PAGEPAGE1第2課時有機合成路途的設計有機合成的應用[課標要求]1．了解設計合成路途的一般程序。2．在了解合成的一般程序的基礎上，接著熟識有機合成路途的核心——碳骨架的構建和官能團的引入與轉化。3．了解有機合成的意義及應用。4．了解綠色合成在有機合成中的地位，形成可持續發展的意識。,1.設計有機合成的路途，首先要比較原料分子和目標分子在官能團和碳骨架兩方面的異同，然后設計由原料分子轉向目標化合物的合成路途。2．設計有機合成路途也可以采納逆推法完成。3．綠色合成的主要動身點是：原子經濟性；原料的綠色化；試劑與催化劑的無公害性。eq\a\vs4\al(有機合成路途的設計)1．有機合成路途的設計(1)正推法從確定的某種原料分子起先，逐步經過碳鏈的連接和官能團的安裝來完成。首先要比較原料分子和目標化合物分子在結構上的異同，包括官能團和碳骨架兩個方面的異同。然后，設計由原料分子轉向目標化合物分子的合成路途。(2)逆推法實行從產物逆推出原料，設計合理的合成路途的方法。在逆推過程中，須要逆向找尋能順當合成目標分子的中間有機化合物，直至選出合適的起始原料。(3)優選合成路途依據①合成路途是否符合化學原理。②合成操作是否平安牢靠。③綠色合成：綠色合成主要考慮有機合成中的原子經濟性、原料的綠色化、試劑與催化劑的無公害性。2．利用逆推法設計苯甲酸苯甲酯的合成路途(1)視察目標分子的結構(2)逆推，設計合成路途(3)合成方法的設計(設計四種不同的合成方法)(4)合成方法的優選①路途由甲苯制取苯甲酸和苯甲醇，較合理。②④路途中制備苯甲酸步驟多、成本較高，且Cl2的運用不利于環境愛護。③的步驟雖然少，但運用了價格昂貴的還原劑LiAlH4和要求無水操作，成本高。1．試分析鹵代烴在有機合成中有哪些重要應用？提示：①可以實現碳骨架增長，如：鹵代烴與C2H5ONa、CH3C2．下面是有機合成的三個步驟：①對不同的合成路途進行優選②由目標化合物分子逆推原料分子并設計合成路途③視察目標化合物分子的結構，正確依次是什么？提示：③②①1．有機合成的三種常見方法(1)正向合成法：此法采納正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所須要的干脆或間接的中間產物，逐步推向目標合成有機物，其思維程序是：原料→中間產物→產品。(2)逆向合成法：簡稱逆推法，此法采納逆向思維方法，從目標合成有機物的組成、結構、性質入手，找出合成所需的干脆或間接的中間產物，逐步推向已知原料，其思維程序是：產品→中間產物→原料。(3)類比分析法：此法要點是采納綜合思維的方法，其思維程序為“比較題目所給學問原型→找出原料與合成物質的內在聯系→確定中間產物→產品”。2．有機合成路途設計應遵循的五個原則(1)符合綠色化學思想。(2)符合原子經濟性的要求。(3)原料價廉，原理正確。(4)路途簡捷，便于操作，條件相宜。(5)易于分別，產率高。3．有機合成常見的三條合成路途(1)一元合成路途：R—CH=CH2→鹵代烴→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯(2)二元合成路途1．下列有機物不能以苯為原料一步制取得到的是()解析：選CA中物質可以通過苯與濃硫酸干脆反應制得；B中物質可以通過苯與氫氣干脆加成制得；D中物質可以通過苯的鹵代反應干脆制得；而C中物質不能以苯為原料一步完成。2．由溴乙烷制取1,2-二溴乙烷，下列轉化方案中最好的是()A．CH3CH2BrNaOH水溶液,CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2Br2,CH2BrCH2BrB．CH3CH2BrBr2,CH2BrCH2BrC．CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(NaOH醇溶液),\s\do5(△))CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(HBr),\s\do5())CH3CH2BrBr2,CH2BrCH2BrD．CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(\a\vs4\al(NaOH醇溶液)),\s\do5(△))CH2=CH2Br2,CH2BrCH2Br解析：選DA項步驟較多，B項副產物較多，奢侈原料，C項步驟多，生成物不唯一，原子利用率低，D項合理。3．由1-丙醇制取，最簡便的流程須要下列反應的依次應是()a．氧化b．還原c．取代d．加成e．消去f．中和g．縮聚h．酯化A．b、d、f、g、h B．e、d、c、a、hC．a、e、d、c、h D．