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第五节 有机合成
发 展 目 标 体 系 构 建
1.结合有机反应类型，认
识有机合成的关键是碳骨
架的构建和官能团的转
化，了解设计有机合成路
线的一般方法(正、逆两向
推导法)。培养“证据推理
与变化观念”的核心素
养。
2.体会有机合成在创造新
物质、提高人类生活质量
及促进社会发展方面的重
要贡献。培养“科学探究
与社会责任”的核心素
养。
一、有机合成的主要任务
1．构建碳骨架：包括碳链的增长、缩短与成环等
(1)碳链的增长
③羟醛缩合反应：含有αH的醛在一定条件下可发生加成反应，生成β羟基醛，进而发生
消去反应。
1(2)碳链的缩短
(3)碳链成环
共轭二烯烃(含有两个碳碳双键，且两个双键被一个单键隔开的烯烃，如1,3丁二烯)与含
碳碳双键的化合物在一定条件下发生第尔斯阿尔德反应(DielsAlder reaction)，得到环加成
产物，构建了环状碳骨架。
2．引入官能团
引入官能团的反应类型常见的有取代、加成、消去、氧化还原等。
(1)引入—OH生成醇的反应有
烯与HO加成，卤代烃水解，酯水解， 酮、醛与 H 加成等。
2 2
(2)引入 的反应有醇与卤代烃的消去反应等。
3．官能团的保护
含有多个官能团的有机物在进行反应时，非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官
能团保护起来，先将其转化为不受该反应影响的其他官能团，反应后再转化复原。如—OH保护
过程：
2二、有机合成路线的设计与实施
1．合成的设计方法
(1)从原料出发设计合成路线的方法步骤
基础原料通过有机反应形成一段碳链或连上一个官能团，合成第一个中间体；在此基础上，
利用中间体的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成出第二个中间体……经过多步反
应，最后得到具有特定结构和功能的目标化合物。
示例：乙烯合成乙酸的合成路线为
(2)从目标化合物出发逆合成分析法的基本思路
基本思路是在目标化合物的适当位置断开相应的化学键，目的是使得到的较小片段所对
应的中间体经过反应可以得到目标化合物；接下来继续断开中间体适当位置的化学键，使其可
以从更上一步的中间体反应得来；依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和合成路线。可以用
符号“ ”表示逆推过程，用箭头“→”表示每一步转化反应。
示例：乙烯合成乙二酸二乙酯的合成路线逆向合成图(用“ ”表示逆推过程)
可以得出正向合成路线图：
。
2．设计合成路线的基本原则
(1)步骤较少，副反应少，反应产率高；
(2)原料、溶剂和催化剂尽可能价廉易得、低毒；
(3)反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯；
(4)污染排放少；
(5)在进行有机合成时，要贯彻“绿色化学”理念等。
33．有机合成的发展史
(1)20世纪初，维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮，总产率仅有0.75%。十几年后，罗
宾逊仅用3步反应便完成合成，总产率达90%。
(2)20世纪中后期，伍德沃德与多位化学家合作，成功合成了奎宁、胆固醇、叶绿素、红霉
素、维生素B 等一系列结构复杂的天然产物。
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(3)科里提出了系统化的逆合成概念，开始利用计算机来辅助设计合成路线。
总之，有机合成的发展，使人们不仅能通过人工手段合成原本只能从生物体内分离、提取
的天然产物，还可以根据实际需要设计合成具有特定结构和性能的新物质。
1 ． 1,4 二 氧 六 环 ( ) 可 通 过 下 列 方 法 制 取 。 烃
A――→B―――――→C――――→1,4二氧六环，则该烃A为( )
A．乙炔 B．1丁烯
C．1,3丁二烯 D．乙烯
[答案] D
2．(1)以乙烯为原料合成乙炔的路线为
_______________________________________________________
______________________________________(注明条件和试剂)。
(2)以乙醇为原料合成乙二醇的路线为
_______________________________________________________
___________________________________(注明条件和试剂)。
有机合成的设计
41．以乙烯为基础原料，无机试剂自选，请设计制备乙酸乙酯的合成路线图(注明试剂与条
件)
2．已知： ，以乙醇为原料
无机试剂自选，设计合成1丁醇的路线图(注明试剂和条件)
1．有机合成的主要任务
(1)构建碳骨架
①增长碳链：a.卤代烃与NaCN取代。b.醛、酮与氢氰酸(HCN)加成。c.羟醛缩合反应等。
②缩短碳链：苯的同系物氧化、烯烃与炔烃的氧化与水解反应等。
③成环：共轭二烯烃与烯或炔的加成成环和成环酯或环醚等。
(2)官能团的转化(包括引入、消除)
