有机化合物的合成

有机化合物的合成

课标解读

课标要求 学习目标 1. 了解设计合成路线的一般程序. 1. 碳骨架和官能团的引入及转化. 2. 掌握有机合成的关键— 2. 有机合成路线的设计. 碳骨架构建和官能团的引入及转化 3. 了解有机合成的意义及应用. 4. 初步形成可持续发展的思想，增强绿色合成的意识.

知识再现

1. 有机合成路线的设计

<1> 有机合成路线设计的一般程序

目标分子的碳骨架特征，以 观察目标分子的结构 及官能团的种类和位置 由目标分子逆推原料分 子并设计合成路线

对不同的合成路线进行

优选

2．碳骨架的构建

<1> 碳链增长的途径

a. 卤代烃与NaCN、炔钠、苯的取代

△

目标分子的碳骨架的构建，以及官能团的引入或转化 以绿色合成思想为指导 R—X + NaCN R—CN + H2O + H+ CH3C CH + Na 液氨 CH3CH2X + CH3C CNa

+ CH CH—CH3 3—

Cl

b. 醛酮与HCN、格氏试剂加成 OH R CHO + HCN R—CH—CN + H2O + H+ —

+

R + R1MgI H/H2O — CHO

△

1

c. 羟醛缩合

CH3CHO + CH3CHO OH CH3—CH—CH2CHO △ OH

<2> 减短碳链

a. 烯烃、炔烃的氧化

R

R-CH=CH2 KMnO4/H+ CH=CH-R KMnO4/H+ R1 b. 羧酸或其盐脱羧

CH3COONa + NaOH

3. 官能团的引入与转化

<1> 引入碳碳双键，通过加成、消去、羟醛缩合等

a CH3CH2CH2OH 浓H2SO4 170℃ b CH CH + HCl 催化剂△

OH - c CH3CH2Br NaOH/C2H5OH d HCHO + CH3CHO OH CH2-CH2CHO △

-

<2> 引入卤原子，通过取代、加成反应等

a CH4 + Cl2 光 + Br2 Fe

b CH3—CH=CH2 + Cl2 催化剂 c CH3CH2OH + HBr H△

d CH3CH2CH=CH2 + Cl2 500-600℃

<3> 引入羟基，通过加成、取代反应等

a CH2=CH2 + H2O 催化剂△ b CH3CH2Cl + H2O NaOH c CH3CHO + H2 Ni

<4> 引入羰基或醛基，通过醇或烯烃的氧化等

a CH3CH2OH + O2 Cu△ b CH3CHCH3 + O2 Cu△ CH3 OH +

c CH3—C=CH—CH3 KMnO4/H

<5> 引入羧基，通过氧化、取代反应等

a CH3CHO + O2 催化剂 b CH3CHO + Cu(OH)2 △

++

—CH c 3 KMnO4/H d CH3COOCH2— + H2O H

e CH3CH2Br + NaCN △ CH3CH2CN + H2O + H+

+

△

典题解悟：

2

知识点一 碳骨架的构建

例1. 以丙酮.甲醇为原料，以氢氰酸。硫酸为主要试剂合成a—甲基丙烯酸甲酯。 O 解析：目标分子的结构简式为 CH2=C—C—OCH3，它是由a—甲基丙烯酸

CH3

（CH2=C—COOH ）和甲醇（CH3OH）经酯化反应而得，因此，要得到目标分子， CH3 O 主要是考虑将原料分子丙酮（CH3—C—CH3）转化为a—甲基丙烯酸，比较丙酮与

a—甲基丙烯酸的结构可以看出：丙酮比a—甲基丙烯酸少一个碳原子，且碳氧双键转化为碳碳双键，能满足这个要求的反应是丙酮与氢氰酸加成反应，

CH3 CH3

产物CH3—C—CN 经水解得到 CH3—C—COOH ，然后在浓硫酸作用下，脱去一 OH OH

分子水，从而得到目标产物。

答案：用化学方程式表示如下：

O OH （1）CH3—C—CH3 + HCN NaOH CH3—C—CN CH3

CH3 CH3

（2）CH3—C—CN + 2H2O + H +

水解 CH3—C—COOH + NH4+

OH OH CH3

（3）CH3—C—COOH 浓硫酸 △ CH2=C—COOH + H2O OH CH3

O （4）CH2=C—COOH + CH3OH 浓硫酸 △ CH2=C—C—OCH3 + H2O CH3 CH3

例2. 乙烯是有机化工生产中最重要的基础原料，请以乙烯和天然气为有机原料，任选无机

材料，合成1，3—丙二醇，（1，3—丙二醇的结构简式为 HO—CH2—CH2—CH2—OH）写出有关反应的化学方程式。

解析：目标产物分子中有一个三碳原子链，而原料乙烯分子中只有2个碳原子，自己要增

加一个碳原子，方法很多：乙醛与HCN加成。氯乙烷与NaCN反应、乙醛与甲醛发生羟醛缩合等。由于前二者涉及到后续反应中氰基转化的问题，比较麻烦，而目标产物多元醇跟羟醛缩合产物比较接近，可以尝试羟醛缩合。

