第3章 第1节 有机化合物的合成（课件PPT）-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修3同步学案（鲁科版）

该高中化学课件聚焦有机合成核心内容，涵盖碳骨架构建、官能团转化及合成路线设计，通过卤代烃取代、醛酮加成等反应实例，连接碳链增长与官能团引入知识，搭建前后学习支架，帮助学生形成系统认知。 其亮点是以实例驱动教学，通过正逆推法分析苯甲酸苯甲酯合成路线，培养科学思维中的证据推理能力。设计绿色化学探究题（如原子利用率计算），强化科学探究与实践。学生可构建有机合成模型，教师能借助结构化资源提升教学效率。

第三章　有机合成及其应用　合成高分子化合物 第一节　有机化合物的合成 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 目录 contents Part 01 梳理基础 突破重点 Part 02 等级达标 素养提升 Part 03 课时作业 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 梳理基础 突破重点 返回导航 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 减短 碳骨架 增长 成环 开环 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 答案：B 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 答案：　D 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 CH3CH==CH2＋Cl2 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 e、f a、c b、d g、i、k h、j 酸性KMnO4溶液 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 结构 官能团 碳骨架 原料 目标化合物 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 骨架 产物 碳 官能 团 原料 碳骨 架 官能 团 绿色合成 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 脂类 相同 相同 苯环 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 苯甲醇 苯甲酸 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 答案：　B 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 等级达标 素养提升 返回导航 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 答案：C 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 谢谢观看 第三章　有机合成及其应用 合成高分子化合物 返回导航 1 学习目标 核心素养 1.了解有机合成的基本程序和方法。2.掌握碳骨架的构建和官能团的转化的方法。3.初步学会利用逆推法设计有机合成路线的思想。4.熟知有机合成的基本规律，学会评价、优选合理的有机合成路线。5.了解原子经济和绿色化学的思想。 1.宏观辨识与微观探析：可以分析有机化合物分子中的官能团和化学键、预测可能的断键部位与相应的反应，然后提供反应事实，引导学生通过探究学习一类有机化合物的性质。2.证据推理与模型认知：可以通过分析、推理等方法认识有机合成的本质特征，建立有机合成的具体模型，并能运用相关的模型合成一些陌生的有机化合物，设计合成路线揭示有机合成的本质和规律。3.科学探究与创新意识：能从有机物的结构出发，依据有机化合物结构的特点，设计多种合成方案，运用多种方法优化合成路线，创新合成路线，养成勤于实践、善于合作、敢于质疑、勇于创新的学科素养。 ①卤代烃的氰基取代反应 例如：用溴乙烷制取丙酸的化学方程式为： CH3CH2Br＋NaCN―→ ，CH3CH2CN eq \o(――→,\s\up15(H2O，H＋)) 。 ②卤代烃与炔钠的取代反应 例如：用丙炔钠制2戊炔的化学方程式为CH3CH2Br＋NaC≡CCH3―→ 。 ③醛、酮的加成反应 CH3CH2CHO＋HCN―→ CH3CH2CN＋NaBr CH3CH2COOH CH3CH2C≡CCH3＋NaBr 知识点一　碳骨架的构建 碳骨架的构建 1．合成路线的核心 构建目标化合物分子的 和引入必需的官能团。 2．碳骨架的构建 构建碳骨架，包括在原料分子及中间化合物分子的碳骨架上 或 碳链、 或 等。 (1)碳链的增长 例如： CH3CH===CHCH3 eq \o(――→,\s\up15(酸性KMnO4溶液)) 。 ②苯的同系物的氧化反应 例如： CH2CH3 eq \o(――→,\s\up15(酸性KMnO4溶液)) 。 ③脱羧反应 例如：CH3COONa＋NaOH eq \o(――→,\s\up15(△)) ； 2CH3COOH Na2CO3＋CH4↑ ④炔烃的加成反应 例如：CH≡CH＋HCN eq \o(――→,\s\up15(催化剂),\s\do15(△)) 。 ⑤羟醛缩合反应(至少有1个α氢) 例如：两分子乙醛反应的化学方程式为 2CH3CHO eq \o(――→,\s\up15(OH－)) 。 (2)碳链的减短 ①烯烃、炔烃的氧化反应 CH2===CHCN [针对训练] 1．下列反应可使碳链增长的有(　　) ①加聚反应　②缩聚反应　③酯化反应　④卤代烃的氰基取代反应　⑤乙酸与甲醇的反应 A．全部 B．①②③ C．①③④ D．①②③④ 答案：　A 2．在有机化合成中，有时需要通过减短碳链的方式来实现由原料到目标产物的转化，某同学设计的下列反应中，可成功实现碳链减短的是(　　) A．乙烯的聚合反应 B．烯烃与酸性KMnO4溶液的反应 C．酯化反应 D．卤代烃与NaCN的取代反应 [思考探究] 1．与碱石灰共热得到的有机　物是什么？ 提示：　与NaOH(碱石灰——NaOH与CaO的混合物)共热脱去羧基，有机产物为。 2．乙醛与甲醛在一定条件下发生羟醛缩合时，生成的有机物中碳原子最多有几个？ 提示：　乙醛有三个α­H，因此一个乙醛分子最多可以与三个甲醛分子发生羟醛缩合，生成的有机物中碳原子数最多为5个。 有机合成中碳骨架的构建 1．常见增长碳链的方式 (1)醛、酮与HCN加成： (2)卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、 CH3C≡CNa等取代。 如RCl＋NaCN―→RCN＋NaCl。 (3)卤代烃与活泼金属作用。 如2CH3Cl＋2Na―→CH3—CH3＋2NaCl。 2．常见减短碳链的方式 3．成环与开环的反应 (1)成环。 如羟基酸分子内酯化： (内酯)＋H2O 二元酸和二元醇分子间酯化成环： (2)开环。 如环酯的水解反应： 某些环状烯烃的氧化反应： 【易错提醒】　碳链构建的注意问题 (1)通过羟醛缩合增长碳链时，至少一种分子中含有α­H才能完成该反应。 (2)脱羧反应是制取烃类物质的一种重要的方法，这个过程同时是一个碳链减短的反应过程。 [题组集训] 1．武兹反应是重要的有机增碳反应，可简单表示为2R—X＋2Na―→R—R＋2NaX，现用CH3CH2Br、C3H7Br和Na一起反应不可能得到的产物是(　　) A．CH3CH2CH2CH3 B．(CH3)2CHCH(CH3)2 C．CH3CH2CH2CH2CH3 D．(CH3CH2)2CHCH3 解析：　2个CH3CH2Br与Na一起反应得到A；C3H7Br有两种同分异构体；1­溴丙烷与2­溴丙烷，2个2­溴丙烷与Na反应得到B；1个CH3CH2Br和1个1­溴丙烷与Na反应得到C；无法通过反应得到D。 2．已知乙烯醇(CH2===CH—OH)不稳定，可自动转化为乙醛。乙二醇在一定条件下发生脱水反应，也有类似现象发生，所得产物的结构简式有人写出下列几种，其中不可能的是(　　) ①CH2===CH2　②CH3CHO ③　④ A．① B．②③ C．③④ D．①④ 解析：　①乙二醇可脱去2分子H2O生成CH≡CH，不可能生成CH2===CH2，错误；②乙二醇可脱去1分子H2O生成CH2===CH—OH，不稳定，自动转化为乙醛，正确；③乙二醇可脱去1分子H2O生成，正确；④两分子乙二醇可脱去2分子H2O生成，正确。 答案：A 知识点二　官能团的引入与转化 1．官能团的引入 (1)引入卤素原子(—X) ①烃与X2取代。烷烃、芳香烃的取代反应；烯烃、羧酸的αH取代反应；醇与氢卤酸HX的取代反应。 苯与Br2： ； 甲苯与Cl2： ； CH2===CHCH3＋Br2 eq \o(――→,\s\up15(催化剂)) CH2BrCHBrCH3 丙烯与Cl2： eq \o(――――→,\s\up15(500～600 ℃)) ； RCH2COOH与Cl2： ； 乙醇与HBr： 。 ②不饱和烃与HX或X2的加成： CH≡CH＋HBr eq \o(――→,\s\up15(催化剂)) ； ； ClCH2—CH= CH2＋HCl C2H5OH＋HBr eq \o(――→,\s\up15(△)) C2H5Br＋H2O CH2===CHBr CH3CH2OH CH≡CH＋Br2―→ ；CH≡CH＋2Br2―→ 。 (2)引入羟基(—OH)。烯烃与水加成、醛、酮与H2加成、醛、酮与HCN加成、羟醛缩合。 ①烯烃与H2O的加成：CH2===CH2＋H2O eq \o(――――→,\s\up15(催化剂),\s\do15(加热，加压)) ； ②醛(酮)与H2的加成反应：CH3CHO＋H2 eq \o(――→,\s\up15(催化剂),\s\do15(△)) ； ③醛(酮)与HCN的加成反应：＋HCN eq \o(――→,\s\up15(催化剂)) ； ④羟醛缩合反应：2CH3CH2CHO eq \o(――→,\s\up15(OH－)) ； CHBr===CHBr CHBr2CHBr2 CH3CH2OH 2CH3CHO＋2H2O 2CH3CH2CHO ⑤卤代烃(RCH2X)的水解：RCH2X eq \o(――→,\s\up15(H2O),\s\do15(△)) ； ⑥酯的水解：CH3COOC2H5＋H2O ； ⑦羧酸的还原：RCOOH eq \o(――→,\s\up15(LiAlH4)) 。 (3)引入羰基() ①醇的氧化：2CH3CH2OH＋O2 eq \o(――→,\s\up15(催化剂),\s\do15(△)) ； ②烯烃的氧化：2CH3CH===CH2＋O2 eq \o(――――→,\s\up15(一定条件)) ； R—CH2OH CH3COOH＋C2H5OH RCH2OH CH3CH2COOH (4)引入羧基(—COOH) ①烯烃被KMnO4(H＋)氧化：RCH===CHR eq \o(――――→,\s\up15(KMnO4（H＋）)) ； ②氧化苯的同系物制取芳香酸：CH3 eq \o(――――→,\s\up15(KMnO4/H＋溶液)) ； ③醛的氧化：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH eq \o(――→,\s\up15(△)) ； 　2CH3CHO＋O2 eq \o(――→,\s\up15(催化剂),\s\do15(△)) ； ④腈的水解：CH3CH2CN eq \o(――→,\s\up15(H2O/H＋),\s\do15(△)) ； RCOOH＋R′COOH CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O 2CH3COOH ⑤酯的水解：CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH (酸的条件下) CH3COOC2H5＋NaOH eq \o(=====,\s\up15(△)) CH3COONa＋C2H5OH (碱的条件下) ⑥蛋白质或肽的水解： H2N―CH2NH―CH2―COOH＋H2O eq \o(――→,\s\up15(酶)) 。 (5)引入碳碳双键() 2H2NCH2—COOH ①某些醇的消去：CH3CH2OH eq \o(――――→,\s\up15(浓H2SO4),\s\do15(170 ℃)) ； ②卤代烃的消去：CH3CH2Br＋NaOH eq \o(――→,\s\up15(醇),\s\do15(△)) ； ③炔烃的加成：CH≡CH＋Br2―→ 。 2．官能团的转化 CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O CH2===CH2↑＋H2O CHBr===CHBr 用对应的字母完成填空： (1)上述转化中属于取代反应的为 ，属于加成反应的为 ，属于消去反应的为 ，属于氧化反应的为 ，属于还原反应的为 。 (2)转化步骤b的条件为 ，转化步骤e的条件为 ，转化步骤g的条件为 ，转化步骤h的条件为LiAlH4。 NaOH醇溶液、加热 NaOH醇溶液、加热 [针对训练] 1．化合物丙可由如下反应得到： C4H10O eq \o(――――→,\s\up15(浓硫酸，△)) C4H8 eq \o(――――→,\s\up15(Br2),\s\do15(溶剂CCl4)) 丙(C4H8Br2)，丙的结构简式不可能是(　　) A．