人教版高中化学选修5教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：16【基础】有机合成综合应用
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修5教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：16【基础】有机合成综合应用 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-01-20 09:11:00 | ||
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文档简介
有机合成综合应用
【学习目标】
1、了解有机合成的过程，掌握有机合成的基本原则；
2、了解逆合成分析法，通过简单化合物的逆合成分析，巩固烃、卤代烃、烃的含氧衍生物的性质及相互转化关系，并认识有机合成在人类生活和社会进步中的重大意义。初步学会设计合理的有机合成路线；
3、掌握碳链的增长与缩短、官能团的引入和转化的方法，加深对有机合成的关键步骤的认识。
【要点梳理】
要点一、有机合成的过程
1．有机合成的定义。
有机合成是指利用简单、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物的过程。
2．有机合成遵循的原则。
（1）起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。
（2）应尽量选择步骤最少的合成路线。为减少合成步骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少，最后产率越高。
（3）合成路线要符合“绿色环保”的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标化合物中，达到零排放。
（4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
（5）要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息，掌握正确的思维方法。有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。
原料中间产物产品
3．有机合成的任务。
有机合成的任务包括目标化合物分子碳骨架的构建和官能团的引入与转化。
4．有机合成的过程。
有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料，通过有机反应连上一个官能团或一段碳链，得到一个中间体；在此基础上利用中间体上的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成第二个中间体……经过多步反应，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。其合成过程示意图如下：
要点二、有机合成的关键
有机合成的关键是目标化合物分子的碳骨架的构建和官能团的引入与转化。
1．碳骨架的构建。
构建碳骨架是合成有机物的重要途径。构建碳骨架包括在原料分子及中间化合物分子中增长或缩短碳链、成环或开环等。
（1）碳骨架增长。
条件：有机合成所用的有机原料分子中所含碳原子数若小于目标物质的分子中的碳原子数，就需要增长碳链。
碳骨架增长举例：
①卤代烃的取代反应。
a．溴乙烷与氰化钠的醇溶液共热：
CH3CH2Br+NaCNCH3CH2CN+NaBr（取代反应）
CH3CH2CN+2H2O+H+—→CH3CH2COOH+NH4+（酸性条件下水解）
b．溴乙烷和丙炔钠反应：
2CH3C≡CH+2Na2CH3C≡CNa+H2↑
CH3CH2Br+CH3C≡CNa—→CH3CH2≡CCH3+NaBr
②醛与氢氰酸的加成反应。
③酮与氢氰酸的加成反应。
④醛、酮和烷基锂的加成。
⑤烯、炔与氢氰酸的加成反应。
HC≡CH+HCNCH2＝CH—CN
⑥醛、酮与醛的加成。
⑦各类缩合反应。
⑧酯化反应。
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
（2）碳链的减短。
条件：有机合成所用的有机原料分子中所含碳原子数大于目标物分子，就需要减短碳链。
①烯烃、炔烃的氧化反应。
如：
②羧酸或羧酸盐脱去羧基。
如：CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3
③水解反应。
CH3COOCH3+NaOHCH3COONa+CH3OH
H2N—CH2—CONH—CH2COOH+H2O—→2H2N—CH2COOH
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
④苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化。
（3）成环反应。
①二元醇成环。
②羟基酸分子内酯化。
③二元羧酸成环。
④氨基酸成环。
（4）开环反应。
③环烯烃被酸性KMnO4溶液氧化
2．官能团的引入、消除和转化。
有机合成的思路是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入或转化所需的官能团。根据所学过的有机反应，应掌握有机物官能团的引人、消除和转化的各种方法。
（1）官能团的引入。
①引入碳碳双键（）。
a．卤代烃的消去：CH3CH2Br+NaOHCH2＝CH2↑+NaBr+H2O
b．醇的消去：
CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O
