有機(jī)合成的常規(guī)方法與解題思路

1、 07-08學(xué)年度第二學(xué)期高二化學(xué)：有機(jī)合成的常規(guī)方法與解題思路（附答案）如何從原料出發(fā)去合成有機(jī)物呢？一種是通過(guò)對(duì)比，找出原料與目標(biāo)產(chǎn)物的區(qū)別點(diǎn)，區(qū)別點(diǎn)就是變化點(diǎn)，然后從原料出發(fā)去合成目標(biāo)產(chǎn)物。還可以從目標(biāo)產(chǎn)物入手。分析若得到此產(chǎn)品，最后一步應(yīng)是什么反應(yīng)，這步反應(yīng)的反應(yīng)與原料又有什么樣的關(guān)系，這樣從后往前將原料與產(chǎn)品聯(lián)系起來(lái)。記住合成題的正確解答必須有扎實(shí)的有機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)作前提。一、總的解題思路關(guān)鍵在于：1. 選擇出合理簡(jiǎn)單的合成路線。2. 熟練掌握好各類有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)，性質(zhì)，相互衍變關(guān)系以及重要官能團(tuán)的引入和消去等基礎(chǔ)知識(shí)。合成路線的推導(dǎo)，一般有兩種方法：“直推法”和“反推法”，而“反推

2、法”較常用，該方法的思維途徑是：（1）首先確定所要合成的有機(jī)物屬于何類型，以及題中所給定的條件與所要合成的有機(jī)物之間的關(guān)系。（2）以題中要求的最終產(chǎn)物為起點(diǎn)，考慮這一有機(jī)物如何從另一有機(jī)物甲經(jīng)過(guò)一步反應(yīng)而制得。如果甲不是所給的已知原料，再進(jìn)一步考慮甲又是如何從另一有機(jī)物乙經(jīng)一步反應(yīng)而制得，一直推導(dǎo)到題目中所給定的原料為終點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合題中給定的信息。（3）在合成某一產(chǎn)物時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生多種不同的方法和途徑，應(yīng)當(dāng)在兼顧原料省、產(chǎn)率高的前提下選擇最合理、最簡(jiǎn)單的方法和途徑。二、解題的基本規(guī)律和基本知識(shí)1.掌握有機(jī)合成路線有機(jī)合成往往要經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)才能完成，因此確定有機(jī)合成的途徑和路線時(shí)，就要進(jìn)行合理選

3、擇。選擇的基本要求是原料價(jià)廉，原理正確，路線簡(jiǎn)捷，便于操作、條件適宜、易于分離，產(chǎn)率高，成本低。中學(xué)常用的合成路線有四條。(1)一元合成路線(官能團(tuán)衍變)RCHCH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路線(3)芳香化合物合成路線改變官能團(tuán)的位置2. 官能團(tuán)的引入引入羥基（OH）方法: 、 、 、 等。引入鹵原子（X）方法: 、 、 、 等。 引入雙鍵方法: 、 、 等。引入醛基（CHO）方法: 、 、 等。引入羧基（COOH）方法: 、 等。3. 官能團(tuán)的消除通過(guò)加成反應(yīng)消除不飽和鍵。通過(guò)消去反應(yīng)或氧化反應(yīng)或酯化反應(yīng)等消除羥基（OH）通過(guò)加成反應(yīng)或氧化反應(yīng)等消除醛基（CHO）4. 碳鏈

4、的增減增長(zhǎng)碳鏈酯化 炔、烯加HCN 聚合 醛醛加成 肽鍵的生成等減少碳鏈酯水解 裂化、裂解 烯催化氧化 肽鍵水解等5. 有機(jī)物成環(huán)規(guī)律類型方式例舉酯成環(huán)（ C OO ）二元酸和二元醇的酯化成環(huán)酸醇的酯化成環(huán)醚鍵成環(huán)（ O ）二元醇分子內(nèi)成環(huán)二元醇分子間成環(huán)肽鍵成環(huán)二元酸和二氨基化合物成環(huán)氨基酸成環(huán)6. 有機(jī)高分子化合物的合成類型方式例舉加聚反應(yīng)乙烯型加聚1，3 丁二烯加聚型混合型加聚縮聚反應(yīng)酚醛樹脂型通過(guò)酯鍵形成的縮聚反應(yīng)通過(guò)肽鍵形成的縮聚反應(yīng)通過(guò)醚鍵形成的縮聚反應(yīng)三、有機(jī)合成的題眼1反應(yīng)條件確定反應(yīng)類型2從反應(yīng)類型判斷官能團(tuán)種類四、常見的合成方法1. 順向合成法:此法要點(diǎn)是采用正向思維方法，