CH3CH(CH2Br)2 B．(CH3)2CBrCH2Br C．CH3CH2CHBrCH2Br D．CH3(CHBr)2CH3 答案：　A 2．下列反应可以在烃分子中引入卤素原子的是(　　) A．苯和溴水共热 B．光照甲苯与溴的蒸气 C．溴乙烷与NaOH溶液共热 D．溴乙烷与NaOH的醇溶液共热 答案：　B [思考探究] 1．CH2===CH2 eq \o(――→,\s\up15(①)) CH3CH2Cl eq \o(――→,\s\up15(②)) CH3CH2OH eq \o(――→,\s\up15(③)) CH3CHO eq \o(――→,\s\up15(④)) CH3COOH eq \o(――→,\s\up15(⑤)) CH3COOCH2CH3 该转化过程属于有机合成中官能团的引入，其中①～⑤涉及的反应类型有哪些？ 提示：　①加成反应；②水解反应(取代反应)；③氧化反应；④氧化反应；⑤酯化反应(取代反应)。 2．有机合成中常见官能团的消除有哪些方法？ 提示：　①通过加成反应消除不饱和键。 ②通过消去反应、氧化反应或酯化反应等消除羟基(—OH)。 ③通过加成反应或氧化反应等消除醛基。 [归纳提升] 1．官能团的转化 包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。 (1) 官能团种类变化。利用官能团的衍生关系进行衍变，如卤代烃 (2)官能团数目变化。通过不同的反应途径增加官能团的个数，如CH3CH2OH eq \o(――→,\s\up15(消去),\s\do15(—H2O)) CH2===CH2 eq \o(――→,\s\up15(加成),\s\do15(＋Cl2)) eq \o(――→,\s\up15(水解)) HO—CH2—CH2—OH (3)官能团位置变化。通过不同的反应，改变官能团的位置，如 CH3CH2CH2OH eq \o(――→,\s\up15(消去)) CH3CH===CH2 eq \o(――――→,\s\up15(HBr),\s\do15(一定条件)) eq \o(―――→,\s\up15(水解)) 2．从分子中消除官能团的方法 (1)经加成反应消除不饱和键。 (2)经取代、消去、酯化、氧化等反应消除—OH。 (3)经加成或氧化反应消除—CHO。 (4)经水解反应消除酯基。 (5)通过消去或水解反应可消除卤素原子。 【易错提醒】　引入官能团时的注意事项 (1)要注意多个官能团引入的先后顺序。如引入羟基和氧化反应的先后顺序。 (2)要注意对某些官能团的保护。 [题组集训] 1．在有机合成中，常要将官能团消除或增加，且要求过程科学、简洁，下列相关过程不合理的是(　　) A． B．溴乙烷→乙醇： CH3CH2Br eq \o(――→,\s\up15(消去)) CH2===CH2 eq \o(――→,\s\up15(加成)) CH3CH2OH C．乙醛→乙烯： CH3CHO eq \o(――→,\s\up15(加成)) CH3CH2OH eq \o(――→,\s\up15(消去)) CH2===CH2 D．乙醇→乙酸： CH3CH2OH eq \o(――→,\s\up15(氧化)) CH3CHO eq \o(――→,\s\up15(氧化)) CH3COOH 解析：　溴乙烷水解一步即可制得乙醇，若再经过乙烯，多了一步，降低了产率。 答案：　B 2．由环己烷可制备1，4­环己醇的二乙酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略去)： 其中有3步属于取代反应，2步属于消去反应，3步属于加成反应。反应①、________和________属于取代反应；反应________是羟基的引入； 反应________和________是消去反应。化合物的结构简式是：B.________、C.____________。反应④所用试剂和条件是________。 解析：　目标合成物是1，4­环己醇的二乙酸酯，通过正合成分析法，可以逐步推出各步未知的中间产物及反应类型。 答案：　⑥　⑦　⑥　②　④　ClCl 　NaOH醇溶液，加热 知识点三　有机合成路线的设计　有机合成的应用 一、有机合成路线的设计 1．方法 (1)正推法。 ①含义：从确定的某种原料分子开始，逐步经过碳骨架的构建和官能团的引入或转化来完成。 ②具体步骤：首先要比较原料分子和目标化合物分子在 上的异同，包括 和 两个方面的异同；然后，设计由 分子转化为 的合成路线。 (2)逆推法。 采取从 逆推 ，设计合理的合成路线的方法。