2022年化學人教版選修53-4《有機合成》(學案)

1、第四節(jié)有機合成課標要求1舉例說明烴類物質在有機合成和有機化工中的重要作用。2討論有機合成在經(jīng)濟開展、提高生活質量方面的奉獻。課標解讀 1.掌握烴及烴的衍生物之間的相互轉化關系。2能用根本的原料合成新型的有機物，明確合成路線中官能團的轉化及反響類型。3設計有機合成路線，并對不同的有機合成路線能作出合理的評價。教學地位有機合成題是全國各地高考命題的必考點，主要考查合成路線的設計或由合成路線推斷中間產(chǎn)物的結構簡式、化學性質、同分異構體等，同時綜合考查考生的分析、解決問題的能力，遷移應用新信息的能力。新課導入建議美國化學家科里于1967年提出了“逆合成分析原理，這個有機合成理論及方法促進了有機合成化學

2、的飛速開展，因而他獲得了1990年諾貝爾化學獎。在設計合成路線時應該注意什么教學流程設計課前預習安排：看教材p6467，填寫【課前自主導學】，并完成【思考交流】。步驟1：導入新課，本課時教學地位分析。步驟2：對【思考交流】進行提問，反響學生預習效果。步驟3：師生互動完成【探究1】?？衫谩締栴}導思】的設問作為主線。步驟7：通過【例2】和教材p6567的講解研析，對“探究2 有機合成原那么及合成路線的設計中注意的問題進行總結。步驟6：師生互動完成【探究2】。步驟5：指導學生自主完成【變式訓練1】和【當堂雙基達標】中1、2題。步驟4：通過【例1】和教材p65的講解研析，對“探究1 有機合成中常見官

3、能團的引入和轉化中注意的問題進行總結。步驟8：指導學生自主完成【變式訓練2】和【當堂雙基達標】中35題。步驟9：引導學生自主總結本課時主干知識，然后對照【課堂小結】。布置課下完成【課后知能檢測】。課標解讀重點難點1.掌握構建碳鏈骨架的方法和引入官能團的方法及有機物官能團之間的相互轉化。2.掌握有機合成的途徑和條件的合理選擇，以及逆合成分析法。3.了解有機合成對人類生產(chǎn)、生活的影響。1.增長和減短碳鏈的化學方法。(重點)2.官能團引入及消除的方法，涉及反響的類型。(重點)3.設計合理的有機合成路線。(重難點)4.有機推斷題解題思維模式的構建。(難點)有機合成的過程1.有機合成的概念有機合成指利用

4、簡單、易得的原料，通過有機反響生成具有特定結構和功能的有機化合物的過程。2有機合成的任務有機合成的任務包括目標化合物分子骨架的構建和官能團的轉化。3官能團的引入和轉化(1)引入碳碳雙鍵的方法鹵代烴的消去反響，醇的消去反響，炔烴的不完全加成反響。(2)引入鹵素原子的方法醇(或酚)的取代，烯烴(或炔烴)的加成，烷烴(或苯及苯的同系物)的取代。(3)引入羥基的方法烯烴與水的加成，鹵代烴的水解，酯的水解，醛的復原。4有機合成的過程1由乙醇為主要原料制取乙二醇時，需要利用哪些反響實現(xiàn)【提示】ch3ch2ohch2=ch2ch2ch2xxch2ch2ohoh。逆合成分析法1.逆合成分析法示意圖目標化合物中

5、間體中間體根底原料2草酸二乙酯的合成(1)逆合成分析cococ2h5ooc2h5(2)合成步驟(用化學方程式表示)ch2=ch2h2och3ch2oh，反響類型：加成反響；ch2=ch2cl2ch2clch2cl，反響類型：加成反響；ch2clch2cl2naohch2ohch2oh2nacl，反響類型：水解(或取代)反響；hoch2ch2ohhooccooh，反響類型：氧化反響；hooccooh2c2h5ohcooc2h5cooc2h52h2o，反響類型：酯化(或取代)反響。2由乙烯合成草酸二乙酯的過程中，涉及的反響類型有哪些【提示】加成反響，水解(取代)反響，氧化反響，酯化(取代)反響。有

6、機合成中常見官能團的引入和轉化【問題導思】在有機物中如何引入醛基和羧基【提示】引入醛基：(1)醇氧化，如rch2ohrcho；(2)炔水化(加成)，如chchch3cho；(3)烯氧化，如2ch2=ch2o22ch3cho。引入羧基：(1)醛氧化，如rchorcooh；(2)苯的同系物氧化，如rcooh。如何消除有機物中的羥基【提示】(1)消去反響；(2)氧化反響；(3)取代反響，如rohhxrxh2o。如何消除有機物中的鹵素原子【提示】(1)消去反響；(2)水解反響。1常見的取代反響中，官能團的引入或轉化(1)烷烴的取代，如ch4cl2ch3clhcl(2)芳香烴的取代，如br2brhbr(

