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第3课时重要有机物之间的相互转化学习目标定位1.熟知烃和烃的衍生物之间的相互转化关系。2.掌握构建目标分子骨架，官能团引入、转化或消除的方法。3.学会有机合成的分析方法，知道常见的合成路线。一、有机物之间的转化关系1写出下列转化关系中涉及的有标号的反应的化学方程式。CH2=CH2H2O CH3CH2OH；2CH3CH2OH O2 2CH3CHO2H2O；2CH3CHO O2 2CH3COOH；C2H5OHHBr CH3CH2Br H2O；CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O；CH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O。2试用化学方程式表示用乙醇合成乙二醇的过程，并说明反应类型。(1)CH3CH2OH CH2=CH2H2O，消去反应；(2)CH2=CH2Cl2，加成反应；(3) 2NaOH2NaCl，水解反应(或取代反应)。3烃和烃的衍生物转化关系如图所示若以CH3CH2OH为原料合成乙二酸HOOCCOOH依次发生的反应类型是消去、加成、水解(或取代)、氧化、氧化。1.有机物的转化实际是官能团的引入或转化(1)引入或转化为碳碳双键的三种方法：卤代烃的消去反应，醇的消去反应，炔烃与氢气的不完全加成反应。(2)引入卤素原子的三种方法：不饱和烃与卤素单质(或卤化氢)的加成反应，烷烃、苯及其同系物发生的取代反应，醇与氢卤酸的取代反应。(3)在有机物中引入羟基的三种方法：卤代烃的水解反应，醛、酮与H2的加成反应，酯的水解反应。(4)在有机物中引入醛基的两种方法：醇的氧化反应，烯烃的氧化反应。2从有机物分子中消除官能团(1)消除不饱和碳碳双键或碳碳叁键，可通过加成反应。(2)经过酯化、氧化、与氢卤酸取代、消去等反应，都可以消除OH。(3)通过加成、氧化反应可消除CHO。(4)通过水解反应可消除酯基。例1(2017扬大附中高二期中)已知气态烃A的密度是相同状况下氢气密度的14倍，有机物AE能发生下图所示一系列变化，则下列说法错误的是()AA分子中所有原子均在同一平面内BC4H8O2含酯基的同分异构体有4种CC的水溶液又称福尔马林，具有杀菌、防腐性能D等物质的量的B、D与足量钠反应生成气体的量相等答案C解析依题意可得气态烃A的相对分子质量为28，即A为乙烯，由连续催化氧化可知，B为乙醇，C为乙醛，D为乙酸，E为乙酸乙酯。乙烯为平面结构，所以所有原子在同一平面内，则A项正确；分子式为C4H8O2且含酯基的同分异构体有4种，即HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH3、CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3，B项正确；C为乙醛，其水溶液不是福尔马林，甲醛的水溶液是福尔马林，C项错误；金属钠能与醇羟基反应放出氢气，也能与羧基反应放出氢气，而乙醇和乙酸中都只有一个活泼氢原子，因此等物质的量的乙醇和乙酸与足量钠反应生成气体的量是相等的，D项正确。【考点】有机合成中的碳链变化和官能团衍变【题点】常见官能团引入或转化的方法例2已知溴乙烷与氰化钠反应后再水解可以得到丙酸：CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH产物分子比原化合物分子多了一个碳原子，增长了碳链。请根据以下框图回答问题。图中F分子中含有8个碳原子组成的环状结构。(1)反应中属于取代反应的是_(填序号)。(2)写出下列物质结构简式：E_，F_。【考点】有机合成中的碳链变化和官能团衍变【题点】有机合成中常见的碳链变化答案(1)(2) 或解析本题主要考查了有机物转化过程中碳链的延长和碳环的生成，延长碳链的方法是先引入CN，再进行水解；碳环的生成是利用酯化反应。A是丙烯，从参加反应的物质来看，反应是加成反应，生成的B是1,2二溴丙烷；反应是卤代烃的水解反应，生成的D是1,2丙二醇；结合题给信息可以确定反应是用CN 代替B中的Br，B中有两个Br，都应该被取代了，生成的C再经过水解，生成的E是2甲基丁二酸。二、有机合成1请设计合理方案：以CH2=CH2为原料，合成答案CH2=CH2 CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH。2有以下一系列反应，如图所示，最终产物为草酸()。