第三章 第19讲 有机合成及合成路线的设计（Word教参）-【百汇大课堂】2026年高考化学选考总复习下册·第1轮（浙江专用）

第19讲　有机合成及合成路线的设计 课标引领 1.认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化，了解设计有机合成路线的一般方法。 2．体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展方面的重要贡献。 3．结合生产、生活实际了解某些烃、烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响，体会“绿色化学”思想在有机合成中的重要意义，关注有机化合物的安全使用。 考点一　有机化合物的合成 [对应学生用书P99] 1．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 碳骨架是有机化合物分子的结构基础，进行有机合成时需要考虑碳骨架的形成，包括碳链的增长和缩短、成环等过程。 (1)碳链增长 当原料分子中的碳原子数少于目标分子中的碳原子数时，可通过引入含碳原子的官能团等方式使碳链增长。 ①卤代烃与氰化钠(NaCN)反应 CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH(生成羧酸) CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2CH2NH2(生成胺) ②炔烃与HCN的加成反应 (2)碳链缩短 氧化反应等则可以使烃分子链缩短，如烯烃、炔烃及芳香烃的侧链被酸性KMnO4溶液氧化，生成碳链缩短的羧酸或酮。 (3)成环反应 ①羟基酸酯化成环，如HO(CH2)3COOH； ②氨基酸成环，如H2NCH2CH2COOH―→； ③二元羧酸成环，如HOOCCH2CH2COOH； ④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)反应 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 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 碳氧双键 ①醇的催化氧化； ②连在同一个碳原子上的两个羟基脱水； ③含碳碳三键的物质与水加成 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(双键、三键等)； 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、酰胺基、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RCH2OHRCHORCOOH； 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．有机合成中官能团的保护 官能团 保护方法 酚羟基 (—OH) 酚羟基易被氧化，在氧化其他基团前，先与CH3I反应，将—OH转化为—OCH3，待氧化其他基团后再与HI反应转化为—OH 醛基 (—CHO) 醛基可被弱氧化剂氧化，为防止其被氧化，可与乙二醇反应生成缩醛，待氧化反应结束后，再水解转化为—CHO 考向一　有机化合物的合成及分析 [例1] 多巴胺是一种抗休克的药物，其合成路线中的前两步反应如图所示。下列说法正确的是(　　) A．甲→乙的转化过程是取代反应 B．乙→丙的转化过程可用强碱的醇溶液代替浓硫酸 C．丙分子中所有的碳原子可能共平面 D．乙、丙分子可用FeCl3溶液鉴别 C　解析：甲→乙的转化过程中，—CHO与CH3NO2发生加成反应， A错误；乙→丙的转化过程中醇羟基发生消去反应，条件是浓硫酸、加热，不能用强碱的醇溶液代替，B错误；苯环上的碳在同一平面，碳碳双键上的碳在同一平面，甲氧基相当于取代苯环上的氢原子，分子中所有的碳原子可能共平面，C正确；乙、丙均含有酚羟基，均能与FeCl3溶液发生显色反应，D错误。 [练1] 有机化合物甲的结构简式为，可以通过如图路线合成(分离方法和其他产物已经略去)： 下列说法不正确的是 (　　) A．甲可发生取代反应、加成反应、加聚反应 B．步骤 Ⅰ 反应的化学方程式为 C．步骤 Ⅱ 在苯环上引入醛基，步骤Ⅳ的反应类型是取代反应 D．步骤 Ⅰ 和 Ⅳ 在合成甲过程中的目的是保护氨基不被氧化 答案：A 考点二　有机合成路线的设计 [对应学生用书P101] 1．利用“逆合成分析法”设计简单有机合成路线 2．明确有机化合物之间的转化关系，构建有机合成体系 考向二　有机合成路线及设计 [例2] (2023·浙江6月选考卷，节选)某研究小组按下列路线合成胃动力药依托比利。 已知： 研究小组在实验室用苯甲醛为原料合成药物N­苄基苯甲酰胺()。利用以上合成线路中的相关信息，设计该合成路线________________________________________(用流程图表示，无机试剂任选) 答案： 解析：由题给信息可知，用苯甲醛为原料合成药物N­苄基苯甲酰胺的合成步骤为与NH2OH反应生成，催化剂作用下与氢气发生还原反应生成；催化剂作用下，与氧气发生催化氧化反应生成，与SOCl2发生取代反应生成，与发生取代反应生成。 [练2] 化合物 Ⅰ 有特定发光性能，在新型有机发光二极管的开发中具有潜在价值，其结构如下： 某研究小组按以下路线合成该化合物(部分反应条件及试剂已简化)： 已知： ①RCOOR′＋NH2NH2―→RCONHNH2＋R′OH ②RCONHNH2＋R″COOH＋2H2O ③(Y＝—COOH、—CHO、—NO2等) 请回答： 以 、1，3丁二烯、丙烯酸和乙醇为有机原料，设计化合物的合成路线(用流程图表示，无机试剂任选)____________________________ ___________________________________________________________________________________________________。 答案： 解析：由流程可知，A发生取代反应生成B，B发生已知信息①反应生成C，结合C分子式，可知C为，C、D发生已知信息②反应生成E，结合D、E分子式，可知D为、E为，E中硝基还原为氨基得到F，F、G反应生成H，结合G分子式，可知G为，H进一步转化为I。结合结构，流程可以为中甲基首先氧化为羧基得到，再和乙醇发生取代反应生成，再和NH2NH2发生已知①反应转化为；1，3丁二烯、丙烯酸发生已知③反应生成，和发生已知②反应生成产物，故流程为 。 [对应学生用书P102] 1．有机合成中碳骨架的构建是关键，包括碳链的增长、碳链的缩短、成环、开环等。下列说法不正确的是(　　) A．CH3CH2Br与HC≡CNa共热生成CH3CH2C≡CH，可使碳链增长 B．被酸性KMnO4溶液氧化生成，可使碳链缩短 C．HOCH2CH2OH与足量CH3COOH在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应，可形成环状结构 D．CH2===CHCH===CH2和CH2===CH2通过加成反应生成环己烯()，形成碳环结构 答案：C 2．利用煤化工产业所得的苯可合成甲苯、乙苯、环己烷，其反应如下： ③。下列说法正确的是(　　) A．反应①、②、③均属于加成反应 B．反应①和②都能使碳链增长 C．反应③在有机合成中用于引入官能团 D．以苯为原料通过三步反应生成苯甲酸 答案：B 3．(2024·浙江七彩阳光联盟联考)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、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 答案：B 4．(2023·浙江1月选考卷，节选)某研究小组按下列路线合成抗癌药物盐酸苯达莫司汀。 已知：①； ②。 设计以D为原料合成E的路线(用流程图表示，无机试剂任选)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案： 解析：1，3­丙二醇与HBr发生取代反应生成1，3­二溴丙烷，1，3­二溴丙烷与NaCN发生取代反应生成，发生水解生成戊二酸，戊二酸分子内脱水生成，据此写出合成路线图。 5．(2024·浙江1月选考卷，节选)聚乳酸()是一种可降解高分子，可通过化合物X()开环聚合得到，设计以乙炔为原料合成X的路线(用流程图表示，无机试剂任选)。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：CH≡CHCH2===CHCNCH2===CHCOOH(或其他合理答案) 解析：乙炔与HCN发生加成反应，经酸化后可生成CH2===CHCOOH，CH2===CHCOOH与水发生加成反应生成，分子间发生酯化反应成环生成目标产物X。 学科网（北京）股份有限公司 $$