1、第五节有 机 合 成 必备知识必备知识素养奠基素养奠基一、有机合成的主要任务一、有机合成的主要任务 1.1.构建碳骨架构建碳骨架【练一练练一练】写出有关化学方程式或转化流程写出有关化学方程式或转化流程: :(1)(1)碳链增长碳链增长乙炔与乙炔与HCNHCN加成后再水解加成后再水解加成加成:_,:_,水解水解:_:_。CHCH+HCN CHCHCH+HCN CH2 2=CHCN=CHCNCHCH2 2=CHCN CH=CHCN CH2 2=CHCOOH=CHCOOH催化剂催化剂H H2 2O/HO/H+ +丙酮与丙酮与HCNHCN的反应的反应, ,再还原再还原加成加成:_;:_;催化加氢还原催
2、化加氢还原: :_。乙醛的羟醛缩合反应乙醛的羟醛缩合反应_。(2)(2)碳链减短碳链减短烯烃、炔烃烯烃、炔烃( (如如 ) )与酸性高锰酸钾溶液反应与酸性高锰酸钾溶液反应_。乙苯与酸性高锰酸钾溶液反应乙苯与酸性高锰酸钾溶液反应_。(3)(3)成环反应成环反应1,3-1,3-丁二烯与丙烯酸反应丁二烯与丙烯酸反应: :_。2.2.引入官能团引入官能团(1)(1)常见官能团的引入常见官能团的引入官能团官能团引入方法引入方法( (举例举例) )碳碳双键碳碳双键_或或_或或_碳卤键碳卤键_或或_或或_羟基羟基_或或_或或_或或_醛基醛基_或烯烃的氧化或烯烃的氧化羧基羧基_或或_或或_酯基酯基_卤代烃的消
3、去卤代烃的消去醇的消去醇的消去炔烃的不完全加成炔烃的不完全加成醇醇( (酚酚) )的取代的取代烯烃烯烃( (炔烃炔烃) )的加成的加成烷烃烷烃( (苯及苯的同苯及苯的同系物系物) )的取代的取代烯烃与水的加成烯烃与水的加成卤代烃的水解卤代烃的水解醛的还原醛的还原酯的水解酯的水解醇的催化氧化醇的催化氧化醇的氧化醇的氧化醛的氧化醛的氧化酯的水解酯的水解酯化反应酯化反应【巧判断巧判断】(1)(1)消去反应可以引入双键消去反应可以引入双键, ,加成反应也可以引入双键。加成反应也可以引入双键。 ( () )提示提示: :。如乙醇发生消去反应生成乙烯。如乙醇发生消去反应生成乙烯, ,乙炔与氢气加成生成乙烯
4、。乙炔与氢气加成生成乙烯。(2)(2)一定条件下一定条件下, ,可以通过取代反应由溴乙烷制备乙醇。可以通过取代反应由溴乙烷制备乙醇。 ( () )提示提示: :。溴乙烷可以与氢氧化钠水溶液发生取代反应生成乙醇。溴乙烷可以与氢氧化钠水溶液发生取代反应生成乙醇。(3)(3)丙烯中既可以引入碳卤键也可以引入羟基。丙烯中既可以引入碳卤键也可以引入羟基。 ( () )提示提示: :。丙烯与氯气在一定条件下发生取代反应。丙烯与氯气在一定条件下发生取代反应, ,引入碳卤键引入碳卤键, ,丙烯与水发生丙烯与水发生加成反应引入羟基。加成反应引入羟基。(4)(4)加聚反应可以使有机物碳链增长加聚反应可以使有机物碳
5、链增长, ,取代反应不能。取代反应不能。( () )提示提示: :。取代反应可以加长碳链。取代反应可以加长碳链, ,如如: :酯化反应酯化反应, ,酯化反应属于取代反应。酯化反应属于取代反应。(5)(5)制取氯乙烷时制取氯乙烷时, ,可以用乙烷和氯气在光照时反应可以用乙烷和氯气在光照时反应, ,也可以利用乙烯和氯化氢也可以利用乙烯和氯化氢发生加成反应。发生加成反应。( () )提示提示: :。用乙烷和氯气在光照时反应制取氯乙烷。用乙烷和氯气在光照时反应制取氯乙烷, ,会得到从一氯乙烷到六氯会得到从一氯乙烷到六氯乙烷的多种物质组成的混合物乙烷的多种物质组成的混合物, ,有杂质有杂质HClHCl生
6、成生成, ,难制得较纯净的氯乙烷难制得较纯净的氯乙烷, ,方法方法不可取。不可取。(2)(2)官能团的保护官能团的保护含多个官能团的有机物在进行反应时含多个官能团的有机物在进行反应时, ,非目标官能团也可能受到影响非目标官能团也可能受到影响, ,此时先此时先将其转化为不受该反应影响的其他官能团将其转化为不受该反应影响的其他官能团, ,反应后再转化复原。例如羟基的保反应后再转化复原。例如羟基的保护方法护方法: :【微思考微思考】举例说明在合成有机物时举例说明在合成有机物时, ,如何保护碳碳双键如何保护碳碳双键? ?提示提示: :保护碳碳双键方法保护碳碳双键方法: :先让碳碳双键与先让碳碳双键与H