c．炔烃的不完全加成：
HC≡CH+HClCH2＝CHCl
②引入卤原子（—X）。
a．烷烃或苯及其同系物的卤代：
CH4+Cl2CH3Cl+HCl
b．不饱和烃和HX、X2的加成：
CH2＝CH2+HBrCH3—CH2Br
HC≡CH+2Br2—→CHBr2—CHBr2
c．醇与氢卤酸的取代：
CH3CH2OH+HBr—→CH3CH2Br+H2O
③引入羟基（—OH）。
a．烯烃与水的加成：
CH2＝CH2+H2OCH3—CH2OH
b．醛（酮）的加成：
c．卤代烃的水解：
R—X+H2OR—OH+HX
d．酯的水解：
R—COOR＇+NaOH—→R—COONa+R＇—OH
（2）官能团的消除。
①通过有机物加成可消除不饱和键；
②通过消去、氧化或酯化可消除羟基；
③通过加成或氧化可消除醛基；
④通过消去或取代可消除卤原子。
（3）官能团的转变。
①利用官能团的衍生关系进行转变，如：
醇醛—→羧酸
②通过不同的反应途径增加官能团的个数，如：
③通过不同的反应，改变官能团的位置。
官能团的转化是有机合成中常见的方法，卤代烃在官能团的转化中起着桥梁作用。因此要熟练记住有机物之间相互转化的关系图并能熟练运用。
要点三、有机合成的方法——逆合成分析法
1．有机合成的方法包括正向合成分析法和逆合成分析法等。
2．正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物，其合成示意图是：
基础原料 中间体 中间体 ------ 目标化合物
3．逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。它是将目标化合物倒推一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体的合成与目标化合物一样，又可以由更上一步的中间体得到。依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线（如下图所示）：
目标化合物 中间体 中间体 ------ 基础原料
要点四、有机合成路线的设计
1．有机合成路线设计的程序。
设计有机合成路线，可以从确定的某种原料分子开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装来完成。运用逆推法，优选最佳合成路线。在优选合成路线时，必须考虑是否符合绿色化学原理，以及合成操作是否安全可靠等问题。
绿色合成的主要出发点是：有机合成中的原子经济性；原料的绿色化；试剂与催化剂的无公害性。
2．有机合成题的解题思路。
（1）首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪种官能团，与哪些知识和信息有关；
（2）其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片断，或寻找官能团的引入、转化、保护方法，或设法将各片段拼接衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；
（3）最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择出最佳的合成方案。
其解题思路如下表：
【典型例题】
类型一：逆合成分析法
例1 由乙烯合成草酸二乙酯，请写出各步合成的化学方程式。
【思路点拨】由乙烯合成草酸二乙酯，首先要明确草酸即乙二酸，思考由乙烯制备乙二酸所需要的步骤、反应条件，同时还需要考虑由乙烯制备乙醇的反应条件，然后由乙二酸与乙醇经过酯化反应即可得到目标产物。
【答案】
【解析】本题可用逆合成分析法解答，其思维过程概括如下：
原料（乙烯） →→ 中间体 ←← 草酸二乙酯
其逆合成路线分析的思路为：
由此确定可按以下6步合成草酸二乙酯。
【总结升华】逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。它是将目标化合物倒推一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体的合成与目标化合物一样，又可以由更上一步的中间体得到。依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。
举一反三：
【变式1】以为原料，并辅以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）。
【答案】
类型二：有机框图题
例2（2019 皖南八校联考）是一种医药中间体，常用来制备抗凝血药，可通过下列路线合成：
（1）A与银氨溶液反应有银镜生成，则A的结构简式是________。
（2）B→C的反应类型是________。
（3）E的结构简式是________。
（4）写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式：________。
（5）下列关于G的说法正确的是________。
a．能与溴单质反应
b．能与金属钠反应
c．1 mol G最多能和3 mol氢气反应
d．分子式是C9H6O3
（6）写出以和乙醇为原料，制备的合成路线流程图（无机试剂任用）。合成路线流程如：。
【思路点拨】A与银氨溶液反应有银镜生成，则A中存在醛基，由流程可知，A与氧气反应可以生成乙酸，则A为CH3CHO，由B和C的结构简式可以看出，乙酸分子中的羟基被氯原子取代，发生了取代反应，D与甲醇在浓硫酸条件下发生酯化反应生成E，E的结构为，由F的结构简式可知，C和E在催化剂条件下脱去一个HCl分子得到F，F中存在酯基，在碱液中可以发生水解反应。以和乙醇为原料，制备，可以将在碱性条件下水解生成苯甲醇，再氧化得苯甲酸，再与乙醇发生酯化反应得产品，据此答题。
