人教版高中化学选修五课件：3.4.2 逆合成分析法

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1、第2课时 逆合成分析法,第三章 第四节,目标定位 熟知有机合成遵循的基本规律，学会设计合理的有机合成路线和逆合成分析方法，学会有机合成推断题的解答方法。,一 有机合成路线的设计,达标检测 提升技能,二 逆合成分析法,内容索引,一 有机合成路线的设计,新知导学,1.烃和烃的衍生物转化关系如图所示：,加成,加成,加成,加成,消去,消去,水解(或取代),水解(或取代),氧化,氧化,酯化,酯化,水解,(1)将有机反应类型填在横线上。,(2)若以乙醇为原料合成乙二酸(HOOCCOOH)，则依次发生反应的类型是 。 2.某有机物A由C、H、O三种元素组成，在一定条件下，A、B、C、D、E之间的转化关系如下

2、：,已知C的蒸气密度是相同条件下氢气的22倍，并可发生银镜反应。,消去反应、加成反应、水解(或取代)反应、氧化反应、氧化反应,(1)写出下列物质的结构简式：A_；B_；C_。 (2)写出下列变化的化学方程式： AB：_； C与银氨溶液反应：_； ADE：_。,C2H5OH,CH2=CH2,CH3CHO,2Ag,3NH3H2O,答案,解析,分析题目所给五种物质之间的转化关系：由 且C可发生银镜反应，可知C为醛，则A为醇，D为羧酸，E应是酯。再根据题意，C的蒸气密度是相同条件下氢气的22倍，可得Mr(C)44 gmol1，所以C为乙醛。故A为乙醇，B为乙烯，D为乙酸，E为乙酸乙酯。,3.有机合成路

3、线设计思路,(1)设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关。 (2)其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键。 (3)最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择最佳的合成方案。,常见的有机合成路线,(1)一元合成路线：,(3)芳香化合物合成路线,1.已知：,活学活用,请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式(不必写出反应条件)。,答案,解析,(1)CH2=CH2H2

4、O CH3CH2OH (2)2CH3CH2OHO2 2CH3CHO2H2O (3) (4),(5)CH3CH=CHCHO2H2 CH3CH2CH2CH2OH, CH3CH=CHCHOH2O,解析,由题给信息知：两个醛分子在一定条件下通过自身加成反应，得到的不饱和醛分子中的碳原子数是原参加反应的两个醛分子的碳原子数之和。根据最终产物正丁醇中有4个碳原子，原料乙烯分子中只有2个碳原子，运用题给信息，将乙烯氧化为乙醛，两个乙醛分子再进行自身加成变成丁烯醛，最后用H2与丁烯醛中的碳碳双键和醛基进行加成反应，便可得到正丁醇。本题基本采用正向思维方法。,本题中乙烯合成乙醛的方法有两种：,2.环己烯可以通过

5、丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：,(也可表示为 ),实验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化：现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途 径合成甲基环己烷：,请按要求填空： (1)A的结构简式为_；B的结构简式为_。,答案,解析,由合成途径和信息可推知，A是由两分子丁二烯经下列反应制得的：而由C的分子式C7H14O和信息可知B是A的氧化 产物，其结构简式为 C是B的加成产物，结构简式应为要得到 可使C消去OH 而得到D，反应为 再由D发生加成反应而得到甲基环己烷：,(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型。反应 反应类型_；反应 反应类型_。,H2O,消去反应,；,

6、，,加成反应,答案,二 逆合成分析法,1.正向合成分析法 从已知的原料入手，找出合成所需的直接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物，其合成示意图为,新知导学,2.逆向合成分析法 从目标化合物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直接或间接的中间体，逐步推向已知原料，其合成示意图为,3.综合比较法 此法采用综合思维的方法，将正向和逆向推导的几种合成途径进行比较，最后得出最佳合成路线。 4.利用“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的过程： (1)逆合成分析思路，概括如下：,(2)具体步骤如下：,根据以上逆合成分析，可以确定合成草酸二乙酯的有机基础原料为乙烯(CH2=CH2)，通过五步反应进