ABCDEF已知B的相对分子质量比A的大79。试回答下列问题：(1)写出下列有机物的结构简式。A_；B_；C_；D_；E_；F_。(2)BC的反应类型是_。(3)EF的化学方程式是_。(4)E与乙二酸发生酯化反应生成环状化合物的化学方程式是_。答案(1)CH3CH3CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br(2)消去反应(3) (4) 解析结合反应条件可逆推知，A，碳的骨架未变，AF均含2个C。由M(B)M(A)79知，A中一个H被一个Br取代，A为乙烷。结合反应条件及有机物转化规律逆推得转化过程为CH3CH2BrCH2=CH2。 有机合成分析方法(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，逐步推向合成目标有机物，其合成示意图为(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。例3由CH3CH=CH2合成CH2(OOCCH3)CH(OOCCH3)CH2(OOCCH3)时，需要经过的反应()A加成取代取代取代B取代加成取代取代C取代取代加成取代D取代取代取代加成【考点】逆合成分析法【题点】逆合成分析法答案B解析考查有机物的合成，一般采用逆推法。根据有机物的结构简式可知，化合物是由丙三醇和乙酸通过酯化反应生成的；要生成丙三醇，需要利用1,2,3三氯丙烷通过水解反应生成；生成1,2,3三氯丙烷需要利用CH2ClCH=CH2和氯气通过加成反应生成；丙烯通过取代反应即生成CH2ClCH=CH2，所以答案选B。例4(2018徐州高二期末)有A、B、C、D、E、F六种有机化合物，存在下图所示转化关系：已知：A是相对分子质量为28的烃。在加热条件下，B可与NaOH溶液反应，向反应后所得混合液中加入过量的稀硝酸。再加入AgNO3溶液，生成淡黄色沉淀。(1)由A生成B的反应类型为_。(2)B与NaOH溶液反应的化学方程式为_。(3)D的结构简式为_。(4)下列物质中与E互为同分异构体的是_。aCH3CHObHCOOCH3cCH3OCH3(5)C、D、E、F五种物质中，难溶于水的是_(填字母)。(6)反应的化学方程式为_。答案(1)加成反应(2)CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr(3)CH3CHO(4)b(5)F(6)2CH3CHOO22CH3COOH解析(1)A的分子式为C2H4，为乙烯，依据题意，B为CH3CH2Br，A与HBr发生加成反应生成B。(2)CH3CH2Br发生水解反应生成CH3CH2OH, C和D可以相互转化，则D为CH3CHO。(4)C、E与F都能相互转化，则E为CH3COOH，F为CH3COOCH2CH3，CH3CHO发生催化氧化生成CH3COOH，HCOOCH3与CH3COOH互为同分异构体。(5)CH3COOCH2CH3不溶于水。【考点】有机合成中的碳链变化和官能团衍变【题点】有机合成中常见的碳链变化常见的有机合成路线(1)一元合成路线：RCH=CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路线：CH2=CH2CH2XCH2XCH2OHCH2OHHOOCCOOH链酯、环酯、聚酯(3)芳香化合物合成路线： 芳香酯1由石油裂解产物乙烯制取HOCH2COOH，需要经历的反应类型有()A氧化氧化取代水解B加成水解氧化氧化C氧化取代氧化水解D水解氧化氧化取代答案A解析由乙烯CH2=CH2合成HOCH2COOH的步骤：2CH2=CH2O22CH3CHO,2CH3CHOO22CH3COOH，CH3COOHCl2ClCH2COOHHCl，ClCH2COOHH2OHOCH2COOHHCl，故反应类型：氧化氧化取代水解。【考点】有机合成思想【题点】有机合成任务和过程选择2以溴乙烷为原料制备乙二醇，下列方案最合理的是()ACH3CH2BrCH3CH2OHCH2=CH2CH2BrCH2Br乙二醇BCH3CH2BrCH2BrCH2Br乙二醇CCH3CH2BrCH2=CH2CH3CH2BrCH2BrCH2Br乙二醇DCH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br乙二醇【考点】有机合成【题点】合成方案的优化选择答案D解析题干中强调的是最合理的方案，A项与D项相比，步骤多一步，且在乙醇发生消去反应时，容易发生分子间脱水、氧化反应等副反应；B项步骤最少，但取代反应不会停留在“CH2BrCH2Br”阶段，副产物多，分离困难，浪费原料；C项比D项多一步取代反应，显然不合理；D项相对步骤少，操作简单，副产物少，较合理。