【答案】（1）CH3CHO （2）取代反应
（3）
（4）
（5）a、b、d
（6）
【解析】（1）A与银氨溶液反应有银镜生成，且催化氧化生成CH3COOH，则A的结构简式是CH3CHO（乙醛）。
（2）B→C的过程中，CH3COOH中的“—OH”被“—Cl”取代，所以反应类型应是取代反应。
（3）结合合成路线图，知D→E发生的是酯化反应，根据酯化反应“酸脱羟基醇脱氢”的原理，不难推出E的结构简式。
（4）要注意F为二元酯，且水解产物——酚及羧酸都与NaOH发生中和反应。F和过量NaOH溶液共热时的反应为酯的完全水解反应，如果不熟悉有机物的化学性质，很容易将耗碱量搞错。化学方程式为：
（5）根据G的结构简式知G的分子式应为C9H6O3；G中含有的碳碳双键可与溴单质发生加成反应；G中含有的醇羟基可与金属]Na发生置换反应；1 mol G最多能和4 mol氢气反应（苯环3 mol，碳碳双键1 mol）。正确选项为a、b、d。
（6）以和乙醇为原料，制备，可以将在碱性条件下水解生成苯甲醇，再氧化得苯甲酸，再与乙醇发生酯化反应得产品。
【总结升华】正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物。
举一反三：
【变式1】（2019 安徽江南十校联考）阿明洛芬属于苯丙酸类抗炎药，镇痛效果优于布洛芬。下图是阿明洛芬的一条合成路线。
（1）反应①为取代反应，反应物Me2SO4中的“Me”表示________，D中官能团的名称是________。
（2）写出E的结构简式：________。
（3）G能发生的反应类型是________（填字母序号）。
A．取代反应 B．酯化反应 C．加聚反应 D．还原反应 E．加成反应
（4）写出F在NaOH溶液中反应的化学方程式：________。
（5）写出所有满足下列条件的B的同分异构体：________。
①只含有一个环（即苯环）的芳香族化合物
②核磁共振氢谱中峰的个数相比B的其他同分异构体最少
【答案】（1）—CH3（或甲基）硝基、酯基
（3）ABCDE
【解析】（1）由反应物和生成物的结构简式可判断反应①发生的是取代反应，“Me”表示—CH3（或甲基）；D中官能团的名称是硝基和酯基。（2）由D的结构简式及D→E的反应条件可知，发生的是还原反应，E的结构简式为。（3）G中含有羧基，能发生取代反应、酯化反应、还原反应；含有碳碳双键，能发生加聚反应、加成反应。
【巩固练习】
一、选择题
1、从溴乙烷制取1，2-二溴乙烷，下列转化方案中最好的是（ ） 2、结构为的有机物可以通过不同的反应得到下列四种物质：
生成这四种有机物的反应类型依次为（ ）
A．取代、消去、酯化、加成 B．酯化、消去、缩聚、取代
C．酯化、取代、缩聚、取代 D．取代、消去、加聚、取代 3、已知：乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。BrCH2CH＝CHCH2Br可经三步反应制取HOOCCH(Cl)CH2COOH，发生反应的类型依次是（ ）
A．水解反应、加成反应、氧化反应 B．加成反应、水解反应、氧化反应
C．水解反应、氧化反应、加成反应 D．加成反应、氧化反应、水解反应
4、
乙烯酮（CH2=C=O）在一定条件下能跟含活泼氢原子的化合物发生加成反应，反应的通式可表示为，试指出下列反应不合理的是（ ） A、CH2==C==O+HClCH3COCl B、CH2==C==O+H2OCH3COOH C、CH2==C==O+CH3CH2OHCH3COCH2CH2OH D、CH2==C==O+CH3COOH（CH3CO）2O 5、
有一种脂肪醇通过一系列反应可得丙三醇，这种醇可通过氧化、酯化、加聚反应而制得高聚物 ，这种脂肪醇是（ ） A、CH3CH2CH2OH B、CH2=CHCH2OH? C、 D、 6、（2019 安徽师大附中期中）已知：，如果要合成，所用的原始材料可以是（ ）
①2—甲基—1，3—丁二烯和2—丁炔 ②1，3—戊二烯和2—丁炔
③2，3—二甲基—1，3—戊二烯和乙炔 ④2，3—二甲基—1，3—丁二烯和丙炔
A．只有① B．②③ C．②④ D．①④
二、非选择题
1．写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式（必要的无机试剂自选）。
2．根据图示回答下列问题：
（1）写出A、E、G的结构简式：A________，E________，G________。
（2）反应②的化学方程式（包括反应条件）是________，反应④的化学方程式（包括反应条件）是________。
（3）写出①、⑤的反应类型：①________、⑤________。
3．已知：物质A在体内脱氢酶的作用下会氧化为有害物质GHB。下图是关于物质A的一种制备方法及由A引发的一系列反应。
请回答下列问题：
（1）写了反应类型 反应①________，反应③________。
（2）写出化合物B的结构简式________。
（3）写出反应②的化学方程式________。
（4）写出反应④的化学方程式________。
（5）写出反应④中除生成E外，还可能存在一种产物（含结构），它的结构简式为________。
（6）与化合物E互为同分异构体的物质不可能为________（填写字母）。
a．醇 b．醛 c．羧酸 d．酚
4．（2019 江苏连云港期中）化合物A（C6H6O2）是一种有机化工原料，在空气中易被氧化。由A合成黄樟油E和香料F的路线如下（部分反应条件已略去）：
已知：B的分子式为C7H6O2，不能发生银镜反应，也不能与NaOH溶液反应。
（1）写出E中含氧官能团的名称：________和________。
（2）写出反应C→D的反应类型：________。
