高考化学总复习智能考点归类总结教材精讲典型例题跟踪训练有机化合物的合成 15页

智能考点 有机化合物的合成 Ⅰ.课标要求 1、 认识有机合成对人类的重大影响。‎ 2、 认识烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点，知道它们的相互联系。‎ 3、 举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。‎ Ⅱ.考纲要求 ‎1、举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。‎ ‎2、了解烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。‎ Ⅲ.教材精讲 一、有机化合物合成 ‎1、有机合成是指以单质、无机化合物以及易得到的有机物（一般是四个碳以下的有机物、石油化工生产容易得到的烯烃、芳香烃等化合物）为原料，用化学方法制备较复杂的有机化合物。‎ ‎2、有机化合物合成的准备知识 ‎（1）熟悉烃类物质（乙烯、乙炔、1，3—丁二烯、苯、甲苯等），烃的衍生物（卤代烃、乙醇、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氨基酸、乙二醇等）、淀粉、纤维素等有机物的重要化学性质。‎ ‎（2）熟悉取代、加成、消去、酯化、水解、氧化、加聚等重要有机反应类型。‎ ‎（3）熟悉烃和烃的衍生物的相互转化关系 ‎3、有机化合物合成流程的示意图 明确目标化合物的结构 设计合成路线 合成目标化合物 对样品进行结构测定试验其性质或功能 二、有机合成的关键——碳骨架的构建和官能团的引入和消除 ‎1、碳骨架的构建：构建碳骨架是合成有机物的重要任务，包括在有机原料分子及中间化合物分子的碳骨架上增长或减短碳链、成环或开环等。‎ ‎（1）增长碳链的方法：常见有加聚、缩聚、酯化反应等，另外卤代烃与NaCN在乙醇溶液的取代反应，溴乙烷和丙炔钠的反应等 ‎ H+‎ 液氨 ‎①CH3CH2Br + NaCN CH3CH2CN + NaBr ‎ CH3CH2CN + 2H2O CH3CH2COOH + NH3 ‎ ‎②CH‎3C CH + 2Na 2CH‎3C CNa + H2 ‎ CH3CH2Br+NaCN + CH‎3C CNa CH3CH‎2C CCH3 + NaBr ‎ ‎（2）减短碳链的方法：烯烃、炔烃的部分氧化反应是减短碳链的有效途径，苯的同系物氧化成苯甲酸，羧酸或羧酸盐脱羧反应也使碳链减短。‎ ‎ CH3COONa + NaOH CH4↑+ Na2CO3 ‎ ‎2、官能团的引入 催化剂 加热加压 ‎（1）引入羟基：乙烯和水的加成反应，卤代烃的水解反应，醛酮的加H2，此外，酯的水解，葡萄糖的分解反应，醛的部分氧化成羧酸、磺化反应中引入的-SO3H中也含的羟基等。‎ CH2 = CH2 + H2O CH3CH2OH ‎ NaOH H+‎ CH3CH2Br + H2O CH3CH2OH + HBr 催化剂 CH3COOCH2CH3 + H2O CH3COOH + CH3CH2OH C6H12O6(葡萄糖) 2CH3CH2OH + 2CO2↑ ‎ 催化剂 加热加压 催化剂 ‎—Br ‎（2）引入卤原子：烯炔和卤素、卤化氢的加成，烷烃、苯及其同系物、醇的取代等。‎ CH2 = CH2 + HCl CH3CH2Cl CH2 = CH2 + Br2 CH2BrCH2Br CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O ‎ ‎+ Br2 +HBr 催化剂 加热 ‎（3）引入双键：炔烃的不完全加成，醇和卤代烃的消去等。