑤。 ②二元合成路线 以乙烯为例：②， ④， ⑤。 ③芳香族化合物合成路线 a. 。 b. 。 3．有机合成中常见官能团的保护 如： （1）酚羟基的保护： 因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa将其