7、XHX发生加成反应发生加成反应, ,氧化后再发生消去氧化后再发生消去反应生成碳碳双键反应生成碳碳双键, ,如如二、有机合成路线的设计与实施二、有机合成路线的设计与实施1.1.有机合成路线确定的要素有机合成路线确定的要素(1)(1)基础基础: :在掌握在掌握_和和_基本方法的基础上。基本方法的基础上。(2)(2)设计与操作设计与操作: :进行合理的设计与选择进行合理的设计与选择, ,确定合成路线确定合成路线, ,以较低的以较低的_和较高和较高的的_,_,通过通过_而对环境友好的操作得到目标产物。而对环境友好的操作得到目标产物。2.2.有机合成的过程有机合成的过程碳骨架构建碳骨架构建官能团转化官能
8、团转化成本成本产率产率简便简便【情境情境思考思考】乙酸是醋的主要成分乙酸是醋的主要成分, ,而醋几乎贯穿了整个人类文明史。乙酸而醋几乎贯穿了整个人类文明史。乙酸发酵细菌发酵细菌( (醋酸杆菌醋酸杆菌) )能在世界的每个角落发现能在世界的每个角落发现, ,每个民族在酿酒的时候每个民族在酿酒的时候, ,会发会发现醋现醋它是这些酒精饮料暴露于空气后的自然产物。如中国就有杜康的儿它是这些酒精饮料暴露于空气后的自然产物。如中国就有杜康的儿子黑塔因酿酒时间过长得到醋的说法。子黑塔因酿酒时间过长得到醋的说法。 (1)(1)工业上大量使用的乙酸是通过石油化学工业人工合成的。请以乙烯为原料工业上大量使用的乙酸是
9、通过石油化学工业人工合成的。请以乙烯为原料设计路线合成乙酸。设计路线合成乙酸。提示提示: :合成路线如下合成路线如下: : (2)(2)目前出现了乙烯直接氧化得到乙酸的方法目前出现了乙烯直接氧化得到乙酸的方法: :由乙烯在催化剂由乙烯在催化剂( (如氯化钯如氯化钯: :PdClPdCl2 2) )存在的条件下存在的条件下, ,与氧气发生反应生成。假定有机合成路线的每一步的产与氧气发生反应生成。假定有机合成路线的每一步的产率为率为70%,70%,试比较上述两种合成路线的总产率。哪种合成路线最优试比较上述两种合成路线的总产率。哪种合成路线最优? ?提示提示: :(1)(1)中合成路线的产率为中合成
10、路线的产率为70%70%70%70%70%=34.3%,70%=34.3%,小于小于(2)(2)中合成路线的中合成路线的70%,70%,故故(2)(2)中的合成路线更优。中的合成路线更优。3.3.逆合成分析法逆合成分析法(1)(1)基本思路基本思路可用示意图表示为可用示意图表示为 (2)(2)实例实例分析乙二酸二乙酯的合成分析乙二酸二乙酯的合成分析过程分析过程: :a.a.分析草酸二乙酯分析草酸二乙酯, ,官能团有官能团有_;_;b.b.反推反推, ,酯是由酸和醇合成的酯是由酸和醇合成的, ,则反应物为则反应物为_和和_;_;酯基酯基乙醇乙醇c.c.反推反推, ,酸是由醇氧化成醛再氧化成酸来的
11、酸是由醇氧化成醛再氧化成酸来的, ,则可推出该醇则可推出该醇( (用用A A表示表示) )为为_。d.d.反推反推, ,此醇此醇A A与乙醇的不同之处在于与乙醇的不同之处在于_。此醇羟基的引入可用卤。此醇羟基的引入可用卤代烃代烃( (用用B B表示表示)_)_水解得到水解得到; ;e.e.反推反推, ,乙醇的引入可用乙醇的引入可用_加成得到加成得到; ;含有两个羟基含有两个羟基乙烯与水乙烯与水f.f.由乙烯与由乙烯与_加成制得加成制得B B。流程如下流程如下: :氯气氯气合成步骤合成步骤( (用五步化学方程式表示用五步化学方程式表示) )a. _a. _CHCH2 2=CH=CH2 2+H+H
12、2 2O CHO CH3 3CHCH2 2OHOH催化剂催化剂4.4.合成路线设计遵循的原则合成路线设计遵循的原则【微思考微思考】实际工业生产中常采用以下路线合成乙二醇实际工业生产中常采用以下路线合成乙二醇: :与上述合成乙二酸二乙酯路线中合成乙二醇的方法比较分析与上述合成乙二酸二乙酯路线中合成乙二醇的方法比较分析, ,选择该方案的原选择该方案的原因是什么因是什么? ?提示提示: :未使用有毒的氯气未使用有毒的氯气, ,无污染无污染, ,原子利用率原子利用率100%,100%,符合符合“绿色化学绿色化学”。5.5.有机合成的发展有机合成的发展(1)(1)有机合成的技术和效率不断提高的影响因素有
13、机合成的技术和效率不断提高的影响因素: :新的有机反应新的有机反应; ;_的不断发现的不断发现; ;_的发展。的发展。(2)(2)发展过程发展过程2020世纪初世纪初a.a.维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮, ,总产率仅有总产率仅有0.75 %0.75 %。b.b.十几年后十几年后, ,罗宾逊改进了合成思路罗宾逊改进了合成思路, ,仅用仅用3 3步反应便完成合成步反应便完成合成, ,总产率达总产率达90%90%。新试剂新试剂有机合成理论有机合成理论2020世纪中后期世纪中后期a.a.伍德沃德与多位化学家合作伍德沃德与多位化学家合作, ,成功合成了一系列结构复
