3.5有机合成 课件-2025-2026学年人教版高二下学期化学选择性必修3

该高中化学课件聚焦有机合成核心内容，涵盖碳骨架构建（增长、缩短、成环开环）与官能团转化（引入、保护），通过水仙花香料、阿司匹林等生活实例导入，衔接烃的衍生物知识，搭建从基础反应到合成路线设计的学习支架。 其亮点在于整合高考真题（如2023湖北卷）与详细反应机理（如氰基水解步骤），通过苯甲酸苯甲酯合成方案比较培养科学思维，结合实验装置与合成案例提升科学探究能力。帮助学生建立有机合成逻辑，为教师提供系统教学素材。

第三章 烃的衍生物 第五节 有 机 合 成 1.能从酯基和酰胺基成键方式的角度了解酯和酰胺的结构特点和分类，理解酯和酰胺的化学性质。酯和酰胺水解反应的原理，能推理出酯类物质和酰胺水解反应后的产物。 1.通过碳骨架的构建、官能团的转化，体会有机合成的基本任务，掌握有机化合物分子碳骨架的构建，官能团引入、转化或消除的方法。 核心素养 发展目标 （选必三 P47） 2-甲基苯酚 （选必三 P59） （选必三 P65） （选必三 P69） （选必三 P74） 1，2-二氯苯 1，3-二氯苯 1，4-二氯苯 （选必三 P9） 1，4-苯二甲酸 N,N-二甲基甲酰胺 （选必三 P134） （选必三 P81） （选必三 P112） 1.情境：以合成目标物（药物、功能材料等）路线为命题线索 有机推断与合成命题特点 2.物质：涉及10余种物质的转化关系 3.转化方式：涉及到碳链延长、碳链缩减、成环、开环反应、苯环侧链取代等 4.信息处理：以化学式、结构简式为物质信息；关键转化的信息与应用 有机合成的主要任务 1.有机合成的概念： 一般4个C以内的单官能团有机物或单取代苯为原料 利用简单、易得的原料，通过有机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.有机合成的主要任务 ①构建碳骨架 :包括碳链的增长和缩短、成环、开环等过程 ②引入官能团 :包括官能团的引入、转化、消除及保护等 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，可以实现有机物类别的转化，并引入目标官能团。 6 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 构建碳骨架 一 19世纪20年代，维勒合成了尿素，开创了人工合成有机化合物的新时代。 苯甲酸苯甲酯 化妆品香料 水仙花 聚甲基丙烯酸羟乙酯 隐形眼镜材料 最早源自水仙花 自然界不存在 ２-(乙酰氧基)苯甲酸 人工合成 水杨酸 人工合成 缓释阿司匹林 阿司匹林 有机合成的关键在于碳骨架的构建和官能团的转化，我们学习有机合成有两大任务： 1.构建目标分子的碳骨架 2.常见官能团的引入和转化 碳链增长 碳链缩短 成环/开环 官能团引入或转化 官能团的消除方法 官能团的保护 1.碳链的增长 (1)炔烃与HCN加成 CH≡CH ____________ ________________ CH2==CHCN CH2==CHCOOH 丙烯腈 丙烯酸 酸性条件 CH3COOH NH4+ 碱性条件 CH3COO－ NH3 δ- δ+ 氰基水解 (2)醛或酮与HCN加成 ____________ ________________ (物质的量之比为1∶2加成) 带正电荷的原子或原子团连接在 上，带负电荷的原子或 原子团连接在 上。 氧原子 碳原子 羟基腈 氨基醇 设计流程完成下列转化。 (1)由乙烯合成丙烯酸 (2)由CH3CHO合成乳酸CH3CH(OH)COOH 在碱作用下，具有α-H的醛酮与另一分子醛酮，生成β-羟基醛或酮，受热脱水生成α，β-不饱和醛或酮。 CH3−C−H O + CH2CHO OH- H CH3−CH−CH2CHO OH α−H β-羟基醛 δ－ δ＋ δ＋ δ－ CH3−CH＝CH−CHO −H2O (3)羟醛缩合反应 加成反应 消去反应 醛分子中在醛基邻位碳原子上的氢原子(α-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α-H的醛在一定条件下可发生加成反应，生成β-羟基醛，该产物易失水，得到α，β-不饱和醛。 【注意】有α-H的酮、羧酸、酯均可与醛基发生羟醛缩合反应 ＋ CH3CHO ＋H2O △ 例苯甲醛和乙醛制取 练习 教材p92 6题 如何由甲醛和乙醛制取 ? α-呋喃丙烯醛(丙)为常用的优良溶剂，也是有机合成的重要原料，其 合成路线如下(部分反应试剂与条件已略去)。下列说法正确的是( ) A.甲中只含有两种官能团 B.乙的分子式为C7H10O3 C.丙的同分异构体中分子中含苯环且只含一个环状结构的有5种 D.