第三章 第五节 有机合成-【新课程能力培养】2025-2026学年高中化学选择性必修3学习手册（人教版）

高中化学选择性必修3（人教版） 5.羧基酸性酯酰胺 (1)弱减弱 0 (2)“CH,COCH+H0羟基氢取代 知识点2 1.一OH一OR'RCOOR'酯基 C-O-R CH202(n≥2) 2.乙酸乙酯苯甲酸乙酯二乙酸乙二酯 乙二酸 二乙酯 3.(1)芳香液小难易 (2)戊酸戊酯丁酸乙酯乙酸异戊酯 4.RCOOH+R'OH RCOONa+R'OH逆反应可逆 不可逆 知识点3 1.高级脂肪酸甘油CrH&COOH C1 HxCOOH 2.油植物脂肪动物 CHOH 3.(1)CHOH+3CH,CONa高级脂肪酸盐碱 CHOH 性皂化 CH-OOCCIHis (2)氢化 CH一DOCCnHis液半固硬化人 CH-OOCCiHas 造脂肪硬化油 知识点4 1.(I)氨分子氢原子氢氨基CH,一NH2 NH, (2)碱 -NHCI 2.(1)羟基氨基酰基酰胺基 (2)RCOOH+NHCI RCOONa+NH3T 要点精析 变式训练 1.c COONa 2.(1)262Na0 CH,ONa+3H2↑ COONa (2)12Na0 CH2OH+2H2O COONa (3)NaO- CHOH (4)1 3.D 34 Du 第五节有机合成 知识梳理 知识点1 简单易得碳骨架官能团结构性质 1.结构增长缩短成环 (1)DCH,-CHCN CH-CHCOOH QH ②CH,CH-CN③CH,CH,CN④CH,C=CCH,CH, OH R-CH-CH.-COOH R-CH-CHCHO (2)①R一H②至少连有一个氢原子③CH8 C.H COOH O=C CH2 (3)① ② +2H038 H, P (4)①cH-COH CH,-CH,OH 2.(1)①CH,=CH2↑+H,0②NaBr+CH=CH2↑+ H,O③CH,=CHCI (2)①CH,CI+HCI -Br+HBr CH:CHCI -Br ②-Br CH.CHCICH CH.CHBrCH2Br CH2=CHCI 3CH-CH2-Br+HO (3)①CH,CHOH②NaBr+CH:CH2-OH 3CH COOH +CH,CH,OH CH,COONa+CH CHOH OH ④CH,CH,OHCH,-CH-CH (4)①2CH,CHO+2H,O②CH,=CHOH→CH.CHO (5)①2CH,COOH②2CH,COOH -COOH 3CH COOH+CH CHOH RCOOH+NH.CI 3.(3)CHCH,CI CH,=CH, 知识点2 碳骨架官能团成本产率 2.(1)一元醇一元醛一元羧酸 (2)HOCH:CH2OH OHC-CHO HOOC-COOH CH,CI -CH,OH CHO COOH 3.化学键中间体中间体化学键中间体基 础原料合成路线 CH,CH,。CH,CH, ①CH2=CH+Cl2 +2NaOH ≌H-H CH2—CH2 +2NaCl ③ +20, OH OH OHOH 催化剂 0》O01+2H0④cHCH+H0m题 CH.CH,OH HO COH 2CH.CH.OH 00 CHO-C- -OC.H,+2HO 00 4.(1)较少少高(2)价廉易得低毒 (3)温和简便分离提纯(4)绿色化学少较低 要点精析 变式训练 1.不能。因酚羟易被氧化，所以在氧化其他基团前 可以先使其与NaOH反应，把一OH转变为一ONa保护 起来，待氧化其他基团后再酸化将其转变为一OH。设 计流程如下： 第四章 "第一节糖 类 知识梳理 知识点1 1.(1)碳、氢、氧Cm(H0)m碳水化合物 ①CHO4②CH,0CH,O2③淀粉纤维素 (2)多羟基醛多羟基酮 2.(1)不能水解葡萄糖果糖核糖脱氧核糖 (2)2~10mol麦芽糖乳糖蔗糖 (3)10mol淀粉纤维素糖原 知识点2 1.(1)易无 QH (2)CH2O HOCH2-CH-CH-CH-CH-CHO OHOH OH 多羟基醛 (3)①a.2Ag↓+CH2OH(CHOH)4 COONH4+3NH3+ H,O b.CH,OH(CHOH)COONa+Cu,O+3H,O c.6CO2(g) +6H0(1) ②CHOH(CHOH),CH,OH 3CH COOCH,(CHOOCCH ).CHO+5H,O 2.