3烯烃在一定条件下发生氧化反应时C=C键发生断裂，RCH=CHR，可以氧化成RCHO和RCHO，在该条件下烯烃分别被氧化后产物可能有CH3CHO的是()A(CH3)2C=CH(CH2)2CH3BCH2=CH(CH2)2CH3CCH3CH=CHCH=CH2DCH3CH2CH=CHCH2CH3【考点】有机合成中的碳链变化和官能团衍变【题点】有机合成中常见碳链的转化答案C解析烯烃在一定条件下发生氧化反应时C=C键发生断裂，RCH=CHR，可以氧化成RCHO和RCHO，可知要氧化生成CH3CHO，则原烯烃的结构应含有CH3CH=，CH3CH=CHCH=CH2结构中含CH3CH=，所以氧化后能得到CH3CHO。4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 在催化剂存在的情况下与氯气反应在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热 与新制的Cu(OH)2悬浊液共热A BC D【考点】逆合成分析法【题点】逆合成分析法答案C解析采取逆向分析可知，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。5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_。(2)反应的化学方程式为_，其反应类型为_。(3)反应的反应类型为_。(4)C的结构简式为_。(5)反应的化学方程式为_。【考点】逆合成分析法【题点】逆合成分析法答案(1)CH2=CHCH3(2)CH2=CH2H2OCH3CH2OH加成反应(3)取代反应(或水解反应)(4)HOOCCOOH(5)2CH3CH2OHHOOCCOOHCH3CH2OOCCOOCH2CH32H2O解析根据流程图可知，A为乙烯，乙烯与H2O加成生成乙醇，乙醇与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H的取代反应生成CH2=CHCH2Cl。(1)根据上述分析，B为丙烯，结构简式为CH2=CHCH3。(2)反应为乙烯与水发生加成反应生成乙醇，反应的化学方程式为CH2=CH2H2OCH3CH2OH，反应类型为加成反应。(3)反应是卤代烃在NaOH水溶液中发生取代反应生成醇，则反应类型为取代反应(或水解反应)。(4)根据上述分析，C为乙二酸，则C的结构简式为HOOCCOOH。(5)反应是乙醇与乙二酸发生酯化反应生成酯和水，反应的化学方程式为2CH3CH2OHHOOCCOOHCH3CH2OOCCOOCH2CH32H2O。对点训练题组一有机官能团的引入和消除1有机化合物分子中能引进卤素原子的反应是()A消去反应 B酯化反应C水解反应 D取代反应【考点】有机合成中的碳链变化和官能团衍变【题点】常见官能团引入或转化的方法答案D解析引进卤素原子只能通过加成反应或取代反应。2在有机合成中，常会将官能团消除或增加，下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是()A乙烯乙二醇：B溴乙烷乙醇：CH3CH2BrCH2=CH2CH3CH2OHC1溴丁烷1丁炔：CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH=CH2CH3CH2CCHD乙烯乙炔：CH2=CH2CHCH【考点】有机合成中的碳链变化和官能团衍变【题点】常见官能团引入或转化的方法答案B解析B项，由溴乙烷乙醇，只需溴乙烷在碱性条件下水解即可，路线不合理，且由溴乙烷乙烯为消去反应。3有机物可经过多步反应转变为，其各步反应的类型是()A加成消去脱水 B消去加成消去C加成消去加成 D取代消去加成答案B解析【考点】有机合成中的碳链变化和官能团衍变【题点】常见官能团引入或转化的方法题组二有机反应类型的判断4下列属于取代反应的是()CH3CH=CH2Br2CH3CHBrCH2BrCH3CH2OH3O22CO23H2OCH3COOHCH3CH2OHCH3COOCH2CH3H2OC6H6HNO3C6H5NO2H2OA BC D【考点】有机反应类型的判断【题点】有机反应类型的判断答案B解析为丙烯与溴单质的加成反应，为乙醇的燃烧，为氧化反应，为酯化反应，属于取代反应，为苯的硝化反应，属于取代反应，B项正确。