四川成都2017高中化學(xué)烴的含氧衍生物有機(jī)合成導(dǎo)學(xué)案

1、第三章 炫的含氧衍生物 第四節(jié) 有機(jī)合成【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)回憶，歸納煌的衍生物之間的關(guān)系，能列舉碳鏈增長(zhǎng)和引入各類(lèi)官能團(tuán)的 化學(xué)反應(yīng)，并能寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式。2 .通過(guò)閱讀和討論，了解合成路線設(shè)計(jì)的一般思路；知道合成關(guān)鍵為構(gòu)建碳骨架和引入所需官能團(tuán)。3 .理解有機(jī)合成遵循的基本規(guī)律 ，初步學(xué)會(huì)使用逆向合成法合理設(shè)計(jì)有機(jī)合成的路線。4 .了解有機(jī)合成對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活的影響?！緦W(xué)習(xí)重、難點(diǎn)】 有機(jī)合成試題的特點(diǎn)、解題方法和思路【學(xué)習(xí)過(guò)程】舊知再現(xiàn)：根據(jù)常見(jiàn)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式：雨匕(1)(2)(3)(4)高聚酯：一元竣酸與一元醇之間的酯化反應(yīng)：一元竣酸與多元醇之間的酯化反應(yīng)：

2、多元竣酸與一元醇之間的酯化反應(yīng)：多元竣酸與多元醇之間的酯化反應(yīng)：此時(shí)反應(yīng)有三種情形，可得普通酯、環(huán)酯和(5)羥基自身的酯化反應(yīng)：此時(shí)反應(yīng)有三種情形，可得到普通酯、環(huán)酯和高聚酯:CU.iC(X)H + H(心H2'”自'3cHsc(X邑H + H式)答案：(1)(2)2cH 式Wil + ICHiOH(3)COOHAC( XK.2HS+ 2比。C(KK'a HS(4)INUI II H*( JH 活里限 HOOCCOOCH 2CH2OH + H：OCH3H1 coon(GOH進(jìn)堿酸+ 'A'COOH CfbOHI +2Jij()C(XM.lh,* , a*

3、 , 一定條件7iH(XX COOH I-hHOCHsCHbOHC-CC)CH eCH Joi H(H ( IK CXM lit CM3FIIIOOH(11 r ( H .(普通堂Ct Ml(5)一 陽(yáng)皆酬iimctxiFi - <'HCH,/ 一定條忤pA.'IIjI. )11ll-LO CH-CV»H +1)HB)CH3(高球除)新知探究：活動(dòng)一：有機(jī)合成的過(guò)程1 .有機(jī)合成的概念：有機(jī)合成指利用的原料，通過(guò)有機(jī)反應(yīng)，生成具有特定和的有 機(jī)化合物。2 .有機(jī)合成的任務(wù)：通過(guò)有機(jī)反應(yīng)構(gòu)建的分子骨架，并引入或轉(zhuǎn)化所需的。答案：簡(jiǎn)單易得 結(jié)構(gòu) 功能 目標(biāo)化合物官能

4、團(tuán)活動(dòng)二：有機(jī)合成的分析方法1 .逆合成分析法：是將目標(biāo)化合物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的，該同反應(yīng)可能得到目標(biāo)化合物。而這個(gè)中間體的合成與目標(biāo)化合物的合成一樣，是從更上一步的中間體得來(lái)的。依次倒推，最后確定和。示意圖如下：目標(biāo)化合物中間體 多 中間體基礎(chǔ)原料2 .有機(jī)合成應(yīng)滿足的條件(1)合成路線的各反應(yīng)的條件 ，并且具有。(2)所使用的基礎(chǔ)原料和輔助原料應(yīng)該是、卜、和的。3 .用逆合成分析法分析乙二酸二乙酯的合成(1)乙二酸二乙酯分子中含有兩個(gè)酯基，按酯化反應(yīng)規(guī)律將酯基斷開(kāi)，得到乙二酸和 ,說(shuō)明目標(biāo)化合物可由 和通過(guò)酯化反應(yīng)得到。(2)竣酸可用醇氧化得到，乙二酸前一步的中間體應(yīng)該是乙二醇：8(