7、3)鹵代烴的水解，如ch3ch2xnaohch3ch2ohnax(4)酯的水解，如ch3cooc2h5h2och3coohc2h5oh2常見的加成反響中，官能團的引入或轉化(1)烯烴的加成反響，如ch2=ch2hxch3ch2x。其他如與h2o、x2加成等均可以引入或轉化為新的官能團。(2)炔與x2、hx、h2o等的加成如hcchhclh2c=chcl。(3)醛、酮的加成，如ch3choh2ch3ch2oh。3氧化反響中，官能團的引入或轉化(1)烯烴的氧化，如2ch2=ch2o22ch3cho。(2)含側鏈的芳香烴被強氧化劑氧化，如ch3被kmno4酸性溶液氧化為cooh。(3)醇的氧化，如2

8、ch3ch2oho22ch3cho2h2o。(4)醛的氧化，如2ch3choo22ch3cooh，ch3cho2cu(oh)2ch3coohcu2o2h2o。4消去反響中，官能團的引入或轉化(1)鹵代烴消去：ch3chch3clnaohch2=chch3naclh2och2ch2clcl2naohchch2nacl2h2o(2)醇消去：ch3ch2ohch2=ch2h2o在解答有機合成題目時，除了分析各物質組成和結構的差異外還要掌握反響的特征條件，如堿、醇、加熱為鹵代烴的消去反響的特征條件，堿溶液、加熱為鹵代烴水解反響的特征條件，x2、光照為烷烴取代反響的特征條件等。這些特征條件可作為推斷有機

9、物過程的突破口。(2022福建高考改編)從樟科植物枝葉提取的精油中含有以下甲、乙二種成分：chchch2ohchchcho(甲)(乙)(1)甲中含氧官能團的名稱為_。(2)由甲轉化為乙需經(jīng)以下過程(已略去各步反響的無關產(chǎn)物，下同)：甲chch2ch2ohcly乙其中反響的反響類型為_，反響的化學方程式為_(注明反響條件)。(3)欲檢驗乙分子中的醛基和碳碳雙鍵的方法：a檢驗分子中醛基的方法是_反響。b實驗操作中，哪一個官能團應先檢驗并說明原因_。(4)能否用強氧化劑(如酸性kmno4溶液等)，把甲中ch2oh一步氧化為cooh_原因_?！窘馕觥恳蜾逅苎趸┗?，故必須先用銀氨溶液檢驗醛基；又因銀

10、氨溶液氧化醛基后溶液呈堿性，故應先酸化后再加溴水檢驗碳碳雙鍵。值得注意的是，在ch2oh氧化為cooh的過程中，碳碳雙鍵會斷裂，得不到指定的產(chǎn)物。因此，在氧化ch2oh之前必須將碳碳雙鍵先保護起來，待ch2oh轉化為cooh后，再將碳碳雙鍵復原?！敬鸢浮?1)羥基(2)加成反響chch2choclnaohchchchonaclh2o(3)a.銀鏡b醛基由于br2也能氧化醛基，所以必須先用銀氨溶液氧化醛基，又因為氧化后溶液為堿性，所以應先酸化后再加溴水檢驗雙鍵(4)否因ch2oh被氧化為cooh的過程中，碳碳雙鍵會斷裂，得不到指定的產(chǎn)物由于復原性：chocc，故檢驗有機物分子中的醛基和碳碳雙鍵時

11、，應先用弱氧化劑(如cu(oh)2、銀氨溶液)檢驗復原性強的cho，再用強氧化劑(如溴水、氯水)檢驗復原性弱的cc。1化合物a(c8h8o3)為無色液體，難溶于水，有特殊香味，從a出發(fā)，可發(fā)生圖示的一系列反響，圖中的化合物a苯環(huán)上取代時可生成兩種一取代物，化合物d能使fecl3溶液顯紫色，g能進行銀鏡反響。e和h常溫下為氣體。試答復：a(c8h8o3)bdhcefg(1)寫出以下化合物的結構簡式：a：_；b：_；g：_。(2)c中的官能團名稱為_(3)反響類型： ()_；()_。(4)寫出dh的化學方程式：_。【解析】由框圖信息可知a能發(fā)生水解反響，結合a的分子式為c8h8o3，可知a中含有酯