5、其思維程序?yàn)椤霸现虚g產(chǎn)物產(chǎn)品”。2. 逆向合成法:此法要點(diǎn)是采用逆向思維方法，其思維程序?yàn)椤爱a(chǎn)品中間產(chǎn)物原料”。3. 類比分析法:此法要點(diǎn)是采用綜合思維的方法，其思維程序?yàn)椤氨容^題目所給知識(shí)原型找出原料與合成物質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系確定中間產(chǎn)物產(chǎn)品”。五、常見題型1. 限定原料合成題本題型的主要特點(diǎn)：依據(jù)主要原料，輔以其他無(wú)機(jī)試劑，運(yùn)用基本知識(shí)，聯(lián)系生活實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)合理有效的合成路線。例1：某制糖廠以甘蔗為原料制糖，同時(shí)得到大量的甘蔗渣，對(duì)甘蔗進(jìn)行綜合利用，不僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益，而且還能防止環(huán)境污染，現(xiàn)按以下方式進(jìn)行：已知F、H均是具有香味的液體，F(xiàn)為E的三聚合物，并具有特殊的6元環(huán)狀對(duì)稱結(jié)構(gòu)，試填空：

6、（1）A的名稱_；H的名稱_；（2）DE的化學(xué)方程式_；（3）GH的化學(xué)方程式_；（4）F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_。2.合成路線給定題本題型的主要特點(diǎn)：題目已將原料、反應(yīng)條件及合成路線給定，并以框架式合成路線示意圖的形式直觀地展現(xiàn)了最初原料與每一步反應(yīng)主要產(chǎn)物的關(guān)系，要求依據(jù)原料和合成路線，在一定信息提示下確定各步主要產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式或完成某些步驟反應(yīng)的化學(xué)方程式。例2：根據(jù)下面圖示填空：（1）化合物A含有的官能團(tuán)是_。（2）B在酸性條件下與Br2反應(yīng)得到E，E在足量的氫氧化鈉醇溶液作用下轉(zhuǎn)變成F，由E轉(zhuǎn)變成F時(shí)發(fā)生兩種反應(yīng)，其反應(yīng)類型分別是_。（3）D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_。（4）1molA與2molH2反應(yīng)生

7、成1molG，其反應(yīng)方程式是_。（5）與A具有相同官能團(tuán)的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_。3.信息給予合成題本題型的主要特點(diǎn)：除給出主要原料和指定合成物質(zhì)外，還給予一定的已知條件和信息。該題型已成為當(dāng)今高考的熱點(diǎn)。解這一類題應(yīng)注意三點(diǎn)：一是認(rèn)真審題，獲取信息；二是結(jié)合問(wèn)題；三是依據(jù)信息，應(yīng)變創(chuàng)新。例3：環(huán)己烯可以通過(guò)丁二烯與乙烯發(fā)生環(huán)化加成反應(yīng)得到： (也可表示為：+)實(shí)驗(yàn)證明，下列反應(yīng)中反應(yīng)物分子的環(huán)外雙鍵比環(huán)內(nèi)雙鍵更容易被氧化：現(xiàn)僅以丁二烯為有機(jī)原料，無(wú)機(jī)試劑任選，按下列途徑合成甲基環(huán)己烷：請(qǐng)按要求填空：（1）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 ；B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 。（2）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式和反應(yīng)類型：反應(yīng)

8、 ，反應(yīng)類型 反應(yīng) ，反應(yīng)類型 。六、有機(jī)合成題應(yīng)注意的事項(xiàng)：每一步的反應(yīng)都要符合反應(yīng)規(guī)律或信息提示，不能杜撰；確定反應(yīng)中官能團(tuán)及它們互相位置的變化；確定反應(yīng)先后順序時(shí)注意能否發(fā)生其它反應(yīng)如酯在NaOH溶液中水解時(shí)，是否有苯酚生成，把C=C氧化時(shí)是否有CHO存在，使用氧化劑時(shí)是否存在還原性基團(tuán)如NH2等；反應(yīng)條件的正確選擇；題中所給予的信息往往起到承上啟下的關(guān)鍵作用，一定要認(rèn)真分析，信息與反應(yīng)物、生成物、中間產(chǎn)物的關(guān)系，從中得到啟示。七、有機(jī)合成專題強(qiáng)化訓(xùn)練1.以水、空氣、乙烯為原料來(lái)制取乙酸乙酯（可以使用催化劑）？2.已知：R苯環(huán)上原有的取代基對(duì)新導(dǎo)入的取代基進(jìn)入苯環(huán)的位置有顯著影響用苯作原

9、料制備一系列化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖：（1）A轉(zhuǎn)化為B的化學(xué)方程式是_。（2）圖中“苯”省略了反應(yīng)條件，請(qǐng)寫出、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_，_。（3）B在苯環(huán)上的二氯代物有 種同分異構(gòu)體。（4）有機(jī)物的所有原子 （填“是”或“不是”）在同一平面上。3在金屬鋰和碘化亞銅存在的條件下，鹵代烴間發(fā)生反應(yīng)生成一種新的烴，如：把下列各步變化中的有機(jī)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式填入方框中：4請(qǐng)認(rèn)真閱讀下列3個(gè)反應(yīng)：如有需要，可以利用試卷中出現(xiàn)過(guò)的信息.利用這些反應(yīng)，按以下步驟可以從某烴A合成一種染料中間體DSD酸。請(qǐng)寫出A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。A_B_C_D_5一鹵代烴RX與金屬鈉作用，可增加碳鏈制高級(jí)烷，反應(yīng)如下：2RX+2Na

