2023屆新高考新教材化學(xué)魯科版一輪專項提能特訓(xùn)七　有機(jī)化合物的合成

專項提能特訓(xùn)七有機(jī)化合物的合成(一)有機(jī)合成的思路與關(guān)鍵1．有機(jī)合成題的解題思路2．有機(jī)合成中碳骨架的引入與構(gòu)建(1)碳鏈增長的反應(yīng)①加聚反應(yīng)；②縮聚反應(yīng)；③酯化反應(yīng)；④利用題目信息所給反應(yīng)，如：醛酮中的羰基與HCN加成。(2)碳鏈減短的反應(yīng)①烷烴的裂化反應(yīng)；②酯類、糖類、蛋白質(zhì)等的水解反應(yīng)；③利用題目信息所給的反應(yīng)，如：烯烴、炔烴的氧化反應(yīng)，羧酸及其鹽的脫羧反應(yīng)……(3)常見由鏈成環(huán)的方法①二元醇成環(huán)：②羥基酸酯化成環(huán)：③氨基酸成環(huán)：④二元羧酸成環(huán)：⑤利用題目所給信息成環(huán)，如常給信息二烯烴與單烯烴的聚合成環(huán)：3．有機(jī)合成中官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化(1)官能團(tuán)的引入引入官能團(tuán)引入方法引入鹵素原子①烴、酚的取代；②不飽和烴與HX、X2的加成；③醇與氫鹵酸(HX)取代反應(yīng)引入羥基①烯烴與水加成；②醛酮與氫氣加成；③鹵代烴在堿性條件下水解；④酯的水解；⑤葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生乙醇引入碳碳雙鍵①某些醇或鹵代烴的消去；②炔烴不完全加成；③烷烴裂化引入碳氧雙鍵①醇的催化氧化；②連在同一個碳上的兩個羥基脫水；③含碳碳三鍵的物質(zhì)與水加成引入羧基①醛基氧化；②酯、肽、蛋白質(zhì)、羧酸鹽的水解(2)官能團(tuán)的消除①通過加成反應(yīng)可以消除不飽和鍵(雙鍵、三鍵、苯環(huán))；②通過消去、氧化或酯化反應(yīng)等消除羥基；③通過加成或氧化反應(yīng)等消除醛基；④通過水解反應(yīng)消除酯基、肽鍵、鹵素原子。(3)官能團(tuán)的改變①利用官能團(tuán)的衍生關(guān)系進(jìn)行衍變，如R—CH2OHeq\o(,\s\up7(O2),\s\do5(H2))R—CHOeq\o(→,\s\up7(O2))R—COOH；②通過某種化學(xué)途徑使一個官能團(tuán)變?yōu)閮蓚€，如CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(消去),\s\do5(－H2O))CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(加成),\s\do5(＋Cl2))Cl—CH2—CH2Cleq\o(→,\s\up7(水解))HO—CH2—CH2—OH；③通過某種手段改變官能團(tuán)的位置，如(二)有機(jī)合成路線的設(shè)計1．最佳合成途徑的選擇(1)合成基本原則：原理正確，原料價廉，操作簡便，步驟簡單，條件適宜，易于分離。具體而言：①起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。②應(yīng)盡量選擇步驟較少的合成路線。為了減少合成步驟，應(yīng)盡量選擇與目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)相似的原料。③合成路線要符合“綠色、環(huán)?！钡囊?，高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子中的每一個原子，使之轉(zhuǎn)化到目標(biāo)化合物中。④有機(jī)合成反應(yīng)要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)、不污染環(huán)境或污染小。⑤要按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團(tuán)，不能臆造不存在的反應(yīng)。綜合運用有機(jī)反應(yīng)中官能團(tuán)的衍變規(guī)律及有關(guān)的信息，掌握正確的解題方法，有時則要綜合運用順推和逆推的方法導(dǎo)出最佳的合成路線。對于多種合理路線的選擇，要綜合考慮諸多因素：原料的來源和價格、能耗、反應(yīng)速率、反應(yīng)物的利用率、生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)條件是否具備、是否有污染物產(chǎn)生或排放等。(2)有機(jī)合成路線的選擇①一元合成路線如CH2=CH2→CH3CH2X→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯②二元合成路線如CH2=CH2→→二元醇→二元醛→二元羧酸→鏈酯或環(huán)酯或聚酯(3)芳香族化合物合成路線2．