官能团的转化引起的物质衍变关系如图
(3)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转变为—
5ONa保护起来，待氧化其他基团后再酸化将其转变为—OH。
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卤素单质、卤化氢等的加成反应
将其保护起来，待氧化其他基团后再利用消去反应将其转变为碳碳双键。
例如，已知烯烃中 在某些强氧化剂的作用下易发生断裂，因而在有机合成中
有时需要对其进行保护，过程可简单表示如下：
③醛基的保护
醛基可被弱氧化剂氧化，为避免在反应过程中受到影响，对其保护和恢复过程为
(4)通过某种化学途径增加官能团的个数
CHCHOH――→CH===CH――→Cl—CH—CH—Cl――→HOCH—CHOH。
3 2 2 2 2 2 2 2
(5)通过不同的反应，改变官能团的位置
2．有机合成的设计基本步骤
(1)正向设计图示
(2)逆向设计图示
3．常见有机物合成路线设计
6(1)一元合成路线：R—CH===CH――→卤代烃――――――→一元醇――→一元
2
醛――→一元羧酸―→酯。
(2)二元合成路线：CH===CH――→CHX—CHX――――――→CHOH—CHOH――→CHO—
2 2 2 2 2 2
CHO――→HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯。
(3)芳香族化合物合成路线
香豆素是广泛存在于植物中的一类芳香族化合物，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CHO，该芳香内酯A经如图所示步骤转变为
9 6 2
水杨酸和乙二酸。
已知：CHCH===CHCHCH―――――――→CHCOOH＋CHCHCOOH
3 2 3 3 3 2
请回答下列问题：
(1)A中官能团的名称为______________；化合物C的结构简式为____________________。
(2)写出A→B的化学方程式______________________________
_____________________________________________________。
(3)在上述转化过程中，步骤B→C的目的是______________。
(4)已知：RCHCH―――――→R—CH—CHBr，请设计合理方案由 合
2 2 2
成 (其他无机原料自选，用反应流程图表示，并注明反应条件)。
示例：原料――→……――→产物
7[答案] (1)碳碳双键、酯基
(2)
(3)保护酚羟基，使之不被氧化
逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。解答有机合成题时，首先要
正确判断合成的有机物属于哪一类有机物，带有何种官能团，然后结合学过的知识或题给信息
寻找官能团的引入、转化、保护或消去的方法，找出合成目标有机物的关键点。解答这类题时，
8常用的典型信息有
1结构信息——碳骨架、官能团等。
2组成信息——相对分子质量、组成基团、元素质量分数等。
3反应信息——官能团间的转化关系、结构的转化关系等。
1．根据如图所示合成路线，其中反应类型判断正确的有( )
A．A→B的反应属于加成反应
B．B→C的反应属于酯化反应
C．C→D的反应属于消去反应
D．D→E的反应属于加成反应
A [有机物A中含有碳碳双键，与氢气发生加成反应生成有机物B，A项正确；有机物B是
环醚，与氯化氢发生加成反应生成有机物C，B项错误；有机物C中含有羟基，与氯化氢发生取
代反应生成有机物D( )，C项错误；有机物D中的2个—Cl被2个—CN取
代生成有机物E，D项错误。]
2．(双选)在有机合成中，常需要消除或增加官能团，下列合成路线及相关产物不合理的
是( )
9BC [B项，由溴乙烷→乙醇，只需溴乙烷在碱性条件下水解即可，设计合成路线不合理；C
项，在合成过程中 发生消去反应所得产物不合理。]
3．软性隐形眼镜可由聚甲基丙烯酸羟乙酯制成超薄镜片，其中聚甲基丙烯酸羟乙酯的合
成路线如图所示：
试回答下列问题：
(1)A、E的结构简式分别为A____________________、E____________________。
(2)写出下列反应的反应类型：A→B______________，E→F__________。
(3)写出下列反应的化学方程式：
I→G____________________________________________。
C→D________________________________________________。
[解析](1)A 与溴化氢发生加成反应得到 B(CHBr)，则 A 为丙烯(CH===CHCH)，
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在氢氧化钠水溶液中发生取代反应得到C( )；C催化氧化得到
丙酮D(CHCOCH)；丙酮与HCN、HO及H＋等发生反应，最终得到E[(CH)C(OH)COOH]；E在浓硫
3 3 2 3 2
10酸、加热条件下发生消去反应得到F[CH===C(CH)COOH]。乙烯(CH===CH)与氯气发生加成反应
