1、第2课时有机合成中碳骨架的构建学习目标1.了解有机合成中碳链增长或缩短的方法，体会其在有机合成中的应用。2.了解有机合成中碳环的形成和消除体会其在有机合成中的应用。一、碳链的增长与缩短1有机合成中增长碳链的常用方法(1)卤代烃与NaCN的反应CH3CH2ClNaCNCH3CH2CN(丙腈)NaClCH3CH2CNCH3CH2COOH(2)醛、酮与氢氰酸的加成反应CH3CHOHCN(3)卤代烃与炔钠的反应2CH3CCH2Na2CH3CCNaH2CH3CCNaCH3CH2ClCH3CCCH2CH3NaCl(4)羟醛缩合反应2有机合成中缩短碳链的方法(1)脱羧反应：RCOONaNaOHRHNa2CO
2、3。(2)氧化反应：；RCH=CH2RCOOHCO2。(3)水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。(4)烃的裂化或裂解反应：C16H34C8H18C8H16；C8H18C4H10C4H8。练中感悟1已知：RMgX由乙醇合成CH3CH=CHCH3(2-丁烯)的流程如下：下列说法错误的是()A发生氧化反应，发生消去反应BM的结构简式为CH3CH2XCP的分子式为C4H10OD2-丁烯与Br2以11加成可得三种不同产物答案D2已知CH3CH=CHCH2CH3CH3COOHCH3CH2COOH，则由反应C10H10O3推断写出C10H10O3的结构简式答案 3写出由转化的化学方程式。提
3、示2NaOHCH3COONaH2O4以乙烯为初始反应物可制得正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)，已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成。下式中反应的中间产物()可看成是由()中的碳氧双键打开，分别跟()中的2-位碳原子和2-位氢原子相连而得，()是一种3-羟基醛，此醛不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛(烯醛)：请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式(不必写出反应条件)。答案 (1)CH2=CH2H2OCH3CH2OH(2)2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O(3)2CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHO(4)CH3CH(OH)CH2CHOCH3C
4、H=CHCHOH2O(5)CH3CH=CHCHO2H2CH3CH2CH2CH2OH解析 先分析合成过程中的碳原子数目变化；由乙烯的2个碳原子变成正丁醇的4个碳原子，必有有机物之间的加成反应，由信息知乙醛自身加成生成有4个碳原子的有机物，所以可确定其合成路线：CH2=CH2CH3CHOCH3CH=CHCHOCH3CH2CH2CH2OH。二、有机合成中的成环反应与开环反应1有机合成中常见的成环反应(1)二烯烃成环反应(2)形成环酯2H2O(3)形成环醚2有机合成中常见的开环反应(1)环酯水解开环(2)环烯烃氧化开环练中感悟1已知RCOOH，写出由制取的合成路线。答案 2已知：RCH=CH2RCH2
5、CH2Br，请设计合理方案由合成(其他无机原料自选，用反应流程图表示，并注明反应条件)。示例：原料产物答案 3已知：环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：(也可表示为)实验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化：RCHOH2RCH2OH现仅以1,3-丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环己烷：1,3-丁二烯 C7H14O甲基环己烷请按要求填空：(1)A的结构简式是_；B的结构简式是_。(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型：反应_，反应类型_。答案(1)(2)课时对点练题组一有机合成中碳链的增长或缩短1卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应，可得格林试剂R
6、MgX，它可与醛、酮等羰基化合物加成：所得产物经水解可以得到醇，这是某些复杂醇的合成方法之一。现欲合成(CH3)3COH，下列所选用的卤代烃和羰基化合物的组合正确的是()A乙醛和氯乙烷 B甲醛和1-溴丙烷C甲醛和2-溴丙烷 D丙酮和一氯甲烷答案D解析由题给信息可知产物中与OH相连的碳原子是羰基碳原子，要合成，需要丙酮和一氯甲烷。2烯烃在一定条件下发生氧化反应时键发生断裂，RCH=CHR，可以氧化成RCHO和RCHO，在该条件下烯烃分别被氧化后产物可能有CH3CHO的是()A(CH3)2C=CH(CH2)2CH3BCH2=CH(CH2)2CH3CCH3CH=CHCH=CH2DCH3CH2CH=C
7、HCH2CH3答案C解析烯烃在一定条件下发生氧化反应时键发生断裂，RCH=CHR可以氧化成RCHO和RCHO，可知要氧化生成CH3CHO，则原烯烃的结构应含有CH3CH=，CH3CH=CHCH=CH2结构中含CH3CH=，所以氧化后能得到CH3CHO。题组二有机合成中的成环或开环反应3三位科学家因在烯烃复分解反应研究中的杰出贡献而荣获2005年度诺贝尔化学奖，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()答案A解析A中两个碳碳双键断裂后，生成物中新形成的环为六元环，且新环中所形成的碳碳双键位置符合要求；B中两个碳碳双键断裂后，合成的是五元环；C中两个碳碳双键断裂后