‎ CH CH + H2 CH2 = CH2 ‎ NaOH/醇 加热 CH3CH2Br CH2 = CH2 ↑+ HBr ‎（4）其他有生成醛、酮：烯与水的催化氧化，醇的催化氧化等。‎ ‎3、官能团的消除 ‎（1）不饱和键：烯烃等加成、加聚反应 ‎（2）羟基：消去生成不饱和烃，催化氧化生成醛，与氢卤酸的取代，与酸的酯化反应，分子间脱水反应等 ‎（3）卤原子：水解和消去反应等 三、有机合成题的分类 ‎1、设计有机合成的路线 ‎（1）顺推法：从确定的原料分子开始，比较原料分子和目标分子在结构上的异同，特别是官能团和碳骨架的差别，设计由原料分子转向目标分子的合成路线。‎ ‎（2）逆推法：从产物逆推出原料，设计合理的合成路线。‎ ‎2、有机合成题的分类 ‎（1）给出原料合成物质，要求写出各步化学方程式和相应的基本反应类型。‎ ‎（2）给出所得物质的合成路线，要求填写物质和相应的基本反应类型。‎ 解题的关键是要熟悉有机物的化学性质，有机物间的相互关系，以及有关化学反应方程式。‎ Ⅳ.典型例题 例1.可在有机物中引进羟基的反应类型可能有：①取代、②加成、③消去、④酯化、⑤氧化、⑥还原，其中正确的是 A．①②③ B．①④⑤⑥ C．①②⑤⑥ D．①②③⑥‎ ‎[解析] 乙烯和水的加成反应，卤代烃的水解反应，醛酮的加H2，此外，酯的水解，葡萄糖的分解反应，醛的部分氧化成羧酸（可以看成有羟基）、磺化反应中引入的-SO3H中也含的羟基等。答案选C。‎ 例2．乙二醇是一种重要的化工原料，工业上用乙醇为原料经过三步反应来制取，在下图方框内填入相应有机物的结构简式，在括号中填入反应物或反应条件。‎ ‎ ‎ ‎[解析] 根据逆推法，产物分子与原料乙醇比较，碳骨架没有变化，而羟基由一个变为两个碳原子都有一个羟基，在卤代烃水解反应中，一个卤素原子水解可以得到一个羟基，即可逆推出每步的中间产物。答案如下：‎ COOH 例3.“芬必得”是一种目前很受欢迎的解热、镇痛及抗菌类药物的商品名，其主要成分是化合物对-异丁基-α-甲基苯乙酸 ‎ ‎ CH3 CH3 O ‎ CH3—CH—CH2— —CH—C—OH ‎ ‎ ‎ 药名为布洛芬（Brufeum），有多种合成路线。下 面是合成布洛芬的一种路线：‎ ‎—R 催化剂 ‎+ RCl ‎+ HCl 已知：‎ O CN COOH ‎1‎ 催化剂 反应Ⅰ 反应Ⅱ H2(1mol)‎ Ni ‎2‎ HCl ZnCl2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎△‎ ‎+ NH4Cl 反应Ⅲ 反应Ⅳ 反应Ⅴ ‎（1）请写出方框内化合物的结构简式（有机物）和分子式（无机物）：‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎（2）请指出反应Ⅰ~Ⅴ的反应类型：（请在“加成、消去、取代、氧化、还原”中选择）‎ Ⅰ： ，Ⅱ： ，Ⅲ： ，Ⅳ： ，Ⅴ： 。‎ ‎ O CH3— C—Cl ‎[解析]根据题目所给苯环与卤代烃的取代反应的信息，可以推断加入的试剂1含有卤 素原子和羰基，结合反应前后有机物结构的特点，即为 ；从反应Ⅴ反应前后有机物组成分析，得出加入试剂 5的组成元素5个H、2个O、1个Cl，应为无机试剂，从即为H2O和HCl。‎ ‎ 推断合成有机物的中间产物2、3及反应所需加入试剂4是本题的难点。