2 3 2 2
得到I，则I为1,2二氯乙烷(CHClCHCl)；1,2二氯乙烷在氢氧化钠水溶液中发生取代反应，得
2 2
到G，即乙二醇(CHOHCHOH)。F[CH===C(CH)COOH]与乙二醇(CHOHCHOH)发生酯化反应得到H(
2 2 2 3 2 2
)，H发生加聚反应得到目标产物。(2)A转化为B的反应为加成
反应；E转化为F的反应为消去反应。(3)I转化为G的反应的化学方程式为 CHClCHCl＋
2 2
2NaOH――→CHOHCHOH＋2NaCl；C 转化为 D 的反应的化学方程式为 2CHCH(OH)CH ＋
2 2 3 3
O――→2CHCOCH＋2HO。
2 3 3 2
[答案] (1)CH===CHCH (CH)C(OH)COOH (2)加成反应 消去反应 (3)CHClCHCl＋
2 3 3 2 2 2
2NaOH ――→ CHOHCHOH＋2NaCl 2CHCH(OH)CH＋O――→2CHCOCH＋2HO
2 2 3 3 2 3 3 2
4．1,4环己二醇是生产某些液晶材料和药物的原料，可通过以下路线合成：
请写出各步反应的化学方程式，并指出其反应类型
(提示：反应⑤利用了1,3环己二烯与Br 的1,4加成反应。)
2
①______________________________，________反应。
②______________________________，________反应。
③______________________________，________反应。
④______________________________，________反应。
⑤______________________________，________反应。
⑥______________________________，________反应。
⑦______________________________，________反应。
115．以甲苯为基础原料，无机试剂自选，设计合成苯甲酸苯甲酯的路线图(注明试剂与条
件)。
[答案]
1．有机化合物分子中能引入卤素原子的反应是( )
A．消去反应 B．酯化反应
C．水解反应 D．取代反应
D [消去反应主要是消去原子或原子团，形成双键或三键，A项错误；酯化反应是羧酸与
醇生成酯和水的反应，不可能引入卤素原子，B项错误；水解反应是与水反应，不可能引入卤素
原子，C项错误；烷烃或芳香烃的取代反应均可引入卤素原子，D项正确。]
2．下列反应可以使碳链缩短的是( )
A．乙酸与丙醇的酯化反应
B．用裂化石油为原料制取汽油
C．乙烯的聚合反应
D．苯甲醇氧化为苯甲酸
[答案] B
3．以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC—COOH)的过程中，要依次经过下列步骤中的 (
)
①与NaOH的水溶液共热 ②与NaOH的醇溶液共热 ③与浓硫酸共热到170 ℃ ④在催
化剂存在的情况下与氯气反应 ⑤在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热 ⑥与新制的Cu(OH)
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悬浊液共热后酸化
12A．①③④②⑥ B．①③④②⑤
C．②④①⑤⑥ D．②④①⑥⑤
C [采用逆向分析法可知：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。]
4．已知 ――――→R—CHO。
现有A、B、C、D、E、F六种有机物有如下转化关系，其中A的分子式为CHO。下列判断正确
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的是 ( )
A．有机物A结构可能有四种
B．反应①属于氧化反应
C．有机物B、D的最简式相同
D．有机物E是交警检测酒驾的重要物证
D [由 B 与新制 Cu(OH) 反应生成 C，再结合 A 的分子式可推知 B 为 CHCHO、C 为
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CHCOONa、D为CHCOOH、E为CHCHOH；由B的结构简式、题给已知反应，结合A的分子式CHO，
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可知A为 。有机物A只有一种结构，A错误；反应①为醛的还原反应，
B错误；CHCHO和CHCOOH的最简式不同，C错误；检测酒驾就是检测CHCHOH的含量，D正确。]
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5．1,4二氧杂环己烷(又称1,4二氧六环或1,4二口恶烷， )是一种常用的溶剂，在医
药、化妆品、香料等精细化学品的生产中有广泛应用。请以乙烯为基础原料，设计它的合成路线
(注明试剂和条件)
[解析] 可利用逆合成分析法：
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