5、)11 CH, OH I I COOH ? CHsOH(3)乙二醇的前一步中間體可以是1,2-二澳乙烷，可通過(guò)乙烯的加成反應(yīng)得到 ：CfbOliCU.BrCHaBrCH】 OH(4)乙醇可通過(guò)乙烯與水的加成得到。根據(jù)以上分析寫(xiě)出合成步驟(用化學(xué)方程式表示J i H H crhc ? 。答案：中間體 中間體 輔助原料 最適宜的基礎(chǔ)原料最終的合成路線必須比較溫和較高的產(chǎn)率 卜低毒性 低污染 易得 廉價(jià) 乙醇I他乙醇乙二酸CH2 - CH+hbO體化劑CHCHOH忸CH CH+Br2 - CHBrCHbBrj| 對(duì) CHBrCH2Br+2NaOH HOC2CHOH+2NaBr HOC2CHOH+O

6、八 OHCCHO+22H-化刎_QHCCHO+O”他HOOCCOO電 HOOCCOOH+2CHOH""A""' CHCHOOG- COOQCH+2H2OCH, 0（CCHa【互動(dòng)探究】茉莉花香氣的成分有多種，乙酸苯甲酯（zS）是其中白一種，它可以從茉莉花中提取，也可以用乙烯和甲苯為原料進(jìn)行人工合成。其中一種合成路線如下：版加符譚需I.3H 1/VethI/的,回HiO.AjCHEOOCHi -回答下列問(wèn)題：（1）A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為 、。（2）寫(xiě)出反應(yīng)、的化學(xué)方程式 ：,。（3）上述反應(yīng)中屬取代反應(yīng)的有 （填序號(hào)）。（4）反應(yīng)（填序號(hào)）原子的理

7、論利用率為 100%,符合綠色化學(xué)的要求。?一廳 CHR答案：（1） C氏 JH （或 CHCHO）; V4戶承破CH.COQCH.+H2O(2) CHCHOH+CuO- ICHCHO+Cu+2O;HOCHCHCOOH+（3）（4）解析：（1）A物質(zhì)是乙醇在CuO的作用下被催化氧化成的乙醛,B物質(zhì)是甲苯與鹵素單質(zhì)光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成的鹵代煌,在的條件下，鹵代燃發(fā)生水解反應(yīng)生成苯甲醇。（2）是乙醇的催化氧化，是乙酸與苯甲醇發(fā)生的酯化反應(yīng)。（3）是加成反應(yīng)，均是氧化反應(yīng)，是與鹵素發(fā)生的取代反應(yīng)，是鹵代煌發(fā)生的水解反應(yīng)（也屬于取代反應(yīng)，是酯化反應(yīng)（也屬于取代反應(yīng)）。（4）原子利用率若是100%

8、,實(shí)際找加成反應(yīng)及化合反應(yīng)即可。【思考交流】1.常見(jiàn)的引入醛基的方法有哪些？2 .合成路線應(yīng)遵循哪些原則 ？3 .有機(jī)合成過(guò)程中步驟越多越好還是越少越好？為什么？4 .從綠色化學(xué)的角度出發(fā)，有機(jī)合成的設(shè)計(jì)有哪些注意事項(xiàng)？5 .制備氯乙烷時(shí)常采用乙烯與氯化氫反應(yīng)而不是乙烷與氯氣反應(yīng)，為什么？答案：1.引入基團(tuán)，首先要思考或查看原料物和目標(biāo)物，分析它們的性質(zhì)。一般來(lái)講，引入醛基的方法有醇的氧化、快燃和水的加成等。2 .合成有機(jī)物要以反應(yīng)物、生成物的官能團(tuán)為核心，在知識(shí)網(wǎng)中找到官能團(tuán)與其他有機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，從而盡快找到合成目標(biāo)產(chǎn)物與反應(yīng)物之間的中間產(chǎn)物作為解決問(wèn)題的突破口。3 .在不違背反應(yīng)原理的基