用逆推法，比较反应Ⅰ的产物和反应Ⅳ的产物，官能团是羰基转变为CN，增加一个碳原子，则反应Ⅳ是卤化物与NaCN；中间产物2与HCl反应生成3是引入一个氯原子的反应，可以是 碳碳双键的加成、醇的取代反应，结合反应Ⅱ羰基与H2的加成，即可推断各物质的结构。‎ 答案为 ‎5‎ HCl + H2O ‎1‎ ‎ O CH3— C—Cl ‎ O ‎（或CH3— C—Br）‎ ‎2‎ OH ‎3‎ Cl ‎4‎ NaCN（或KCN）‎ ‎（1）‎ ‎ （2）Ⅰ：取代，Ⅱ：加成或还原，Ⅲ：取代，Ⅳ：取代，Ⅴ：取代 例4．已知水解聚马来酸酐（HPMA）普遍用于锅炉用水中作阻垢剂。按下列图步骤可以从不饱和烃A合成HPMA。‎ NaOH ‎△‎ RX + H2O ROH + HX ，RCH2CH2X RCH = CH2 + HX NaOH、乙醇 ‎△‎ 已知：‎ 水解 J NaOH溶液 ‎△ ②‎ ‎+ Br2‎ ‎1:1 ①‎ A HO—CH2—CH2—CH —CH2OH ‎ Cl 分子内脱水 ‎⑦‎ B C HCl催化剂 ‎③‎ 氧化 ‎④‎ F NaOH、乙醇 ‎⑤‎ G H+‎ ‎⑥‎ H I ‎⑧‎ HPMA ‎（1）写出下列物质结构简式：A ，C 。‎ ‎（2）反应①属于 反应，反应②属于 反应。（填反应类型）‎ ‎（3）写出下列反应的化学方程式：‎ ‎② ；‎ ‎⑤ ；‎ ‎⑧ 。‎ ‎（4）在上述合成路线中，有人提议略去③④⑤⑥，由C直接制H而使实验简化，请你评论此建议是否合理 ，理由， 。‎ ‎[解析] 根据中间产物HO—CH2—CH2—CH —CH2OH及反应条件逆推反应原料A为1，3—丁 C l 二烯；同理根据反应条件顺推出产物。‎ 答案（1），‎ ‎（2）加成反应、取代反应 ‎（3）‎ ‎—，‎ nHC = CH C C O O O ‎[HC — CH]n O C C O O Cl ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（4）不合理； 在氧化过程中，碳碳双键可被氧化。‎ ‎ [点评] 本题既考查根据已知中间产物的结构及反应条件推断反应原料和产物的题型，又考查了有机合成中官能团的保护问题。在有机合成中，多种官能团之间相互影响或受到反应的影响，分子中已有的官能团或者被破坏，或者首先发生了反应，造成制备过程的困难甚至失败，需要将有些已经存在的官能团，用恰当的方法保护，达到合成的目的。‎ Ⅴ.跟踪训练 一、选择题（下列各题只有1个或2个答案合理符合题意）‎ ‎1．下列物质发生化学反应，其化学反应类型属于加成反应又叫还原反应的是 ‎ A.氢气和苯 B.乙炔和氯化氢 ‎ ‎ C.乙醇和浓硫酸 D.甲烷和氯气 ‎2．以2 - 氯丙烷为主要原料制取1,2 - 丙二醇时，需要经过的反应历程是 A．加成→消去→取代 B．消去→加成→取代 ‎ O ‎ R—C—CH3‎ C．取代→消去→加成 D．取代→加成→消去 ‎3．化合物 与NaOH溶液、碘水三者混合物可发生如下反应：‎ ‎③．R—C—CI3 + 3NaOH R—C—ONa+ CHI3↓(黄色) ‎ O O ‎②．R—C—CH3 + 3NaIO R—C—CI3 + 3NaOH ‎ O O ‎①．I2 + 2NaOH == NaI + NaIO + H2O 此反应称碘仿反应，根据上述反应方程式，判断下列物质中不能发生碘仿反应的有 A．CH3CHO B．CH3CH2CHO ‎ C．CH3CH2OCH2CH3 D．CH3COCH2CH3‎ ‎4．