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

有机合成 学习目标：熟悉烃及其衍生物之间的转化关系；官能团之间的相互转化；合成路线的选择。 (一)有机合成的主要任务 1．认识有机合成 有机合成使用相对简单易得的原料，通过有机化学反应来___________和_____________，由此合成出具有特定结构和性质的目标分子。 2．构建碳骨架 (1)碳链的增长 通过引入含碳原子的官能团等方式可使碳链增长，如炔烃和醛中的不饱和键与HCN发生加成反应生成含氰基的物质，再经水解生成羧酸，或经催化加氢还原生成胺。 (2)碳链的缩短 氧化反应等可以使烃分子的碳链缩短。如烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成碳链缩短的羧酸或酮。 3．引入官能团 有选择地通过_____、加成、______、氧化、_____等有机化学反应，可以实现有机化合物类别的转化，并引入目标官能团。 4．官能团的保护 如保护羟基： R—OHR—O—R′R″—O—R′R″—OH (合成反应影响羟基，无法直接转化) (二)有机合成路线的设计与实施 1．有机合成的分析方法 (1)正合成分析法 (2)逆合成分析法 应用实例——由乙烯合成乙二酸二乙酯： 根据以上分析，可确定合成乙二酸二乙酯的基础原料为乙烯(CH2===CH2)，通过五步反应进行合成，写出每步反应的化学方程式： ①______________________________________； ②_________________________________________； ③_____________________________________________； ④_______________________________________________ ⑤___________________________________________________。 2．选择有机合成路线综合考虑的因素与贯彻的理念 (1)综合考虑的因素 ①合成步骤较少，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；污染排放少。 ③反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯。 (2)贯彻的理念 在进行有机合成时，要贯彻“绿色化学”理念，选择最佳合成路线。　　　　　　　　　　　　　　　 即时小练： 1.下列说法不正确的是(　　) A．有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物的分子构架，并引入或转化成所需的官能团 B．有机合成过程可以简单表示为基础原料→中间体→目标化合物 C．逆合成分析法可以简单表示为目标化合物→中间体→基础原料 D．为减少污染，有机合成不能使用辅助原料，不能有副产物 　2.从丙烯合成硝化甘油(三硝酸甘油酯)可采用下列四步反应：丙烯1,2,3-三氯丙烷() 硝化甘油。已知：CH2===CH—CH3＋Cl2CH2Cl—CHCl—CH3　 CH2===CH—CH3＋Cl2CH2===CH—CH2Cl＋HCl (1)写出①②③④各步反应的化学方程式，并分别注明其反应类型。 (2)写出以丙醇为原料制丙烯的化学方程式，并注明反应类型。 [活动·探究] 1．炔烃和醛中的不饱和键与HCN发生加成反应，再经水解生成羧酸或经催化加氢还原为胺，最终使碳链增长。分别以由乙炔制取丙烯酸和由RCHO制取氨基醇为例，写出相应的合成路线。 提示：CH≡CHCH2===CHCN， 　 2．受羰基的影响，醛基邻位碳原子上的氢原子(α-H)活泼性增强，在一定条件下，该氢原子能与另外一分子中的醛基发生加成反应，生成羟基醛，进而发生消去反应生成烯醛。以乙醛为原料设计制取烯醛的合成路线。 提示：CH3CHOCH3CH===CHCHO。 3．共轭二烯烃与含碳碳双键的化合物在一定条件下可以发生加成反应生成环状化合物。以1,3-丁二烯与丙烯酸的反应为例，请写出化学方程式。 提示：。 4．写出引入羟基的几种反应，并举例说明。 提示：取代反应：CH3CH2BrCH3CH2OH； 加成反应：CH2===CH2CH3CH2OH； 还原反应：CH3CHOCH3CH2OH； 水解反应：CH3COOC2H5CH3COOH＋C2H5OH。 [归纳·点拨] 1．构建碳骨架 (1)碳链的增长 ①炔烃、醛、酮与氢氰酸的加成反应可增加一个碳原子。 ②卤代烃与炔钠反应，如CH3CH2Br＋CH3C≡CNa―→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr。 ③醛分子间发生羟醛缩合反应生成羟基醛，进而生成烯醛。 (2)碳链的缩短 烯烃、炔烃、芳香烃的侧链被酸性KMnO4溶液氧化而使碳链缩短。 (3)成环反应 ①共轭二烯烃的成环反应： ②形成环酯： ③形成环醚： 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、炔烃与水的加成；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炔烃的水化；②烯烃的氧化；③醇的催化氧化。 (5)引入羧基的方法 ①烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性KMnO4溶液氧化；②酯的水解；③含—CN化合物的水解。 3．官能团的保护 (1)酚羟基的保护 (2)碳碳双键的保护 CH2===CHR催化剂,HClCH2Cl—CH2R CH2Cl—CH2R′CH2===CHR′ [应用·体验] 1．下列反应能使有机物的碳链缩短的是(　　) ①烯烃被酸性KMnO4溶液氧化　②乙苯被酸性KMnO4溶液氧化　③重油裂化为汽油　④CH3COOCH3与NaOH溶液共热　⑤炔烃与溴水反应 A．①②③④⑤　　　　 B．②③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④ 2．一定条件下，炔烃可以进行自身化合反应。如乙炔的自身化合反应为2H—C≡C—HH—C≡C—CH===CH2。下列关于该反应的说法不正确的是(　　) A．该反应使碳链增加了2个碳原子 B．该反应引入了新官能团 C．该反应是加成反应 D．该反应属于取代反应 3.是一种有机醚，可由链状烃E(分子式为C4H6)通过如图路线制得。下列说法正确的是 (　　) A．E的结构简式是CH2===CHCH2CH3 B．F中含有的官能团有碳溴键、碳碳双键 C．G在Cu或Ag作催化剂、加热条件下不能被O2氧化为醛 D．①②③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应 1 学科网（北京）股份有限公司 $$