内容正文:
第四节 有机合成
学习目标:1.掌握有机化学反应的主要类型(取代、加成、消去反应)、原理及应用,初步学会引入各种官能团的方法。2.在掌握各类有机物的性质、反应类型、相互转化的基础上,初步学习设计合理的有机合成路线。3.初步学会使用逆向合成法合理地设计有机合成的路线。4.了解有机合成对人类生产、生活的影响。
[自 主 预 习·探 新 知]
一、有机合成的过程
1.有机合成的概念
有机合成指利用简单、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。
2.有机合成的任务
通过有机反应构建目标化合物分子的骨架,并引入或转化所需的官能团。
3.有机合成的过程
4.官能团的引入或转化方法
(1)引入碳碳双键的方法
①卤代烃的消去,②醇的消去,③炔烃的不完全加成。
(2)引入卤素原子的方法
①醇(酚)的取代,②烯烃(炔烃)的加成,③烷烃(苯及苯的同系物)的取代。
(3)引入羟基的方法
①烯烃与水的加成,②卤代烃的水解,③酯的水解,④醛的还原。
微点拨:卤素原子的引入、羟基的引入用加成反应比用取代反应好,因为加成反应中官能团的位置可以固定。
二、逆合成分析法
1.基本思路
可用示意图表示为
⇒⇒
2.基本原则
(1)合成路线的各步反应的条件必须比较温和,并具有较高的产率。
(2)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。
3.用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成
合成步骤(用化学方程式表示)
①CH2===CH2+H2OCH3CH2OH。
④。
微记忆:二元合成路线基本上都涉及卤代烃(或醇)的消去反应,烯烃的加成反应。
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)消去反应可以引入双键,加成反应也可以引入双键。 ( )
(2)引入羟基的反应都是取代反应。 ( )
(3)烯烃中既可以引入卤素原子也可以引入羧基或羰基。( )
(4)加聚反应可以使有机物碳链增长,取代反应不能。( )
(5)制取氯乙烷时,可以用乙烷和氯气在光照时反应,也可以利用乙烯和氯化氢发生加成反应。 ( )
【答案】 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)×
2.有下述有机反应类型:①消去反应;②水解反应;③加聚反应;④加成反应;⑤还原反应;⑥氧化反应。已知
CH2Cl—CH2Cl+2H2OCH2OH—CH2OH+2HCl,以丙醛为原料制取1,2丙二醇,所需进行的反应类型依次是( )
A.⑥④②①
B.⑤①④②
C.①③②⑤
D.⑤②④①
B [由丙醛合成目标产物的主要反应有
①CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH(还原反应)
②CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2↑+H2O(消去反应)
③CH3CH===CH2+Br2―→ (加成反应)
④+2H2O+2HBr(水解反应或取代反应)。]
3.1,4二氧六环()可通过下列方法制取。烃A
B1,4二氧六环,则该烃A为( ) C
【导学号:40892146】
A.乙炔
B.1丁烯
C.1,3丁二烯
D.乙烯
D [此题可以应用逆推法推出A物质,根据1,4二氧六环的结构,可以推知它是由两分子乙二醇HO—CH2—CH2—OH脱水后形成的环氧化合物。生成乙二醇的可能是1,2二溴乙烷();生成1,2二溴乙烷的应该是乙烯,所以CH2===CH2。]
[合 作 探 究·攻 重 难]
有机合成过程中官能团的引入、转化和消除
[典例1] 以为原料,设计方案由Br2等其他试剂制取,写出有关反应的化学方程式,并注明反应条件(注:已知碳链末端的羟基能转化为羧基)。
【解析】 原料为,要引入—COOH,从提示的信息可知,只有碳链末端的—OH(即—CH2OH)可氧化成—COOH,所以首先要考虑在上引入—OH。引入—OH的方法:①转化成卤代烃,卤代烃水解。②与H2O加成,但与H2O加成产物不唯一,故采用①法。
【答案】 (1) +Br2―→
+H2O
1.官能团的引入
(1)卤素原子的引入
引入方法
典型化学方程式
烷烃与X2的取代
CH4+Cl2CH3Cl+HCl
不饱和烃与HX或X2的加成反应
CH2===CH2+Br2―→CH2Br—CH2Br
醇与HX的取代
CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
(2)碳碳双键的引入
引入方法
典型化学方程式
醇发生
消去反应
CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O
卤代烃
消去反应
CH3CH2Br+NaOHCH2===CH2↑+NaBr+H2O
炔烃
加成反应
CH≡CH+HClCH2===CHCl
(3)羟基的引入
引入方法
典型化学方程式
烯烃与水加成
CH2===CH2+H2OCH3CH2OH
醛或酮与H2加成
+H2CH