在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应中原子全部转化为欲得的产物，即原子利用率为100%，从而减少污染，保护环境。在用CH‎3C≡CH合成CH2=C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有 A、CO和CH3OH B、CO2和H2O C、H2和CO2 D、CH3OH和H2‎ ‎5．在有机反应中，能引入羟基的反应是 ‎ A.磺化反应 B.消去反应 C.水解反应 D.聚合反应 ‎6．由乙醇制取乙二酸乙二酯,最简便的流程途径,经下列哪些反应,其顺序正确的是 ‎ ①取代反应 ②加成反应 ③氧化反应 ④还原反应 ⑤消去反应 ⑥酯化反应 ⑦中和反应 ⑧缩聚反应 A．⑤②①③⑥ B．①②③⑤⑦‎ C．⑤②①④⑧ D．①②⑤③⑥‎ COOCH2CH3‎ ‎7．下列有机物可通过氧化、酯化、加聚三种反应制得高聚物 [ CH2—CH ]n 的是 ‎ ‎ ‎ A．CH3—CH2—CH2—OH B．H‎2C—CH—CH2‎ OH Cl Cl ‎ ‎ ‎ C．H‎2C CH—CH2 D．CH3—CH—CH2‎ OH OH OH 二、填空题（本题包括6小题）‎ ‎8．据报道，目前我国结核病的发病率有抬头的趋势。抑制结核杆菌的药物除雷米封外，PAS-Na（对氨基水杨酸钠）也是其中一种。它与雷米封同时服用，可以产生协同作用。‎ 已知；‎ ‎ 苯胺、弱碱性、易氧化 ‎③R—ClR—OH ‎④‎ 下面是PAS–Na的一种合成路线：‎ ‎ （对氨基水杨酸钠）‎ 请按要求回答下列问题：‎ ‎（1）写出下列反应的化学方程式并配平：‎ ‎→ A： ‎ A → B： ‎ ‎（2）写出下列物质的结构简式：C： ；D： 。‎ ‎（3）指出反应类型：Ⅰ ；Ⅱ ；Ⅲ 。‎ ‎（4）所加试剂名称：X ；Y 。‎ ‎9．有机物E和F可用作塑料增塑剂或涂料中的溶剂。它们的分子量相等，可用以下方法合成：‎ CH3‎ CH3‎ CH2Cl CH2Cl CH3CHO A D E F NaOH水溶液 属X反应 ‎[O]‎ 催化剂 ‎[O]‎ 催化剂 硫酸 ‎△‎ 硫酸 ‎△‎ B C 高温液相氧化 催化剂 H2O 催化剂 CH2 CH2‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）有机物的名称：A 、B ；‎ ‎（2）化学方程式：‎ ‎ A+D→E： ；‎ ‎ B+C→F： ；‎ ‎（3）X的反应类型： 、反应条件： ；‎ ‎（4）E和F的相互关系属 （多选扣分）‎ ‎①同系物 ②同分异构体 ③同一种物质 ④同一类物质 ‎10．某有机物J（C19H20O4）不溶于水，毒性低，与聚氯乙烯、聚乙烯等树脂具有良好相容性，是塑料工业主要增塑剂，可以用下列方法合成之：‎ ‎ 已知：‎ ‎ 上述流程中：（ⅰ）反应A→B仅发生中和反应，（ⅱ）F与溴水混合不产生白色沉淀。‎ ‎（1）指出反应类型：反应② 反应④ 。‎ ‎（2）写出结构简式：Y F 。‎ ‎（3）写出B+E→J的化学方程式 。‎ ‎（4）写出E的属于芳香烃衍生物的同分异构体的结构简式：‎ ‎ 、 、 。‎ ‎11．为扩大现有资源的使用效率，在一些油品中加入降凝剂J，以降低其凝固点，扩大燃料油品的使用范围。J是一种高分子聚合物，它的合成路线可以设计如下，其中A的氧化产物不发生银镜反应：‎ 试写出：‎ ‎（l）反应类型；a 、b 、P ‎ ‎（2）结构简式；F 、H ‎ ‎（3）化学方程式：D→E ‎ ‎ E＋K→J ‎ ‎12．酚是重要的化式原料，通过下列流程可合成阿司匹林、香料和一些高分子化合物。