3.5 有机合成 课前导学 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

3.5 有机合成—高一化学人教版（2019）选择性必修第三册课前导学 一、有机合成的主要任务 1．构建碳骨架：包括碳链的增长、缩短与成环等 (1)碳链的增长 ③羟醛缩合反应：含有α­H的醛在一定条件下可发生加成反应，生成β­羟基醛，进而发生消去反应。 (2)碳链的缩短 (3)碳链成环 共轭二烯烃(含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃，如1,3­丁二烯)与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生第尔斯­阿尔德反应(Diels­Alder reaction)，得到环加成产物，构建了环状碳骨架。 2．引入官能团 引入官能团的反应类型常见的有取代、加成、消去、氧化还原等。 (1)引入—OH生成醇的反应有 烯与H2O加成， ，酯水解， 等。 (2)引入的反应有醇与卤代烃的 反应等。 3．官能团的保护 含有多个官能团的有机物在进行反应时，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。如—OH保护过程： 答案：卤代烃水解 酮、醛与H2加成 消去 二、有机合成路线的设计与实施 1．合成的设计方法 (1)从原料出发设计合成路线的方法步骤 基础原料通过有机反应形成一段碳链或连上一个官能团，合成第一个中间体；在此基础上，利用中间体的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成出第二个中间体……经过多步反应，最后得到具有特定结构和功能的目标化合物。 示例：乙烯合成乙酸的合成路线为 (2)从目标化合物出发逆合成分析法的基本思路 基本思路是在目标化合物的适当位置断开相应的化学键，目的是使得到的较小片段所对应的中间体经过反应可以得到目标化合物；接下来继续断开中间体适当位置的化学键，使其可以从更上一步的中间体反应得来；依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和合成路线。可以用符号“”表示逆推过程，用箭头“→”表示每一步转化反应。 示例：乙烯合成乙二酸二乙酯的合成路线逆向合成图(用“”表示逆推过程) 可以得出正向合成路线图： 。 2．设计合成路线的基本原则 (1)步骤较少，副反应少，反应产率高； (2)原料、溶剂和催化剂尽可能价廉易得、低毒； (3)反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯； (4)污染排放少； (5)在进行有机合成时，要贯彻“绿色化学”理念等。 3．有机合成的发展史 (1)20世纪初，维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮，总产率仅有0.75%。十几年后，罗宾逊仅用3步反应便完成合成，总产率达90%。 (2)20世纪中后期，伍德沃德与多位化学家合作，成功合成了奎宁、胆固醇、叶绿素、红霉素、维生素B12等一系列结构复杂的天然产物。 (3)科里提出了系统化的逆合成概念，开始利用计算机来辅助设计合成路线。 总之，有机合成的发展，使人们不仅能通过人工手段合成原本只能从生物体内分离、提取的天然产物，还可以根据实际需要设计合成具有特定结构和性能的新物质。 (1)取代反应、加成反应、消去反应都能引入卤素原子。 (　　) (2)酯化反应、加聚反应都能增长碳链。 (　　) (3)利用溴乙烷与液溴在光照条件下反应制备1,2-二溴乙烷。 (　　) (4)醇被氧化、酯的水解和苯的侧链被氧化等都能引入羧基。 (　　) (5)多元醇与多元羧酸反应可形成链状或环状有机化合物。 (　　) (6)醛、酮与H2反应,可引入羟基。 (　　) (7)通过还原反应可以消去醛基。 (　　) (8)消去反应不能改变官能团的种类。 (　　) (9)酯的水解可以产生羧基。 (　　) 【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√ (7)√　(8)×　(9)√ 1.有机合成的关键是什么? 【答案】碳骨架的构建和官能团的引入与消除。 2.什么是有机合成反应的“原子经济性”? 