3.5.1 有机合成 导学案（无答案） 高二化学人教版（2019）选择性必修3

课时3.5.1 有机合成
一、有机合成的主要任务——构建碳骨架
碳骨架是有机化合物分子的结构基础，进行有机合成时需要考虑碳骨架的形成，包括碳链的增长和缩短、成环等过程。
1.碳链的增长
(1)与HCN发生加成反应
①炔烃与HCN的加成反应
CH≡CHCH2=CHCN（反应类型： ）CH2=CHCOOH（反应类型： ）
②醛（或酮）与HCN的加成反应
(反应类型： ) (反应类型： )
—CN(—C≡N)可以水解生成________，也可以与H2发生加成(或______)生成_____。
例：如何由CH3CHO合成乳酸CH3CH(OH)COOH？
练：①设计由乙烯合成丙酸的流程
②设计由乙烯合成丙烯酸的流程
(2)加聚反应：
(3)酯化反应：
(4)分子间脱水：
(5)羟醛缩合反应：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。
＋H2O
例1：如何由苯甲醛和乙醛制取
例2：如何由甲醛和乙醛制取
(6)付克烷基化反应：
【拓展】
1.由卤代烃增长碳链：
2.卤代烃与NaCN的反应：
3.卤代烃与炔钠的反应：
4.由格氏试剂与卤代烃、醛、酮反应增长碳链：
练：下列反应可使碳链增长的有 (　　)
①加聚反应　 ②缩聚反应　 ③酯化反应　 ④卤代烃的氰基取代反应　 ⑤乙酸与甲醇的反应
A.全部　 B.①②③　　 C.①③④　 D.①②③④
2.碳链的缩短
(1)烷烃的分解反应(烃的裂化、裂解)：
(2)酯的水解反应(蛋白质水解、多糖水解)：
(3)与高锰酸钾发生氧化反应
①烯烃：二氢成气 一氢成酸 无氢成酮，
②炔烃：一氢成气 无氢成酸，
练：
③芳香化合物的侧链：与苯环相连的碳原子上至少连有一个氢原子才能被酸性KMnO4氧化。
练：下列反应能使碳链缩短的是(　　)
①烯烃被酸性KMnO4溶液氧化　 ②乙苯被酸性KMnO4溶液氧化　③重油裂化为汽油　
④CH3COOCH3与NaOH溶液共热　⑤炔烃与溴水反应
A.①②③④⑤ B.②③④⑤ C.①②④⑤ D.①②③④
3.碳链的成环
(1)共轭二烯烃加成 Diels-Alder reaction，
共轭二烯烃与炔烃也以发生类似以上的反应
(2)形成环醚：
练：
例：盐酸金刚烷胺是一种治疗和预防病毒性感染的药物，可用于抑制病毒穿入宿主细胞， 从结构上看是一种对称的三环状胺，可以利用环戊二烯(CPD)来制备合成，流程图如下：
(1)写出①反应的化学反应方程式：
(2)参照上述流程图，并用流程图中出现的试剂和为原料合成，设计其合成路线：
(3)合成环酯：
4.开环
(1)环酯水解开环
(2)环烯烃氧化开环：
练1：下列反应可以使碳链增长的是( )
A．CH3CH2CH2CH2Br与NaCN共热 B．CH3CH2CH2CH2Br与NaOH的乙醇溶液共热
C．CH3CH2CH2CH2Br与NaOH的水溶液共热 D．CH3CH2CH2CH3(g)与Br2（g）光照
练2：下列反应可以使碳链减短的是( )
A．持续加热乙酸钠和碱石灰的混合物 B．裂化石油制取汽油
C．乙烯的聚合反应 D．溴乙烷与氢氧化钾的乙醇溶液共热
【课后作业】
1．醛、酮分子中含有不饱和碳原子，能与很多试剂发生加成反应，下列试剂与醛、酮发生加成反应后不能增长碳链的是( )
A．氨 B．甲醇 C．氢氰酸 D．甲醛
2．有机合成反应需要考虑“原子经济性”，也应尽可能选择反应条件温和、产率高的反应。已知：RCHO+R′CH2CHO为加成反应。用乙烯制备时，按正确的合成路线依次发生反应的反应类型为( )
A．加成→氧化→加成 B．加成→氧化→取代 C．加成→氧化→消去 D．加成→加成→氧化
3．已知：，如果要合成所用的原始原料可以是( )
A．2，3-二甲基-1，3-戊二烯和乙炔 B．2-甲基-1，3-戊二烯和2-丁炔
C．2，3-二甲基-1，3-丁二烯和丙炔 D．1，3-戊二烯和2-丁炔
4．衣康酸是制备高效除臭剂、粘合剂等多种精细化学品的重要原料。由3-甲基-3-丁烯酸合成衣康酸的路线如下所示
关于反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ反应类型正确的是( )
A．加成→取代→消去→氧化 B．加成→取代→氧化→消去
C．取代→加成→消去→氧化 D．取代→加成→氧化→消去
5．是一种有机烯醚，可以用烃A通过下列路线制得：。则下列说法正确的是(　　)