‎ 已知：‎ ‎ + + CH3COOH 香料 C D E F 水杨酸 A 缩聚物 G 阿司匹林 B ‎—COONa C6H10Br2‎ NaOH、CO2‎ 一定条件 ‎-H2O ‎⑤‎ NaOH/醇 ‎⑦‎ Br2‎ ‎⑥‎ H+‎ 足量 H2/Ni ‎ ④‎ 浓硫酸 △‎ ‎③‎ ‎+D ‎①‎ H+ ②‎ ‎⑧‎ ‎（1）写出C的结构简式 。‎ ‎（2）写出反应②的化学方程式 。‎ ‎（3）写出G的结构简式 。‎ ‎（4）写出反应⑧的化学方程式 。‎ ‎（5）写出反应类型：④ ⑦ 。‎ ‎（6）下列可检验阿司匹林样品中混有水杨酸的试剂是 。‎ ‎ (a) 三氯化铁溶液 (b) 碳酸氢钠溶液 (c)石蕊试液 ‎13．某有机物J（C19H20O4）不溶于水，毒性低，与聚氯乙烯、聚乙烯等树脂具有良好相容性，是塑料工业主要增塑剂，可以用下列方法合成之：‎ 已知：‎ 合成路线：‎ 上述流程中：（ⅰ）反应 A→B仅发生中和反应，（ⅱ）F与浓溴水混合不产生白色沉淀。‎ ‎（1）指出反应类型：反应② 反应④ 。‎ ‎（2）写出结构简式：Y F 。‎ ‎（3）写出B＋E→J的化学方程式 。‎ ‎（4）写出E的属于芳香烃衍生物的同分异构体的结构简式：‎ ‎ 、 、 。‎ 三、有机合成题（本题包括3小题）‎ ‎14．‎ 已知不对称烯烃与极性试剂加成时，极性试剂的正价部分总是加成在连接氢原子较多的碳原子上，例如：‎ ‎ R-CH=CH2+HCl R-CHCl-CH3‎ 以乙醇和1-溴丙烷为主要原料来制取乙酸异丙酯，写出制取过程中各步反应的化学方程式。‎ ‎ ‎ ‎15．已知乙炔钠(NaCºCH)在一定条件下可以和某些羰基发生加成反应： ‎ 工业上用丙酮为初始原料，通过与乙炔钠等物质反应，可以合成聚异戊二烯，请写出合成的各步反应式。‎ ‎16．已知下列有关反应：‎ ‎ ‎ ‎ 现用烃A(碳元素的质量分数为92.31%)、Br2、O2等为原料通过多五步反应合成以下这种物质，请写出相应的化学方程式。‎ ‎ “有机化合物的合成”参考答案 ‎1A‎ 2B 3AD ‎4A ‎5AC ‎6A ‎‎7C 提示：5、磺化反应中引入的-SO3H中也含的羟基 ‎8．（1）‎ ‎（2）C：‎ D：‎ ‎ ‎ ‎（3）取代反应、氧化反应、还原反应 ‎（4）酸化的高锰酸钾、碳酸氢钠 CH2OH CH2OH A：‎ COOH COOH B：‎ ‎ ‎ ‎9．（1） ‎ CH2OH CH2OH ‎+ 2CH3COOH 浓H2SO4‎ ‎△‎ CH3COOCH2‎ CH3COOCH2‎ ‎+ 2H2O ‎ ‎ ‎（2）‎ COOH COOH ‎+ 2CH3CH2OH 浓H2SO4‎ ‎△‎ COOCH2 CH3‎ COOCH2 CH3‎ ‎+ 2H2O ‎（3）取代反应 光照 （4）②④‎ ‎10．（1）取代　酯化 ‎11．（1）加成 消去 水解（或取代）‎ ‎（2） ‎ ‎（3）＋C16H33OH ＋H2O n＋n ‎ ‎12．‎ ‎（1）‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ ‎（4）‎ ‎（5）加成反应、消去反应 （6）a ‎13．（1）取代 酯化 ‎（2） ‎ ‎（3）＋＋NaCl ‎（4） ‎ ‎14．提示：（1）乙醇®乙醛®乙酸 ‎（2）1-溴丙烷®丙烯®2-溴丙烷®2-丙醇 ‎（3）乙酸与2-丙醇反应得到乙酸异丙酯 ‎15．‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎16．‎ ‎ ‎ ‎ ‎