14、杂的天然产物成功合成了一系列结构复杂的天然产物, ,促进了促进了_和和_的发展。的发展。b.b.科里提出了系统化的科里提出了系统化的_概念概念, ,开始利用开始利用_来辅助设计合成路线来辅助设计合成路线, ,让让合成路线的设计逐步成为有严密思维逻辑的科学过程合成路线的设计逐步成为有严密思维逻辑的科学过程, ,使有机合成进入了新的使有机合成进入了新的发展阶段。发展阶段。有机合成技术有机合成技术有机反应理论有机反应理论逆合成逆合成计算机计算机(3)(3)有机合成发展的作用有机合成发展的作用使人们能通过人工手段合成原本只能从生物体内分离、提取的天然产物。使人们能通过人工手段合成原本只能从生物体内分离
15、、提取的天然产物。使人们可以根据实际需要设计合成具有特定结构和性能的新物质。使人们可以根据实际需要设计合成具有特定结构和性能的新物质。为化学、生物、医学、材料等领域的研究和相关工业生产提供了坚定的物质为化学、生物、医学、材料等领域的研究和相关工业生产提供了坚定的物质基础。基础。有力地促进了人类健康水平提高和社会发展进步。有力地促进了人类健康水平提高和社会发展进步。关键能力关键能力素养形成素养形成知识点一有机合成中官能团的引入、转化和消除知识点一有机合成中官能团的引入、转化和消除【重点释疑重点释疑】1.1.官能团的引入官能团的引入(1)(1)碳卤键的引入碳卤键的引入引入方法引入方法典型化学方程式
16、典型化学方程式烷烃与烷烃与X X2 2的取代的取代CHCH4 4+Cl+Cl2 2 CH CH3 3Cl+HClCl+HCl不饱和烃与不饱和烃与HXHX或或X X2 2的加成反应的加成反应CHCH2 2=CH=CH2 2+Br+Br2 2 CH CH2 2BrBrCHCH2 2BrBr醇与醇与HXHX的取代的取代CHCH3 3CHCH2 2OH+HBr CHOH+HBr CH3 3CHCH2 2Br+HBr+H2 2O O(2)(2)碳碳双键的引入碳碳双键的引入引入方法引入方法典型化学方程式典型化学方程式醇发生醇发生消去反应消去反应CHCH3 3CHCH2 2OHOH CHCH2 2 = CH
17、CH2 2+H+H2 2O O 卤代烃卤代烃消去反应消去反应CHCH3 3CHCH2 2Br+NaOHBr+NaOH CHCH2 2 = CHCH2 2+NaBr+H+NaBr+H2 2O O 炔烃炔烃加成反应加成反应 (3)(3)羟基的引入羟基的引入引入方法引入方法典型化学方程式典型化学方程式烯烃与水加成烯烃与水加成 CH CH2 2 = CHCH2 2+H+H2 2O CHO CH3 3CHCH2 2OHOH醛或酮与醛或酮与H H2 2加成加成 +H +H2 2 CHCH3 3CHCH2 2OHOH 卤代烃在碱性条卤代烃在碱性条件下水解件下水解CHCH3 3CHCH2 2Br+NaOH C
18、HBr+NaOH CH3 3CHCH2 2OH+NaBr OH+NaBr 酯的水解酯的水解CHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5+H+H2 2O CHO CH3 3COOH+CCOOH+C2 2H H5 5OH OH 2.2.官能团的转化官能团的转化: :包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。(1)(1)官能团种类变化官能团种类变化: :利用官能团的衍生关系进行衍变利用官能团的衍生关系进行衍变, ,如如(2)(2)官能团数目变化官能团数目变化: :通过不同的反应途径增加官能团的个数通过不同的反应途径增加官能团的个数, ,如如(3)(3)官
19、能团位置变化官能团位置变化: :通过不同的反应通过不同的反应, ,改变官能团的位置改变官能团的位置, ,如如3.3.从分子中消除官能团的方法从分子中消除官能团的方法(1)(1)经加成反应消除不饱和键。经加成反应消除不饱和键。(2)(2)经取代、消去、酯化、氧化等反应消除经取代、消去、酯化、氧化等反应消除OHOH。(3)(3)经加成或氧化反应消除经加成或氧化反应消除CHOCHO。(4)(4)经水解反应消除酯基。经水解反应消除酯基。(5)(5)通过消去或水解反应可消除卤素原子。通过消去或水解反应可消除卤素原子。4.4.官能团保护的几种情况官能团保护的几种情况(1)(1)醇羟基的保护醇羟基的保护 (
