第四节 有机合成
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第四节 有机合成（一）
【复习指导】有机合成是通过化学反应使有机物的碳链增长或缩短，或碳链和碳环的相互转变，或在碳链或碳环上引入转换各种官能团，以制取不同类型、不同性质的有机物。
1、有机合成路线选择的基本要求：
原料廉价易得，路线简捷，便于操作，反应条件适宜，符合题给信息。产品易于分离等。
2、解题关键：
（1）熟练掌握各类有机物的组成、结构、性质、相互转化关系以及重要官能团的引入与清除转化等。
（2）选择出最简单、最合量的合成方法和途径。
3、解题方法：
（1）顺向思维（原料→中间产物→产品）。
（2）逆向思维（产品→中间产物→原料），这是常用的方法：
确定所要合成的有机产物属何类别，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系，对比产物官能团与原料官能团的异同展开联想，结合题给信息，最后理清衍变关系。
4．有机合成的常用方法
（1）官能团的引入
官能团的引入 引入—OH （1）烯烃与水加成。（2）醛（酮）与H2加成。 （3）卤代烃的碱性水解。（4）酯类的水解。 生成醇或酚
引入—X （1）烃与X2取代，（2）不饱和烃与HX或X2加成。
引入双键 （1）醇的消去反应引入C==C。（2）卤代烃的消去反应引入C==C。（3）醇的氧化引入C==O。
间接引入 一般从先到后为：C==C —X —OH —CHO —COOH
（2）官能团的消除
官能团的消除 消除不饱和键 由加成反应消除C==C或C≡C。
消除—X （1）卤代烃发生消去反应。（2）卤代烃碱性条件下水解。
消除—OH （1）醇发生消去反应。（2）醇发生氧化反应。（3）醇发生酯化反应。
消除—CHO （1）与H2反应。（2）氧化成—COOH。
消除—COOH 酯化反应。
（3）官能团的衍变
官能团的衍变 一个变两个
位置移动
5．有机合成的思维结构（拓展迁移方法）
从近年考试学生答题情况来看，由于学生基础不扎实、接受信息获取知识能力的欠缺，解题过程中往往存在以下两种典型的错误。现结合2个例题分析如下：
一、由于基础知识不扎实，在设计的合成线路中，引入官能团的先后顺序颠倒，从而无法实现预期目的
例题1以 为原料，并以Br2等其他试剂制取 。写出有关的化学方程式并注明反应条件
分析：本题为典型的有机合成题。比较原料和产物，可以发现本题考察的知识是烃和烃的衍生物的相互转化关系。结合中学有机化学知识和题给信息，很容易找到该题的解题思路为：
因此，本题的合成线路初步可以确定为：
由于产物中有两种官能团：双键和羧基，而羧基又是通过醇氧化为醛再氧化而得到的。这就有一个问题值得思考：因羧基是通过醇氧化得到的，而C==C性质活泼容易被氧化，因此，是先把--CH2OH氧化为-COOH，还是先将—OH 消去水得到双键呢？如果解题时没有考虑到C==C溶液被氧化，在合成线路上就很可能会先安排先消去得到C==C，这样一来，就无法得到产物。正确的合成线路应该是（上图中（1）-（3）步）：
其中（1）、（2）、（3）对应的条件依次是：O2，催化剂；O2，催化剂；浓硫酸，加热。
[启示]选择合成线路时，应该注意每步反应都要符合反应规律或信息提示，不能杜撰。如例题1，从甲苯在酸性KMnO4条件下氧化为苯甲酸出发杜撰出如右的合成反应。
这样的线路显然是错误的。因为苯的同系物不论侧 链多长，氧化后的产物都是苯甲酸，更何况本题起始物中还存在碳碳双键。
例2、 请认真阅读下列3个反应
利用这些反应，按以下步骤可以从某烃A合成下染料中间体DSD酸。
请写出（A）、（B）、（C）、（D）的结构简式。
解析：此题应采用逆向推导。由反应②可知—NH2易被氧化，故该反应应在最后进行。由此推知D为 由转化关系可知A→B应为硝化反应，由B→
C应为反应①，故由C→D应为反应③。从而再确定C的结构为。再进一步确定为B为： ，A为： 。
例3 已知： 。 有机物G(C20H18)是一种酯，合成路线如下：
请回答下列问题：
（1）指出反应类型：反应① ，反应② 。
（2）A的结构简式是 ；F的结构简式是 。
（3）B转化为C的化学方程式是（有机物用结构简式表示）： 。
（4）写出有机物C的所有同时含有碳碳双键、苯环和羧基的同分异构体（不包括C本身）：
、 、 。
[解析]反应①为两种醛的反应，与题给信息相似，由此可确定A。A→B为消去反应，B→C为醛基氧化为羧基的反应。由G的分子式可知G应含两个酯基，而C为一元酸，所以F应为二元醇，结合碳数可知F为乙二醇。
[答案]（1）加成；消去
例4 已知有下列有机物转化反应：
请以 为初始反应物，经三步反应合成有机物W，将每步反应所用试剂（A、B）和有机物（K、M）结构简式填入下表相应空格内。
步骤 第一步 第二步 第三步
所用试剂 过量C2H5OH、浓H2SO4 A B
有机产物（结构简式） K M W
[解析]本题的合成路线为：
[答案]A：LiAlH4 B：H2O 、H+
（2006、四川）28.（12分）
四川盛产五倍子。以五倍子为原料可制得化合物A。A的结构简式如右图所示：
请解答下列各题：
（1）A的分子式是________________________。
(2)有机化合物B在硫酸催化条件下加热发生酯化反应可得到A。请写出B的结构简式：
(3）请写出A与过量NaOH溶液反应的化学方程式：
(4）有机化合物C是合成治疗禽流感药物的原料之一。C可以看成是B与氢气按物质的量之比1:2发生加成反应得到的产物。C分子中无羟基与碳碳双键直接相连的结构，它能与溴水反应使溴水褪色。请写出C与溴水反应的化学方程式：
答案：
（1）
（2）
（3）
（4）
（2006、天津）27.（19分）碱存在下，卤代烃与醇反应生成醚（ ）：
Ｒ－Ｘ＋ ＯＨＲ－Ｏ－ +HX
化合物Ａ经下列四步反应可得到常用溶剂四氢呋喃，反应框图如下：
请回答下列问题：
（1）1molＡ和1molＨ2在一定条件下恰好反应，生成饱和一元醇Ｙ，Ｙ中碳元素的质量分数约为65％，则Ｙ的分子式为
Ａ分子中所含官能团的名称是 ，Ａ的结构简式为 。
（2）第①②步反应类型分别为① ② 。
（3）化合物Ｂ具有的化学性质（填写字母代号）是
ａ可发生氧化反应 ｂ强酸或强碱条件下均可发生消去反应
ｃ可发生酯化反应 ｄ催化条件下可发生加聚反应
（4）写出Ｃ、Ｄ和Ｅ的结构简式：
Ｃ 、Ｄ和Ｅ 。
（5）写出化合物Ｃ与ＮａＯＨ水溶液反应的化学方程式：
。
（6）写出四氢呋喃链状醚类的所有同分异构体的结构简式：
答案27．（19分）
（1）C4H10O
羟基 碳碳双健
CH2==CHCH2CH2—OH
（2）加成 取成
（3）a b c
（4）
（5）
（6）
【复习指导】有机合成是通过化学反应使有机物的碳链增长或缩短，或碳链和碳环的相互转变，或在碳链或碳环上引入转换各种官能团，以制取不同类型、不同性质的有机物。
1、有机合成路线选择的基本要求：
原料廉价易得，路线简捷，便于操作，反应条件适宜，符合题给信息。产品易于分离等。
2、解题关键：
（1）熟练掌握各类有机物的组成、结构、性质、相互转化关系以及重要官能团的引入与清除转化等。
（2）选择出最简单、最合量的合成方法和途径。
3、解题方法：
（1）顺向思维（原料→中间产物→产品）。
（2）逆向思维（产品→中间产物→原料），这是常用的方法：
确定所要合成的有机产物属何类别，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系，对比产物官能团与原料官能团的异同展开联想，结合题给信息，最后理清衍变关系。
4．有机合成的常用方法
（1）官能团的引入
官能团的引入 引入—OH （1）烯烃与水加成。（2）醛（酮）与H2加成。 （3）卤代烃的碱性水解。（4）酯类的水解。 生成醇或酚
引入—X （1）烃与X2取代，（2）不饱和烃与HX或X2加成。
引入双键 （1）醇的消去反应引入C==C。（2）卤代烃的消去反应引入C==C。（3）醇的氧化引入C==O。
间接引入 一般从先到后为：C==C —X —OH —CHO —COOH
（2）官能团的消除
官能团的消除 消除不饱和键 由加成反应消除C==C或C≡C。
消除—X （1）卤代烃发生消去反应。（2）卤代烃碱性条件下水解。
消除—OH （1）醇发生消去反应。（2）醇发生氧化反应。（3）醇发生酯化反应。
消除—CHO （1）与H2反应。（2）氧化成—COOH。
消除—COOH 酯化反应。
（3）官能团的衍变
官能团的衍变 一个变两个
位置移动
5．有机合成的思维结构（拓展迁移方法）
从近年考试学生答题情况来看，由于学生基础不扎实、接受信息获取知识能力的欠缺，解题过程中往往存在以下两种典型的错误。现结合2个例题分析如下：
一、由于基础知识不扎实，在设计的合成线路中，引入官能团的先后顺序颠倒，从而无法实现预期目的