7、行合成，写出反应的化学方程式： ,，,，,答案,，,。,，,答案,逆合成分析法设计有机合成路线的一般程序,3.香豆素是广泛存在于植物中的一类芳香化合物，大多具有光敏性，有的还具有抗菌和消炎作用。它的核心结构是芳香内酯A，其分子式为C9H6O2，该芳香内酯A经下列步骤转变为水杨酸和乙二酸。,活学活用,提示：,请回答下列问题： (1)写出化合物C的结构简式 。,答案,解析,A是芳香内酯，其分子式为C9H6O2。由AB是酯的水解(开环)反应。由B的分子式为C9H8O3结合题给信息和C被氧化的产物，可以推出A的 结构简式为 从而推出水解产物B的结构简式为 由C的分子式，结合 ，则不难推出C的结构简式为

8、 BC的目的是把酚羟基保护起来，防止下 一步C的氧化破坏酚羟基。化合物D有多种同分异构体，其中一类同分异构体是苯的二取代物，且水解后生成的产物之一能发生银镜反应，则必为甲酸酯。,故符合条件的同分异构体包括 和 以及取代基位于间位、对位的同分异构体，共有9种。由 分析结构显然是要把 转变成CH2CH2 OH。采用逆合成分析法，则有CH2CH2OH, 结合题给信息RCH2=CH2 RCH2 CH2Br完成转变。最后再进行酯化成环反应，生成目标产物内酯。,(2)化合物D有多种同分异构体，其中一类同分异构体是苯的二取代物，且水解后生成的产物之一能发生银镜反应。这类同分异构体共有_种。,答案,9,(3)

9、在上述转化过程中，反应步骤B C的目的是 _。,答案,保护酚羟基，使之不被氧化,(4)请设计合理方案从 合成 (用反应流程图表示，并注明反应条件)。 例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为,答案,4.实验室中常用格氏试剂制取醇类，格氏试剂(RMgX)的制法是RXMg RMgX(R为烃基，X为卤素)。格氏试剂可发生下列转变：,(R、R可以是相同或不相同的烃基)。以A为原料合成乙酸异丁酯( )的流程如下(部分反应物及反应条件没有列 出)，A主要来源于石油裂解气，A的产量常作为衡量石油化工水平的标志。,答案,解析,(1)上述流程中，属于或含加成反应的是_(填序号)。,根据题意及信息可梳理出几点：产

10、物为酯类化合物，酯的制备通常是羧酸和醇反应。醇(RCH2OH)能连续两次被氧化：RCH2OHRCHORCOOH。 分析信息格氏试剂的制法：把Mg放在无水乙醚中，加卤代烃即得格氏试剂，醛与格氏试剂作用生成醇，反应过程中包含加成和水解两个反应。可依次推导如下：,(2)写出F的结构简式_。 (3)写出下列反应的化学方程式： 反应_； 反应_。,CH3CH2MgX,答案,达标检测 提升技能,1.以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOCCOOH)的过程中，要依次经过下列步骤中的 与NaOH的水溶液共热 与NaOH的醇溶液共热 与浓硫酸共热到170 在催化剂存在情况下与氯气反应 在Cu或Ag存在的情况下与氧气共

11、热 与新制的Cu(OH)2悬浊液共热 A. B. C. D.,1,2,3,4,5,采取逆向分析可知，乙二酸乙二醛乙二醇1,2-二氯乙烷乙烯氯乙烷。然后再逐一分析反应发生的条件，可知C项设计合理。,答案,解析,2.已知乙烯醇(CH2=CHOH)不稳定，可自动转化为乙醛。乙二醇在一定条件下发生脱水反应，也有类似现象发生，所得产物的结构简式有人写出下列几种，其中不可能的是,1,2,3,4,5,A. B. C. D.,答案,解析,1,2,3,4,5,分子内脱水可得到CH3CHO ( )或 ( )，分子间脱水可得到 或HOCH2CH2OCH2CH2OH。,3.某有机物结构简式为 该有机物不可能发生的反应