b、a、e、c、f解析：選BCH3CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(消去),\s\do5())CH3CH=CH2eq\o(→,\s\up7(加成),\s\do5(Br2))CH3CHBrCH2Breq\o(→,\s\up7(取代),\s\do5())CH3CHOHCH2OHeq\o(→,\s\up7(氧化),\s\do5())4．寫出以CH2ClCH2CH2CH2OH為原料制備的各步反應方程式(無機試劑自選)：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。解析：對比給出的原料與目標產物可知，原料為鹵代醇，產品為等碳原子數的環酯，因此，制備過程是醇羥基氧化成羧基，鹵素原子再水解成羥基，最終發生酯化反應。答案：①2CH2ClCH2CH2CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2CH2ClCH2CH2CHO＋2H2O②2CH2ClCH2CH2CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2CH2ClCH2CH2COOH③CH2ClCH2CH2COOH＋H2Oeq\o(→,\s\up7(NaOH))HO—CH2—CH2—CH2—COOH＋HCl解析：對比目標產物和給出的原料，借助題目給出的信息，可采納逆推的方法找出合成路途：答案：(1)HOCH2—CH2CHOeq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH2=CHCHO＋H2Oeq\a\vs4\al(綠色合成思想)1．綠色合成思想的基本動身點有機合成中的原子經濟性、原料綠色化、試劑與催化劑無公害性。2．綠色化學(1)綠色化學的目標探討和找尋能充分利用的無毒害原材料，最大限度地節約能源，在化工生產各種環節都實現凈化和無污染的反應途徑。(2)綠色化學的特點在始端應采納預防實際污染的科學手段，其過程和終端均為零排放和零污染。(3)綠色化學的探討意義綠色化學是人類和自然界的生物和諧相處的化學，是對環境更友善的化學。這種綠色意識是人類追求自然完善的一種高級表現，它不把人看成自然界的主宰者，而是看作自然界中一般的一員，追求的是人對自然的敬重以及人與自然和諧的關系。3．綠色合成的詳細要求(1)原料要廉價、易得、低毒性、低污染，選擇與目標產物結構相像的四個碳以下的單官能團化合物或單取代苯。(2)零排放，零污染。(3)削減步驟，合成反應操作要簡潔，條件要溫柔，耗能低，易于實現。1．在“綠色化學工藝”中，志向狀態是反應物中的原子全部轉化為欲制得的產物，即原子利用率為100%。①置換反應②化合反應③分解反應④取代反應⑤加成反應⑥消去反應⑦加聚反應⑧縮聚反應等反應類型中能體現這一原子最經濟原則的是()A．只有①②⑤ B．只有②⑤⑦C．只有⑦⑧ D．只有⑦解析：選B依據原子利用率表示目標產物的質量與生成物總質量之比，比值越高，原子利用率越高，明顯原子利用率達到100%時最高，即反應物完全轉化為目標產物。2．綠色化學提倡化工生產應提高原子利用率，原子利用率表示目標產物的質量與生成物總質量之比，在下列制備環氧乙烷的反應中，原子利用率最高的是()解析：選CC中乙烯氧化制備環氧乙烷的反應中，全部原子全部轉化為產物，反應完全，因此原子利用率最高。3．綠色化學對化學反應提出了“原子經濟性”(原子節約)的新概念及要求。志向的原子經濟性反應是原料分子中的原子全部轉變為所需產物，不產生副產物，實現零排放。以下反應均可在肯定條件下進行，其符合綠色化學原理的是()②乙烷與氯氣制備氯乙烷③乙醇與濃硫酸共熱制取乙烯④乙烯在肯定條件下制備聚乙烯A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：選D以“原料分子中原子全部轉變成所需產物”為解題依據進行分析，乙烷與氯氣發生取代反應，生成產物有一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷等及氯化氫，原子不能全部轉化為一種產物，不符合題意要求；乙醇在濃硫酸作用下，生成乙烯、水及其他副產物，也不符合要求；而①、④中反應物的原子可以完全轉化為產物，符合要求。[二級訓練·節節過關]1．“綠色化學”是當今社會提出的一個新概念。在“綠色化學工藝”中，志向狀態是反應物中原子全部轉化為欲制得的產物，即原子利用率為100%。在用CH3CCH合成CH2=C(CH3)COOCH3的過程中，欲使原子利用率達到最高，還須要的其他反應物有()A．CO和CH3OH B．CO2和H2OC．H2和CO2 D．CH3OH和H2解析：選A題述合成反應中，每分子反應時增加了2個C、2個O、4個H，故A項符合要求。