1、第三章 有机合成核心素养发展目标1.宏观辨识与微观探析： 通过碳骨架的构建、官能团的转化，体会有机合成基本任务，掌握有机物分子骨架的构建，官能团引入、转化或消除的方法。2.科学态度与社会责任：体会有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献及对健康、环境造成的影响，能用“绿色化学”的理念指导合成路线的选择。回顾：有机合成的知识准备1、有机反应的基本类型、有机反应的基本类型（1）取代反应）取代反应 甲烷、苯、醇的卤代甲烷、苯、醇的卤代,苯的硝化、磺化，醇与活泼金属反苯的硝化、磺化，醇与活泼金属反应，醇的分子间脱水，酯化反应，酯的水解反应等。应，醇的分子间脱水，酯化反应，酯的水解反应等。注意：乙烯与
2、水的加成反应不属于水解反应注意：乙烯与水的加成反应不属于水解反应“有进有出有进有出” （2）加成反应）加成反应 分子中含有分子中含有C = C、C C或或C = O 可与可与H2、HX、X2、H2O、HCN等加成等加成 。“只进不出只进不出”（3 3）消去反应）消去反应 有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子( (如如H H2 2O),O),而形成不饱和化合物的反应。如乙醇的分子内脱水。而形成不饱和化合物的反应。如乙醇的分子内脱水。常见的消去反应：醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢常见的消去反应：醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢
3、“只出不进只出不进”（4）氧化反应）氧化反应有机物有机物加氧加氧或或去氢去氢的反应，如：醛基的氧化、醇的催化氧化。的反应，如：醛基的氧化、醇的催化氧化。 “加氧去氢加氧去氢” （5 5）还原反应）还原反应有机物有机物加氢加氢或或去氧去氧的反应，如：烯烃、苯、醛、油脂等与氢气的的反应，如：烯烃、苯、醛、油脂等与氢气的加成反应加成反应。“加加氢氢去氧去氧” （6 6）酯化反应酯化反应 醇醇和和含氧酸含氧酸起作用，生成起作用，生成酯酯和和水水的反应叫做酯化反应。的反应叫做酯化反应。 （7）水解反应水解反应 水与另一化合物反应，该化合物分解为两部分，水中氢原子水与另一化合物反应，该化合物分解为两部分，
4、水中氢原子加到其中的一部分，而羟基加到另一部分，得到两种或两种以上加到其中的一部分，而羟基加到另一部分，得到两种或两种以上化合物的反应过程。化合物的反应过程。如：如：酯的水解反应酯的水解反应糖类物质的水解反应糖类物质的水解反应蛋白质的水解反应。蛋白质的水解反应。 （8 8）聚合反应：由小分子生成高分子化合物的反应。又）聚合反应：由小分子生成高分子化合物的反应。又分为分为加聚反应加聚反应和和缩聚反应缩聚反应。缩聚反应缩聚反应单体间除缩合生成高分子化合物外，还生成小分子单体间除缩合生成高分子化合物外，还生成小分子（如（如H H2 20 0、NHNH3 3等）化合物。等）化合物。如：氨基酸缩聚生成如
5、：氨基酸缩聚生成蛋白质。蛋白质。加聚反应加聚反应只生成高分子化合物。如：乙烯加聚生成聚乙烯。只生成高分子化合物。如：乙烯加聚生成聚乙烯。2 2、各类烃与烃的衍生物的特征反应、各类烃与烃的衍生物的特征反应类别类别特特 征征 反反 应应烷烃烷烃取代反应、热裂解取代反应、热裂解烯烃、炔烃烯烃、炔烃加成反应、氧化反应、加聚反应加成反应、氧化反应、加聚反应苯和苯的同系苯和苯的同系物物取代反应、加成反应、氧化反应（注意苯的同系物）取代反应、加成反应、氧化反应（注意苯的同系物）醇醇消去反应、取代反应（酯化反应）、氧化反应、置换反应消去反应、取代反应（酯化反应）、氧化反应、置换反应酚酚取代反应、氧化反应、缩聚
6、反应、显色反应、弱酸的酸通性取代反应、氧化反应、缩聚反应、显色反应、弱酸的酸通性醛醛氧化反应、还原反应、加成反应、缩聚反应氧化反应、还原反应、加成反应、缩聚反应羧酸羧酸酯化反应、弱酸的酸通性酯化反应、弱酸的酸通性酯酯水解反应水解反应单糖单糖葡萄糖的还原反应葡萄糖的还原反应二糖、多糖二糖、多糖水解反应水解反应1.有机合成的概念有机合成指利用的原料，通过有机反应，生成具有特定 和 的有机化合物的过程方法。简单、易得结构一、有机合成功能碳的骨架官能团的构建2.有机合成的任务通过有机反应构建目标化合物 和 。 例1对照下列有机合成的原料分子和目标分子，仿照示例给出下列有机合成的主要任务。原料分子目标分