①、②两步的反应类型分别为取代反应和消去反应 C 在碱性溶液中易发生分子内羟醛缩合从而构建双环 结构，主要产物为I( )和另一种α，β-不饱和酮J，J结构简 式为___________。 【2023年湖北】 (4)加聚反应 (5)酯化反应 (6)分子间脱水 (7)付克烷基化反应 (8)由卤代烃增长碳链： (9)卤代烃与NaCN的反应 CH3CH2Cl+NaCN→CH3CH2CN+NaCl H2O , H＋ CH3CH2COOH (10)卤代烃与炔钠的反应 CH3C≡CNa+CH3CH2Cl→CH3C≡CCH2CH3+NaCl 2CH3C≡CH+Na 2CH3C≡CNa+H2↑ 液氨 2 R—X + 2Na R—R + 2 NaX （武兹反应） (11)由格氏试剂与卤代烃、醛、酮反应增长碳链 R’—Cl + RMgCl R’—R + MgCl2 RMgCl RCl + Mg 无水乙醚 + RMgCl —OMgCl R H2O —OH R 烷氧基卤化镁中间体 【2025年上海】 C 【2024年安徽】 【2023年湖北】 【2023全国乙卷】 2.碳链的缩短 氧化反应可以使烃分子链缩短。 (1)烯烃 _____________________。 ＋HOOC—R (2)炔烃 RC≡CH 。 RCOOH 二氢成气 一氢成酸 无氢成酮 一氢成气 无氢成酸 (3)芳香烃 ______________。 与苯环相连的碳原子上 才能被酸性高锰酸钾 溶液氧化。 至少连有一个氢原子 CH2 CH3 COOH (4)烷烃的分解反应(烃的裂化、裂解) C4H10 CH4 + C3H6 △ (5)酯的水解反应(蛋白质水解、多糖水解) CH3COOC2H5＋H2O CH3COOH＋C2H5OH 稀硫酸 △ (6)酰胺基的水解 NH2—C—NH2＋ H2O CO2＋2NH3 O 催化剂 △ 3.碳链的成环 (1)共轭二烯烃 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。 第尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder reaction)。（DA反应、双烯加成） 指共轭双烯与含有双键或三键化合物作用，生成六元环状化合物 的反应。 以2-丁烯为原料合成G的路线如下，其中L有2种化学环境不同的H原子。 资料： 下列说法正确的是( ) A．J的化学式是 B．J→K的反应类型为消去反应 C．M的结构简式是 D．N→G的不饱和度减少2个 C 演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。 金银花有效活性成分为绿原酸，又名咖啡鞣酸，具有广泛的杀菌 消炎功效，结构如图所示，下列有关绿原酸的说法不正确的是( ) A．绿原酸的分子式为C16H16O9 B．1mol绿原酸最多与4 molNaOH反应 C．1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子 D．绿原酸分子能与1,3-丁二烯加热条件下进行D-A反应 A 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (2)环酯 _____________________。 (3)环醚 HOCH2CH2OH ___________。 ＋H2O 有机化合物的开环反应 (1)环酯的水解开环(环烯氧化) (2)环烯烃的氧化开环 CH3 CH3 CH3 构建碳骨架 碳链增长 碳链减短 成环/开环 引入官能团 二 1.引入碳碳双键 (1)醇的消去反应 CH3CH2OH ___________________。 (2)卤代烃的消去反应 CH3—CH2—Br＋NaOH ________________________。 (3)炔烃与H2、卤化氢、卤素单质的不完全加成反应 CH≡CH＋HCl ____________。 CH2==CH2↑＋H2O CH2==CH2↑＋NaBr＋H2O CH2==CHCl 2.引入碳卤键 (1)烷烃、芳香烃的取代反应 ＋Br2 __________________； ＋Cl2 ______________________。 (2)醇与氢卤酸(HX)的取代反应 CH3—CH2—OH＋HBr ____________________。 CH3—CH2—Br＋H2O (3)炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应 CH3CH==CH2＋Br2―→ ； CH3CH==CH2＋HCl (主要产物)； CH≡CH＋HCl ___________。 