9、礎(chǔ)上，合成步驟越少越好。合成路線中的總產(chǎn)率等于各步產(chǎn)率之乘 積，因此應(yīng)該選擇步驟盡量少、副反應(yīng)產(chǎn)物最少的合成路線。4 .使用無(wú)毒原料；不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物；原料利用率達(dá)到100嗡。5 .乙烯和氯化氫反應(yīng)只得到一種產(chǎn)物；乙烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，可能得到多種氯代乙烷，副產(chǎn)物多，產(chǎn)率低?！就卣固骄俊?根據(jù)所學(xué)知識(shí)，回答下列問(wèn)題，并舉例說(shuō)明。1 .如何增長(zhǎng)碳鏈？如何縮短碳鏈？2 .如何引入羥基？3 .如何引入鹵原子？答案：1.通過(guò)下列反應(yīng)可增長(zhǎng)碳鏈：碳碳雙鍵或碳碳三鍵與 HCNrn成反應(yīng)；加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)；酯化反應(yīng)；醇分子間脫水生成醒的取代反應(yīng)。舉例(略) 通過(guò)下列反應(yīng)可縮短碳鏈 ：烯煌或快燒被酸性

10、高鎰酸鉀溶液氧化的反應(yīng)；裂化或裂解反應(yīng)；酯的水解反應(yīng)：脫竣反應(yīng)等。舉例(略)2.(1)醇羥基的引入方法HkSO,或烯煌水化生成醇。例如：CHfCHm + Eh 口 病衛(wèi)后一"CHCHOH鹵代嫌在強(qiáng)堿水溶液中水解生成醇。例如：CH3CHBr+H20""'LcHCH0H+HBr醛或酮與氫氣加成生成醇。例如：CH3CHO+hTT CHCHOH0廿 |OHY其iCHwOCH, +H2 CHKHCH酯水解生成醇。例如 ：CH3COOC2CH+H0NCHCOOH+CHHOH(2)酚羥基的引入方法酚鈉鹽溶液中通入 CO生成酚。例如：+CO+HX苯的鹵代物水解生成苯酚。例

11、如龍照3.(1)煌與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng)。例如：CH3CH+C1lHC1+CHCHC1(還有其他的鹵代煌)催化此|HBr ；+C12 ' HCl+ 1：(還有其他的氯代苯甲烷cufm+ci 一三 匕鼠一am1a+ia(2)不飽和燒與鹵素單質(zhì)、鹵化氫的加成反應(yīng)。例如0 +blI三一CHCK 卜鼻CHBrCHBrCH三 H： - ：時(shí) CHCHBrCHC+ CH+HCl- I醇與氫鹵酸的取彳比反應(yīng)。例如 ：ROH-HX，q RX+U?！眷柟逃?xùn)練】1.甲基丙烯酸甲酯是世界上年產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)噸的高分子單體。舊法合成的反應(yīng)如下：(CH3)2C O+HCN . (CH3) 2C(OH)CN(CH3

12、) 2c(OH)CN +CHOH+HSO-CH C(CH)COOCb+NHHSQ20世紀(jì)90年代新法合成的反應(yīng)如下 ：CH3C4CH+CO+C3OHCH- C(CH)COOC34 與舊法相比，新法的優(yōu)點(diǎn)是()A.原料無(wú)爆炸危險(xiǎn)B.原料都是無(wú)毒物質(zhì)C.沒(méi)有副產(chǎn)物，原料利用率高D.對(duì)設(shè)備腐蝕性較大2 .在“綠色化學(xué)工藝”中，理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物，即原子利用率為100%下列反應(yīng)類(lèi)型中能體現(xiàn)“綠色化學(xué)工藝”原則的是()。置換反應(yīng) 化合反應(yīng) 分解反應(yīng) 取代反應(yīng) 加成反應(yīng) 消去反應(yīng) 加聚 反應(yīng)A.B.C.D.3 .從原料和環(huán)境方面的要求看，綠色化學(xué)對(duì)生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)提出了一個(gè)提高