（3）写出反应A→B的化学方程式：________。
（4）某芳香化合物G是D的同分异构体，且分子中只有两种不同化学环境的氢原子。写出该芳香化合物G的结构简式：________（任写一种）。
（5）根据已有知识并结合流程中相关信息，写出以为主要原料制备的合成路线流程图（无机试剂任选）：________________。
合成路线流程图示例如下：
5．（2019 河南郑州质量预测）近年来，乳酸[CH3CH(OH)COOH]成为人们的研究热点之一。乳酸可以用化学方法合成，也可以由淀粉通过生物发酵法制备。请完成下列有关问题：
（1）写出乳酸分子中所有官能团的名称：________。
（2）在一定条件下，下列物质不能与乳酸发生反应的是________（填序号）。
A．溴水 B．NaOH溶液 C．Cu(OH)2悬浊液 D．C2H5OH
（3）如果以丙烯（CH2＝CH—CH3）为主要原料（其他无机原料任选）合成乳酸，其合成过程的流程图如下：
则①的反应类型是________；反应②的化学方程式为________。
6．已知：①R—X+H2OR—OH+HX（R表不烃基，X表示卤原子）；②有机物分子中的硝基可转变成氨基：
R—NO2+Fe+HCl—→R—NH2+FeCl2+H2O（未配平）
“对乙酰胺基酚”俗称“扑热息痛”，为白色晶体，具有解热镇痛的药效。扑热息痛的一种生产流程如下：
（1）写出反应②、⑤的化学方程式：反应②：________。反应⑤：________。
（2）有人认为上述流程中反应②应当放在反应③后进行，你认为是否合理，说明理由：________。
（3）对扑热息痛的下列说法中正确的是（填序号）________。
a．在溶液中1 mol扑热息痛最多与1 mol NaOH反应
b．能与溴水反应使溴水褪色
c．其分子中含有肽键
d．遇氯化铁溶液发生显色反应
（4）写出与扑热息痛互为同分异构体，且分子中含有苯环的-氨基酸的结构简式：________。
【参考答案与解析】
一、选择题
1、D 【解析】BC项中，用到与Br2发生取代反应，产物较多，得到的是混合物，排除；A项的反应条件不如D项方便。 2、B 【解析】原有机物中的羧基和羟基发生酯化反应可生成物质①；羟基发生消去反应，可得碳碳双键，生成物质②；原有机物发生缩聚反应可得物质③；羟基被Br原子取代可得物质④，故B项正确。 3、A 【解析】先水解，溴原子被—OH取代，得到含有醇羟基的醇类物质，然后和氯化氢加成，最后用强氧化剂将醇羟基氧化为羧基即可，发生的反应类型依次为：水解反应、加成反应、氧化反应。故选A。 4、C 【解析】根据所给信息中的产物与反应物的关系，可得出含活泼氢原子的化合物中的H原子加在羰基所连的C原子上，其余部分加在羰基的C原子上。C项应该得到CH3COOCH2CH3(乙酸乙酯)。 5、B 【解析】采用逆推法，加聚反应前：CH2=CH2COOCH2CH=CH2，酯化反应前：CH2=CH2COOH、氧化反应前：HOCH2CH=CH2。此物质可通过加成反应、水解反应制得丙三醇。 6、D 【解析】根据已知信息，由逆推法可知，若为，则两种原始材料分别为丙炔和2，3—二甲基—1，3—丁二烯；若为，则两种原始材料分别为2—丁炔和2—甲基—1，3—丁二烯。
二、非选择题
1．（1）2CH2ClCH2CH2CH2OH+O22CH2ClCH2CH2CHO+2H2O
（2）2CH2ClCH2CH2CHO+O22CH2ClCH2CH2COOH
【解析】分析比较给出的原料与所要制备的产品的结构特点可知：原料为卤代醇，产品为同碳原子数的环内酯，因此可以把醇羟基氧化成羧基，卤原子再水解成为—OH，最后再酯化。但氧化和水解的先后顺序不能颠倒，因为先水解后无法控制只氧化一个—OH。
2．（1）CH2＝CH2
（2）CH2ClCH2Cl+NaOHCH2＝CHCl+NaCl+H2O
（3）加成反应缩聚反应（或聚合反应）
【解析】本题为有机框图推断题，主要考查有机物之间的反应类型、反应条件及有机物的性质。A（C2H4）与B→C→C2H3Cl或C2H6O2，由F可推出经C水解而生成，C为CH2ClCH2Cl，A是CH2＝CH2，与Cl2加成生成C。由D（C2H3C1）知含有C＝C键，E为加聚产物。G与F的产物可推出G为：。
3．（1）加成反应 消去反应 （2）HOCH2CH2CH2CHO
（6）d
【解析】（1）反应①是HCHO中的C＝O键打开与HC≡CH发生的加成反应；反应③是C4H10O2生成C4H6，少了2个H2O，属于消去反应。
（2）A物质为HOCH2CH2CH2CH2OH，脱氢得到B物质，应该是—CH2OH→—CHO，所以B物质为HOCH2CH2CH2CHO。
（3）反应②属于分子内酯化反应，形成环酯：
（4）反应④是成环反应，
。
（6）E的结构中有“环己烯”的结构，而酚类物质中是“苯环”结构，H原子数少，故与E不能成同分异构体的应是d项。
4．（1）醚键 羰基
（2）取代反应
（3）
（4）
（5）
【解析】（1）根据E的结构可知，含氧官能团为醚键和羰基；（2）由反应物与产物的结构可知，反应中溴原子被丙烯基取代，为取代反应；（3）根据A的分子式和性质，判断A为酚，再根据C的结构．得出A为邻苯二酚（），B为，反应A→B的化学方程式为；（4）芳香化合物G是D的同分异构体，G分子中只有两种不同化学环境的氢原子，说明对称性高，可推断该芳香化合物C可能的结构简式为；（5）以为主要原料制备；，可以先将经过水解、氧化得丙酮，再与发生题中类似E→F的反应得到醇，再与溴化氢反应得溴代烃，在镁的作用下，两个分子之间发生类似题中C→D的反应。
5．（1）羟基和羧基
（2）A
（3）加成反应
（合理答案均可）