7、子主要任务示例CH2=CH2CH3COOH改变官能团种类(1)CH3CH2OH(2)CHCH(3)CH3CH2CH2Br(4)CH3CH=CH2CH3CH2CH2COOH改变官能团数目碳链转变为碳环改变官能团的位置改变官能团的种类和碳原子数目基础原料基础原料 目标目标化合物化合物辅助原料辅助原料1 1辅助原料辅助原料2 2辅助原料辅助原料3 3中间体中间体2 2中间体中间体1 1副产物副产物1 1副产物副产物2 23.过程(1)起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。(2)尽量选择步骤最少的合成路线，使得反应过程中副反应少、产率高。(3)符合“绿色化学”的要求，操作简单、条件温和、能耗低、易实现、
8、原料利用率高、污染少，尽量实现零排放。(4)按照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。3.有机合成的原则例2已知苯与一卤代烷在催化剂作用下发生反应生成苯的同系物 CH3X HX。在催化剂存在的条件下，应选择苯和下列哪组物质为原料合成乙苯A.CH3CH3和Cl2B.CH2=CH2和Cl2C.CH2=CH2和HClD.CH3CH3和HCl解析根据题给信息，合成乙苯应该选择的原料是苯和氯乙烷。乙烷与氯气在光照下发生取代反应，生成一氯乙烷、二氯乙烷等多种取代产物，既难得到纯净的乙苯，又浪费了原料，A项错误；乙烯与氯气反应生成1,2-二氯乙烷，与苯反应不能得到乙苯(产物比较复杂)，B
9、项错误；乙烯与氯化氢反应生成一氯乙烷，它与苯反应只能生成乙苯和氯化氢，合成过程中，氯化氢可以循环使用，C项正确；乙烷与氯化氢不反应，得不到氯乙烷，D项错误。1.有机合成中常见的碳链变化二、有机合成中的碳链变化和官能团衍变CH3COOH+HO-C2H5CH3COOC2H5+H2O 浓硫酸C2H5OH+HO-C2H5C2H5-O-C2H5+H2O浓硫酸浓硫酸140+HCHOnnOHCH2n催化剂+nH2OOHnCH2=CH-CH=CH2 催化剂催化剂CH2-CH=CH-CH2 n课外延伸1、羟醛缩合2CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHOOH-2CH3CHOCH3CH=CH2CHO+H2OOH
10、-CH3C-H + H-CH2C-H O O2、格氏反应HCHO+CH3MgICH3CH2OH+Mg(OH)I无水乙醚H+/H2O格林试剂：RX+MgRMgXC=O+RMgXC OMgXRH2OC OHR+ Mg(OH)X3、苯的烷基化+ CH3ClAlCl3CH3+HCl4、卤代烃和炔钠的反应CH3Br + CH3C NaCH3CCCH3 +NaBr5、卤代烃和NaCN反应CH3I+NaCNCH3CN + NaI2CH3CCH2Na2CH3CCNaH2液氨CH3CH2CNCH3CH2COOHH+/H2OCHCH+HCN CH2=CHCN6、炔烃/醛、酮加成HCNCH3CHOHCN (2)使碳
11、链缩短的反应脱羧反应：氧化反应：水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。烃的裂化或裂解反应：(3)成环二烯烃成环反应形成环酯形成环醚2H2O(4)开环(1)环酯水解开环环烯烃氧化开环知识网络构建2.常见官能团引入或转化的方法(1)引入或转化为碳碳双键的三种方法卤代烃的消去反应，醇的消去反应，炔烃与H2、HX、X2的不完全反应。(2)引入卤素原子的三种方法不饱和烃与卤素单质(或卤化氢)的加成反应，烷烃、苯及其同系物与卤素单质发生反应，醇与的取代反应。(3)在有机物中引入羟基的三种方法卤代烃的反应，醛、酮与H2的加成反应，酯的反应。(4)在有机物中引入醛基的两种方法的氧化反应、烯烃的