20、2)(2)酚羟基的保护酚羟基的保护 (3)(3)碳碳双键的保护碳碳双键的保护(4)(4)醛基的保护醛基的保护先让醛与醇反应生成缩醛先让醛与醇反应生成缩醛: :RCHO+2ROH +HRCHO+2ROH +H2 2O;O;生成的缩醛比较稳定生成的缩醛比较稳定, ,与稀碱和氧化剂均难反与稀碱和氧化剂均难反应应, ,但在稀酸中微热会水解为原来的醛。但在稀酸中微热会水解为原来的醛。【思考思考讨论讨论】(1)(1)将将 直接氧化能得到直接氧化能得到 吗吗? ? 若不能若不能, ,如何得到如何得到? ?提示提示: : (2)(2)由由 怎样转变为怎样转变为 ? ?提示提示: :由由 转化成转化成 的流程为
21、的流程为 【案例示范案例示范】【典例典例】(2020(2020聊城高二检测聊城高二检测) )由环己醇制取己二酸己二酯由环己醇制取己二酸己二酯, ,最简单的流程途最简单的流程途径顺序正确的是径顺序正确的是( () )已知已知:RCH=CHR RCHO+RCHO:RCH=CHR RCHO+RCHO取代反应加成反应氧化反应还原反应取代反应加成反应氧化反应还原反应消去反应酯化反应中和反应缩聚反应消去反应酯化反应中和反应缩聚反应A.A.B.B.C.C.D.D.【解题指南解题指南】解答本题应注意以下三点解答本题应注意以下三点: :(1)(1)引入酯基引入酯基, ,则先引入羟基和羧基则先引入羟基和羧基; ;
22、引入羧基引入羧基, ,则先引入醛基。则先引入醛基。(2)(2)醇发生消去反应生成烯烃醇发生消去反应生成烯烃, ,烯烃氧化可以得到二元醛。烯烃氧化可以得到二元醛。(3)(3)醛类可以氧化为羧酸醛类可以氧化为羧酸, ,也可还原为醇。也可还原为醇。【解析解析】选选B B。该过程的流程为。该过程的流程为 故选故选B B。【母题追问母题追问】(1)(1)写出制取己二酸己二酯最后一步反应的化学方程式写出制取己二酸己二酯最后一步反应的化学方程式_。提示提示: : (2)(2)写出由环己醇制取写出由环己醇制取1,2-1,2-环己二醇的流程图。环己二醇的流程图。提示提示: :【规律方法规律方法】官能团的转化体现
23、在烃及其衍生物的相互转化关系中官能团的转化体现在烃及其衍生物的相互转化关系中【迁移迁移应用应用】1.(20201.(2020锦州高二检测锦州高二检测) )下列反应可以在烃分子中引入碳卤键的是下列反应可以在烃分子中引入碳卤键的是( () )A.A.苯和溴水共热苯和溴水共热B.B.甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混合甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混合C.C.溴乙烷与溴乙烷与NaOHNaOH的水溶液共热的水溶液共热D.D.溴乙烷与溴乙烷与NaOHNaOH的醇溶液共热的醇溶液共热【解析解析】选选B B。苯和溴水共热不反应。苯和溴水共热不反应,A,A项错项错; ;甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混甲苯蒸气与溴蒸气
24、在光照条件下混合发生甲基上的取代反应合发生甲基上的取代反应, ,引入碳溴键引入碳溴键,B,B项正确项正确;C;C、D D项为溴原子的消除项为溴原子的消除,C,C、D D项均错。项均错。2.2.用丙醛用丙醛(CH(CH3 3CHCH2 2CHO)CHO)制取聚丙烯制取聚丙烯 的过程中发生的反应类型依次为的过程中发生的反应类型依次为( () )取代消去加聚水解氧化还原取代消去加聚水解氧化还原A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选C C。用丙醛制取聚丙烯的过程为。用丙醛制取聚丙烯的过程为 , ,故故C C正确。正确。【补偿训练补偿训练】(2020(2020苏州高二检测苏州高二检测) )可在
25、有机物中引入羟基的反应类型是可在有机物中引入羟基的反应类型是( () )取代反应加成反应消去反应酯化反应还原反应取代反应加成反应消去反应酯化反应还原反应A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选B B。卤代烃的水解反应。卤代烃的水解反应( (取代反应取代反应) )可以得到羟基可以得到羟基, ,碳碳双键与水的加碳碳双键与水的加成反应引入羟基成反应引入羟基, ,醛基与氢气发生加成反应醛基与氢气发生加成反应( (还原反应还原反应) )生成羟基生成羟基; ;消去反应、酯消去反应、酯化反应可以消除羟基。化反应可以消除羟基。知识点二有机合成方案的设计知识点二有机合成方案的设计【重点释疑重点释疑】1.