CH3CHBrCH2Br CH3CHClCH3 CH2==CHCl 3.引入羟基 (1)烯烃与水的加成反应 CH2==CH2＋H2O 。 (2)醛或酮的还原反应 CH3CHO＋H2 ； CH3CH2OH CH3CH2OH _______________。 (3)卤代烃、酯的水解反应 CH3CH2Br＋NaOH ； CH3COOC2H5＋H2O ； CH3COOC2H5＋NaOH 。 CH3CH2—OH＋NaBr CH3COOH＋C2H5OH CH3COONa＋C2H5OH 4.引入醛基 (1)醇的催化氧化反应 2CH3CH2OH＋O2 。 (2)炔烃与水的加成反应 CH≡CH＋H2O 。 2CH3CHO＋2H2O CH3—CHO 5.引入羧基 (1)醛的氧化反应 2CH3CHO＋O2 。 (2)某些烯烃、苯的同系物被KMnO4(H＋)溶液氧化 CH3CH= CHCH3 ； 2CH3COOH 2CH3COOH _____________。 (3)酯、酰胺的水解 ＋CH3OH ＋H2O _____________________； RCONH2＋H2O＋HCl 。 RCOOH＋NH4Cl 官能团的保护 三 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 ①将醇羟基转化为醚键，反应结束后再脱除 ②将醇羟基转化为酯基，再水解复原 合成反应 (2)酚羟基 ①用NaOH溶液保护 _____________________ ②用CH3I保护 ___________ 2.氨基的保护 ①用酸转化为盐保护 __________________ ②用醋酸酐转化为酰胺保护 ________________ __________ 氨基易被O2、O3、H2O2、酸性KMn04溶液等氧化。 3.碳碳双键的保护 利用其与HCl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==CH2 CH2==CH2 CH3CH2Cl 4.醛基(或酮羰基)的保护 用乙醇(或乙二醇)加成保护 ① 。 ② 。 缩醛 1.将 直接氧化能得到 吗？若不能，如何得到？ 提示　不能。 2.某种药物中间体的合成路线如下，其中②的目的是什么？ 提示　②是为了保护氨基，使其不被氧化。 3.已知合成路线： 根据要求回答下列问题： (1)A的结构简式为_______。(2)上述过程属于加成反应的有_____。 ①③⑤ (3)反应②的化学方程式为_______________________________________。 ＋2NaBr＋2H2O (4)反应③的化学方程式为_______________________________。 (5)反应④的化学方程式为___________________________________ ＋2NaBr 有机合成路线的设计与实施 四 有机合成发展史 20世纪初，维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮，总产率仅有0.75%。十几年后，罗宾逊仅用3步反应便完成合成，总产率达90%。 颠茄酮 胆固醇 20世纪中后期，伍德沃德与多位化学家合作，成功合成了奎宁、胆固醇、叶绿素、红霉素、维生素B12等一系列结构复杂的天然产物。 维生素B12 叶绿素 红霉素 奎宁 科里提出了系统化的逆合成概念，开始利用计算机来辅助设计合成路线。 有机合成路线设计试题一般最多不超过五步，设计路线的要求如下： ①步骤最简，即一步能完成就不能用两步，如乙烯变溴乙烷，应采用乙烯与溴化氢加成得溴乙烷，不能采用乙烯先变乙醇再变溴乙烷。 ②题目中明确给出的有机反应原理可以直接利用，高中化学教材上直接呈现的有机化学反应原理可以直接套用，如甲苯变苯甲酸，甲苯被酸性高锰酸钾溶液直接氧化，此设计最优，不宜设计为甲苯―→ ―→ ―→ ―→ 。 ③题目限定的有机物原料可以直接利用，未给出的则不能直接利用，如乙醇―→乙酸乙酯，若原料只给出乙醇，则应先由乙醇制备乙酸，再由乙醇和乙酸发生酯化反应制备乙酸乙酯。 (1)单官能团合成 R—CH==CH2 卤代烃 ____ 酯 醇 醛 酸 (2)双官能团合成 CH2==CH2 CH2X—CH2X ________________ ___________ ―→链酯、环酯等 HOCH2—CH2OH OHC—CHO HOOC—COOH 1.正向合成分析法（又称顺推法） 有机合成路线用反应流程图表示。 示例：原料 中间体(Ⅱ)……→目标化合物 A.用氯苯合成环己烯： B.用甲苯合成苯甲醇： C.用乙炔合成聚氯乙烯：CH≡CH CH2==CHCl 下列合成路线，你认为最不可行的是( ) D 2.逆向合成分析法（又称逆推法） 有机合成路线用反应流程图表示。 