3

答案：① 2CH2=CH2 + O2 催化剂 2CH3CHO ② CH4 + Cl2 光照 CH3Cl + HCl

③ CH3Cl + H2O NaOH △ CH3—OH + HCl

④ 2CH3OH + O2 催化剂，△ 2 HCHO + 2 H2O

⑤ H2C=O + H—CH2CHO HO—CH2—CH2CHO

⑥ HO—CH2CH2CHO + H2 Ni，△ HO—CH2CH2CH2—OH

知识点二： 官能团的引入与转化

例3。乙酸苯甲酯对花香和果香的香韵具有提升作用，故常用于化妆品工业和食品工业。乙

酸苯甲酯可以用下面的设计方案合成。

A Cl2，光照 B（C7H7Cl） 稀碱溶液 C CH3COOH，稀H2SO4△ ① ② ③

D （乙酸苯甲酯） —CH2OOCCH4

（1）写出A ，C的结构简式；

A： ，C： 。

（2）D有很多同分异构体，含有酯基和一取代苯结构的同分异构体有五个。其中三个结构

简式是：

—COOCH2CH3

—CH2COOCH3

—CH2CH2OCHO

请写出另外两个同分异构体结构简式：

① ②

解析：本题可采用逆推的方法确定A、C 的结构。由D（乙酸苯甲酯）可推得C为苯甲

醇， —CH2OH可由B分解得到，故B应为 —CH2Cl，不难确定A为甲苯。

（2）由酯的结构特点和书写规则，适当移动酯基的位置可得到：

答案：（1）A： —CH3 C： —CH2OH

（2） —OCOCH2CH3 和 —CH2OCOCH3

知识点三。有机合成

4

例4 502瞬间强力胶是日常生活中常用的黏合剂，它是由a—氰基丙烯酸乙酯

（CH2=C—COOC2H5）聚合后的产物中加入适当的填料加工制成的，请设计a—氰基丙

CN 烯酸乙酯的合成路线。

解析：利用逆推法，由a—氰基丙烯酸乙酯的结构分析，其中含有明显的三个官能团“碳

碳双键”，“—CN”，“—COO—”。从如何形成官能团的角度考虑，a—氰基丙烯酸

乙酯可以由乙醇和a—氰基丙烯酸（CH2=C—COOH）经酯化而成，然后，在推断

CN 合成a—氰基丙烯酸的原料，合成它的方法有多种，其一可由丙烯酸经卤代后，再与氢氰酸取代。

答案：用化学方程式表示如下：

（1）CH2=CH—COOH + Br2 催化剂 CH2=C—COOH + HBr

△

Br （2）CH2=C—COOH + HCN CH2=C—COOH + HBr Br CN

（3）CH2=C—COOH + C2H5OH CH2=C—COOC2H5 + H2O

CN CN

夯实基础：

1. 以苯为原料不能通过一步反应制得的有机物是（ ）

A 溴苯 B 苯磺酸 C TNT D 环己烷 E 苯酚

—COONa 的正确方法是( ) 2. 将 —COONa 转变成 — OH —OOCCH3

A 与Na OH溶液共热后通足量CO2 B 溶解,加热通足量SO2

C 与稀硫酸共热后加入足量Na OH D 与稀硫酸共热后加入足量NaHC O3 O O 3. 链状高分子化合物 [ C—C—O—CH2—CH2—O ]n 可由有机化工原料R和其他有机试剂通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到则R是( )

A 1—丁烯 B 2—丁烯 C 1,3—丁二烯 D 乙烯

ONO2 ONO2ONO2

４．由CH3CH= CH2合成CH2—CH—CH2时，需要经过下列那几步反应（ ）

A 加成→取代→取代→取代 B 取代→加成→取代→取代 C 取代→取代→加成→取代 D 取代→取代→取代→加成

５．化合物丙由如下反应制得C4H10O(甲) 浓硫酸△ C4H8(乙) Br2，溶剂CCl4 C4H8Br2(丙),

丙的结构简式不可能是 ( )

A CH3CH2CHBrCH2Br B CH3CH（CH2Br）2 C CH3CHBrCHBrCH3 D （CH3）2CBrCH2Br 6 某有机物甲经氧化后得乙（C2H3O2Cl），而甲经水解可得丙，1mol丙和2mol乙反应可得一种烃

5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ju5v.html