突破05 有机合成线路设计-备战2021年高考化学《有机合成与推断》逐空突破系列

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有机合成线路的设计

【必备知识】

一、有机合成中官能团的衍变

1、官能团的引入(或转化)方法

(1)引入或转化为碳碳双键的三种方法

①醇的消去反应引入 CH3CH2OH CH2==CH2↑＋H2O

②卤代烃的消去反应引入 CH3CH2Br＋NaOH CH2==CH2↑＋NaBr＋H2O

③炔烃与 H2、HX、X2的不

完全加成反应

CH≡CH＋H2CH2==CH2，CH≡CH＋Br2―→CHBr==CHBr

CH≡CH＋HCl CH2==CHCl

(2)引入卤素原子的三种方法

①烷烃、苯及其同系物与

卤素单质发生取代反应

CH3CH3＋Cl2HCl＋CH3CH2Cl(还有其他的卤代烃)

②不饱和烃与卤素单质、

卤化氢的加成反应

CH2==CHCH3＋Br2―→CH2Br—CHBrCH3

CH≡CH＋HCl CH2==CHCl

CH2==CHCH3＋HBr CH3—CHBrCH3

③醇与氢卤酸的取代反应 R—OH＋HX R—X＋H2O

(3)引入羟基的四种方法

①烯烃与水加成生成醇 CH2==CH2＋H2O CH3CH2—OH

②卤代烃的碱性水解成醇 CH3CH2—Br＋NaOH CH3CH2—OH＋NaBr

③醛或酮与氢气加成生成醇 CH3CHO＋H2CH3CH2—OH，CH3COCH3＋H2

④酯水解生成醇 CH3COOCH2CH3＋H2O CH3COOH＋CH3CH2OH

(4)引入醛基(或羰基)的方法

①醇的催化氧化 2RCH2OH＋O22RCHO＋2H2O

(5)引入羧基的四种方法

①醛被氧化成酸 2CH3CHO＋O22CH3COOH

②酯在酸性条件下水解 CH3COOCH2CH3＋H2O CH3COOH＋CH3CH2OH

③含侧链的芳香烃被强氧化

剂氧化

④醇被强氧化剂氧化 CH3CH2OH CH3COOH＋H2O

⑤ 羧酸盐酸化 CH3COONH4＋HCl―→CH3COOH＋NH4Cl

2、官能团的消除

(1)通过加成消除不饱和键的双键或三键

(2)通过加成或氧化等消除醛基(—CHO)

(3)通过消去、氧化、与氢卤酸取代或酯化反应等消除羟基(—OH)

(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子

3、官能团的保护：在引入一个新官能团或将某一官能团加以转换时，若反应会影响分子中原有的官能团，则应

对这一官能团进行保护。如：在含有碳碳双键的分子中，欲将羟基氧化时，应先把碳碳双键保护起来，以防

被破坏。为了保护其他官能团而人为引入的基团，称为保护基。保护基的选择应满足以下条件：①易于引入

且不影响分子中其他部位结构；②形成的保护基在后续反应中保持稳定；③在保持分子其他部位结构不被破

坏的情况下易于除去。有时在引入多官能团时，还需要选择恰当的顺序保护特定官能团

被保护的官能团被保护的官能团性质保护方法

酚羟基

易被氧气、臭氧、双氧

水、酸性高锰酸钾溶液氧

化

①用NaOH溶液先转化为酚钠，后酸化重新转化为酚：

②用碘甲烷先转化为苯甲醚，后用氢碘酸酸化重新转化为酚：

碳碳双键

易与卤素单质加成，易被

氧气、臭氧、双氧水、酸

性高锰酸钾溶液氧化

用氯化氢先通过加成转化为氯代物，后用 NaOH醇溶液通

过消去重新转化为碳碳双键

氨基

易被氧气、臭氧、双氧

水、酸性高锰酸钾溶液氧

化

先用盐酸转化为盐，后用 NaOH 溶液重新转化为氨基

醛基易被氧化

乙醇(或乙二醇)加成保护： ――――→

―――→

二、有机合成中碳骨架的构

1、使有机物碳链增长的反应

① 乙炔自身加成 2CH≡CH―→CH2==CH—C≡CH

② 卤代烃与 NaCN 的反应 CH3CH2Cl＋NaCN―→CH3CH2CN(丙腈)＋NaCl

CH3CH2CN CH3CH2COOH

③ 卤代烃与炔钠的反应 2CH3C≡CH＋2Na 2CH3C≡CNa＋H2

CH3C≡CNa＋CH3CH2Cl―→CH3C≡CCH2CH3＋NaCl

④卤代烃和钠反应 2R—Cl＋2Na―→R—R+2NaCl

⑤醛、酮与氢氰酸的加成反应 CH3CHO

⑥醛、酮与格氏试剂反应 CH3CHO CH2CH3

⑦羟醛缩合反应

⑧烯烃、炔烃加聚反应 nCH2==CH2

⑨苯环与卤代烃反应(傅克反应)+R—Cl +HCl

⑩苯环与酰卤反应

+ +HCl

⑪缩聚反应

＋(n－1)H2O

n+n+nH2O

2、使有机物碳链缩短的反应

① 脱羧反应 R—COONa＋NaOH R—H＋Na2CO3

② 氧化反应 R—CH==CH2RCOOH＋CO2↑

R1—CH==CH—R2R1CHO+R2CHO

③ 水解反应酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解

④烃的裂化或裂解反应 C16H34 C8H18＋C8H16；C8H18 C4H10＋C4H8

3、使有机物碳链的成环的反应

① 二烯烃成环反应(双烯合成)

② 羟基酸酸的酯化成环

＋H2O

③ 多元羧酸与多元醇的酯化成环

④氨基酸的成环

，

⑤二元羧酸与二氨基化合物成环

⑥形成环醚

4、使有机物碳链的开环的反应

① 环酯水解开环

② 环烯烃氧化开环

三、有机合成路线的设计答题思路

1、解决有机合成题的基本步骤

(1)要正确判断合成的有机物属于何种有机物，它带有什么官能团，它和哪些知识、信息有关，它所在的位置的

特点等

(2)根据现有原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标有机物解剖成若干片段，或寻找官能团的引入、

转换、保护方法，或设法将各片段(小分子化合物)拼接衍变，尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。

(3)将正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合，选择出最佳合成方案

2、常见的有机合成路线

(1)一元化合物合成路线

R—CH==CH2R—CH2—CH2X R—CH2—CH2OH R—CH2—CHO

R—CH2—COOH 酯

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