10、RR+2NaX 試以苯、乙炔、Br2、HBr、鈉主要原料，制取6煤的氣化和液化是使煤變成清潔能源的有效途徑煤氣化的主要反應(yīng)是：C+H2O(g) CO+H2，CO和H2的混合氣體是合成多種有機(jī)物的原料氣下圖是合成某些物質(zhì)的路線其中，D易溶于水，且與CH3COOH互為同分異構(gòu)體；F分子中的碳原子數(shù)是D的3倍；H經(jīng)催化氧化可得到G請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A_、H_；指出A和H的關(guān)系：_（2）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH3COOHEF_；D與新制Cu(OH)2共熱_7.某有機(jī)物A在不同條件下反應(yīng)，分別生成B1C1和B2C2;C1又能分別轉(zhuǎn)化為B1或C2；C2能進(jìn)一步氧化，反應(yīng)如

11、下圖所示：其中只有B1，既能使溴水褪色，又能和Na2CO3溶液反應(yīng)放出CO2。寫出（1）B1、C2分別屬于下列哪一類化合物？一元醇 二元醇 酚 醛 飽和羧酸 不飽和羧酸B1 ；C2 （填入編號(hào)）（2）反應(yīng)類型：X 反應(yīng)；Y 反應(yīng)；（3）物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A： ；B2： ；C2： 。8.A是一種可以作為藥物的有機(jī)化合物。請(qǐng)從下列反應(yīng)圖式中各有機(jī)化合物的關(guān)系（所有無(wú)機(jī)產(chǎn)物無(wú)已略去未寫），推測(cè)有機(jī)化合物A、B、C、E、F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（代表苯基）9. 有機(jī)粘合劑是生產(chǎn)和生活中一類重要的材料。粘合過(guò)程一般是液態(tài)的小分子粘合劑經(jīng)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為大分子或高分子而固化。（1）“502膠”是一種快干膠，其主要成分為

12、氰基丙烯酸乙酯（）。在空氣中微量水催化下發(fā)生加聚反應(yīng)，迅速固化而將物粘牢。請(qǐng)寫出“502膠”發(fā)生粘合作用的化學(xué)方程式： （2）厭氧膠（）也是一種粘合劑，在空氣中穩(wěn)定，但在隔絕空氣（缺氧）時(shí)，分子中雙鍵斷開發(fā)生聚合而固化。工業(yè)上用丙烯酸和某種物質(zhì)在一定條件下反應(yīng)可制得這種粘合劑。這一制取過(guò)程的化學(xué)方程式為（3）白乳膠是常用的粘合劑，其主要成分為醋酸乙烯酯（CH3COOCHCH2），它有多種同分異構(gòu)體，如。已知含有結(jié)構(gòu)的物質(zhì)不能穩(wěn)定存在。請(qǐng)另外任寫四種含CHCH結(jié)構(gòu)的鏈狀同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: （4）已知醇醛反應(yīng)可以發(fā)生。聚乙烯醇可用做普通膠水，它的羥基可全部與丁醛縮合脫水，得到含六原子環(huán)的強(qiáng)力粘

13、合劑聚乙烯縮丁醛。請(qǐng)寫出制取聚乙烯縮丁醛的化學(xué)方程式：102004年是俄國(guó)化學(xué)家馬科尼可夫（V. V. Markovnikov，18381904）逝世100周年。馬科尼可夫因提出不對(duì)稱烯烴的加成規(guī)則（Markovnikov Rule）而著稱于世。已知：CH3CH2BrNaCNCH3CH2CNNaBr CH3CH2CNCH3CH2COOH CH3CH2COOHCH3CHBrCOOH有下列有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化：回答下列問(wèn)題：（1）指出下列有機(jī)反應(yīng)的類型： BC ；（2）下出下列有機(jī)反應(yīng)的化學(xué)方程式：CD ，EF（F為高分子化合物時(shí)） （3）F可以有多種結(jié)構(gòu)。寫出下列情況下F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：分子式為C7

14、H12O5 ；分子內(nèi)含有一個(gè)七元環(huán) ；（4）上述那一步反應(yīng)遵循不對(duì)稱烯烴的加成規(guī)則 。參考答案1.CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOC2H52.（各2分，共6分）（3）6 （2分） （4）不是 （1分）3. BCH2=CHBr C(CH2=CH)2CuLi FCH2=CH-CH=CH24.5.6.CH3OH CH3CH2CH2CH2 OH 同系物 2CH3COOH+HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O HOCH2CHO+2Cu(OH)2HOCH2COOH+Cu2O+2H2O7.(1) (2)消去 水解 中和(3) 8.A是CH=CHCHO，B是CH2CH2CH2OH，C是CH=CHCOOH，E是CCCOOH，F(xiàn)是CH2CH2COOH。（A2分，其余各空各1分，共6分）9.(1)(2)(3) HOCH2CHCHCHOCH3OCHCHCHO CH3CHCHCOOH CH2C