26、1.有机合成的分析方法有机合成的分析方法分析方法分析方法内容内容正合成正合成分析法分析法采用正向思维方法采用正向思维方法, ,从已知原料入手从已知原料入手, ,找出合成所需要找出合成所需要的直接或间接的中间体的直接或间接的中间体, ,逐步推向待合成有机物逐步推向待合成有机物, ,其思其思维程序维程序: :原料原料中间体中间体产品产品分析方法分析方法内容内容逆合成逆合成分析法分析法采用逆向思维方法采用逆向思维方法, ,从产品的组成、结构、性质入手从产品的组成、结构、性质入手, ,找出找出合成所需要的直接或间接的中间体合成所需要的直接或间接的中间体, ,逐步推向已知原料逐步推向已知原料, ,其其思
27、维程序思维程序: :产品产品中间体中间体原料原料综合综合比较法比较法采用综合思维的方法采用综合思维的方法, ,将正向或逆向推导出的几种合成途将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较径进行比较, ,从而得到最佳合成路线从而得到最佳合成路线2.2.利用逆合成分析法设计有机合成路线的一般程序利用逆合成分析法设计有机合成路线的一般程序3.3.中学常见的合成路线中学常见的合成路线(1)(1)脂肪烃为基础原料到酯的合成路线。脂肪烃为基础原料到酯的合成路线。一元合成路线一元合成路线: : 卤代烃卤代烃 一元醇一元醇 一元醛一元醛 一元羧酸一元羧酸 酯酯二元合成路线二元合成路线:CH:CH2 2=CH=CH2
28、 2 XH XH2 2CCHCCH2 2X X 二元醇二元醇 二元醛二元醛 二元羧酸二元羧酸 链酯、环酯、聚酯。链酯、环酯、聚酯。(2)(2)芳香族化合物合成路线。芳香族化合物合成路线。 【思考思考讨论讨论】下图是以石油和煤为原料制取乙酸苯甲酯的一种合成路线下图是以石油和煤为原料制取乙酸苯甲酯的一种合成路线( (部分反应物、产物部分反应物、产物和反应条件略去和反应条件略去) )。 运用逆合成分析法推断运用逆合成分析法推断C C的结构简式。的结构简式。提示提示: :利用逆合成分析法的原理可得解答该题的思维过程如下利用逆合成分析法的原理可得解答该题的思维过程如下: : 故故C C为为CHCH3 3
29、CHOCHO。【案例示范案例示范】【典例典例】(2020(2020全国全国卷卷) )维生素维生素E E是一种人体必需的脂溶性维生素是一种人体必需的脂溶性维生素, ,现已广泛现已广泛应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素应用于医药、营养品、化妆品等。天然的维生素E E由多种生育酚组成由多种生育酚组成, ,其中其中-生育酚生育酚( (化合物化合物E)E)含量最高含量最高, ,生理活性也最高。下面是化合物生理活性也最高。下面是化合物E E的一种合成路线的一种合成路线, ,其中部分反应略去。其中部分反应略去。已知以下信息已知以下信息: :回答下列问题回答下列问题: :(1)A(1)A的化学名称为的
30、化学名称为_。(2)B(2)B的结构简式为的结构简式为_。(3)(3)反应物反应物C C含有三个甲基含有三个甲基, ,其结构简式为其结构简式为_。(4)(4)反应的反应类型为反应的反应类型为_。(5)(5)反应的化学方程式为反应的化学方程式为_。(6)(6)化合物化合物C C的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有的同分异构体中能同时满足以下三个条件的有_个个( (不考虑不考虑立体异构体立体异构体, ,填标号填标号) )。()()含有两个甲基含有两个甲基;();()含有酮羰基含有酮羰基( (但不含但不含C=C=O);()C=C=O);()不含有环状结构。不含有环状结构。(a)4(a)4(b)6
31、(b)6(c)8(c)8(d)10(d)10其中其中, ,含有手性碳含有手性碳( (注注: :连有四个不同的原子或基团的碳连有四个不同的原子或基团的碳) )的化合物的结构简式为的化合物的结构简式为_。【解析解析】(1) A(1) A分子中羟基直接连在苯环上属于酚类分子中羟基直接连在苯环上属于酚类, ,甲基和羟基处于间位甲基和羟基处于间位, ,故故化学名称为化学名称为3-3-甲基苯酚甲基苯酚( (或间甲基苯酚或间甲基苯酚) )。(2) (2) 由信息由信息a)a)可知该反应条件下可知该反应条件下, ,CHCH3 3取代羟基邻位上的氢原子取代羟基邻位上的氢原子, ,结合结合B B的分子式可确定两个