13、原子利用率的要求，即盡可能不采用那些對(duì)產(chǎn)品的化學(xué)組成來(lái)說(shuō)沒(méi)有必要的原料?，F(xiàn)有下列3種合成苯酚其中符合原子節(jié)約要求的生產(chǎn)過(guò)程是()A. B. C. D.4 .有以下一系列反應(yīng)，最終產(chǎn)物是乙二酸。AM 心口 醉.七用。, 5,蝕化， 5.他牝呵ABTb 力 4c飆DZ"E_A"FA"""乙二酸(HOOC-COOH)請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 ,BC的反應(yīng)類(lèi)型是 ,E-F的化學(xué)方程式 (2)E 與乙二酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成環(huán)狀化合物的化學(xué)方程式(3)B發(fā)生水解反應(yīng)或 C與HO發(fā)生加成反應(yīng)均生成化合物G。在乙二酸、水、苯酚、 G四種分子中，羥基上

14、氫原子的活潑性由強(qiáng)到弱的順序是 。答案：1.C A項(xiàng)，新法的原料中的 CO可燃?xì)怏w，有爆炸極限，不能說(shuō)原料無(wú)爆炸危險(xiǎn);B 項(xiàng)，新法的原料中有 CO,CCW毒，所以不能說(shuō)原料都是無(wú)毒物質(zhì) ;C項(xiàng)，由新法的化學(xué)方程式看 產(chǎn)物只有一種，而舊法反應(yīng)的化學(xué)方程式中產(chǎn)物有兩種，可推知新法的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有副產(chǎn)物，原料利用率高，故C項(xiàng)正確;D項(xiàng)，對(duì)比三個(gè)化學(xué)方程式可知，新法的原料中沒(méi)有 HCN HaSQ,故對(duì)設(shè)備腐蝕性較小。2.B 3,C4.(1)CH 2-CH;消去反應(yīng)；HOCH CHOH+O Ao oI IHC-C-H+2H2O(2)CHa OH COOHlh：h + ，：。廣：的呼他f”回A COOCK+2

15、H2O 乙二酸 苯酚 水6(乙醇)解析：用“逆推法”的思路，以最終產(chǎn)物乙二酸為起點(diǎn)，逆向思考，推斷出各有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式后，再回答相關(guān)問(wèn)題。題中出現(xiàn)“NaOH享、力口熱”這一轉(zhuǎn)化條件可以與鹵代煌的消去反應(yīng)相聯(lián)系，出現(xiàn)“甲乙2丙”,可聯(lián)想到“醇一醛一酸”的轉(zhuǎn)化關(guān)系。【提升訓(xùn)練】鈴蘭醛具有甜潤(rùn)的香味,常用作肥料、洗滌劑和化妝品的香料。合成鈴蘭醛的路線如下圖所示(部分試劑和條件未注明)：已知:C(X>H聳“祁NaUII溶液I . Ri CHO + & CH2 CHOIRi CHTCHO +H2(1請(qǐng)回答：(1)由A生成B的反應(yīng)類(lèi)型是 。(2)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。(3)生成E的化學(xué)方程式是。(

16、4)F能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 。(5)下列有關(guān)G的敘述中，不正確的是 (填字母)。a. G分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子b. G能發(fā)生加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)c. 1 mol G最多能與4 mol H 2發(fā)生加成反應(yīng)(6)由H生成鈴蘭醛的化學(xué)方程式是 。(7)F向G轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，常伴有分子式為C7H2。的副產(chǎn)物K產(chǎn)生。K的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是cih答案：（i）加成反應(yīng)(5)acCNjC1I3II HeC HCHwOHCII2C HCHO(6>zQ101 >c)(CH3)jC(CHOach3I解析：分析合成路線，聯(lián)系 D氧化后產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，可判斷為 （-h與HCl發(fā)生加成反應(yīng)生成B:;B在催化劑作用下，與甲苯發(fā)生對(duì)位取代，得到;酸性KMn踹液中,與苯環(huán)相連的C上無(wú)H,不能被氧化，而一CH被氧化成一COOH得到IXCHGa中竣基與CHOH&濃硫酸加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng):(.ICCH：;均得到E:;E還原得到的F能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，可判斷其中有一CHO故F為CHOC(CHM與丙醛反應(yīng)得到G:CHC(CHCCHOC（CHs）3, G分子中有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，分子中有碳碳雙鍵與醛基，能發(fā)生加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)；1 mol