【解析】（1）乳酸分子中含有的官能团有—OH、—COOH，其名称分别为羟基、羧基。（2）乳酸含有羧基，可与NaOH、Cu(OH)2悬浊液发生中和反应，与C2H5OH发生酯化反应，不能与溴水反应。（3）结合卤代烃和醇的性质，利用乳酸的分子结构特点可知反应①为丙烯与卤素单质发生的加成反应、反应②为卤代烃在NaOH水溶液条件下加热发生水解反应得到1，2—丙二醇，从而通过催化氧化、与氢气加成等反应得到乳酸。
6．
（2）不合理。若水解生成酚羟基，酚羟基具有还原性，再硝化时，强氧化性的浓硫酸、浓HNO3会将酚羟基氧化
（3）b、c、d
【学习目标】
1、了解有机合成的过程，掌握有机合成的基本原则；
2、了解逆合成分析法，通过简单化合物的逆合成分析，巩固烃、卤代烃、烃的含氧衍生物的性质及相互转化关系，并认识有机合成在人类生活和社会进步中的重大意义。初步学会设计合理的有机合成路线；
3、掌握碳链的增长与缩短、官能团的引入和转化的方法，加深对有机合成的关键步骤的认识。
【要点梳理】
要点一、有机合成的过程
1．有机合成的定义。
有机合成是指利用简单、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物的过程。
2．有机合成遵循的原则。
（1）起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。
（2）应尽量选择步骤最少的合成路线。为减少合成步骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少，最后产率越高。
（3）合成路线要符合“绿色环保”的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标化合物中，达到零排放。
（4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
（5）要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息，掌握正确的思维方法。有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。
原料中间产物产品
3．有机合成的任务。
有机合成的任务包括目标化合物分子碳骨架的构建和官能团的引入与转化。
4．有机合成的过程。
有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料，通过有机反应连上一个官能团或一段碳链，得到一个中间体；在此基础上利用中间体上的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成第二个中间体……经过多步反应，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。其合成过程示意图如下：
要点二、有机合成的关键
有机合成的关键是目标化合物分子的碳骨架的构建和官能团的引入与转化。
1．碳骨架的构建。
构建碳骨架是合成有机物的重要途径。构建碳骨架包括在原料分子及中间化合物分子中增长或缩短碳链、成环或开环等。
（1）碳骨架增长。
条件：有机合成所用的有机原料分子中所含碳原子数若小于目标物质的分子中的碳原子数，就需要增长碳链。
碳骨架增长举例：
①卤代烃的取代反应。
a．溴乙烷与氰化钠的醇溶液共热：
CH3CH2Br+NaCNCH3CH2CN+NaBr（取代反应）
CH3CH2CN+2H2O+H+—→CH3CH2COOH+NH4+（酸性条件下水解）
b．溴乙烷和丙炔钠反应：
2CH3C≡CH+2Na2CH3C≡CNa+H2↑
CH3CH2Br+CH3C≡CNa—→CH3CH2≡CCH3+NaBr
②醛与氢氰酸的加成反应。
③酮与氢氰酸的加成反应。
④醛、酮和烷基锂的加成。
⑤烯、炔与氢氰酸的加成反应。
HC≡CH+HCNCH2＝CH—CN
⑥醛、酮与醛的加成。
⑦各类缩合反应。
⑧酯化反应。
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
（2）碳链的减短。
条件：有机合成所用的有机原料分子中所含碳原子数大于目标物分子，就需要减短碳链。
①烯烃、炔烃的氧化反应。
如：
②羧酸或羧酸盐脱去羧基。
如：CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3
③水解反应。
CH3COOCH3+NaOHCH3COONa+CH3OH
H2N—CH2—CONH—CH2COOH+H2O—→2H2N—CH2COOH
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
④苯的同系物被酸性KMnO4溶液氧化。
（3）成环反应。
①二元醇成环。
②羟基酸分子内酯化。
③二元羧酸成环。
④氨基酸成环。
（4）开环反应。
③环烯烃被酸性KMnO4溶液氧化
2．官能团的引入、消除和转化。
有机合成的思路是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入或转化所需的官能团。根据所学过的有机反应，应掌握有机物官能团的引人、消除和转化的各种方法。
（1）官能团的引入。
①引入碳碳双键（）。
a．卤代烃的消去：CH3CH2Br+NaOHCH2＝CH2↑+NaBr+H2O
b．醇的消去：
CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O
c．炔烃的不完全加成：
HC≡CH+HClCH2＝CHCl
②引入卤原子（—X）。
a．烷烃或苯及其同系物的卤代：
CH4+Cl2CH3Cl+HCl
b．不饱和烃和HX、X2的加成：
CH2＝CH2+HBrCH3—CH2Br
HC≡CH+2Br2—→CHBr2—CHBr2
c．醇与氢卤酸的取代：
CH3CH2OH+HBr—→CH3CH2Br+H2O
③引入羟基（—OH）。
a．烯烃与水的加成：
CH2＝CH2+H2OCH3—CH2OH
b．醛（酮）的加成：
c．卤代烃的水解：
R—X+H2OR—OH+HX
d．酯的水解：
R—COOR＇+NaOH—→R—COONa+R＇—OH
（2）官能团的消除。
①通过有机物加成可消除不饱和键；
②通过消去、氧化或酯化可消除羟基；
③通过加成或氧化可消除醛基；
④通过消去或取代可消除卤原子。
（3）官能团的转变。
①利用官能团的衍生关系进行转变，如：
醇醛—→羧酸
②通过不同的反应途径增加官能团的个数，如：
③通过不同的反应，改变官能团的位置。
官能团的转化是有机合成中常见的方法，卤代烃在官能团的转化中起着桥梁作用。因此要熟练记住有机物之间相互转化的关系图并能熟练运用。
要点三、有机合成的方法——逆合成分析法
1．有机合成的方法包括正向合成分析法和逆合成分析法等。
2．正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物，其合成示意图是：
基础原料 中间体 中间体 ------ 目标化合物
3．逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。它是将目标化合物倒推一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体的合成与目标化合物一样，又可以由更上一步的中间体得到。依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线（如下图所示）：
目标化合物 中间体 中间体 ------ 基础原料
要点四、有机合成路线的设计
1．有机合成路线设计的程序。
设计有机合成路线，可以从确定的某种原料分子开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装来完成。运用逆推法，优选最佳合成路线。在优选合成路线时，必须考虑是否符合绿色化学原理，以及合成操作是否安全可靠等问题。
绿色合成的主要出发点是：有机合成中的原子经济性；原料的绿色化；试剂与催化剂的无公害性。
2．有机合成题的解题思路。
（1）首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪种官能团，与哪些知识和信息有关；
（2）其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片断，或寻找官能团的引入、转化、保护方法，或设法将各片段拼接衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；
（3）最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择出最佳的合成方案。
其解题思路如下表：
【典型例题】
类型一：逆合成分析法
例1 由乙烯合成草酸二乙酯，请写出各步合成的化学方程式。
【思路点拨】由乙烯合成草酸二乙酯，首先要明确草酸即乙二酸，思考由乙烯制备乙二酸所需要的步骤、反应条件，同时还需要考虑由乙烯制备乙醇的反应条件，然后由乙二酸与乙醇经过酯化反应即可得到目标产物。
【答案】
【解析】本题可用逆合成分析法解答，其思维过程概括如下：
原料（乙烯） →→ 中间体 ←← 草酸二乙酯
其逆合成路线分析的思路为：
由此确定可按以下6步合成草酸二乙酯。
【总结升华】逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。它是将目标化合物倒推一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体的合成与目标化合物一样，又可以由更上一步的中间体得到。依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。
举一反三：
【变式1】以为原料，并辅以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）。
【答案】
类型二：有机框图题
例2（2019 皖南八校联考）是一种医药中间体，常用来制备抗凝血药，可通过下列路线合成：
（1）A与银氨溶液反应有银镜生成，则A的结构简式是________。
（2）B→C的反应类型是________。
（3）E的结构简式是________。
（4）写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式：________。
（5）下列关于G的说法正确的是________。
a．能与溴单质反应
b．能与金属钠反应
c．1 mol G最多能和3 mol氢气反应
d．分子式是C9H6O3
（6）写出以和乙醇为原料，制备的合成路线流程图（无机试剂任用）。合成路线流程如：。
【思路点拨】A与银氨溶液反应有银镜生成，则A中存在醛基，由流程可知，A与氧气反应可以生成乙酸，则A为CH3CHO，由B和C的结构简式可以看出，乙酸分子中的羟基被氯原子取代，发生了取代反应，D与甲醇在浓硫酸条件下发生酯化反应生成E，E的结构为，由F的结构简式可知，C和E在催化剂条件下脱去一个HCl分子得到F，F中存在酯基，在碱液中可以发生水解反应。以和乙醇为原料，制备，可以将在碱性条件下水解生成苯甲醇，再氧化得苯甲酸，再与乙醇发生酯化反应得产品，据此答题。
【答案】（1）CH3CHO （2）取代反应
（3）
（4）
（5）a、b、d
（6）
【解析】（1）A与银氨溶液反应有银镜生成，且催化氧化生成CH3COOH，则A的结构简式是CH3CHO（乙醛）。
（2）B→C的过程中，CH3COOH中的“—OH”被“—Cl”取代，所以反应类型应是取代反应。
