第三章烃的衍生物\n第五节　有机合成\n学习目标核心素养1．认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化。掌握官能团的引入和转化的一些技巧。2．了解设计有机合成路线的一般方法。3．理解逆向合成法在有机合成中的应用，尤其在制药行业中的重要作用，知道“绿色合成”原则。4．体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展方面的重要贡献。1．宏观辨识与微观探析：从不同角度对有机物的转化关系进行分析和推断；能根据有机物的官能团的转化等分析有机物合成的合理性。2．科学态度与社会责任：通过有机合成中原料的选择，使学生知道“绿色合成”思想是优选合成路线的重要原则，关注有机物的安全生产，培养学生科学的价值观。3．科学探究与创新意识：能综合应用有关知识完成推断有机化合物、检验官能团、设计有机合成路线等任务。\n课前素能奠基课堂素能探究课堂达标验收新课情境呈现名师博客呈现\n新课情境呈现\n自1828年德国化学家维勒人工合成尿素以来，人类运用有机化学手段合成出许许多多自然界里存在的物质，也创造性地合成出许许多多自然界里并不存在的物质！有机合成的产物被广泛地应用于农业、轻工业、重工业和国防工业中。正如著名的有机合成化学家伍德沃德(R.B．Woodward)所说，有机合成的威力体现为在“老的自然界”旁边再建立起一个“新的自然界”。\n课前素能奠基\n新知预习一、有机合成的主要任务\n1．构建碳骨架\n2．引入官能团(1)常见官能团的引入卤代烃的消去醇的消去炔烃的不完全加成醇(酚)的取代烯烃(炔烃)的加成烷烃(苯及苯的同系物)的取代烯烃与水的加成卤代烃的水解醛的还原酯的水解醇的催化氧化醇的氧化醛的氧化酯的水解酯化反应\n(2)官能团的保护含多个官能团的有机物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响，此时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。\n二、有机合成路线的设计与实施1．有机合成路线确定的要素(1)基础：掌握______________和______________基本方法。(2)设计与操作：进行合理的设计与选择，确定合成路线，以较低的________和较高的________，通过________而对环境友好的操作得到目标产物。碳骨架构建官能团转化成本产率简便\n2．有机合成的过程\n酯基乙醇\nc．反推，酸是由醇氧化成醛再氧化成酸来的，则可推出该醇(用A表示)为_________。d．反推，此醇A与乙醇的不同之处在于________________。此醇羟基的引入可用卤代烃(用B表示)__________水解得到；e．反推，乙醇的引入可用____________加成得到；f．由乙烯与________加成制得B。含有两个羟基乙烯与水氯气\n流程如下：②合成步骤(用五步化学方程式表示)a．_____________________________________b．___________________________\nc．______________________________________________d．e．______________________________________________\n4．合成路线设计遵循的原则\n5．有机合成的发展(1)有机合成的技术和效率不断提高的影响因素①新的有机反应；②__________的不断发现；③________________的发展。(2)发展过程①20世纪初a．维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮，总产率仅有0.75%。新试剂有机合成理论\nb．十几年后，罗宾逊改进了合成思路，仅用3步反应便完成合成，总产率达90%。②20世纪中后期a．伍德沃德与多位化学家合作，成功合成了一系列结构复杂的天然产物，促进了________________和________________的发展。b．科里提出了系统化的__________概念，开始利用__________来辅助设计合成路线，让合成路线的设计逐步成为有严密思维逻辑的科学过程，使有机合成进入了新的发展阶段。有机合成技术有机反应理论逆合成计算机\n(3)有机合成发展的作用①使人们能通过人工手段合成原本只能从生物体内分离、提取的天然产物。②使人们可以根据实际需要设计合成具有特定结构和性能的新物质。③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定的物质基础。④有力地促进了人类健康水平提高和社会发展进步。\n预习自测B\n\n2．某有机物能使溴水褪色，也能在一定条件下发生水解反应生成两种有机物，还能发生加聚反应生成高分子化合物，则此有机物中一定有下列基团中的()①—CH3②—OH③—Cl④—CHO⑤—CH===CH2⑥—COOH⑦—COOCH3A．①③B．②⑥C．⑤⑦D．④⑤解析：该有机物能发生加聚反应，能使溴水褪色，由所给基团可知，其分子中一定含有—CH===CH2，能在一定条件下水解生成两种有机物，则其分子中一定含有—COOCH3。C\n3．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．CH3CH2CH2CH2Br和NaCN共热B．CH3CH2CH2CH2Br和NaOH的乙醇溶液共热C．CH3CH2Br和NaOH的水溶液共热D．乙烯的加聚反应AD\n\n要点归纳\n课堂素能探究\n有机合成中官能团的引入、转化和消除知识点\n探究提示：\n\n知识归纳总结：1．官能团的引入(1)碳卤键的引入\n(2)碳碳双键的引入\n(3)羟基的引入\n\n\n3．