(1)无易强高 参考答案与解析。 QH ONa CH,OH NaOW水 CH.OH ONa ONa CHO新制Cu(OH,NOH溶液 COONa OH COOH 2.(1)CH.CH.OHCH.-CH.CHC Br Br NaoW水CH,一CH2 OHOH (2)CH.CH.CH,OHCH,CH-CH. CH.CHCH NaOH*CH.CHCHs Br 4 OH 3.A4.B 主物大分子 OH (2)CH2O HOCH2-CH-CH-CH-C-CH.OH OHOH 多羟基酮同分异构体 3.HOCH,-CH-CH-CH-CHO OH OH OH HOCH2-CH-CH-CH2-CHO OHOH 醛醛核糖核 酸脱氧核糖核酸 知识点3 同分异构体CHO 1.无易甜味剂甘蔗和甜菜 CH2O6+C6H206 葡萄糖果糖 2.白易饴糖发芽的谷粒和麦芽2CH06 葡萄糖 3.乳汁 知识点4 1.葡萄糖单元光合作用营养物质直链支链 (C6HO5)m[CHO2(OH)3]m不互为 2.白没有不部分溶解白没有不 3.葡萄糖单元醇羟基银氨溶液和氢氧化铜非 还原酯化水解葡萄糖nCHO。蓝 葡萄糖 35高中化学选择性必修3（人教版） 答案：(1)不互为同系物。因为二者不是 同类物质，结构不相似，且不相差若干个 CH,原子团 (2)酸性条件下水解： HN N+H.O+N+NH.CI 碱性条件下水解： 第五节 有 学习目标 1.熟悉烃及烃的衍生物之间的相互转化、主 要的有机反应类型及其特点。 2.理解有机合成的关键是碳骨架的构建和官 能团的转化，知道设计有机合成路线的一 般方法，能综合应用有关知识完成推断有 机化合物，检验官能团，分析、评价和设 计有机合成路线等任务。 知识梳理 川知识点1 有机合成的主要任务 有机合成是指使用相对 的原 料，通过有机化学反应来构建 和引 ，合成出具有特定 和 的目标分子的过程。 1.构建碳骨架 66)学 归纳总结 氨、胺、酰胺和铵盐比较 类别 结构 性质 H-N-H 溶于水显碱性，能和酸 氨 H 或酸性物质发生反应 胺 R-NH2 具有碱性 R 在酸或碱存在并加热的条 酰胺 R-C-N R 件下可以发生水解反应 NH和酸根阴 受热易分解，可与碱反 铵盐 离子 应产生氨气 机合成 碳骨架是有机化合物分子的 基 础，进行有机合成时需要考虑碳骨架的形 成，包括碳链的 和 等过程。 (1)碳链的增长 ①炔烃与HCN加成 Hcn CH=CH化衬 丙烯腈 HO.H △ 丙烯酸 ②醛或酮与HCN加成 CHCHO OH CH,-CH-COOH OH OH CHCH-CNCHCH-CH2-NH2 ③卤代烃与NaCN反应 CH.CH.CI-+NaCN→ +NaCl 丙腈 CH.CH.CNCH.CH.COOH ④卤代烃与炔钠的反应 2CHC-CH+2Na*2CH,C=CNa+H. CHC=CNa+CHCHCI-NaCl+ ⑤羟醛缩合反应 醛基邻位碳原子上的氢原子(-H)受 羰基吸电子作用的影响，具有一定的活泼 性。分子内含有-H的醛在一定条件下可发 生加成反应，生成B羟基醛，该产物易失 水，得到，B-不饱和醛。 0 RC-H+CH,CHOH减oH 催化剂、 +H2O (2)碳链的缩短 ①脱羧反应 R-COONa+NaOH +NazCO3 ②氧化反应 i.烯烃氧化 RCH-CH2 WORCOOH+CO2+HO R R3,,。R C-C KMInO,C=0+RCOOH R H R R R C= 00.Ri ②ZnH0 C=0+ C=0 R H R H ⅱ.炔烃氧化 RC=CH°RCOOH+CO, ⅲ.芳香烃氧化 第三章烃的衍生物。 R COOH R 与苯环相连的碳原子上 才能被酸性高锰酸钾溶液氧化。 ③烃的裂化或裂解 C6H,三 +CsH16 CHC.Hip+ ④水解反应 主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多 糖的水解。 (3)碳链的成环 ①第尔斯-阿尔德反应 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)与含碳碳双 键的化合物加成。 +-→ COOH + ②形成环酯 COOH,HOCH酸 COOH HOCH2 ③形成环醚 HOCH,CH,OH定条“ +HO (4)开环反应 ①环酯水解开环 CH2-C O+H,0稻硫酸 CH2-CH2 学(67 高中化学选择性必修3（人教版） ②环烯烃氧化开环 0 [O] CH2-C-OH CH2C一OH 2.引入官能团 有选择地通过取代、加成、消去、氧 化、还原等有机化学反应，可以实现有机化 合物类别的转化，并引入目标官能团。 水解 酯化 图奈R器kO能需点 不饱和烃 (1)引入碳碳双键 ①醇的消去反应 CHCH.OH ②卤代烃的消去反应 CH,-CH2-Br+NaOH ③炔烃的不完全加成反应 CH=CH+HCI (2)引入碳卤键 ①烷烃、芳香烃与卤素单质的取代反应 CH+C,光熙 》+Br, CH+C,光思 ②不饱和烃与卤素单质或卤化氢的加成反应 +Br2→ CH;CH-CH2+HCI (主要产物) 68)学 CH,CH-CH+Br2→ CH-CH+HCI ③醇与氢卤酸(HX)的取代反应 CH-CH2-OH+H-Br. (3)引入羟基 ①烯烃与水的加成反应 CH,一CH+H,0 ②卤代烃的水解反应 CH-CH,—Br+NaOH ③酯的水解反应 CH.COOCHCH+HO CH,COOCH,CH+NaOH ④醛或酮的还原反应 CHCHO+H 0 CH C-CH+H (4)引入醛基 ①醇的催化氧化反应 2CH.CH.OH+O. ②炔烃与水的加成反应 CH-CH+H.O (5)引入羧基 ①醛的氧化反应 2CHCHO+O ②某些烯烃、苯的同系物被酸性高锰酸钾溶 液氧化 CH.CH-CHCH,M CH-wo ③酯、酰胺的水解 CH.COOCH.CH,+H.O RCONH2+H2O+HCI 3.官能团的保护 含有多个官能团的有机化合物在进行反 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。 (1)）羟基的保护 ①醇羟基 .将醇羟基转化为醚键，反应结束后再脱除 R一OH人保护蓝R一O一R'令反点R”一O一R' 脱除保护基，R”一OH ⅱ.将醇羟基转化为酯基，再水解复原 R酸反应) R"OC一R'水解R”一OH ②酚羟基 i.用NaOH溶液保护 HC-HC OH NaOH HC-HC- ONa, HOOC ONa#, HOOC- -OH iⅱ.用CHI保护 OH OCH: OH CHI (2)氨基的保护 ①用酸转化为盐保护 第三章经的行生物。 CH.NH CH-NH.CI CH,NH2 ②用醋酸酐转化为酰胺保护 NH, NHCOCH (CHCO)O HO f或OH NH2 (3)碳碳双键的保护 利用其与HCI等的加成反应将其保护起 来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳 双键。 CH2=CH,HCL NOW乙醇 △ (4)醛基（或酮羰基）的保护 用乙醇（或乙二醇）加成保护。 ① 0 OC,Hs R-CH0RC OC.Hs R-CH H ②0 R RCR(H)HOCHCLOH H/HO R'(H) R C=0 R'(H) 川知识点2有机合成路线的设计与实施， 有机合成路线的确定，需要在掌握 构建和 转化基本方法的基础 上，进行合理的设计与选择，以较低的 学(69 高中化学选择性必修3（人教版） 和较高的 通过简便而对环境 友好的操作得到目标产物。其过程如下： 副产物 副产物 基础原料 中间体 中间体 目标化合物 辅助原料 辅助原料 辅助原料 1.常见有机物的转化 炔烃一C≡C一 H2加成反应 烯烃 >C=C< H加成反应 烷烃 加成 消去加成 加成消去 反应反应反应 反应 反应 X2卤代 卤代烃一X目 HX取代水解（或取代）反应 醇一OH 水解（或取代）反应 酯化 还原氧化反应 反应 醛 CHO 酯 氧化反应 酯化 水解（或取 反应 羧酸一COOH 代)反应 2.