第十二单元 有机化学基础（5） 授课人：董 啸

十二、有机合成和推断 1、有机合成的过程 （1）有机合成定义： 有机合成是利用简单、易得的原料，通过有机化学反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。 （2）有机合成的思路： 有机合成的思路是通过有机反应构建目标分子的骨架，并引入或转化所需的官能团。

（3）有机合成过程： 有机合成的过程：利用基础原料和必要的辅料合成中间体，然后利用中间体和必要的辅料合成第二个中间体，……，经过多步反应得到符合要求的碳原子数目和官能团的目标化合物。

（4）有机合成的方法 Ⅰ、有机合成常用的反应： ①引入双键的方法：卤代烃的消去反应、醇的消去反应、炔烃的加成反应。 ②引入卤素原子的方法：烷烃与卤素单质的取代反应、苯的同系物与卤素单质的取代反应、醇与卤化氢取代反应、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应、炔烃与卤素单质或卤化氢的加成反应。

③引入羟基的方法：烯烃与水加成反应、醛与氢气加成反应、卤代烃水解反应、酯水解反应。 ④增加碳原子：酯化反应、取代反应 ⑤成环的方法：酯化反应、消去反应、加成反应

⑥使一个卤素原子变为两个的方法：先消去反应，再与卤素单质加成反应。 ⑦使一个羟基变为两个的方法：先消去反应，再与卤素单质加成反应，然后再水解反应。

Ⅱ、有机合成中常见官能团的保护： ①酚羟基的保护： 因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa(或—OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。

Ⅱ、有机合成中常见官能团的保护： ②碳碳双键的保护： 碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。

Ⅱ、有机合成中常见官能团的保护： ③氨基(—NH2)的保护： 在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中，应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。

Ⅲ、官能团的消去： ①通过加成反应消除不饱和键。 ②通过消去反应、氧化反应或酯化反应消除羟基(—OH)。 ③通过加成反应或氧化反应消除醛基(—CHO)。 ④通过消去反应或水解反应消除卤素原子。

Ⅳ、官能团的转化： ①碳碳双键和水加成反应变成醇羟基。 ②醇羟基可以通过氧化反应变成醛基，进一步氧化变成羧基。 ③醛基与氢气加成反应变成醇羟基。 ④卤素原子通过水解反应变成羟基，通过消去反应变成碳碳双键。

【小贴士】 1、利用反应条件判断反应类型 光照：饱和碳原子上的氢原子取代反应，通常是链烃或芳香烃侧链上发生的取代反应。 Fe3+催化剂：苯环上的取代反应。 Ni，H2：不饱和碳原子与氢气的加成反应。

NaOH溶液、加热：卤代烃水解或酯水解。 Cu或Ag、O2：醇的氧化反应。 浓硫酸、加热：酯化反应、醇消去反应、分子间脱水反应等产生水的反应。

2、几种特殊反应的要求： ①卤素单质与某些有机物，发生取代反应时，要求卤素单质必须是纯物质，和碳碳双键发生加成反应时，卤素单质可以是溶液。 ②卤代烃或醇发生消去反应时，官能团所在碳原子的相邻碳原子上必须有氢原子。

③加成反应：加成反应发生在不饱和碳原子上。 ④醇氧化反应：醇氧化反应的实质是在羟基和碳原子上各去掉一个氢原子，所以羟基所在碳原子上必须有氢原子，-CH2OH氧化生成醛，-CHOH氧化生成酮，其它醇不能氧化。 ⑤醛的氧化反应：醛和银氨溶液或新制的氢氧化铜的氧化反应必须在碱性环境下反应。

3、元素成键规律： 成一个键的是H， 成两个键的是O， 成三个键的是N， 成四个键的是C。

4、氢原子个数改变规律： 引入一个卤素原子减少一个H原子，引入一个O原子H原子数不变，引入一个N原子增加一个H原子，引入一个C原子增加两个H原子。

5、不饱和度 一个碳碳叁键是两个不饱和度； 一个环是一个不饱和度； 一个苯环是四个不饱和度。 不饱和度是指有机物与同碳数的烷烃氢原子数比较的一个指标。不饱和度通常用于复杂有机物中氢原子数的计算，不饱和度越大，氢原子数越少。 一个碳碳双键是一个不饱和度； 一个碳碳叁键是两个不饱和度； 一个环是一个不饱和度； 一个苯环是四个不饱和度。

正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物。 2、有机合成的分析方法 （1）正合成分析法： 正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物。

（2）逆合成分析法： 逆向合成分析法是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，而这个中间体，又可以由再上一步的中间体得到，依次类推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。

3、有机合成题的做法 ①分析题目要求：分析要合成的物质的结构特征，结合题给信息，选择基础原料。 ②寻找合成路线：通过分析（正向、逆向思维）确定合成路线：合成路线由哪些基本反应完成，目标分子中官能团引入方法。 ③写出化学方程：理顺关系，确定合成路线后，可以从基础原料开始，逐步写出化学反应的方程式。 【归纳】解题思路：分析题目要求，寻找合成路线，写出化学方程。

4、有机推断题的解法 ①分析已知条件：从中获得题目的相关信息，特别是信息迁移。 ②理解题目要求：通过审题理解题目要求分析哪些物质的结构，写出哪些物质的化学反应方程式。 ③理清反应路径：根据题目所提供的合成路线，理清思路，理解物质之间的关系。 ④顺藤摸瓜解题：按照题目要求，结合分析的结论，逐步解决问题。

写有机化学方程式的方法： 前后比较看变化， 照猫画虎写方程。

【学法指导】 ＊ “三招”突破有机推断与合成 ①确定官能团的变化 有机合成题目一般会给出产物、反应物或某些中间产物的结构等，在解题过程中应抓住这些信息，对比物质转化中官能团的种类变化、位置变化等，掌握其反应实质。