32、邻位氢原子都被取的分子式可确定两个邻位氢原子都被取代代, ,则则B B的结构简式为的结构简式为 。(3) (3) 由信息由信息b)b)及反应前后有机物的结构简及反应前后有机物的结构简式可知式可知, ,结合结合“C C含有三个甲基含有三个甲基”, ,确定其结构简式为确定其结构简式为 。(4)(4)反应发生信反应发生信息息c)c)的反应的反应, ,对照反应前后有机物的结构简式发现对照反应前后有机物的结构简式发现, ,羰基中的一个化学键断裂羰基中的一个化学键断裂, ,氧原子连氢原子氧原子连氢原子, ,碳原子连碳原子连CCH,CCH,故属于加成反应。故属于加成反应。(5)(5)由信息由信息c)c)的反
33、应机理可确定的反应机理可确定D D的结构简式为的结构简式为 , ,反应后碳碳三反应后碳碳三键变成了碳碳双键键变成了碳碳双键, ,则化学方程式为则化学方程式为(6)(6)由由(3)(3)分析知分析知C C为为 , ,其同时满足题意三个条件的同分异构体其同时满足题意三个条件的同分异构体: :碳链没碳链没有支链时有支链时: ;: ;有一个支链有一个支链: : ; ;共共8 8种。其中种。其中 中中 号碳原子为手性碳。号碳原子为手性碳。答案答案: :(1) 3-(1) 3-甲基苯酚甲基苯酚( (或间甲基苯酚或间甲基苯酚) )(2) (2) (3) (3) (4)(4)加成反应加成反应【迁移迁移应用应用
34、】1.(20201.(2020西安高二检测西安高二检测) )石油化工产品石油化工产品X X的转化关系如图所示的转化关系如图所示, ,下列判断错误的下列判断错误的是是( () ) A.XYA.XY是加成反应是加成反应B.B.乙酸乙酸W W是酯化反应是酯化反应, ,也是取代反应也是取代反应C.YC.Y能与钠反应产生氢气能与钠反应产生氢气D.WD.W能与能与NaOHNaOH溶液反应溶液反应, ,但不能与稀硫酸反应但不能与稀硫酸反应【解析解析】选选D D。X X为石油化工产品为石油化工产品, ,结合图示转化关系可推知结合图示转化关系可推知X X为为 CHCH2 2=CH=CH2 2,Y,Y为为C C2
35、 2H H5 5OH,ZOH,Z为为CHCH3 3CHO,WCHO,W为乙酸乙酯。乙酸乙酯在碱、稀酸环境下均能发生水解为乙酸乙酯。乙酸乙酯在碱、稀酸环境下均能发生水解,D,D项不正确。项不正确。2.2.化合物化合物F F是一种抗心肌缺血药物的中间体是一种抗心肌缺血药物的中间体, ,可以通过以下方法合成可以通过以下方法合成: :(1)(1)化合物化合物A A中的含氧官能团为中的含氧官能团为_和和_(_(填官能团名称填官能团名称) )。(2)(2)化合物化合物B B的结构简式为的结构简式为_;_;由由CDCD的反应类型是的反应类型是_。(3)(3)写出同时满足下列条件的写出同时满足下列条件的E E
36、的一种同分异构体的结构简式的一种同分异构体的结构简式_。.分子中含有分子中含有2 2个苯环个苯环.分子中含有分子中含有3 3种不同化学环境的氢原子种不同化学环境的氢原子(4)(4)已知已知:RCH:RCH2 2CN RCHCN RCH2 2CHCH2 2NHNH2 2, ,请写出以请写出以 为原料制备化合物为原料制备化合物X( )X( )的合成路线流程图的合成路线流程图( (无机试剂可任选无机试剂可任选) )。合成流程图示例如下。合成流程图示例如下: :【解析解析】(1)(1)由化合物由化合物A A的结构简式知的结构简式知, ,其含氧官能团有醚键和醛基。其含氧官能团有醚键和醛基。(2)(2)由
37、结构简式可推知化合物由结构简式可推知化合物A A的分子式为的分子式为C C1414H H1212O O2 2, ,结合结合B B的分子式的分子式C C1414H H1414O O2 2可知可知, ,B B是是A A中醛基还原为羟基的反应产物中醛基还原为羟基的反应产物, ,故故B B的结构简式为的结构简式为 。观。观察察C C、D D的结构简式的结构简式, ,可看出可看出D D是是C C中中ClCl被被CNCN取代的产物取代的产物, ,故故CDCD的反应类型为的反应类型为取代反应。取代反应。(3)E(3)E的同分异构体中含有的同分异构体中含有2 2个苯环个苯环, ,这一结构特点与这一结构特点与E
38、 E相同相同; ;由于由于E E的分子中碳原的分子中碳原子数较多子数较多, ,要求其同分异构体中含有要求其同分异构体中含有3 3种不同化学环境的氢种不同化学环境的氢, ,则结构必须高度对则结构必须高度对称。据此称。据此, ,满足条件的满足条件的E E的同分异构体的结构简式为的同分异构体的结构简式为(4)(4)可用逆推法分析。根据信息可用逆推法分析。根据信息“RCHRCH2 2CN RCHCN RCH2 2CHCH2 2NHNH2 2”可逆推可逆推: : , ,结合题干信息可进一步逆推结合题干信息可进一步逆推, , 因此因此, ,以以 为原料制备为原料制备X X的合成路线流程图如下的合成路线流程