A．的分子式为C4H4O B．A的结构简式是CH2=CHCH2CH3
C．A能使高锰酸钾酸性溶液褪色 D．①②③的反应类型分别为卤代、水解、消去
6．烯烃复分解反应的示意图如下：
＋＋
下列化合物中，经过烯烃复分解反应可以生成的是(　　)
A． B． C． D．
7．由乙烯和其他无机原料合成环状酯E和高分子H的示意图如图所示：
请回答下列问题：
(1)写出以下物质的结构简式：A________，C________，F________。
(2)写出以下反应的反应类型：X反应________，Y反应________。
(3)写出以下反应的化学方程式：A→B：________________________；G→H：_______________
_______________________________________________________________________________。
(4)若环状酯E与NaOH的水溶液共热，则发生反应的化学方程式为______________________________。
8．氰基丙烯酸甲酯(H)在碱性条件下能快速聚合，从而具有胶黏性,其合成路线如图：
(1)A→B的反应类型为　　　 　　　,B→C的反应类型为　　　 　　　。
(2)写出下列物质的结构简式：D　　　　　，G　　　　　。
(3)E→F的化学方程式为 　。
(4)以乙醇为原料制备聚乳酸(),请将合成路线流程图补充完整(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。已知：RCNRCOOH。
课时3.5.2 有机合成的主要任务---引入官能团
一、官能团的引入
1.引入碳碳双键
(1)醇或卤代烃的消去反应
醇的消去反应（以乙醇为例）：
卤代烃的消去反应（以溴乙烷为例为例）：
(2)炔烃的不完全加成反应：
2.引入碳卤键的方法
(1)醇(或酚)与氢卤酸的取代
(2)烯烃(或炔烃)的与X2、HX加成
(3)烷烃(或苯及苯的同系物)的取代
甲烷的取代反应
苯的溴代反应
甲苯的支链取代反应
练1：有机化合物分子中能引入卤素原子的反应是（ ）
A．氧化反应、取代反应 B．氧化反应、加成反应 C．取代反应、加成反应 D．取代反应、加聚反应
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、酮的还原 ：
(5)酚盐溶液与CO2、HCl等反应
练1：能在有机物的分子中引入羟基官能团的反应类型有：
a.酯化反应 b.取代反应 c.消去反应 d.加成反应 e.水解反应，其中正确的组合有（ ）
A. a、b、c B. d、e C. b、d、e D. b、c、d、e
练2：下列反应不能引入-OH的是 （ ）
A. 醛还原反应 B. 酯类水解反应 C. 卤代烃水解 D. 烷烃取代反应
4.引入羧基的方法
(1)醛的氧化反应：
(2)酯、酰胺的水解反应：
(3)某些烯烃、炔烃、芳香烃被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应
(4)伯醇被酸性高锰酸钾溶液氧化的反应：
【小结】常见官能团的引入
二、官能团的消除
1．消除不饱和键
2．消除羟基
3．消除醛基、酮羰基
4．消除碳卤键
5．消除酯基、酰胺基
三、官能团的转化
1.利用衍变关系进行转化
2.增加官能团个数
3.改变官能团位置
四、官能团的保护
含有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.酚羟基的保护
酚羟基易被氧化，故在加入氧化剂之前将-OH先转化为-ONa(或-OCH3)，待其他基氧化后，再酸化使其转化为-OH，
2.醇羟基的保护
可先将羟基转化为醚键，使醇转化为在一般反应条件下比较稳定的醚。待相关合成反应结束后，再在一定条件下脱除起保护作用的基团(保护基)，恢复羟基。
练：用甲苯合成对羟基苯甲酸乙酯的路线如下，其中③的目的是 。
3.碳碳双键的保护
碳碳双键易加成，易被O3、H2O2、酸性高锰酸钾等氧化，在氧化其他基团前，可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应将其转变为碳碳双键。
练：以HOCH2-CH=CH-CH2OH为原料合成HOOC-CH=CH-COOH的路线为
问：设计A、B两步的目的是什么？
3.氨基(-NH2)的保护：胺基易被O2、O3、H2O2等氧化