（3）结合合成路线图，知D→E发生的是酯化反应，根据酯化反应“酸脱羟基醇脱氢”的原理，不难推出E的结构简式。
（4）要注意F为二元酯，且水解产物——酚及羧酸都与NaOH发生中和反应。F和过量NaOH溶液共热时的反应为酯的完全水解反应，如果不熟悉有机物的化学性质，很容易将耗碱量搞错。化学方程式为：
（5）根据G的结构简式知G的分子式应为C9H6O3；G中含有的碳碳双键可与溴单质发生加成反应；G中含有的醇羟基可与金属]Na发生置换反应；1 mol G最多能和4 mol氢气反应（苯环3 mol，碳碳双键1 mol）。正确选项为a、b、d。
（6）以和乙醇为原料，制备，可以将在碱性条件下水解生成苯甲醇，再氧化得苯甲酸，再与乙醇发生酯化反应得产品。
【总结升华】正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物。
举一反三：
【变式1】（2019 安徽江南十校联考）阿明洛芬属于苯丙酸类抗炎药，镇痛效果优于布洛芬。下图是阿明洛芬的一条合成路线。
（1）反应①为取代反应，反应物Me2SO4中的“Me”表示________，D中官能团的名称是________。
（2）写出E的结构简式：________。
（3）G能发生的反应类型是________（填字母序号）。
A．取代反应 B．酯化反应 C．加聚反应 D．还原反应 E．加成反应
（4）写出F在NaOH溶液中反应的化学方程式：________。
（5）写出所有满足下列条件的B的同分异构体：________。
①只含有一个环（即苯环）的芳香族化合物
②核磁共振氢谱中峰的个数相比B的其他同分异构体最少
【答案】（1）—CH3（或甲基）硝基、酯基
（3）ABCDE
【解析】（1）由反应物和生成物的结构简式可判断反应①发生的是取代反应，“Me”表示—CH3（或甲基）；D中官能团的名称是硝基和酯基。（2）由D的结构简式及D→E的反应条件可知，发生的是还原反应，E的结构简式为。（3）G中含有羧基，能发生取代反应、酯化反应、还原反应；含有碳碳双键，能发生加聚反应、加成反应。
【巩固练习】
一、选择题
1、从溴乙烷制取1，2-二溴乙烷，下列转化方案中最好的是（ ） 2、结构为的有机物可以通过不同的反应得到下列四种物质：
生成这四种有机物的反应类型依次为（ ）
A．取代、消去、酯化、加成 B．酯化、消去、缩聚、取代
C．酯化、取代、缩聚、取代 D．取代、消去、加聚、取代 3、已知：乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。BrCH2CH＝CHCH2Br可经三步反应制取HOOCCH(Cl)CH2COOH，发生反应的类型依次是（ ）
A．水解反应、加成反应、氧化反应 B．加成反应、水解反应、氧化反应
C．水解反应、氧化反应、加成反应 D．加成反应、氧化反应、水解反应
4、
乙烯酮（CH2=C=O）在一定条件下能跟含活泼氢原子的化合物发生加成反应，反应的通式可表示为，试指出下列反应不合理的是（ ） A、CH2==C==O+HClCH3COCl B、CH2==C==O+H2OCH3COOH C、CH2==C==O+CH3CH2OHCH3COCH2CH2OH D、CH2==C==O+CH3COOH（CH3CO）2O 5、
有一种脂肪醇通过一系列反应可得丙三醇，这种醇可通过氧化、酯化、加聚反应而制得高聚物 ，这种脂肪醇是（ ） A、CH3CH2CH2OH B、CH2=CHCH2OH? C、 D、 6、（2019 安徽师大附中期中）已知：，如果要合成，所用的原始材料可以是（ ）
①2—甲基—1，3—丁二烯和2—丁炔 ②1，3—戊二烯和2—丁炔
③2，3—二甲基—1，3—戊二烯和乙炔 ④2，3—二甲基—1，3—丁二烯和丙炔
A．只有① B．②③ C．②④ D．①④
二、非选择题
1．写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式（必要的无机试剂自选）。
2．根据图示回答下列问题：
（1）写出A、E、G的结构简式：A________，E________，G________。
（2）反应②的化学方程式（包括反应条件）是________，反应④的化学方程式（包括反应条件）是________。
（3）写出①、⑤的反应类型：①________、⑤________。
3．已知：物质A在体内脱氢酶的作用下会氧化为有害物质GHB。下图是关于物质A的一种制备方法及由A引发的一系列反应。
请回答下列问题：
（1）写了反应类型 反应①________，反应③________。
（2）写出化合物B的结构简式________。
（3）写出反应②的化学方程式________。
（4）写出反应④的化学方程式________。
（5）写出反应④中除生成E外，还可能存在一种产物（含结构），它的结构简式为________。
（6）与化合物E互为同分异构体的物质不可能为________（填写字母）。
a．醇 b．醛 c．羧酸 d．酚
4．（2019 江苏连云港期中）化合物A（C6H6O2）是一种有机化工原料，在空气中易被氧化。由A合成黄樟油E和香料F的路线如下（部分反应条件已略去）：
已知：B的分子式为C7H6O2，不能发生银镜反应，也不能与NaOH溶液反应。
（1）写出E中含氧官能团的名称：________和________。
（2）写出反应C→D的反应类型：________。
（3）写出反应A→B的化学方程式：________。
（4）某芳香化合物G是D的同分异构体，且分子中只有两种不同化学环境的氢原子。写出该芳香化合物G的结构简式：________（任写一种）。
（5）根据已有知识并结合流程中相关信息，写出以为主要原料制备的合成路线流程图（无机试剂任选）：________________。
合成路线流程图示例如下：