5下列各组中两个变化所发生的反应，属于同一类型的是()由乙醇制乙醛、由溴乙烷制乙烯乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色、苯酚使溴水褪色由乙烯制聚乙烯、由异戊二烯制聚异戊二烯由油脂制肥皂、由淀粉制葡萄糖A只有 B. 只有C只有 D只有【考点】有机反应类型的判断【题点】有机反应类型的判断答案B解析中分别是氧化反应、消去反应；中分别是加成反应、取代反应；中都是加聚反应；中都是取代反应。6有下述有机反应类型：消去反应，水解反应，加聚反应，加成反应，还原反应，氧化反应。以丙醛为原料制取1,2丙二醇，所需进行的反应类型依次是()A BC D【考点】有机反应类型的判断【题点】有机反应类型的判断答案B解析合成过程为CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH=CH2题组三有机合成路线的设计与选择7(2017徐州三中高二期中)1,4二氧六环是一种常见的有机溶剂，它可以通过下列合成路线制得，则烃A可能是()A1丁烯 B1,3丁二烯C乙炔 D乙烯答案D解析1,4二氧六环是由乙二醇发生分子间脱水形成的环醚，则C为乙二醇，B为1,2二溴乙烷，A为乙烯，D项正确。【考点】逆合成分析法【题点】逆合成分析法8以乙醇为原料，用下述6种类型的反应：氧化；消去；加成；酯化；水解；加聚，来合成乙二酸乙二酯()的正确顺序是()A BC D【考点】有机合成路线的设计【题点】有机合成路线设计思路答案C解析首先乙醇通过消去反应生成乙烯，然后乙烯与溴加成生成1,2二溴乙烷，1,2二溴乙烷水解得到乙二醇，乙二醇进一步氧化成乙二酸，最后乙二酸和前面制得的乙二醇发生酯化反应得到乙二酸乙二酯。题组四逆向合成法的应用9某有机化合物甲经氧化得乙(分子式为C2H3O2Cl)，而甲经水解可得丙，1 mol丙和2 mol乙反应得一种含氯的酯(C6H8O4Cl2)。由此推断甲的结构简式为()AClCH2CH2OH BHCOOCH2ClCClCH2CHO DHOCH2CH2OH【考点】逆合成分析法【题点】逆合成分析法答案A解析运用逆向分析法：由1 mol丙和2 mol乙反应得一种含氯的酯(C6H8O4Cl2)可知，丙为二元醇，乙为一元酸。丙由甲水解而来，则甲本身含有一个羟基，也与甲经氧化得乙相吻合；又因乙中含有两个碳原子，故甲为ClCH2CH2OH。10以环己醇为原料有如下合成路线：BC，则下列说法正确的是()A反应的反应条件是：NaOH溶液、加热B反应的反应类型是取代反应C环己醇属于芳香醇D反应中需加入溴水【考点】逆合成分析法【题点】逆合成分析法答案D解析此题可以应用逆推法。由产物的结构和反应的条件知C应为二元卤代烃；则反应应该是醇的消去反应，反应条件为浓硫酸、加热；反应应该是烯烃的加成反应，故D正确；环己醇中不含苯环，不属于芳香醇。11(双选)有如下合成路线，甲经两步转化为丙，下列叙述不正确的是()A丙中可能含有未反应的甲，可用溴水检验是否含甲B反应(1)的无机试剂是液溴，铁作催化剂C甲和丙均可与酸性KMnO4溶液发生反应D反应(2)反应属于加成反应【考点】逆合成分析法【题点】综合比较法答案BD解析甲与溴水发生加成反应，两个不饱和的碳原子上均增加一个溴原子，形成乙，乙发生水解反应，两个Br原子被OH取代形成丙。A项，丙中可能含有未反应的甲，由于甲中含有碳碳双键，可以与溴发生加成反应使溴水褪色，因此可用溴水检验是否含甲，正确；B项，反应(1)的无机试剂是溴水，若是液溴，铁作催化剂，则发生的是苯环上的取代反应，错误；C项，甲含有碳碳双键，丙含有醇羟基，二者均可与酸性KMnO4溶液发生反应，正确；D项，反应(2)是卤代烃的水解反应，水解反应属于取代反应，错误。12由E()转化为对甲基苯乙炔() 的一条合成路线如下：(G为相对分子质量为118的烃)下列说法不正确的是()AG的结构简式：B第步的反应条件是NaOH的水溶液，加热C第步的反应类型是还原反应DE能发生银镜反应【考点】逆合成分析法【题点】综合比较法答案B解析根据E和对甲基苯乙炔的结构简式可知，由E合成对甲基苯乙炔的过程实际上就是由CH2CHO转化成CH=CH2，最终转化成CCH的过程。具体合成路线为第步的反应条件应是NaOH的醇溶液，加热，B项错误；第步E与氢气加成，属于还原反应，C项正确；E结构中含有醛基，能发生银镜反应，D项正确。综合强化13(2018徐州高二期末)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得：乙酰水杨酸 对乙酰氨基酚 贝诺酯(1)乙酰水杨酸的分子式为_。