2024届高三化学二轮复习 专题复习-有机合成路线设计技巧 课件

有机合成路线设计技巧 教研部 郑宗元 1 部门：教学管理部 汇报人：肖春花 目 录 1. 有机合成的过程 2. 官能团的引入、消除、 转化和保护的方法 3. 有机物碳骨架构建方法 4. 常用方法—逆合成分析法 2 1.有机合成的概念 有机合成：是利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物 2.有机合成的目的 （1）官能团的转化； （2）目标化合物分子碳链骨架的构建。 3.有机合成的意义 （1）可以制备天然有机物，以弥补自然资源的不足； （2）可以对天然有机物进行局部的结构改造和修饰，使其性能更加完美; （3）可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物，以满足人类的特殊需要。 一、有机合成的过程 二、官能团的引入、消除、转化和保护的方法 （1）有机物间的转化关系 二、官能团的引入、消除、转化和保护的方法 1.官能团的引入方法 （1）引入碳碳双键 ②炔烃的不完全加成： ③烷烃裂化裂解： ①醇和卤代烃的消去： CH3CH2OH CH2=CH2↑+ H2O C2H5Br + NaOH CH2=CH2↑+ H2O + NaBr CH≡CH + Br2 → CHBr =CHBr C4H10 CH2=CH2 + CH3CH3 （2）引入卤素原子（—X） ①烃、酚的取代： CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl + 3Br2 → ↓+ 3HBr ②不饱和烃与 HX、X2 的加成： CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br ③醇与氢卤酸（HX）的取代： CH3CH2OH + HBr C2H5Br + H2O （3）引入羟基（—OH） ①烯烃与水反应： CH2=CH2 + H2O CH3CH2OH ②醛、酮与氢气加成： CH3CHO + H2 CH3CH2OH ③卤代烃在碱性条件下水解： C2H5Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr ④酯的水解： CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH+ CH3CH2OH （4）引入碳氧双键 醇的催化氧化： 2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO + 2H2O （5）引入羧基（—COOH） ①醛基氧化： 2CH3CHO + O2 2CH3COOH ②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解： CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH+ CH3CH2OH 例题： 由 1，3-丁二烯合成 2-氯-1，3-丁二烯的路线如下： 本合成中各步的反应类型分别为（ ） A．加成、水解、加成、消去 B．取代、水解、取代、消去 C．加成、取代、取代、消去 D．取代、取代、加成、氧化 A 2.官能团的消除方法 （1）消除不饱和键： （2）消除羟基（—OH）： （3）消除醛基（—CHO）： （4）消除卤素原子： 加成反应 消去反应、氧化反应或取代 （酯化、卤代）反应 加成反应或氧化反应 消去反应或水解反应 3.官能团的转化 （1）官能团种类变化 （2）官能团数目变化 （3）官能团位置变化 例题 1. 由溴乙烷为主要原料制取乙二醇时，需要经过的反应为（ ） A．加成—消去—取代 B．消去—加成—取代 C．取代—加成—消去 D．取代—消去—加成 2. 有机物 可经过多步反应转变为 ， 其各步反应的类型是（ ） A．加成→消去→脱水 B．消去→加成→消去 C．加成→消去→加成 D．取代→消去→加成 B B 4.官能团的保护 常见需要保护的官能团有碳碳双键，酚羟基，醛基，-NH2 特点：易被氧化 措施：先保护→再氧化→再还原 一般的提问方式是：这几个步骤的目的是（保护XX官能团不被XX氧化） 例子： 1.c=c的保护（肉桂酸，马来酸制取） 2.醛基的保护 3.酚羟基的保护（对甲基苯酚生成对羟基苯甲酸） 4.普通羟基的保护 思考 生成 4.官能团的保护 例：2-丁烯醛转化为 2-丁烯酸的流程如下 提问：上述流程中 A→B、B→C 的反应顺序能否颠倒？并说明理由。 补充：如何保护酚羟基防止其被氧化？ 不能颠倒，碳碳双键会被氧化 先与碱反应生成盐，再酸化 例题： 已知： 以A为主要原料制备己醛（目标化合物） （1）上述合成路线中第一步反应的目的是 。 （2）在方框中将合成路线的后半部分补充完整。 保护醛基 三、碳骨架的构建 1.碳骨架的增长 （1）有机物的加聚反应： （2）有机物的缩聚反应： （3）酯化反应： CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOC2H5+ H2O （4）醇分子间脱水（取代反应）生成醚 （5）C＝C 或 C≡C 和HCN 加成等 例题 D 2.碳骨架的减短 （2）酯的水解 如：乙酸乙酯水解生成乙酸和乙醇； （3）烃的裂化裂解 如：丁烷裂解为乙烯和乙烷。 （4）烯烃或炔烃的催化氧化（C＝C 或C≡C断开等） （5）脱羧反应 例题： 烯烃在一定条件下发生氧化反应时C＝C 键会发生断裂，RCH＝CHR′可以氧化成 RCHO 和R′CHO，下列烯烃在该条件下分别被氧化后产物可能有 CH3CHO 的是（ ） A．(CH3)2C＝CH(CH2)2CH3 B．CH2＝CH(CH2)2CH3 C．CH3CH＝CH—CH＝CH2 D．CH3CH2CH＝CHCH2CH3 C 3.有机物成环的方法 （1）酯化法 （2）加成法 四、有机合成的分析与应用 一、有机合成的分析方法和原则 1.正合成分析法 从已知的原料入手，找出合成目标化合物所需的直接或间接的中间体，逐步推向待合成的目标化合物，其思维方法为： 例题 已知： ， 如果合成 ，所用原始原料可以是（ ） A．3-甲基-l,3-丁二烯和 3-丁炔 B．2-甲基-l,3-丁二烯和 2-丁炔 C．2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D．2,3-二甲基-l,3-丁二烯和丙炔 BD 如何以乙烯为基础原料，无机原料可以任选，合成下列物质： CH3CH2OH、CH3COOH、CH3COOCH2CH3 2.逆合成分析法 将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物， 而这个中间体又可由更上一步的中间体得到，依次类推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。 如何用最简单的工业原料，合成乙二酸二乙酯？ 例题： 1.从丙烯合成“硝化甘油”（三硝酸甘油酯）可采用下列四步反应， 已知 写出①、②、③、④各步反应的化学方程式，并分别注明其反应类型： ① ； ② ； ③ ； ④ 。 取代反应 加成反应 水解（取代）反应 酯化（取代）反应 2.已知下列两个有机反应： RCl + NaCN →RCN + NaCl RCN + 2H2O + HCl → RCOOH + NH4Cl 现以乙烯为惟一有机原料（无机试剂及催化剂可任选），经过 6 步化学反应，合成二丙酸乙二酯（CH3CH2COOCH2CH2OOCCH2CH3），设计正确的合成路线。 答案： 3.已知： 试写出下图中A→F 各物质的结构简式 答案： 4. 答案： 常见有机信息反应的归纳 A (2018年全国Ⅰ卷)化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下： （7）苯乙酸苄酯 是花香型香料，设计由苯甲醇为起始 原料制备苯乙酸苄酯的合成路线（无机试剂任选）。 （2019年全国Ⅲ卷）氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck 反应合成W的一种方法： （6）利用Heck反应，由苯和溴乙烷为原料制备 写出合成路线。（无机试剂任选） 答案: 答案： $$