在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。 3．案例：利用逆合成分析法设计 苯甲酸苯甲酯的合成路线 (1)观察目标分子的结构： (2)逆推，设计合成思路： (3)设计合成路线(设计四种不同的合成路线)： ① (4)合成方法的优选： ①路线中由甲苯分别制取 和 较合理。②④路线中制备苯甲酸步骤多、成本高，且Cl2的使用不利于环境保护。 ③的步骤虽然少，但使用了价格昂贵的还原剂LiAlH4和要求无水操作，成本较高。 二、有机合成的应用 1．有机合成是化学学科中最活跃、最具创造性的领域之一，人工合成的有机物广泛应用于农业(如高效低毒杀虫剂)、轻工业(如表面活性剂)、重工业(如工程塑料)、国防工业(如高能燃料)等众多领域。 2．有机合成是化学基础研究的一个重要工具。 [针对训练] 1．在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。①置换反应，②化合反应， ③分解反应，④取代反应，⑤加成反应，⑥消去反应，⑦加聚反应等，原子利用率为100%的是(　　) A．①②⑤ B．②⑤⑦ C．只有⑦ D．只有② 答案：　B 2．由1­氯丙烷合成少量的2­丙醇，需要经过下列哪几步反应(　　) A．加成→消去→取代 B．消去→加成→水解 C．取代→消去→加成 D．消去→加成→消去 解析：　合成过程为CH3CH===CH2 eq \o(――→,\s\up15(加成),\s\do15(HCl)) eq \o(――→,\s\up15(水解)) 。 [思考探究] 1．合成路线要符合“绿色、环保”的要求，其主要考虑的因素有哪些？ 提示：　①有机合成反应中原子经济性； ②原料是否绿色化； ③试剂与催化剂的无公害性。 2．下面是有机合成的三个步骤：①对不同的合成路线进行优选；②由目标化合物分子逆推原料分子并设计合成路线；③观察目标化合物分子的结构，正确顺序是什么？ 提示：　③②① [归纳提升] 有机合成路线的设计 1．有机合成路线设计思路 (1)设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机物类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关； (2)其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键； (3)最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择最佳的合成方案。 2．有机合成的逆向合成法及其一般程序 (1)逆推法。 采取从产物逆推出原料，设计合理的合成路线的方法。当确定了要合成的目标化合物的分子结构之后，按一定的规律切断目标化合物分子的一个或几个化学键，使目标化合物分子形成一些较简单的分子片段或化合物，按一定机理切断的键会有相应的合成反应。可以寻找到能顺利合成目标化合物分子的中间产物。 用同样的思维继续逆推，直到找到的前体结构是易于得到的、比较简单的、合理的起始化合物——合成原料为止，这样便构成了以目标化合物分子为根、逐渐生长起来的逆向推理的所谓“合成树”(如图所示)。 (2)逆推法设计有机合成路线的一般程序。 ①观察目标化合物分子的结构，包括目标化合物分子的碳骨架特征，以及官能团的种类和位置。 ②由目标化合物分子逆推原料分子并设计合成路线，包括目标化合物分子碳骨架的构建，以及官能团的引入或转化。 ③根据设计有机合成路线应遵循的原则，对不同的合成路线进行优选。 3．有机合成中常用的“四条路线” (1)一元合成路线。 R—CH===CH2 eq \o(――→,\s\up15(HX)) 卤代烃 eq \o(――――→,\s\up15(NaOH水溶液),\s\do15(△)) 一元醇 eq \o(――→,\s\up15([O])) 一元醛 eq \o(――→,\s\up15([O])) 一元羧酸 eq \o(―――――――→,\s\up15(醇、浓硫酸，△)) 酯 (2)二元合成路线。 CH2===CH2 eq \o(――→,\s\up15(X2)) CH2X—CH2X eq \o(――――→,\s\up15(NaOH水溶液),\s\do15(△)) CH2OH—CH2OH eq \o(――→,\s\up15([O])) OHC—CHO eq \o(――→,\s\up15([OH])) HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯 (3)芳香化合物合成路线。 ① eq \o(――→,\s\up15(Cl2),\s\do15(Fe)) eq \o(――――→,\s\up15(NaOH水溶液),\s\do15(△)) ② eq \o(――→,\s\up15(Cl2),\s\do15(光照)) eq \o(――――→,\s\up15(NaOH水溶液),\s\do15(△)) eq \o(――→,\s\up15([O])) eq \o(――→,\s\up15([O])) ―→芳香酯 (4)改变官能团位置。 CH3CH2CH2Br eq \o(――→,\s\up15(消去),\s\do15(－HBr)) CH3CH===CH2 eq \o(――→,\s\up15(加成),\s\do15(＋HBr)) 【方法规律】　有机合成路线的基本要求 (1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。 (2)应尽量选择步骤最少的合成路线，步骤越少，最后产率越高。 (3)合成路线要符合“绿色环保”的要求。 (4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。 (5)要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。 [题组集训] 1．以乙醇为原料，用下述6种类型的反应： ①氧化；②消去；③加成；④酯化；⑤水解；⑥加聚，来合成乙二酸乙二酯()的正确顺序是(　　) A．①⑤②③④ B．②③⑤①④ C．①②③④⑤ D．②③⑤①⑥ 解析：　解答本题在于理清由乙醇合成乙二酸乙二酯的正确路线，本题可用逆推法。 答案：　B 2．肉桂醛()在自然界中存在于桂油中，是一种常用的植物调味油。工业上主要以CH2===CH2和甲苯为主要原料进行合成： 请回答： (1)E中含氧官能团的名称是________。 (2)反应①～④中属于加成反应的是________。 (3)反应②的化学方程式是：___________ (4)用流程图表示出制备的方案，例如： 解析：　由框图可知A是乙醇，B是乙醛；在碱性条件下两个醛分子间可以发生反应，生成羟基醛，故E中的含氧官能团有羟基和醛基；从给出的反应原理来看，两个醛分子间的反应实质是加成反应，同时乙烯和水的反应也是加成反应；在设计流程时一定要标明反应的条件。 答案：　(1)羟基、醛基 (2)①③ (3)2CH3CH2OH＋O2 eq \o(――→,\s\up15(Cu),\s\do15(△)) 2CH3CHO＋2H2O (4) eq \o(――→,\s\up15(Cl2),\s\do15(光)) eq \o(――――→,\s\up15(NaOH溶液),\s\do15(△)) eq \o(――→,\s\up15(Cu，O2),\s\do15(△)) [即时达标] 1．能在有机物分子中引入羟基的反应类型有：①酯化　②取代　③消去　④加成　⑤水解　⑥还原，其中正确的组合为(　　) A．①②③⑥ B．②④⑤ C．②④⑤⑥ D．②④⑥ 解析：　卤代烃可以发生水解反应引入羟基，同时也是取代反应；醛或酮可与氢气发生加成反应引入羟基，同时该反应也是还原反应。 2．下列物质中，不能形成环状的是(　　) A．HO—CH2—CH2—CH2—COOH B．Cl—CH2—CH2—CH2—CH2—Cl C． D．NH2—CH2—CH2—CH2—COOH 解析：　因为HOCH2CH2COOH有两个官能团，可以生成环状酯；Cl—CH2—CH2—CH2—CH2—Cl与金属钠反应生成；不能直接反应形成环状；NH2—CH2CH2CH2—COOH两端反应形成肽键可结合成环状。 答案：　C 3．已知苯与一卤代烷在催化剂作用下发生反应生成苯的同系物，＋CH3X eq \o(――→,\s\up15(催化剂)) CH3＋HX。在催化剂存在的条件下，应选择苯和下列哪组物质为原料合成乙苯(　　) A．CH3—CH3和Cl2 B．CH2===CH2和Cl2 C．CH2===CH2和HCl D．CH3—CH3和HCl 解析：　根据题给信息，合成乙苯应该选择的原料是苯和氯乙烷。乙烷与氯气在光照下发生取代反应，生成一氯乙烷、二氯乙烷等多种取代产物，既难得到纯净的乙苯，又浪费了原料，A项错误。乙烯与氯气反应生成1，2­二氯乙烷，与苯反应不能得到乙苯(产物比较复杂)，B项错误。乙烯与氯化氢反应生成一氯乙烷，它与苯反应生成乙苯的氯化氢，合成过程中，氯化氢可以循环使用，C项正确。乙烷与氯化氢不反应，得不到氯乙烷，D项错误。 答案：　C 4.