(2)1 mol乙酰水杨酸最多与_ mol 氢氧化钠反应。(3)对乙酰氨基酚在空气易变质，原因是_。(4)用浓溴水区别对乙酰氨基酚和贝诺酯，方案是否可行_(填“可行”或“不可行”)。(5)实验室可通过两步反应，实现由乙酰水杨酸制备水杨酸()，请写出两步反应中依次加入的试剂是_、_。答案(1)C9H8O4(2)3(3)对乙酰氨基酚分子中含酚羟基，酚羟基在空气中易被氧化(4)可行(5)NaOH溶液盐酸(或硫酸，硝酸不给分)解析(2)1 mol酚酯需要2 mol NaOH,1 mol羧基需要1 mol NaOH。(3)酚羟基容易被空气氧化。(4)酚类遇到过量的浓溴水产生沉淀。(5)乙酰水杨酸加入NaOH溶液生成，再加入盐酸生成。【考点】含氧衍生物的综合【题点】含氧衍生物之间的相互转化14(2018南通、泰州高二期末)化合物E是一种合成高血压药物的中间体，其合成路线流程图如下：(1) 中所含官能团名称为_和_。(2)苯环上的硝基对新引入基团的位置会产生一定的影响，如： (产物中，间二硝基苯占93%)苯经两步反应制得A，第一步反应的条件为_。(3)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体X的结构简式：_。含有两个苯环，分子中有6种不同化学环境的氢；既能与盐酸反应，又能与NaHCO3溶液反应。(4)合成E时，还可能生成一种与E互为同分异构体的副产物Y，Y的结构简式为_。(5)常温下，苯酚在Br2的CCl4溶液中发生取代反应，得到一溴代物。请写出以苯酚、CCl4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。答案(1)碘原子醚键(2)FeBr3(3)(4)(5)解析(2)若先发生硝化反应，则主要生成间二硝基苯，所以应先发生溴代反应，生成溴苯，溴苯再与HNO3发生硝化反应得到产物。(3)信息说明该同分异构体中存在NH2和COOH，考虑两个苯环充分对称结构，则多余1个氧原子连接两个苯环，形成醚键，进而得到结构为。(4)分析D和E的结构，如果“1”处断键，D与生成E物质，如“2”处断键，则生成副产物Y，可知Y为。(5)将产物结构简式整理为，以苯酚为原料，苯酚与H2发生加成反应生成，所以关键是由苯酚得到，流程中AB的信息是将两个苯环连接的方法，所以必须先将苯环在Br2的CCl4溶液中发生取代反应，得到，两分子在Cu的作用下生成，与发生取代反应生成产物。【考点】有机合成中的碳链变化和官能团衍变【题点】常见官能团引入或转化的方法15乙基香草醛()是食品添加剂的增香原料，其香味比香草醛更加浓郁。(1)写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称_、_。(2)乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸，A可发生如图所示变化。 CrO3/H2SO4 提示：a.RCH2OHRCHO；b与苯环直接相连的碳原子上有氢原子时，该有机物才可被酸性KMnO4溶液氧化为羧酸。AC的反应属于_(填反应类型)。写出A的结构简式_。(3)乙基香草醛的另一种同分异构体D()是一种医药中间体。请设计合理方案用茴香醛()合成D(其他原料自选，用反应流程图表示，并注明必要的反应条件)。例如：【考点】有机合成的综合【题点】有机合成与推断的综合考查答案(1)醛基、酚羟基、醚键(任填两种)(2)取代反应(3) 解析(1)由题给乙基香草醛的结构简式可知，其分子中含氧官能团有醛基、酚羟基、醚键。(2)由题意知，A是一种有机酸，所以A分子中含有一个羧基，关键是判断另外一个含氧官能团。由题给提示b，再结合题给转化关系可知，A中苯环中只有一个侧链；由提示a和转化关系AB可得出，A分子中含有一个醇羟基，再结合醇被氧化的规律，要想得到醛，羟基必须在端点碳原子上，可知A分子中含有CH2OH，结合其分子式可以确定，A的结构简式是。由转化关系AC和A、C分子式的差别可知，A生成C的过程中，碳碳键没有变化，只是OH被Br取代，则AC的反应类型是取代反应。(3)解答有机合成题时，一般是先观察原料分子与目标分子的官能团差别，再考虑需要利用哪些反应引入官能团。比较茴香醛()和D()的结构差别可知，茴香醛中的醛基(CHO)经过一系列反应后转化生成了COOCH3。茴香醛中的CHO可以被酸性KMnO4溶液氧化成COOH，与CH3OH发生酯化反应即可得到D()。
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