【答案】理想的“原子经济性”反应应该是反应物分子中100%的原子都转化到产物中,没有副产物生成。如加成反应就是“原子经济性”非常好的有机反应。 3.在有机物中如何引入醛基和羧基? 【答案】引入醛基:①醇氧化,如RCH2OHRCHO;②炔水化(加成),如CH≡CHCH3CHO;③烯氧化,如2CH2CH2+O22CH3CHO。 引入羧基:醛氧化,如RCHORCOOH。 4.如何消除有机物中的羟基? 【答案】(1)消去反应;(2)氧化反应;(3)取代反应,如R—OH+HXR—X+H2O。 1.一定条件下，炔烃可以进行自身化合反应。如乙炔的自身化合反应为。下列关于该反应的说法不正确的是( ) A.该反应使碳链增长了2个碳原子 B.该反应引入了新官能团 C.该反应属于加成反应 D.该反应属于取代反应 2.环氧树脂广泛应用于涂料和胶黏剂等领域，以下是一种新型环氧树脂前体（丁）的合成路线。下列有关说法正确的是( ) A.乙按系统命名法的名称为1-氯丙烯 B.丙的结构简式一定为 C.合成路线的前两步不宜颠倒 D.丙→丁的反应中同时有NaClO生成 3.是一种有机醚，可由链状烃A（分子式为）通过如图路线制得。下列说法正确的是( ) A.A的结构简式是 B.B中含有的官能团有碳溴键、碳碳双键 C.C在Cu或Ag作催化剂、加热条件下不能被氧化为醛 D.①、②、③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应 4.实验室合成乙酰苯胺的路线如图所示（部分反应条件略去），下列说法正确的是( ) A.反应①完成后加入蒸馏水可分离出纯净的硝基苯 B.若反应②中加入过量酸会降低乙酰苯胺产率 C.乙酰苯胺分子中的所有原子可能在同一平面上 D.上述合成路线中的反应均为取代反应 5.已知酸性：，综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素，将转化为的合理方法是( ) A.与稀共热后，加入足量的溶液 B.与稀共热后，加入足量的溶液 C.与足量的NaOH溶液共热后，再加入足量稀 D.与足量的NaOH溶液共热后，再通入足量 答案以及解析 1.答案：D 解析：由化学方程式可以看出，该反应是两分子乙炔间发生的加成反应，加成后碳链增加了2个碳原子，引入了碳碳双键，所以D错误，A、B、C正确。 2.答案：C 解析：中氯原子位于3号碳上，所以按系统命名法其名称为3-氯丙烯，A错误；与HOCl发生加成反应生成丙，侧丙可能的结构简式为或，B错误；若合成路线的前两步颠倒，与HOCl先发生加成反应生成或，然后与在光照条件下发生取代反应时，饱和C原子上的H原子都易被取代，有多种产物，所以前两步不宜颠倒，C正确；丙在碱性条件下脱去HCl生成丁，HCl与NaOH反应会生成NaCl，D错误。 3.答案：B 解析：由有机醚的结构及反应③的条件可知C为，结合反应①和②的条件可推知B为，A为，A项错误；B的结构简式为，B中含有的官能团是碳碳双键和碳溴键，B项正确；C为，连接醇羟基的碳原子上含有2个H原子，所以C能被催化氧化生成醛，C项错误；烯烃能和溴发生加成反应、卤代烃能发生水解反应，水解反应属于取代反应，醇生成醚的反应为取代反应，所以①，②、③分别是加成反应、取代反应，取代反应，D项错误。 4.答案：B 解析：硝基苯和苯互溶，且二者均不溶于水，反应后硫酸和剩余的硝酸可用NaOH溶液中和，通过分液法分离得到粗硝基苯，A错误；苯胺具有碱性，若反应②中加入过量的酸，会消耗部分苯胺，从而降低苯胺的产率，B正确；乙酰苯胺中含有甲基，甲基为四面体形结构，所有原子不可能在同平面上，C错误；反应②为还原反应，反应①和反应③为取代反应，D错误。 5.答案：D 解析：A项，原料在稀硫酸催化下水解可生成邻羟基苯甲酸，再加入溶液，羧基可与其反应生成目标产物，但是由于酯在酸性条件下水解的程度较小，酯的转化率较小，故该方法中原料的转化率较低，不符合题意；B项，原料与稀硫酸共热后生成邻羟基苯甲酸，再加入碳酸钠溶液，酚羟基和羧基都反应，得不到目标产物，不符合题意；C项，原料与足量NaOH溶液反应后，加入足量稀硫酸生成邻羟基苯甲酸，得不到目标产物，不符合题意；D项，原料与足量NaOH溶液共热后，可以完全水解，原料的转化率高，水解液中再通入足量二氧化碳，由于碳酸的酸性弱于苯甲酸、强于苯酚，故可生成邻羟基苯甲酸钠，符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $$