高考化学二轮复习教案:第38讲 有机化合物的合成

第38讲 有机化合物的合成

(建议2课时完成)

[考试目标]

1.掌握有机合成的基本方法和程序

2.能够掌握各种有机物之间的转化关系,常见官能团的引入、转换、保护和消除的方法 3.能根据具体要求设计合成路线并书写相关化学方程式

[要点精析]

一、有机合成基本要求

①原理正确、原料价廉;②途径简捷、便于操作;③条件适宜、易于分离。 二、.烃及烃的衍生物的转化关系是解合成题的基础 烃及烃的衍生物相互转化的实质是官能团之间的转变:

烯烃炔烃烷烃卤代烃醇醛羧酸酯

三、有机合成的常规方法

1.官能团的引入和转换

(1)C=C的形成: ①一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去HX;②醇在浓硫酸存在的条件下消去H2O;③二元卤代烃在锌粉存在的条件下消去X2;④烷烃的热裂解和催化裂化。

(2)C≡C的形成: ①二元卤代烃在强碱的醇溶液中消去两分子的HX;②一元卤代烯烃在强碱的醇溶液中消去HX;③实验室制备乙炔原理的应用。

(3)卤素原子的引入方法: ①烷烃的卤代(主要应用于甲烷);②α-H的卤代(红磷做催化剂);③烯烃、炔烃的加成(HX、X2);④芳香烃与X2的加成;⑤芳香烃苯环上的卤代;⑥芳香烃侧链上的卤代;⑦醇与HX的取代;⑧烯烃与HO-Cl的加成。

(4)羟基的引入方法: ①烯烃与水加成;②卤代烃的碱性水解;③醛的加氢还原;④酮的加氢还原;⑤酯的酸性或碱性水解;⑥苯氧离子与酸反应;⑦烯烃与HO-Cl的加成。

(5)醛基或羰基的引入方法:①烯烃的催化氧化;②烯烃的臭氧氧化分解;③炔烃与水的加成;④醇的催化氧化。

(6)羧基的引入方法:①丁烷的催化氧化;②苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化;③醛的催化氧化;④酯的水解。⑤-CN的酸性水解;⑥肽、蛋白质的水解;⑦酰氨的水解。

(7)酯基的引入方法:①酯化反应的发生;②酯交换反应的发生。 (8)硝基的引入方法:硝化反应的发生。

(9)氰基的引入方法:①烯烃与HCN的加成;②炔烃与HCN的加成;③卤代烃与CN-的取代。

(10)氨基的引入方法:①-NO2的还原;②-CN的加氢还原;③肽、蛋白质的水解。 2.碳链的增减

(1)增长碳链的方法:①卤代烃与金属钠反应;②烷基化反应;③C=O与格式试剂反应;

④通过聚合反应;⑤羟醛缩合;⑥烯烃、炔烃与HCN的加成反应;⑦卤代烃在醇溶液中与NaCN的取代反应;⑧有机铜锂与卤代烃的反应。

(2)缩短碳链的方法:①脱羧反应;②烯烃的臭氧分解;③烯烃、炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化;④苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化;⑤烷烃的催化裂化。

3. 官能团的消除

⑴通过加成反应消除不饱和键。

⑵通过消去反应或氧化反应或酯化反应等消除羟基(—OH) ⑶通过加成反应或氧化反应等消除醛基(—CHO) 4. 有机物成环规律 类型 方式 二元酸和二元醇的酯化成环 酯成环 (— C OO —) 酸醇的酯化成环 二元醇分子内脱水成环 醚键成环 (— O —) 二元醇分子间脱水成环 二元酸和二氨基化合物成环 肽键成环 氨基酸成环 不饱和烃小分子双烯合成成环 三分子乙炔生成苯 加成 5.官能团的衍变

(1)一元合成路线

R—CH═CH2 →卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 (2)二元合成路线

CH3CH2OH?消去???CH2?CH2?加成???CH2?CH2?水解???CH2?CH2

?H2O?Cl2||?H2O||OHOHClCl(3)芳香化合物合成路线

⑷改变官能团的位置

CH3CH2CH2Br?消去???CH3CH?CH2?加成???CH3CHCH3

?HBr?HBr|Br四、有机合成中官能团的保护

在有机合成中,某些不希望起反应的官能团,在反应试剂或反应条件的影响下而产生副反应,这样就不能达到预计的合成目标,因此,必须采取措施保护某些官能团,待完成反应后再除去保护基,使其复原。

1、保护措施必须符合如下要求

(1)只对要保护的基团发生反应,而对其它基团不反应; (2)反应较易进行,精制容易;

(3)保护基易脱除,在除去保护基时,不影响其它基团。 2、常见的基团保护措施

(1)羟基的保护

在进行氧化或某些在碱性条件下进行的反应,往往要对羟基进行保护。 ①防止羟基受碱的影响,可用成醚反应:

②防止羟基氧化可用酯化反应:

(2)对羧基的保护

羧基在高温或碱性条件下,有时也需要保护。对羧基的保护最常用的是酯化反应:

(3)对不饱和碳碳键的保护

碳碳双键易被氧化,对它们的保护主要用加成反应使之达到饱和。

(4)对羰基的保护(以信息形式出现)

羰基,特别是醛基,在进行氧化反应或遇碱时,往往要进行保护。对羰基的保护一般采用生成缩醛或缩酮的反应。

(缩醛或缩酮)

(缩酮)

生成的缩醛或缩酮水解又变成原来的醛或酮。 五、常见的合成方法

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给信息,寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法,尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。基本方法有:

(1)正向合成法:此法采用正向思维方法,从已知原料入手,找出合成所需要的直接或间

??中间产物???产品。接的中间产物,逐步推向目标合成有机物,其思维程序是:原料?

[例1]已知:有机物中的硝基在铁和盐酸作用下,能被还原成氨基:

对乙酰胺基酚又称扑热息痛,为白色晶体,是一种优良的解热镇痛药,其毒性较菲那西汀,阿司匹林低。扑热息痛的生产流程为:

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