②掌握两条经典合成路线 a.一元合成路线： RCH=CH2→一卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 b.二元合成路线： RCH=CH2→二卤代烃→二元醇→二元醛→二元羧酸→酯(链酯、环酯、聚酯)(R代表烃基或H)。 c.一元变二元： 利用卤代烃的水解反应和消去反应，可以将一元官能团变成二元官能团。

按照题目要求的方式将分析结果表达出来，力求避免书写官能团名称时出现错别字、书写物质结构简式时出现碳原子成键数目不为4等情况，确保答题正确。 ③按要求、规范表述有关问题 按照题目要求的方式将分析结果表达出来，力求避免书写官能团名称时出现错别字、书写物质结构简式时出现碳原子成键数目不为4等情况，确保答题正确。

5、合成高分子化合物的基本方法 （1）聚合反应 ①定义：由相对分子质量小的化合物的分子，结合成相对分子质量大的化合物分子的反应叫做聚合反应。 ②分类：聚合反应分为加成聚合反应和缩合聚合反应。

（2）高分子化合物： ①定义： 相对分子质量较大的化合物，称为高分子化合物，简称高分子。由于高分子化合物大部分是由小分子通过聚合反应制得，所以也称为聚合物和高聚物。 ②单体： 能合成高分子化合物的小分子化合物叫做单体。如聚乙烯的单体是CH2=CH2。

③链节：高分子化合物中重复出现的结构单元叫做链节，如聚乙烯的链节是－CH2—CH2—。 ④聚合度：高分子化合物中链节的个数叫做聚合度，用n表示。n值越大，相对分子质量越大。 ⑤聚合物的平均相对分子质量=链节的相对质量×n（聚合度） 【说明】常见的一些高分子材料是由许多n值不同的高分子混合而成的，因而高分子化合物通常是混合物。

（3）加聚反应 ①定义： 由许多小分子通过加成反应变成一个有机高分子化合物，既属于加成反应又属于聚合反应，叫做加成聚合反应，简称加聚反应。 ②类型： a.乙烯加聚型： b.1，3-丁二烯加聚型： c.乙炔型：nCH≡CH→—[CH=CH]n—

③特点： a.单体必须是含有双键、参键等不饱和键的化合物；例如：烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。 b.发生加聚反应的过程中，没有副产物产生，聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。

（4）缩聚反应： ①定义： 在生成聚合物的同时，还伴有小分子副产物（如H2O等）的生成，这类聚合反应称之为“缩聚反应”。 缩聚反应大多数是通过取代反应进行的聚合反应。 ②缩聚反应的类型： 缩聚反应主要是利用酯化反应和氨基酸脱水缩合形成多肽的方式进行。

a.一种多官能团化合物聚合： b.两种二元官能团化合物聚合：

③特点： a.缩聚反应的单体往往是具有双官能团（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等）或多官能团的小分子； b.缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物（如H2O、NH3、HCl等）生成； c.所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同； d.缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。 （加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示）

若链节上都是碳原子之间以单键或双键结合，一般是加聚反应的产物；若链节上含有其它原子，则一般是缩聚反应的产物。 （5）高分子化合物的单体判断： ①判断高分子的聚合反应类型： 若链节上都是碳原子之间以单键或双键结合，一般是加聚反应的产物；若链节上含有其它原子，则一般是缩聚反应的产物。

②判断高分子单体的方法 a.加聚型高分子单体的判断方法 第一种情况：若高分子为加聚反应的产物，且链节上的碳原子都是以单键结合，则每两个碳原子为一个单元与其它原子断开，并在中间恢复双键。 单体是：CH2=CHCl、C6H5－CH=CH2、CH3－CH=CH－CH3

②判断高分子单体的方法 a.加聚型高分子单体的判断方法 第二种情况：若高分子为加聚反应的产物，且链节上含有碳碳双键，则单体中可能有含叁键或两个双键的物质，此时应以双键为核心进行推断。 ⅰ、如果链节上除两个双键碳原子之外，其它碳原子刚好可以以每两个碳原子为单位写出单体，则两个双键碳原子之间恢复叁键，其它碳原子之间恢复双键。

ⅱ、 如果链节上除两个双键碳原子之外，其它碳原子不能以每两个碳原子为单位写出单体，则以双键碳原子为核心的四个为一个整体，恢复两个双键（即二烯烃），其它每两个碳原子之间恢复一个双键。 说明：有些高聚物是通过“开环”聚合的，这类反应也属加聚，判断单体是应灵活处理。

b. 缩聚型高分子单体的判断方法 若高分子为缩聚反应的产物，则可以根据成键情况判断缩聚反应是通过什么方式、脱去何种小分子发生的。 　 若高分子为缩聚反应的产物，则可以根据成键情况判断缩聚反应是通过什么方式、脱去何种小分子发生的。 缩聚反应主要是利用酯化反应和氨基酸脱水缩合形成多肽的方式进行。 第一种情况： 若单体为一种多官能团化合物，则只需要将中括号和n去掉即可。

第二种情况：若单体是两种二元官能团化合物， 如果高分子链节中间出现酯基，则将其中的酯基断开，变成羧基或羟基即可；如果高分子链节中间出现肽键，则将其中的肽键断开，变成羧基或氨基即可。 书写单体的方法是切割法：键从那里形成，就从那里断开；成键时脱什么，写单体就加什么。 【说明】在推高分子单体时，主要通过改变高分子的主链来完成，链节上的支链不发生变化。所以，在写单体结构时一定不要改变支链的结构和位置。

【活学活用】 你能看出下列聚合物是由什么单体缩聚而成呢？仔细想想，判断缩聚物单体的方法是什么？

【探究高考】 ＊