正合成分析法 (1)单官能团合成 R-CH=CH2 HK卤代烃 NaOH水溶液 4 醇，浓HSO4 酯 △ (2)双官能团合成 CH2=CH2 CH.X-CHX 70)学 NaOH水溶液 [O] 一定条件 链酯、环酯、聚酯 (3)芳香族化合物合成 ① )NaOH水溶液，△， FeCly 2)H ② CH3 cL aOH水溶液」 光照 [01 庭，旅酸，△芳香酯 (4)合成路线的表示方法 有机合成路线常用反应流程图表示，表 示合成步骤时，使用箭头“→”表示每一步 反应： 原料英器中间体(I）装架中间体（Ⅱ） →→目标化合物 3.逆合成分析法 从目标化合物的组成、结构、性质入手 在目标化合物的适当位置断开相应的 目的是使得到的较小片段所对应的 经过反应可以得到目标化合物；继续断开 适当位置的 使其可以从 更上一步的 反应得来：依次倒推， 最后确定最适宜的 和 表 示逆合成时，用符号“>”表示逆推过程： 目标化合物 >中间体>中间体基础原料 如用“逆合成分析法”分析由乙烯合成 乙二酸二乙酯的具体步骤： 0=C+0C,H⑤ O=CoH®HC-OH②HC-q O-C-OH HC-OH H.C-CI O-C--OC2Hs ④ ① CH.OH CH,-CH 各步反应的化学方程式： ① ② ③ ④ ⑤ 即乙二酸二乙酯的合成路线如下： →CH.CH,OH HC-CH2- COOCHs CHCI CH2OH COOH COOC,H CHCI CHOH COOH 说明： CH2一CH2 (1)上述合成路线中 HOH也可以先氧 化为OHC一CHO,再氧化为 HOOC-COOH (2)在实际工业生产中，乙二醇还可以用环 氧乙烷与水直接化合得到，而环氧乙烷 则可由乙烯直接氧化得到。 CH2—CH2o CH2=CH2催化剂，△ △，加压 CH2-CH2 OH OH 4.有机合成路线设计应遵循的原则 (1)合成步骤 副反应 反应产率 0 (2)原料、溶剂和催化剂等尽可能 (3)反应条件 操作 第三章烃的衍生物。 物易于 (4)符合“ ”要求，原料利用率 高，污染排放 以 的 经济成本和环境代价得到目标产物。 5.有机合成的发展及价值 (1)发展：从生物体内提取有机物→人工设 计并合成有机物→计算机辅助设计合成 有机物。 (2)价值：为化学、生物、医学、材料等领 域的研究和相关工业生产提供了坚实的 物质基础，有力地促进了人类健康水平 提高和社会发展进步。 要点精析 川要点1构建碳骨架 典例1碳链增长在有机合成中具有重要意 义，它是实现由小分子有机物向较大分子有 机物转化的主要途径。某同学设计了如下4 个反应，其中可以实现碳链增长的是() A.CH,CH2CH2CH2Br和NaCN共热 B.CHCH,CH,CHBr和NaOH的乙醇溶液 共热 C.CH:CH2Br和NaOH的水溶液共热 D.乙烯和H,O的加成反应 解析：A中反应为CHCH,CH2CH2Br+NaCN CH,CH,CH,CH,CN+NaBr,可增加一个碳 原子；B、C、D可实现官能团的转化，但 碳链长度不变。 答案：A 典例2已知卤代烃可与金属钠反应，生成 碳链较长的烃：R一X+2Na+R'一X→R一R'+ 2NaX。现有CH,CHBr和CH,CHBrCH的混 学 71 高中化学选择性必修3（人教版） 合物，使其与金属钠反应，不可能生成的烃 是() A.己烷 B.正丁烷 C.2,3二甲基丁烷 D.2-甲基丁烷 解析：CH,CHBr与金属钠以物质的量之比 为1：1发生反应能够生成正丁烷和溴化钠： CH.CHBrCH与金属钠以物质的量之比为I:l 发生反应能够生成2,3-二甲基丁烷和溴化 钠；CH,CHBr、CH.CHBrCH3与金属钠以 物质的量之比为1：1：2发生反应能够生成 2-甲基丁烷和溴化钠。 答案：A 川要点2引入官能团 典例3下列说法不正确的是() CH2 A.CH一C一OH可发生消去反应引入碳碳 CH, 双键 0 B.CH,一C一CH可发生催化氧化反应引入 羧基 C.CH,CHBr可发生取代反应引入羟基 D.《与CH一CH可发生加成反应形成碳环 0 解析：CH2一C一CH为丙酮，不能催化氧化 成羧酸，B不正确。 答案：B 典例4在有机合成中，常会引入官能团或 将官能团消除，下列相关过程中反应类型及 相关产物不合理的是() (72)学 A乙婚-乙二醇：CH-CH,兰CH-CH Br Br CH:-CH OHOH B.