在实际工业生产中，乙二醇还可以通过环氧乙烷与水直接化合的方法合成，而环氧乙烷则可由乙烯直接氧化得到。 请比较该方法与以上合成乙二酸二乙酯中的①、②两步反应，分析生产中选择该路线的可能原因。 提示　该方法的原料H2O、O2廉价易得、无毒，原料利用率高，产物易于分离，符合“绿色化学”理念等。 [课本P87] (1)中合成路线总产率=70%×70%×70%＝34.3% (2)中产率(70%) 合成步骤多是导致产率较低的重要原因之一 CH2==CH2＋O2 CH3COOH 方案一步骤多，反应条件复杂，成本高，且使用较多的Cl2，不利于环境保护 方案二步骤少，反应条件简单，成本低，且使用Cl2较少 5.以下为合成苯甲酸苯甲酯的两种路线，哪种方案更科学？p92 5题 Cl2/光照 NaOH/H2O 浓H2SO4/△ [O] [O] KMnO4/H+ Cl2/光照 NaOH/H2O 浓H2SO4/△ 方案一： 方案二： （2017·全国III卷）氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如图： p92 7题 回答下列问题： （1）芳香烃A的名称是   。反应③和的反应类型分别是   。 （2）⑤的反应方程式为   。吡啶是一种有机碱，其作用是   。 （3）4-甲氧基乙酰苯胺( )是重要的精细化工中间体，写出由苯甲醚( )制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线   (其他试剂任选)。 常见有机 反应类型 取代反应 消去反应 氧化反应或还原反应 加聚反应或缩聚反应 加成反应 有机反应类型 2023年全国甲卷H生成I的反应类型为__________。 2023年全国乙卷由I生成J的反应类型是_________。 E与F反应生成G的反应类型为_________。 实验室有机合成常用的装置 下列有关该合成路线的说法正确的是( ) A.反应①的反应条件为NaOH的水溶液、加热 B.A分子中所有碳原子不可能共平面 C.B和C分子中均含有1个手性碳原子 D.反应③为加成反应 C 2.以1-丙醇制取 ，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 B A. B. C. D. 3.以 为基本原料合成 ，下列合成路线最合理的是( ) D 4.α-呋喃丙烯醛(丙)为常用的优良溶剂，也是有机合成的重要原料， 其合成路线如下(部分反应试剂与条件已略去)。下列说法正确的是( ) A.甲中只含有两种官能团 B.乙的分子式为C7H10O3 C.丙的同分异构体中分子中含苯环且只含一个环状结构的有5种 D.①、②两步的反应类型分别为取代反应和消去反应 C 5.已知： 参照上述合成路线，以丙醛和 为原料，设计制备 的合成路线。 答案 6.已知： 。 参照上述合成路线，以 和 为原料，设计合成 的路线(无机试剂任选)。 答案　 7.参照如图合成路线，写出以苯和冰醋酸为原料合成 的路线(无机试剂任选)。已知： 2.下列有机合成路线设计合理的是( ) A. B. C. D. D 某新型有机酰胺化合物M在工业生产中有重要的应用，其合成路线如下; ①A的相对分子质量为58,含氧的质量分数为0.552,已知核磁共振氢谱显示为一组峰,可发生银镜反应，5.8 g A完全反应生成0.4mol银； 回答下列问题： (1)E的结构简式为 。G的化学名称为 。 (2)B中含有官能团的名称为 。 (3)C→D的反应类型为 。 (4)写出F+H⟶ M反应的化学方程式： ； (5)芳香族化合物W有三个取代基,是C的同分异构体,能与FeCl3溶液发生显色反应,0.5molW可与足量的Na反应生成1克H2,且核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为 。 (6)参照上述合成路线,以C2H4和HOCH2CH2OH为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线​ 答案CH2CH2CH3CHOCH2CHCOOH 答案CH3CHO 提示 3HCHO+CH3CHO。 +2H2O +H2O OHCCH2CH2CH2CH2CHO CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl； ＋H2 R—OHR—O—R′ →…→ R″—O—R′R″—OH  AB C ＋2NaOH  AB C ＋2NaOH 中间体(Ⅰ) D.用乙烯合成乙二醇：CH2==CH2CH3CH3CH2ClCH2Cl HOCH2CH2OH CH2==CH2 ABC K XYZM NPQ LJH $