39、图如下: : 另一合成路线流程图为另一合成路线流程图为: :答案答案: :(1)(1)醚键醛基醚键醛基(2) (2) 取代反应取代反应(3) (3) 【补偿训练补偿训练】已知已知: : 水杨酸酯水杨酸酯E E为紫外线吸收剂为紫外线吸收剂, ,可用于配制防晒霜。可用于配制防晒霜。E E的一种合成路线如下的一种合成路线如下: :请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)一元醇一元醇A A中氧的质量分数约为中氧的质量分数约为21.6%;21.6%;结构分析显示结构分析显示A A只有一个甲基只有一个甲基,A,A的名称的名称为为_。(2)C(2)C有有_种结构种结构; ;若一次取样若一次取样, ,检
40、验检验C C中所含官能团中所含官能团, ,按使用的先后顺序写按使用的先后顺序写出所用试剂出所用试剂:_:_。(3)(3)第步的反应类型为第步的反应类型为_。(4)(4)同时符合下列条件的水杨酸同分异构体的数目为同时符合下列条件的水杨酸同分异构体的数目为_。a.a.分子中有分子中有6 6个碳原子在一条直线上个碳原子在一条直线上; ;b.b.分子中所含官能团包括水杨酸具有的官能团。分子中所含官能团包括水杨酸具有的官能团。(5)(5)写出写出E E的结构简式的结构简式:_:_。【解析解析】一元醇一元醇A A中氧的质量分数约为中氧的质量分数约为21.6%,21.6%,设该一元醇的通式为设该一元醇的通式
41、为C Cn nH H2n+22n+2O,O,氧氧元素的质量分数元素的质量分数= = 100%=21.6%,n=4,100%=21.6%,n=4,则则A A的分子式为的分子式为C C4 4H H1010O,O,结构分析结构分析显示显示A A只有一个甲基只有一个甲基, ,则则A A的结构简式为的结构简式为CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2OH,AOH,A在在CuCu作催化剂、加热条作催化剂、加热条件下被氧化生成件下被氧化生成B,B,则则B B结构简式为结构简式为CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHO,1-CHO,1-丁醛在丁醛在NaOH/HNaOH/H2 2O,O,
42、加热条件下加热条件下发生反应生成发生反应生成C,CC,C的结构简式可能为的结构简式可能为CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CH=C(CHCH=C(CH2 2CHCH3 3)CHO,C)CHO,C反应生成反应生成D,D,E E为水杨酸酯为水杨酸酯, ,根据图中转化关系知根据图中转化关系知,D,D中含有醇羟基中含有醇羟基, ,且且D D相对分子质量为相对分子质量为130,130,则则D D结构简式为结构简式为CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CH(CHCH(CH2 2CHCH3 3)CH)CH2 2OH,COH,C和氢气发生加成反应生成和氢气发生加成反应生成D,DD,
43、D和邻和邻羟基苯甲酸发生酯化反应生成羟基苯甲酸发生酯化反应生成E,EE,E结构简式为结构简式为1616 14n2(1)(1)通过以上分析知通过以上分析知,A,A的分子式为的分子式为C C4 4H H1010O,AO,A的名称为的名称为1-1-丁醇。丁醇。(2)(2)丁醛发生加成反应生成物的结构简式为丁醛发生加成反应生成物的结构简式为 再发生消去反应有两种生成物再发生消去反应有两种生成物, ,所以所以C C可能是可能是CHCH3 3CHCH2 2CH=CHCH(CHCH=CHCH(CH2 2CHCH3 3)CHO)CHO或或CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CH=C(CHCH=C(CH2
44、 2CHCH3 3)CHO,)CHO,有有2 2种。种。C C有碳碳双键、有碳碳双键、醛基两种官能团醛基两种官能团, ,检验碳碳双键用溴水、检验醛基用银氨溶液检验碳碳双键用溴水、检验醛基用银氨溶液, ,但溴能和碳碳双但溴能和碳碳双键发生氧化反应、能氧化醛基键发生氧化反应、能氧化醛基, ,所以要先检验醛基后检验碳碳双键所以要先检验醛基后检验碳碳双键, ,则若一次取则若一次取样检验样检验C C中所含官能团中所含官能团, ,所用试剂先后顺序为银氨溶液、稀盐酸、溴水。所用试剂先后顺序为银氨溶液、稀盐酸、溴水。(3)(3)第步为第步为C C和氢气发生加成反应生成和氢气发生加成反应生成D D。(4)(4)