2．用乙醇作原料，下列物質不能一步制得的是()A．CH3CH2Cl B．CH2=CH2C．CH2BrCH2Br D．CH3COOCH2CH3解析：選CA項，CH3CH2OH＋HCleq\o(→,\s\up7(△),\s\do5())CH3CH2Cl＋H2O；B項，CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O；C項，CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(消去),\s\do5())CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5(加成))CH2Br—CH2Br；D項，CH3COOH＋HOC2H5eq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH3COOC2H5＋H2O。3．由CH3CH2CH2OH制備，所發生的化學反應至少有①取代反應；②消去反應；③加聚反應；④酯化反應；⑤還原反應；⑥水解反應等當中的()A．①④ B．②③C．②③⑤ D．②④解析：選B制備過程為CH3CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(消去))4．依據下列合成路途推斷反應類型正確的是()A．A→B的反應屬于加成反應B．B→C的反應屬于酯化反應C．C→D的反應屬于消去反應D．D→E的反應屬于加成反應解析：選AA中含有碳碳雙鍵，與氫氣發生加成反應生成B，A項正確；有機物B是環醚，與氯化氫發生加成反應生成C，B項錯誤；C中含有羥基，與氯化氫發生取代反應生成D，C項錯誤；D中的氯原子被—CN取代，發生取代反應，D項錯誤。5．在有機合成中，常須要將官能團消退或增加，下列改變過程中的反應類型及相關產物不合理的是()①乙烯→乙二醇：CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(加成),\s\do5())CH2Br→CH2Breq\o(→,\s\up7(取代),\s\do5())HOCH2—CH2OH②溴乙烷→乙醇：CH3CH2Breq\o(→,\s\up7(消去),\s\do5())CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(加成),\s\do5())CH3CH2OH③1-溴丁烷→1,3-丁二烯：CH3CH2CH2CH2Breq\o(→,\s\up7(消去),\s\do5())CH3CH2CH=CH2eq\o(→,\s\up7(加成),\s\do5())CH3CH2CHBr—CH2Breq\o(→,\s\up7(消去),\s\do5())CH2=CH—CH=CH2④乙烯→乙炔：CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(加成),\s\do5())CH2Br—CH2Breq\o(→,\s\up7(消去),\s\do5())CH≡CHA．①② B．②③C．②④ D．①④解析：選B②項由溴乙烷→乙醇，只需溴乙烷在堿性條件下水解即可，路途不合理；③項合成過程中CH3CH2CHBr—CH2Br發生消去反應所得產物為CH3CH2C≡CH(CH3CH=C=CH2不穩定)，合成路途6．由環己醇制取己二酸己二酯，最簡潔的流程依次正確的是()①取代反應②加成反應③氧化反應④還原反應⑤消去反應⑥酯化反應⑦中和反應⑧縮聚反應A．③②⑤⑥ B．⑤③④⑥C．⑤②③⑥ D．⑤③④⑦解析：選B由環己醇制取己二酸己二酯，須要制得己二醇和己二酸，因此環己醇須要開環，即先要在環上引入雙鍵，可利用醇的消去反應，再氧化雙鍵開環。7．分析下列合成路途：則B物質應為下列物質中的()解析：選D結合產物特點分析：A為1,4-加成產物，經過三步反應生成8．端炔烴在催化劑存在下可發生偶聯反應，稱為Glaser反應。該反應在探討新型發光材料、超分子化學等方面具有重要價值。下面是利用Glaser反應制備化合物E的一種合成路途：回答下列問題：(1)B的結構簡式為______________，D的化學名稱為________。(2)①和③的反應類型分別為________、________。(3)E的結構簡式為________。用1molE合成1,4-二苯基丁烷，理論上須要消耗氫氣________mol。(4)化合物也可發生Glaser偶聯反應生成聚合物，該聚合反應的化學方程式為____________________________________________________________________________________________________________________________。