8、，合成了六元环，但是碳碳双键的位置不正确；D中两个碳碳双键断裂后，得到的是五元环。4某物质转化关系如图所示，下列有关说法不正确的是()A化合物A中一定含有的官能团是醛基、羧基和碳碳双键B由A生成E发生还原反应CF的结构简式可表示为D由B生成D发生加成反应答案 A解析 根据转化关系，A能与NaHCO3反应，则A中一定含有羧基(COOH)；A能与银氨溶液反应生成B，则A中一定含有醛基(CHO)或甲酸酯基()；B能与溴水发生加成反应，则B可能含有碳碳双键()或碳碳三键(CC)；A与H2发生加成反应生成E，E在H、加热条件下生成的F是环状化合物，应该是发生分子内酯化反应；推断A可能是OHCCH=CHC
9、OOH或OHCCCCOOH，故A项不正确。5酸牛奶中含有乳酸，其结构简式为，乳酸经一步反应能生成的物质是()A B除外 C除外 D全部答案B解析乳酸发生消去反应可得，发生氧化反应可得，乳酸分子内发生酯化反应可生成，分子间发生酯化反应可生成，发生缩聚反应生成。6环丁基甲酸是重要的有机合成中间体，以下是用烯烃A和羧酸D合成环丁基甲酸的一种路线：回答下列问题：(1)A的结构简式为_。(2)BC的反应类型为_。该反应还能生成一种与C互为同分异构体的副产物，该副产物的结构简式为_。(3)DE的化学方程式为_。答案 (1)CH2=CHCH3(2)加成反应CH3CHBrCH2Br(3)HOOCCH2COOH
10、2CH3CH2OHCH3CH2OOCCH2COOCH2CH32H2O解析 (1)用综合分析法，由C的结构，结合AB的反应条件，可推出B为CH2=CHCH2Br，则A为CH2=CHCH3。(2)CH2=CHCH2Br与HBr发生加成反应生成CH2BrCH2CH2Br，故BC的反应类型是加成反应；该反应生成的与C互为同分异构体的副产物是CH3CHBrCH2Br。(3)D与C2H5OH发生酯化反应生成E，由E的结构简式可推出D为丙二酸，结构简式为HOOCCH2COOH；DE的化学方程式为HOOCCH2COOH2CH3CH2OHCH3CH2OOCCH2COOCH2CH32H2O。7已知溴乙烷与氰化钠反
11、应后再水解可以得到丙酸：CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳链。请根据以下框图回答问题。图中F分子中含有8个碳原子组成的环状结构。(1)反应 中属于取代反应的是_(填序号)。(2)写出结构简式：E_，F_。答案(1)(2)或解析本题主要考查了有机物转化过程中碳链的延长和碳环的生成，延长碳链的方法是先引入CN，再进行水解；碳环的生成是利用酯化反应。A是丙烯，从参加反应的物质来看，反应是一个加成反应，生成的B是1,2-二溴丙烷；反应是卤代烃的水解反应，生成的D是1,2-丙二醇；结合题给信息可以确定反应是用CN 代替B中的Br，B中有两个
12、Br，都应该被取代了，生成的C再经过水解，生成的E是2-甲基丁二酸。8已知，产物分子比原化合物分子多出一个碳原子，增长了碳链。分析下图变化，并回答有关问题：(1)写出下列物质的结构简式：A_；C_。(2)指出下列反应类型：CD：_；FG：_。(3)写出下列反应的化学方程式：DEF：_；FG：_。答案 (1)(2)消去反应加聚反应(3) 解析 有机物A(C3H6O)应属于醛或酮，因无银镜反应，只能是酮，可推知A为丙酮()，其他根据流程图路线，结合题给信息分析。9已知：请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步主要反应的化学方程式(不必写出反应条件)。答案 (1)CH2=CH2H2O
13、CH3CH2OH(2)2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O(3)2CH3CHO(4)CH3CH=CHCHOH2O(5)CH3CH=CHCHO2H2CH3CH2CH2CH2OH解析 由题给信息知：两个醛分子在一定条件下通过自身加成反应，得到的不饱和醛分子中的碳原子数是原参加反应的两个醛分子的碳原子数之和。根据最终产物正丁醇中有4个碳原子，原料乙烯分子中只有2个碳原子，运用题给信息，将乙烯氧化为乙醛，两个乙醛分子再进行自身加成变成丁烯醛，最后用H2与丁烯醛中的碳碳双键和醛基进行加成反应，便可得到正丁醇。本题基本采用正向思维方法。乙烯乙醛丁烯醛正丁醇。10已知：RCHORCH(OH)COOH
14、，写出由制备化合物的合成路线流程图(无机试剂任选)。答案 11化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：回答下列问题：(1)A的化学名称是_。(2)由C生成D和E生成F的反应类型分别是_、_。(3)E的结构简式为_。(4)G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为_。(5)芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6211。写出2种符合要求的X的结构简式：_。(6)写出用环戊烷和2-丁炔为原料制备化合物的合成路线：_(其他试剂任选)。答案 (1)苯甲醛(2)加成反应取代反应(
15、3)(4)(5) (任写两种)(6)解析 A与CH3CHO在NaOH/H2O、加热条件下反应生成B(C9H8O)，结合已知信息反应可知，A为，B为。B经两步转化：Cu(OH)2、加热，H(酸化)生成C(C9H8O2)，该过程中CHO转化为COOH，则C为。C与Br2/CCl4发生加成反应生成D(C9H8Br2O2)，则D。D经两步转化：KOH/C2H5OH、加热(消去反应)，H(酸化)生成E，则E的结构简式为。E与C2H5OH在浓H2SO4、加热条件下发生酯化反应生成F，则F为。F与G在催化剂作用下生成H()，G为甲苯的同分异构体，结合已知信息反应可知，G为。(1)由上述分析可知，A为，其化学名称为苯甲醛。(2)C()与Br2/CCl4发生加成反应生成D()，E与C2H5OH在浓H2SO4、加热条件下发生酯化反应生成F()，也属于取代反应。(3)由上述分析可知，E的结构简式为。(4)G为甲苯的同分异构体，其结构简式为，F()与G在催化剂作用下发生已知信息反应，生成H()。(6)与Cl2在光照条件下发生取代反应生成，再在NaOH/C2H5OH、加热条件下发生消去反应生成；结合已知信息反应，与CH3CCCH3在催化剂作用下发生反应生成，最后与Br2/CCl4发生加成反应生成，据此写出合成路线。