12、氧化反应。加成取代氢卤酸水解水解醇3.有机物分子中官能团的消除(1)消除不饱和双键或三键，可通过反应。(2)经过、与氢卤酸取代、等反应，都可以消除OH。(3)通过、反应可消除CHO。(4)通过反应可消除酯基。加成酯化氧化消去加成氧化水解例3可在有机物中引入羟基的反应类型是取代加成消去酯化还原A.B.C.D.解析卤代烃或酯的水解(取代)，烯烃与H2O(加成)，醛或酮和H2(加成或还原)，均能引入羟基。消去是从分子中消去X或OH形成不饱和键，酯化是酸与醇形成酯(减少OH)，这些都不能引入OH。例4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
13、外双键比环内双键更容易被氧化：RCHOH2 RCH2OH现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环己烷：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_。解析理解题给信息是解决本题的关键，因为原料是丁二烯，通过碳碳双键之间的环化加成反应可以得到六元碳环。目标产物的六元环的支链为甲基，由信息及C的分子式知，可先将支链中的碳碳双键氧化，得到醛基，从醛基得到甲基的理想途径是醛基被还原得到醇羟基，通过醇的消去反应得到碳碳双键，再与氢气加成得到甲基。故其合成路线如下：(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型：反应_，反应类型_。反应_，反应类型_。消去反应加成
14、反应思维启迪通过有机物分子碳架结构的改变以及分子中官能团的衍变，进一步体会有机物分子中化学键、官能团与有机物化学性质之间的关系，促进“微观探析与宏观辨析”化学学科素养的发展。1.绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷( )的反应中，原子利用率最高的是12345A.CH2=CH2 (过氧乙酸) CH3COOHB.CH2=CH2Cl2Ca(OH)2 CaCl2H2OC.2CH2=CH2O2 D.HOCH2CH2OCH2CH2OH2H2O解析A中存在副产品CH3COOH，反应物没有全部转化为目标产物，原子利用率较低；B中存在副产品Ca
15、Cl2和H2O，反应物没有全部转化为目标产物，原子利用率较低；C中反应物全部转化为目标产物，原子利用率为100%，原子利用率最高；D中存在副产品HOCH2CH2OCH2CH2OH和H2O，反应物没有全部转化为目标产物，原子利用率较低。123452.由石油裂解产物乙烯制取HOCH2COOH，需要经历的反应类型有A.氧化氧化取代水解B.加成水解氧化氧化C.氧化取代氧化水解D.水解氧化氧化取代12345下列说法不正确的是A.D的结构简式为CH3COOCH2CH3B.A能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.B与乙酸发生了取代反应D.可用B萃取碘水中的碘单质3.已知：含C=C的物质(烯烃)一定条件下能与水发生加成
16、反应，生成醇(含羟基的烃的衍生物)；有机物AD间存在图示的转化关系：12345解析C被氧化生成乙酸，则C为CH3CHO，B在加热条件下和氧化铜发生氧化反应生成C，则B为CH3CH2OH，A和水发生加成反应生成B，则A为CH2=CH2，乙酸和乙醇发生酯化反应生成D，D为CH3COOCH2CH3。123454.已知：12345RMgX 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B.M的结构简式为CH3CH2XC.P的分子式为C4H10OD.2-丁烯与Br2以11加成可得三种不同产物5.已知溴乙烷与氰化钠反应后再水解可以得到丙酸：CH3CH
17、2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH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。12345(1)反应 中属于取代反应的是_(填反应序号)。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。12345(2)写出结构简式：E_，F_。12345或