例题1以 为原料，并以Br2等其他试剂制取 。写出有关的化学方程式并注明反应条件
分析：本题为典型的有机合成题。比较原料和产物，可以发现本题考察的知识是烃和烃的衍生物的相互转化关系。结合中学有机化学知识和题给信息，很容易找到该题的解题思路为：
因此，本题的合成线路初步可以确定为：
由于产物中有两种官能团：双键和羧基，而羧基又是通过醇氧化为醛再氧化而得到的。这就有一个问题值得思考：因羧基是通过醇氧化得到的，而C==C性质活泼容易被氧化，因此，是先把--CH2OH氧化为-COOH，还是先将—OH 消去水得到双键呢？如果解题时没有考虑到C==C溶液被氧化，在合成线路上就很可能会先安排先消去得到C==C，这样一来，就无法得到产物。正确的合成线路应该是（上图中（1）-（3）步）：
其中（1）、（2）、（3）对应的条件依次是：O2，催化剂；O2，催化剂；浓硫酸，加热。
[启示]选择合成线路时，应该注意每步反应都要符合反应规律或信息提示，不能杜撰。如例题1，从甲苯在酸性KMnO4条件下氧化为苯甲酸出发杜撰出如右的合成反应。
这样的线路显然是错误的。因为苯的同系物不论侧 链多长，氧化后的产物都是苯甲酸，更何况本题起始物中还存在碳碳双键。
例2、 请认真阅读下列3个反应
利用这些反应，按以下步骤可以从某烃A合成下染料中间体DSD酸。
请写出（A）、（B）、（C）、（D）的结构简式。
解析：此题应采用逆向推导。由反应②可知—NH2易被氧化，故该反应应在最后进行。由此推知D为 由转化关系可知A→B应为硝化反应，由B→
C应为反应①，故由C→D应为反应③。从而再确定C的结构为。再进一步确定为B为： ，A为： 。
例3 已知： 。 有机物G(C20H18)是一种酯，合成路线如下：
请回答下列问题：
（1）指出反应类型：反应① ，反应② 。
（2）A的结构简式是 ；F的结构简式是 。
（3）B转化为C的化学方程式是（有机物用结构简式表示）： 。
（4）写出有机物C的所有同时含有碳碳双键、苯环和羧基的同分异构体（不包括C本身）：
、 、 。
[解析]反应①为两种醛的反应，与题给信息相似，由此可确定A。A→B为消去反应，B→C为醛基氧化为羧基的反应。由G的分子式可知G应含两个酯基，而C为一元酸，所以F应为二元醇，结合碳数可知F为乙二醇。
[答案]（1）加成；消去
例4 已知有下列有机物转化反应：
请以 为初始反应物，经三步反应合成有机物W，将每步反应所用试剂（A、B）和有机物（K、M）结构简式填入下表相应空格内。
步骤 第一步 第二步 第三步
所用试剂 过量C2H5OH、浓H2SO4 A B
有机产物（结构简式） K M W
[解析]本题的合成路线为：
[答案]A：LiAlH4 B：H2O 、H+
（2006、四川）28.（12分）
四川盛产五倍子。以五倍子为原料可制得化合物A。A的结构简式如右图所示：
请解答下列各题：
（1）A的分子式是________________________。
(2)有机化合物B在硫酸催化条件下加热发生酯化反应可得到A。请写出B的结构简式：
(3）请写出A与过量NaOH溶液反应的化学方程式：
(4）有机化合物C是合成治疗禽流感药物的原料之一。C可以看成是B与氢气按物质的量之比1:2发生加成反应得到的产物。C分子中无羟基与碳碳双键直接相连的结构，它能与溴水反应使溴水褪色。请写出C与溴水反应的化学方程式：
答案：
（1）
（2）
（3）
（4）
（2006、天津）27.（19分）碱存在下，卤代烃与醇反应生成醚（ ）：
Ｒ－Ｘ＋ ＯＨＲ－Ｏ－ +HX
化合物Ａ经下列四步反应可得到常用溶剂四氢呋喃，反应框图如下：
请回答下列问题：
（1）1molＡ和1molＨ2在一定条件下恰好反应，生成饱和一元醇Ｙ，Ｙ中碳元素的质量分数约为65％，则Ｙ的分子式为
Ａ分子中所含官能团的名称是 ，Ａ的结构简式为 。
（2）第①②步反应类型分别为① ② 。
（3）化合物Ｂ具有的化学性质（填写字母代号）是
ａ可发生氧化反应 ｂ强酸或强碱条件下均可发生消去反应
ｃ可发生酯化反应 ｄ催化条件下可发生加聚反应
（4）写出Ｃ、Ｄ和Ｅ的结构简式：
Ｃ 、Ｄ和Ｅ 。
（5）写出化合物Ｃ与ＮａＯＨ水溶液反应的化学方程式：
。
（6）写出四氢呋喃链状醚类的所有同分异构体的结构简式：
答案27．（19分）
（1）C4H10O
羟基 碳碳双健
CH2==CHCH2CH2—OH
（2）加成 取成
（3）a b c
（4）
（5）
（6）