是一种有机烯醚，可以用烃A通过下列路线制得： 则下列说法正确的是(　　) A．的分子式为C4H4O B．A的结构简式是CH2===CHCH2CH3 C．A能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．①②③的反应类型分别为取代反应、水解反应、消去反应 解析：　根据键线式的特点，的分子式为C4H6O，A错误；根据目标产物碳链特点及反应条件可知，A的结构简式为CH2===CH—CH===CH2，B错误；A中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C正确；A与Br2/CCl4发生1，4­加成，生成B(BrCH2CH===CHCH2Br)，B在NaOH溶液加热条件下反应生成C(HOCH2CH===CHCH2OH)后，C在浓硫酸加热条件下发生取代反应生成，则①②③的反应类型分别为加成反应、水解(取代)反应、取代反应，D错误。 答案：　C 5．H(3溴5甲氧基苯甲酸甲酯)是重要的有机物中间体，可以由A(C7H8)通过下图路线合成。 请回答下列问题： (1)C的化学名称为________，G中所含的官能团有醚键、________、________(填名称)。 (2)B的结构简式为________，B生成C的反应类型为________。 (3)由G生成H的化学方程式为__________________________________________。E→F是用“H2/Pd”将硝基转化为氨基，而C→D选用的是(NH4)2S，其可能的原因是 (4)化合物F的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种。 ①氨基和羟基直接连在苯环上 ②苯环上有三个取代基且能发生水解反应 (5)设计用对硝基乙苯()为起始原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)：_________________ 解析：　由C的结构简式和A到B、B到C的反应条件逆推可知B为；A为；在合成3溴5甲氧基苯甲酸甲酯的流程和各步反应条件对物质进行推断、命名、官能团、反应类型判定、反应化学方程式、同分异构体的书写、有机合成路线的设计。 (1)由于羧基定位能力比硝基强，故C名称为3，5二硝基苯甲酸，由结构简式可知G中所含官能团名称有醚键、羧基、溴原子或碳溴键。 (2)根据C结构逆向推理，B为苯甲酸，结构简式为；A为甲苯，B生成C是在浓硫酸作用下硝酸中硝基取代苯环上的氢，所以B生成C反应类型为硝化反应，是取代反应中的一种。 (3)由G生成H，反应为G与CH3OH在浓硫酸、加热的条件下发生的酯化反应，化学方程式为＋CH3OH＋H2O；C→ D、E→F都是将硝基还原为氨基，但选用了不同条件，E的结构尚保留一个硝基，可以推知D的结构中也有一个硝基，故C→D反应中，(NH4)2S只将其中一个硝基还原，避免用H2/Pd将C中所有的硝基都转化为氨基。 (4)化合物F的同分异构体苯环上有3个不同的取代基，其中有氨基和羟基直接连在苯环上，先将2个取代基分别定于邻、间、对三种位置，第三个取代基共有4＋4＋2＝10种连接方式，故有10种同分异构体，苯环上有3个不同取代基，其中两个取代基是氨基和羟基，另一种取代基有三种情况：—OOCCH3、—CH2OOCH、—COOCH3，化合物F的同分异构体中能同时满足条件的共有10×3＝30种。 (5)根据缩聚反应规律， eq \o(――――→,\s\up15(一定条件下)) 可以推出聚合物单体的结构，而由原料合成该单体，需要将苯环上的乙基氧化为羧基、硝基还原为氨基，由于氨基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，故而合成中需要先氧化，再还原，合成路线流程图如下： eq \o(――→,\s\up15(KMnO4),\s\do15(H＋)) eq \o(――→,\s\up15(H2),\s\do15(Pd)) eq \o(――――→,\s\up15(一定条件下)) ，依试题中信息，还原硝基的条件也可以选择(NH4)2S。 答案：　(1)3，5二硝基苯甲酸　羧基　溴原子(或碳溴键) (2) 　取代反应 (3) ＋CH3OH ＋H2O　防止两个硝基都转化为氨基 (4)30 (5) eq \o(――→,\s\up15(KMnO4),\s\do15(H＋)) eq \o(――→,\s\up15(H2),\s\do15(Pd)) eq \o(――――→,\s\up15(一定条件下)) $