5．（2019 河南郑州质量预测）近年来，乳酸[CH3CH(OH)COOH]成为人们的研究热点之一。乳酸可以用化学方法合成，也可以由淀粉通过生物发酵法制备。请完成下列有关问题：
（1）写出乳酸分子中所有官能团的名称：________。
（2）在一定条件下，下列物质不能与乳酸发生反应的是________（填序号）。
A．溴水 B．NaOH溶液 C．Cu(OH)2悬浊液 D．C2H5OH
（3）如果以丙烯（CH2＝CH—CH3）为主要原料（其他无机原料任选）合成乳酸，其合成过程的流程图如下：
则①的反应类型是________；反应②的化学方程式为________。
6．已知：①R—X+H2OR—OH+HX（R表不烃基，X表示卤原子）；②有机物分子中的硝基可转变成氨基：
R—NO2+Fe+HCl—→R—NH2+FeCl2+H2O（未配平）
“对乙酰胺基酚”俗称“扑热息痛”，为白色晶体，具有解热镇痛的药效。扑热息痛的一种生产流程如下：
（1）写出反应②、⑤的化学方程式：反应②：________。反应⑤：________。
（2）有人认为上述流程中反应②应当放在反应③后进行，你认为是否合理，说明理由：________。
（3）对扑热息痛的下列说法中正确的是（填序号）________。
a．在溶液中1 mol扑热息痛最多与1 mol NaOH反应
b．能与溴水反应使溴水褪色
c．其分子中含有肽键
d．遇氯化铁溶液发生显色反应
（4）写出与扑热息痛互为同分异构体，且分子中含有苯环的-氨基酸的结构简式：________。
【参考答案与解析】
一、选择题
1、D 【解析】BC项中，用到与Br2发生取代反应，产物较多，得到的是混合物，排除；A项的反应条件不如D项方便。 2、B 【解析】原有机物中的羧基和羟基发生酯化反应可生成物质①；羟基发生消去反应，可得碳碳双键，生成物质②；原有机物发生缩聚反应可得物质③；羟基被Br原子取代可得物质④，故B项正确。 3、A 【解析】先水解，溴原子被—OH取代，得到含有醇羟基的醇类物质，然后和氯化氢加成，最后用强氧化剂将醇羟基氧化为羧基即可，发生的反应类型依次为：水解反应、加成反应、氧化反应。故选A。 4、C 【解析】根据所给信息中的产物与反应物的关系，可得出含活泼氢原子的化合物中的H原子加在羰基所连的C原子上，其余部分加在羰基的C原子上。C项应该得到CH3COOCH2CH3(乙酸乙酯)。 5、B 【解析】采用逆推法，加聚反应前：CH2=CH2COOCH2CH=CH2，酯化反应前：CH2=CH2COOH、氧化反应前：HOCH2CH=CH2。此物质可通过加成反应、水解反应制得丙三醇。 6、D 【解析】根据已知信息，由逆推法可知，若为，则两种原始材料分别为丙炔和2，3—二甲基—1，3—丁二烯；若为，则两种原始材料分别为2—丁炔和2—甲基—1，3—丁二烯。
二、非选择题
1．（1）2CH2ClCH2CH2CH2OH+O22CH2ClCH2CH2CHO+2H2O
（2）2CH2ClCH2CH2CHO+O22CH2ClCH2CH2COOH
【解析】分析比较给出的原料与所要制备的产品的结构特点可知：原料为卤代醇，产品为同碳原子数的环内酯，因此可以把醇羟基氧化成羧基，卤原子再水解成为—OH，最后再酯化。但氧化和水解的先后顺序不能颠倒，因为先水解后无法控制只氧化一个—OH。
2．（1）CH2＝CH2
（2）CH2ClCH2Cl+NaOHCH2＝CHCl+NaCl+H2O
（3）加成反应缩聚反应（或聚合反应）
【解析】本题为有机框图推断题，主要考查有机物之间的反应类型、反应条件及有机物的性质。A（C2H4）与B→C→C2H3Cl或C2H6O2，由F可推出经C水解而生成，C为CH2ClCH2Cl，A是CH2＝CH2，与Cl2加成生成C。由D（C2H3C1）知含有C＝C键，E为加聚产物。G与F的产物可推出G为：。
3．（1）加成反应 消去反应 （2）HOCH2CH2CH2CHO
（6）d
【解析】（1）反应①是HCHO中的C＝O键打开与HC≡CH发生的加成反应；反应③是C4H10O2生成C4H6，少了2个H2O，属于消去反应。
（2）A物质为HOCH2CH2CH2CH2OH，脱氢得到B物质，应该是—CH2OH→—CHO，所以B物质为HOCH2CH2CH2CHO。
（3）反应②属于分子内酯化反应，形成环酯：
（4）反应④是成环反应，
。
（6）E的结构中有“环己烯”的结构，而酚类物质中是“苯环”结构，H原子数少，故与E不能成同分异构体的应是d项。
4．（1）醚键 羰基
（2）取代反应
（3）
（4）
（5）
【解析】（1）根据E的结构可知，含氧官能团为醚键和羰基；（2）由反应物与产物的结构可知，反应中溴原子被丙烯基取代，为取代反应；（3）根据A的分子式和性质，判断A为酚，再根据C的结构．得出A为邻苯二酚（），B为，反应A→B的化学方程式为；（4）芳香化合物G是D的同分异构体，G分子中只有两种不同化学环境的氢原子，说明对称性高，可推断该芳香化合物C可能的结构简式为；（5）以为主要原料制备；，可以先将经过水解、氧化得丙酮，再与发生题中类似E→F的反应得到醇，再与溴化氢反应得溴代烃，在镁的作用下，两个分子之间发生类似题中C→D的反应。
5．（1）羟基和羧基
（2）A
（3）加成反应
（合理答案均可）
【解析】（1）乳酸分子中含有的官能团有—OH、—COOH，其名称分别为羟基、羧基。（2）乳酸含有羧基，可与NaOH、Cu(OH)2悬浊液发生中和反应，与C2H5OH发生酯化反应，不能与溴水反应。（3）结合卤代烃和醇的性质，利用乳酸的分子结构特点可知反应①为丙烯与卤素单质发生的加成反应、反应②为卤代烃在NaOH水溶液条件下加热发生水解反应得到1，2—丙二醇，从而通过催化氧化、与氢气加成等反应得到乳酸。
6．
（2）不合理。若水解生成酚羟基，酚羟基具有还原性，再硝化时，强氧化性的浓硫酸、浓HNO3会将酚羟基氧化
（3）b、c、d