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。\n\n\n下列反应可以在烃分子中引入碳卤键的是()A．苯和溴水共热B．甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混合C．溴乙烷与NaOH的水溶液共热D．溴乙烷与NaOH的醇溶液共热解析：苯与溴水不反应，A项错误；甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下发生取代反应生成卤代烃，B项正确；溴乙烷与NaOH的水溶液共热生成乙醇，C项错误；溴乙烷与NaOH的醇溶液共热生成乙烯，D项错误。典例1B\nC\n\n问题探究：右图是以石油和煤为原料制取乙酸苯甲酯的一种合成路线(部分反应物、产物和反应条件略去)。有机合成方案的设计知识点运用逆合成分析法推断C的结构简式。\n\n知识归纳总结：1．利用逆合成分析法设计有机合成路线的一般程序\n\n(2)芳香族化合物合成路线。\n(2020·全国Ⅱ卷)维生素E是一种人体必需的脂溶性维生素，现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E由多种生育酚组成，其中α－生育酚(化合物E)含量最高，生理活性也最高。下面是化合物E的一种合成路线，其中部分反应略去。典例2\n已知以下信息：\n回答下列问题：(1)A的化学名称为_____________________________。(2)B的结构简式为______________。(3)反应物C含有三个甲基，其结构简式为__________。(4)反应⑤的反应类型为____________。(5)反应⑥的化学方程式为____________________________。3－甲基苯酚(或间甲基苯酚)加成反应\n(6)化合物C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_____个(不考虑立体异构体，填标号)。ⅰ.含有两个甲基；ⅱ.含有酮羰基(但不含C===C===O)；ⅲ.不含有环状结构。a．4b．6c．8d．10其中，含有手性碳(注：连有四个不同的原子或基团的碳)的化合物的结构简式为________。c\n\n\n\n\n〔变式训练1〕化合物F是一种抗心肌缺血药物的中间体，可通过以下方法合成：\n(1)化合物A中的含氧官能团为_________和_________(填官能团名称)。(2)化合物B的结构简式为____________________________；由C→D的反应类型是____________。醚键醛基取代反应\n(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式_________________________________________________________。Ⅰ.分子中含有2个苯环；Ⅱ.分子中含有3种不同化学环境的氢原子。\n\n\n\n\n\n名师博客呈现\n有机合成题的解题方法解答有机合成题时，首先要正确判断合成的有机物属于哪一类有机物，带有何种官能团，然后结合所学过的知识或题中所给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消除的方法，尽快找出合成目标有机物的关键点和突破口，其基本方法：1．正向合成法：此法采用正向思维，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向产物，其思维程序是原料→中间产物→产品。\n2．逆向合成法：此法采用逆向思维，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是产品→中间产物→原料。3．综合比较法：综合分析合成途径，正向、逆向结合，得出最佳合成路线。\n课堂达标验收\nB\n2．由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH，依次发生的反应类型和反应条件都正确的是()B选项反应类型反应条件A加成、取代、消去KOH醇溶液/加热KOH水溶液/加热　常温B消去、加成、取代NaOH醇溶液/加热　常温KOH水溶液/加热C氧化、取代、消去加热KOH醇溶液/加热KOH水溶液/加热D消去、加成、水解NaOH水溶液/加热　常温NaOH醇溶液/加热\n解析：反应过程为CH3CH2CH2Br―→CH3CH===CH2―→CH3CHBrCH2Br―→CH3CH(OH)CH2OH，依次发生消去反应、加成反应、水解反应(取代反应)，对应的反应条件为NaOH醇溶液/加热、常温、KOH水溶液/加热。\n(1)请写出下列物质的结构简式。A___________________________________；B___________________；C_______________；D_________________。BrCH2—CH2Br(或ClCH2—CH2Cl)HOCH2—CH2OHOHC—CHOHOOC—COOH\n(2)写出A水解的化学方程式：_________________________________________________________________________________。(3)从有机合成的主要任务角度分析，上述有机合成最突出的特点是____________________。解析：本题为有机合成推断题，解题的关键是熟练掌握烃和烃的衍生物之间的相互转化，即官能团的相互转化。由基础原料乙烯和目标化合物E(一种环状酯)，综合考虑与乙烯发生加成反应的物质应该是溴水(或氯气)，首先乙烯与溴加成得到1，2－二溴乙烷，再水解得到乙二醇，然后氧化为乙二醛，进而氧化为乙二酸，最后乙二酸与乙二醇发生酯化反应得到乙二酸乙二酯(E)。官能团的相互转化