12、是 氧化 取代 加成 消去 还原 酯化 水解 加聚 A. B. C. D.,1,2,3,4,5,答案,解析,1,2,3,4,5,该有机物含有碳碳双键、醛基，所以可以发生氧化反应，正确； 该有机物含有Cl及饱和碳原子上的氢原子，所以可以发生取代反应，正确； 该有机物含有碳碳双键，因此能发生加成反应，正确； 该有机物分子中含有Cl而且在氯原子所连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，所以可以发生消去反应，正确； 该有机物分子中含有CHO，既能被氧化，也能被还原，正确； 该有机物分子中既无OH，也无COOH，因此不能发生酯化反应，错误； 该有机物含有Cl，能在NaOH的水溶液中发生水解反应，正确； 由于该

13、有机物中含有碳碳双键，所以能够发生加聚反应，正确。,4.乙二酸二乙酯(D)可由石油气裂解得到的烯烃合成。回答下列问题：,(1)B和A为同系物，B的结构简式为_。,CH2=CHCH3,根据流程图可知，A为乙烯，B与C生成乙二酸二乙酯，则C为乙二酸，B和A为同系物，B含3个碳，则B为丙烯，丙烯与氯气在光照的条件下发生a-H的取代反应生成CH2=CHCH2Cl。 根据上述分析，B为丙烯，结构简式为CH2=CHCH3。,1,2,3,4,5,答案,解析,(2)反应的化学方程式为_， 其反应类型为_。,加成反应,1,2,3,4,5,答案,解析,(3)反应的反应类型为_。,取代反应,反应是卤代烃在NaOH水

14、溶液中发生取代反应生成醇，则反应类型为取代反应。,1,2,3,4,5,答案,解析,(4)C的结构简式为_。,HOOCCOOH,根据上述分析，C为乙二酸，则C的结构简式为HOOCCOOH。,1,2,3,4,5,答案,解析,(5)反应的化学方程式为 _。,反应是乙醇与乙酸发生酯化反应生成酯和水，反应的化学方程式,答案,解析,1,2,3,4,5,5.“司乐平”是治疗高血压的一种临床药物，其有效成分M的结构简式如图所示： (1)下列关于M的说法正确的是_ (填字母)。 a.属于芳香族化合物 b.遇FeCl3溶液显紫色 c.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 d.1 mol M完全水解生成2 mol醇,1,2,3

15、,4,5,ac,答案,解析,1,2,3,4,5,a项，M分子中含有苯环，M属于芳香族化合物，正确； b项，M分子中不含酚羟基，遇FeCl3溶液不能显紫色，错误； c项，M分子中含有碳碳双键以及与苯环直接相连的碳原子上有氢原子等基团，因此可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确； d项，1个M分子中含有3个酯基，故1 mol M完全水解应生成3 mol醇，错误。,(2)肉桂酸是合成M的中间体，其一种合成路线如下：,1,2,3,4,5,已知：,烃A的名称为_。步骤中B的产率往往偏低，其原因是 _。,甲苯,反应中还有一氯代物和三氯代物生成,1,2,3,4,5,答案,解析,由B的分子式为C7H6Cl2，且A为

16、烃类物质可知A的名称为甲苯，结构简式 为 烃的取代反应是连续发生的，由于甲基上有3个氢原子，因此 在光照射下可能发生一氯取代、二氯取代及三氯取代反应，能生成三种含氯有机物，因此步骤中B的产率偏低。,步骤反应的化学方程式为,1,2,3,4,5,。,根据已知反应信息卤代烃B在NaOH的水溶液中及加热条件下发生水解反应的化学方程式为 2NaClH2O。,答案,解析,步骤的反应类型是_。,加成反应,1,2,3,4,5,肉桂酸的结构简式为,。,依据反应物分子结构特点，可推断反应为醛基的加成反应。,答案,解析,答案,解析,1,2,3,4,5,被银氨溶液氧化生成肉桂,酸，故肉桂酸的结构简式为,物质C的分子式为C9H10O2，D的分子式为C9H8O，说明C发生消去反应 生成了D，D的结构简式：,C的同分异构体有多种，其中苯环上有一个甲基的酯类化合物有_种。,9,1,2,3,4,5,C的分子式为C9H10O2，含有一个苯环，且苯环上有一个甲基，则剩余的取代基化学式为C2H3O2，又为酯类化合物，则取代基为HCOOCH2、CH3COO、CH3OOC三种结构，它们与甲基在苯环上分别有邻位、间位与对位三种位置关系，因此符合条件的物质共有9种。,答案,解析,