溴乙烷→乙醇：CH,CHBr*CH,=CH, CH.CH.OH C.1-溴丁烷一→1丁炔：CH,CH,CH,CHBr去 CH.CHCH-CHCH.CH.CH-CH Br Br CH,CHC=CH D.乙烯→乙炔：CH,=CH, CH一CH,去， Br Br CH-CH 解析：B选项，由溴乙烷→乙醇，只需溴乙 烷在碱性条件下水解即可，路线不合理，且 由溴乙烷→乙烯发生消去反应。 答案：B 川要点3保护官能团 典例5设计方案以CH,一CHCH,OH为原 料制备CH2=CHCOOH。 解析：CH2一CHCHOH中的碳碳双键和羟 基均易被氧化，故需先将碳碳双键保护起 来，因此，可先让碳碳双键与HX发生加成 反应，氧化后再发生消去反应生成碳碳双键。 答案：CH,-CHCH,OH CH-CI-CH-CH2OH CH2CI-CH2COOH %.△CH,一CHCOOH 变式训练① OH 将 CH,OH直接氧化能得到 OH COOH吗？若不能，如何得到？请设 计出流程。 川要点4有机合成路线的设计 典例6某同学设计了下列合成路线，你认 为最不可行的是() A.用氯苯合成环己烯： CI CI NaOH/醇 △ B.用甲苯合成苯甲醇： CH CHCI C12 NaOH/Z水， 光照 A CHOH C.用乙炔合成聚氯乙烯：CH=CH。 CI CH,=CHC1电条七CH2CH元 D.用乙烯合成乙二醇：CH2一CH2化剂，△ CH.CHCH.CICH.CIHOCHCH.OH 第三章烃的衍生物。 解析：氯苯与H发生加成反应生成一氯环 己烷，一氯环己烷在NaOH的乙醇溶液、加 热条件下发生消去反应生成环己烯，可以实 现，A不符合题意；甲苯与C2在光照条件 下发生甲基上的取代反应生成 CH,CI, CHCI在NaOH水溶液、加热条件下 发生取代反应生成 CHOH,可以实 现，B不符合题意；乙烯与H2发生加成反 应生成乙烷，但乙烷在光照条件下与C2发 生取代反应，其产物有多种，无法控制反应 只生成CH,CICH,CI,不可以实现，D项符 合题意。 答案：D 典例7以人和/为原料合成 H.C- CHO,请用合成反应的流程图 表示出最合理的合成方案。（注明必要的反 应条件) 提示： ①+0 ②RCH,CH=CH+Cl,o巴RCHCICH=CH+ HCI; ③合成反应流程图示例如下（无机试剂可 任选)： 反应物 反应物 A反位条行B反条件C→…一→H。 解析：本题可用逆合成法解答，其思维过程 为：HC CHO→.→中间体→ 起始原料 其逆合成分析思路为：H,C CHO 学 N 高中化学选择性必修3（人教版） BrBr 入cH0→个QHOH→个CHC→A 由此确定可按以上6步合成 CHO 答案： /溴水，Br-√NaOH/醇 人 Br人△ 了e ,CH,NaOH水溶液 CH,OH催化氧化( CHO △ H.CCHO P变式训练2 请用流程图表示出最合理的合成路线。 (1)将乙醇转化成乙二醇（改变官能团 的数目)。 (2)将1-丙醇转化成2-丙醇（改变官能 团的位置)。 要点5有机合成路线的选择 典例8由CH,CH=CH2和乙酸合成 0 CH2OCCH 0 CHOCCH时，需要依次经过的反应类型 0 CH2OCCH (74)学 是() A.加成→取代→加成→取代 B.取代→加成→取代→取代 C.取代→取代→加成→取代 D.取代→取代→取代→加成 解析：此题适宜采用逆推法。根据合成产 物的结构简式可知，该化合物可由丙三醇 和乙酸通过酯化反应生成；可利用1,2,3- 三氯丙烷通过水解反应生成丙三醇；1,2,3- 三氯丙烷可利用CHCICH一CH2和氯气通 过加成反应生成；丙烯通过取代反应可生 成CH,CICH=CH2,故选B。 答案：B B变式训练③ 由石油裂解产物乙烯制取HOCH,COOH, 需要经历的反应类型有( A.氧化→氧化→取代→水解 B.加成→水解→氧化→氧化 C.氧化→取代→氧化→水解 D.水解→氧化→氧化→取代 P变式训练④ 0 以1-丙醇制取CHC一C一OCHCHCH3, 最简便的流程需要下列反应的顺序是() a.氧化b.还原c.取代d.加成 e.消去f.中和g.加聚h.酯化 A.b、d、f、g、h B.e、d、c、a、h C.a、e、d、c、h D.b、a、e、c、f