3.5 有机合成 知识清单-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

本高中化学讲义聚焦有机合成核心知识点，系统梳理有机合成过程（含概念、任务、原则及多步反应路径），详解官能团引入（如羟基、卤原子）、消除与衍变，以及碳链增减方法，构建从基础原料经中间体到目标化合物的学习支架。 该资料以逆合成分析法为亮点，通过乙烯合成草酸二乙酯实例培养科学思维，结合绿色合成原则渗透科学态度，课中辅助教师清晰授课，课后助力学生通过合成路线选择（如一元、二元合成路线）巩固知识，查漏补缺。

选修三 第三章 第五节 有机合成 知识点总结 知识点一：有机合成的过程 1、有机合成过程 （1） 概念：有机合成是利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物的过程。 （2） 任务：通过有机反应构建目标化合物分子骨架，并引入或转化所需的官能团。 （3） 原则：原料价廉易得、低毒、低污染，原理正确，途径简便，便于操作，条件适宜，易于分离。 （4） 过程：利用简单试剂作为基础原料，通过有机反应连上一个官能团或一段碳链，得到一个中间体；在此基础上利用中间体上的官能团，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，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物如图。 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 2、有机合成的过程中官能团的引入与转化 （1） 官能团的引入 ①引入羟基（-OH）：烯烃与水加成、醛（酮）与氢气加成、卤代烃碱性水解、酯的水解等； ②引入卤原子（-X）：烷烃与X2取代、不饱和烃与HX或X2加成、醇与HX取代等； ③引入双键：某些醇或卤代烃的消去引入C=C键、醇的氧化引入C=O键等。 （2） 官能团的消除 ①通过加成消除不饱和键； ②通过消去、氧化或酯化等消除羟基（-OH）； ③通过加成或氧化等消除醛基（-CHO）。 （3）官能团的衍变 根据合成需要（有时题目信息中会明示某些衍变途径），可进行有机物的官能团衍变，以使中间产物向最终产物递进。常见的有三种方式：一是利用官能团间的衍生关系进行衍变，如伯醇→醛→羧酸；二是通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如CH3CH2OHCH2=CH2Cl-CH2CH2-ClHO-CH2CH2-OH；其三是通过某种手段，改变官能团的位置等。 （4）碳链的增减 ①增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的聚合等。 ②变短：如烷烃的裂化裂解，某些烃（如苯的同系物、烯烃）的氧化等。 知识点二：逆合成分析方法 1、有机合成分析方法 有机合成的分析方法 内容 正合成分析法 采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向待合成有机物，其思维程序是：原料→中间体→产物 逆合成分析法 采用逆向思维方法，从产物的组成、结构、性质入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向已知原料，其思维程序是：产物→中间体→原料 综合比较法 采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，从而得到最佳合成路线 注意：（1）当可能有几条不同的合成路线时，就需要通过优选的方法来确定最佳合成路线，原则为： ①必须考虑合成路线是否符合化学原理，产率是否高，副反应是否少，成本是否第，原料是否容易得到等； ②合成操作是否安全可靠等； ③是否符合绿色合成的思想。 （2）绿色合成的主要出发点是：有机合成中的原子经济型；原料的绿色话；试剂与催化剂的无公害性。 2、逆合成分析法 逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法，它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。而这个中间体的合成与目标化合物的合成一样，是从更上一步的中间体得来的。依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。所确定的合成路线的各步反应其反应条件必须比较温和，并具有较高的产率，所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的，如下图所示。 目标化合物→中间体→中间体 基础原料 例如：由乙烯合成草酸二乙酯，其思维过程概括如下： 原料（乙烯） 中间体 待合成的化合物（二元羧酸与一元醇形成的酯） ( 1 、 首先确定合成有机物的类别（二元羧酸与一元醇形成的酯） ) ( 3、根据 原料性质按顺序写出最佳合成路线的反应方程式 )第三程序 第二程序 第一程序 ( 2 、 确定合成有机物的必需物质（草酸、乙醇） ) 总结：逆合成分析法的解题思路如下： ( 分析最终产物中的官能团 ) ( 结合反应条件 逆推 ) ( 根据官能团的引入方法依次确定中间体 ) →最终确定原料→正推进行验证 拓展应用 拓展一：有机合成遵循的原则及合成路线的选择 1、有机合成遵循的原则 （1）原料要廉价、易得、低毒性、低污染。通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。 （2）应尽量选择步骤最少的合成路线。为减少合成步骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少，最后产率越高。 （3）合成反应要符合“绿色、环保”的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标化合物中，达到零排放。 （4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。 ( 顺推 逆推 ) ( 顺推 逆推 )（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。综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息，掌握正确的思维方法。有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。 原料 中间产物 产物 2、合成路线的选择 （1） 一元合成路线： R-CH=CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸→酯 （2）二元合成路线： CH2=CH2CH2X-CH2XCH2OH-CH2OHCHO-CHOHOOC-COOH→链酯、环酯、聚酯 （3）芳香化合物合成路线： ① ② 总结：有机合成题的解题策略 ①首先确定所要合成的有机物属于何种类型，以及题中所给的条件与要合成的有机物之间的关系。 ②以题中要合成的最终产物为起点，考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过一步反应而制得，若甲不是所给已知原料，需再进一步考虑甲有事如何从另一有机物乙经一步反应制得，，一直推导至题目中给定的原料为止。 ③在合成某一种产物时，可能会产生多种不同的方法和途径，则应当在兼顾节省原料、产率高的前提下选择最合理、最简单的方法和途径。 拓展二：官能团转化在有机推断题中的作用 1、 各类有机物间的衍变关系 2、掌握官能团之间的互换和变化 正确解答有机推断题与有机合成题的关键是熟练掌握各类烃的衍生物的相互转化，其实质是官能团之间的互换和变化，一般来说有以下几种情况。 （1） ( + H 2 O + H X )相互取代关系如卤代烃与醇的关系： R-X R-OH，实际上是卤素原子与羟基互相取代。 ( 酯化 水解 )（2）氧化还原关系如醇与醛、酸之间的相互转化关系，实际上是醇中的-CH2OH -CHO -COOH ( 氧化 还原 )（3）消去加成关系如CH3CH2OH与浓硫酸共热到170℃发生消去反应生成CH2=CH2和水，而CH2=CH2在催化剂、加热、加压条件下与水发生加成反应生成CH3CH2OH，前者是消去羟基形成新的官能团（不饱和键），后者是打开不饱和键结合水中的-H和-OH形成具有官能团-OH的化合物（醇）的过程。 （4）RCOOH+R,-OH RCOOR,+H2O 实际上是醇中的-OH与羧酸中-COOH相互作用，重新组合成-COO-和H-OH的过程，而酯的水解实际上是酯中-COO-和H-OH相互作用，重新组合形成具有官能团-OH的醇和-COOH的羧酸的过程。 学科网（北京）股份有限公司 $