有機(jī)合成中常見官能團(tuán)的保護(hù)(1)酚羥基的保護(hù)：因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團(tuán)前可以先使其與NaOH反應(yīng)，把—OH轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾Na，待氧化后再酸化將其轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾H；(2)碳碳雙鍵的保護(hù)：碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其他基團(tuán)前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護(hù)起來，待氧化后再利用消去反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵；(3)氨基(—NH2)的保護(hù)：如用對硝基甲苯合成對氨基苯甲酸的過程中應(yīng)先把—CH3氧化成—COOH，再把—NO2還原為—NH2。視角一給定合成路線的分析1．化合物可由1氯丁烷經(jīng)過四步反應(yīng)合成：CH3CH2CH2CH2Cleq\o(→,\s\up7(反應(yīng)①))Xeq\o(→,\s\up7(反應(yīng)②))Yeq\o(→,\s\up7(反應(yīng)③))CH3CH2CH2COOHeq\o(→,\s\up7(SOCl2))反應(yīng)①的反應(yīng)條件為_________________________________________________，反應(yīng)②的化學(xué)方程式為______________________________________________。解析：反應(yīng)①為CH3CH2CH2CH2Cl的水解反應(yīng)，反應(yīng)條件為NaOH水溶液、加熱。反應(yīng)②為CH3CH2CH2CH2OH的催化氧化反應(yīng)。答案：NaOH水溶液、加熱2CH3CH2CH2CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CH2CH2CHO＋2H2O視角二給定原料的有機(jī)合成2．已知：eq\a\vs4\al()，試寫出由1，3-丁二烯和乙炔為原料(無機(jī)試劑及催化劑任用)合成的合成路線：______________________。(用結(jié)構(gòu)簡式表示有機(jī)化合物，用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系，箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件)視角三類比已知合成路線的有機(jī)合成3．偽麻黃堿(D)是新康泰克的成分之一，能夠緩解感冒時帶來的鼻塞、流鼻涕和打噴嚏癥狀，其中一種合成路線如下：已知：RCOOHeq\o(→,\s\up7(SOCl2))參照上述合成路線，設(shè)計一條由苯和乙酸為起始原料制備的合成路線：_______________________________________________。視角四演練高考真題4．[2021·湖南卷，19(6)]葉酸拮抗劑Alimta(M)是一種多靶向性抗癌藥物。以苯和丁二酸酐為原料合成該化合物的路線如下：參照上述合成路線，以乙烯和為原料，設(shè)計合成的路線________(其他試劑任選)。解析：以乙烯和為原料合成的路線設(shè)計過程中，可利用E→F的反應(yīng)類型實現(xiàn)，因此需先利用乙烯合成，中醛基可通過羥基催化氧化而得，中溴原子可利用D→E的反應(yīng)類型實現(xiàn)，因此合成路線為H2C=CH2eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(催化劑))CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(O2/Cu),\s\do5(△))CH3CHOeq\o(→,\s\up7(DBBA（溴化劑）),\s\do5(CH2Cl2))答案：H2C=CH2eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(催化劑))CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(O2/Cu),\s\do5(△))CH3CHOeq\o(→,\s\up7(DBBA（溴化劑）),\s\do5(CH2Cl2))5．[2021·全國甲卷，36(7)]近年來，以大豆素(化合物C)為主要成分的大豆異黃酮及其衍生物，因其具有優(yōu)良的生理活性而備受關(guān)注。大豆素的合成及其衍生化的一種工藝路線如下：根據(jù)上述路線中的相關(guān)知識，以丙烯為主要原料用不超過三步的反應(yīng)設(shè)計合成，寫出合成路線________。答案：6．(經(jīng)典高考題節(jié)選)化合物G是一種藥物合成中間體，其合成路線如下：設(shè)計由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制備的合成路線________(無機(jī)試劑任選)。答案：C6H5CH3eq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5(光照))C6H5CH2BrCH3COCH2COOC2H5eq\o(→,\s\up7(1）C2H5ONa/C2H5OH),\s\do5(2）C6H5CH2Br))7．(經(jīng)典高考題節(jié)選)氧化白藜蘆醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反應(yīng)合成W的一種方法：利用Heck反應(yīng)，由苯和溴乙烷為原料制備，寫出合成路線________________________________________________