45、水杨酸的不饱和度是水杨酸的不饱和度是5,5,根据题目限制条件推知水杨酸的同分异构体必须含根据题目限制条件推知水杨酸的同分异构体必须含有一个羧基、一个羟基有一个羧基、一个羟基, ,两个交替出现的碳碳三键两个交替出现的碳碳三键, ,符合条件的结构简式为符合条件的结构简式为 , ,共有共有4 4种。种。(5)(5)通过以上分析知通过以上分析知,E,E的结构简式为的结构简式为答案答案: :(1)1-(1)1-丁醇丁醇(2)2(2)2银氨溶液、稀盐酸、溴水银氨溶液、稀盐酸、溴水(3)(3)加成反应加成反应(4)4(4)4(5) (5) 【素养提升素养提升】以甲苯为原料合成苯甲酸苯甲酯的以甲苯为原料合成苯
46、甲酸苯甲酯的4 4条路线条路线: : 利用你的所学评价以上合成路线。利用你的所学评价以上合成路线。提示提示: :路线路线中由甲苯制取苯甲酸和苯甲醇中由甲苯制取苯甲酸和苯甲醇, ,较合理。路线较合理。路线中制备苯甲酸步中制备苯甲酸步骤多、成本高骤多、成本高, ,且且ClCl2 2的使用不利于环境保护。路线的使用不利于环境保护。路线的步骤虽然少的步骤虽然少, ,但使用了价但使用了价格昂贵的催化剂格昂贵的催化剂LiAlHLiAlH4 4和要求无水操作和要求无水操作, ,成本较高。成本较高。【课堂回眸课堂回眸】课堂检测课堂检测素养达标素养达标1.1.某有机物能使溴水褪色某有机物能使溴水褪色, ,也能在
47、一定条件下发生水解反应生成两种有机物也能在一定条件下发生水解反应生成两种有机物, ,还还能发生加聚反应生成高分子化合物能发生加聚反应生成高分子化合物, ,则此有机物中一定有下列基团中的则此有机物中一定有下列基团中的( () )CHCH3 3OHOHClClCHOCHOCH CHCH CH2 2COOHCOOHCOOCHCOOCH3 3A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选C C。该有机物能发生加聚反应。该有机物能发生加聚反应, ,能使溴水褪色能使溴水褪色, ,由所给基团可知由所给基团可知, ,其分其分子中一定含有子中一定含有CH=CHCH=CH2 2, ,能在一定条件下水解生成两种有
48、机物能在一定条件下水解生成两种有机物, ,则其分子中一定则其分子中一定含有含有COOCHCOOCH3 3。2.(2.(双选双选) )碳链增长在有机合成中具有重要意义碳链增长在有机合成中具有重要意义, ,它是实现由小分子有机物向较大它是实现由小分子有机物向较大分子有机物转化的主要途径。某同学设计了如下分子有机物转化的主要途径。某同学设计了如下4 4个反应个反应, ,其中可以实现碳链增其中可以实现碳链增长的是长的是 ( () )A.CHA.CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2BrBr和和NaCNNaCN共热共热B.CHB.CH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2BrBr
49、和和NaOHNaOH的乙醇溶液共热的乙醇溶液共热C.CHC.CH3 3CHCH2 2BrBr和和NaOHNaOH的水溶液共热的水溶液共热D.D.乙烯的加聚反应乙烯的加聚反应【解析解析】选选A A、D D。A A中反应为中反应为CHCH3 3(CH(CH2 2) )3 3Br+NaCN CHBr+NaCN CH3 3(CH(CH2 2) )3 3CN+NaBr,CN+NaBr,可增加可增加一个碳原子一个碳原子;B;B、C C可实现官能团的转化可实现官能团的转化, ,但碳链长度不变但碳链长度不变;D;D中发生加聚反应由小中发生加聚反应由小分子生成高分子化合物分子生成高分子化合物, ,实现碳链增长。
50、实现碳链增长。3.(20203.(2020唐山高二检测唐山高二检测) )下列说法不正确的是下列说法不正确的是( () )A. A. 可发生消去反应引入碳碳双键可发生消去反应引入碳碳双键B. B. 可发生催化氧化引入羧基可发生催化氧化引入羧基C.CHC.CH3 3CHCH2 2BrBr可发生取代反应引入羟基可发生取代反应引入羟基D. D. 与与CHCH2 2=CH=CH2 2可发生加成反应引入环可发生加成反应引入环【解析解析】选选B B。 中中 上无氢原子上无氢原子, ,故不能发生催化氧化生成羧酸故不能发生催化氧化生成羧酸,B,B不正确。不正确。4.(4.(教材习题改编教材习题改编) )由由CH