(5)芳香化合物F是C的同分異構體，其分子中只有兩種不同化學環境的氫，數目比為3∶1，寫出其中3種的結構簡式_______________________________________________。(6)寫出用2-苯基乙醇為原料(其他無機試劑任選)制備化合物D的合成路途________________________________________________________________________________________________________________________________________________。1．某有機物甲經氧化后得乙(分子式為C2H3O2Cl)；而甲經水解可得丙，1mol丙和2mol乙反應得一種含氯的酯(C6H8O4Cl2)，由此推斷甲的結構簡式為()解析：選A因為有機物甲既可被氧化，又可水解，所以B、D選項不正確，C選項中水解后只含一個羥基，只能與一個羧基發生酯化反應，無法形成含碳原子數為6的物質。2．甲基丙烯酸甲酯是世界上年產量超過100萬噸的高分子單體，舊法合成的反應是(CH3)2C=O＋HCN→(CH3)2C(OH)CN，(CH3)2C(OH)CN＋CH3OH＋H2SO4→CH2=C(CH3)COOCH3＋NH4HSO4。20世紀90年頭新法合成的反應是CH3CCH＋CO＋CH3OHeq\o(→,\s\up7(Pb))CH2=C(CH3)COOCH3，與舊法比較，新法的優點是()A．原料無爆炸危急 B．原料都是無毒物質C．沒有副產物，原料利用率高 D．條件較簡潔解析：選C新法有CO參加，CO有毒且可燃，有爆炸危急，所以A、B兩項錯誤；新法須要催化劑而舊法不用，所以D項錯誤；比較兩種合成方法，新法的優點是沒有副產物，原料利用率高，所以C項正確。3．下列有機合成路途設計經濟效益最好的是()A．CH2=CH2→CH3CH2ClB．CH3CH3→CH3CH2ClC．CH3CH2OH→CH3CH2ClD．CH2ClCH2Cl→CH3CH2Cl解析：選AA項利用CH2=CH2＋HCl→CH3CH2Cl，反應產物單一，反應程度較為完全，原子利用率高，是志向的合成路途；B項利用CH3CH3與Cl2發生取代反應生成CH3CH2Cl，反應副產物多，難以分別，原子利用率也低；C項利用CH3CH2OH與HCl發生取代反應生成CH3CH2Cl，反應難以進行究竟，原子利用率低；D項應經過CH2ClCH2Cl→CH2=CHCl→CH3CH2Cl，反應難以限制，轉化率低，故不是志向合成路途。4．已知鹵代烴可與金屬鈉反應，生成碳鏈較長的烴：R—X＋2Na＋R′—X→R—R′＋2NaX現有碘乙烷和碘丙烷的混合物，使其與金屬鈉反應，不行能生成的烴是()A．戊烷 B．丁烷C．2-甲基己烷 D．己烷解析：選C兩分子碘乙烷之間可反應生成丁烷，兩分子碘丙烷之間可反應生成己烷，一分子碘乙烷和一分子碘丙烷反應可生成戊烷，不行能生成的是2-甲基己烷。5．化合物A()可由環戊烷經三步反應合成：eq\o(→,\s\up7(反應1),\s\do5())Xeq\o(→,\s\up7(反應2),\s\do5())Yeq\o(→,\s\up7(反應3),\s\do5())則下列說法錯誤的是()A．反應1可用試劑是氯氣B．反應3可用的試劑是氧氣和銅C．反應1為取代反應，反應2為消去反應D．A可通過加成反應合成Y解析：選C實現此過程，反應1為與鹵素單質取代，反應2為鹵代環戊烷與NaOH的水溶液取代生成醇，反應3為醇的催化氧化；故A、B正確，C錯誤；酮可催化加氫變成相應的醇，故D正確。6．某探討小組利用“鈀催化交叉偶聯反應”合成了有機物丙，合成路途如下：下列分析推斷正確的是()A．分別提純有機物丙宜在NaOH熱溶液中進行B．利用NaOH溶液、AgNO3溶液即可確定有機物甲中含有溴元素C．可用酸性KMnO4溶液檢驗有機物丙中是否含有機物乙D．PbCl2的作用是提高反應物的活性，加快反應速率解析：選D丙分子中含有酯結構，在堿性條件下能水解，A錯；有機物甲在NaOH溶液中能水解，但在檢驗水解生成的溴離子時，應先用硝酸將混合液中和，再加入硝酸銀溶液，B錯；丙分子中含有碳碳雙鍵，能被高錳酸鉀氧化，C錯；PbCl2在該反應中作催化劑，D正確。7．藥用有機化合物A(C8H8O2)為一種無色液體。從A動身可發生如圖所示的一系列反應：則下列說法正確的是()A．依據D和濃溴水反應生成白色沉淀可推知D為三溴苯酚B．G的同分異構體中屬于酯且能發生銀鏡反應的只有一種C．上述各物質中能發生水解反應的有A、B、D、GD．A的結構簡式為解析：選D從反應條件和現象易推知D為苯酚，F為三溴苯酚，故A項錯誤；G的同分異構體中屬于酯且能發生銀鏡反應的