12、基；d能使fecl3溶液顯紫色，說明d中含酚羥基，且d與nahco3溶液反響產(chǎn)生氣體h，說明d中含羧基(cooh)?！敬鸢浮?1)a：ohcooch3b：onacoonag：hcooch3(2)羥基(3)()水解(取代)()酯化(取代)(4)ohcoohnahco3ohcoonaco2h2o有機合成原那么及合成路線的設計【問題導思】有機合成中，對起始原料有何要求【提示】廉價、易得、低毒、低污染。設計合成路線時，遵循什么原那么【提示】步驟少、產(chǎn)率高、綠色、環(huán)保。如何增長或減短有機物分子中的碳鏈【提示】增長碳鏈的方法聚合；減短碳鏈的方法裂化、裂解。1有機合成遵循的原那么(2)應盡量選擇步驟最少的合

13、成路線。步驟越少，最后產(chǎn)率越高。為減少合成步驟，應盡量選擇與目標化合物結構相似的原料。(3)合成路線要符合“綠色、環(huán)保的要求。高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子，使之結合到目標化合物中，到達零排放。(4)有機合成反響要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。(5)要按一定的反響順序和規(guī)律引入官能團，不能臆造不存在的反響事實。綜合運用有機反響中官能團的衍變規(guī)律及有關的提示信息，掌握正確的思維方法。 2有機合成路線的選擇(1)烴、鹵代烴、烴的含氧衍生物之間的轉化關系(2)一元合成路線rch=ch2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯(3)二元合成路線ch2=ch2ch2xch2x二元醇二元醛

14、二元羧酸鏈酯、環(huán)酯、聚酯(4)芳香族化合物合成路線clohch3ch2clch2ohchocooh有機物分子中碳鏈的改變或碳環(huán)的形成：增長：有機合成題中碳鏈的增長，一般會以信息形式給出，常見的方式為有機物與hcn反響以及不飽和化合物間的聚合等。變短：如烷烴的裂化、裂解，某些烴(如苯的同系物、烯烴)的氧化等。碳環(huán)形成：如二烯烴與單烯烴的加成。乙基香草醛(ohchooc2h5)是食品添加劑的增香原料，其香味比香草醛更加濃郁。(1)寫出乙基香草醛分子中兩種含氧官能團的名稱_。(2)乙基香草醛的同分異構體a是一種有機酸，a可發(fā)生以下變化：提示：rch2ohrcho與苯環(huán)直接相連的碳原子上有氫時，此碳原

15、子才可被酸性kmno4溶液氧化為羧基。(a)由ac的反響屬于_(填反響類型)。(b)寫出a的結構簡式_。(3)乙基香草醛的另一種同分異構體d(ch3ocooch3)是一種醫(yī)藥中間體。請設計合理方案用茴香醛(ch3ocho)合成d：_(其他原料自選，用反響流程圖表示，并注明必要的反響條件)。例如：br【解析】(1)由題給乙基香草醛的結構簡式可知其結構中含有氧原子的官能團有醛基、(酚)羥基、醚鍵。(2)由題目可知a是一種有機酸，所以在a中有一個羧基，關鍵是判斷另外一個含氧基團和烴基。由題給提示可知，與苯環(huán)直接相連的碳原子上有氫原子時，此碳原子可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化成羧基，再結合題給轉化關系：a

16、生成苯甲酸，可知a中苯環(huán)上只有一個支鏈；由提示和轉化關系ab，得出a中有一個醇羥基，再結合醇被氧化的規(guī)律可知，要想得到醛，羥基必須在鏈端碳原子上，可知a中有“ch2oh，結合a的分子式可以確定a的結構簡式是：chcoohch2oh。由轉化關系ac和a、c分子的差異可知：a生成c的過程中，其碳原子數(shù)沒有變化，只有oh被br取代，那么ac的反響類型是取代反響。(3)有機合成題目一般是先觀察原料與產(chǎn)品的官能團差異，然后再考慮需要利用哪些反響引入不同的官能團。比較茴香醛(ch3ocho)和d(ch3ocooch3)的結構差異可知；茴香醛中的醛基(cho)經(jīng)過一系列反響轉化成了cooch3，茴香醛可以被

17、酸性高錳酸鉀氧化成羧酸，羧酸繼續(xù)與甲醇發(fā)生酯化反響即可得到d，由題給例如可知茴香醛合成d的反響流程圖是：ch3ochoch3ocoohch3ocooch3?！敬鸢浮?1)醛基、(酚)羥基、醚鍵(寫出前兩種即可)(2)(a)取代反響(b)chcoohch2oh(3)ch3ochoch3ocoohch3ocooch32以h2o、h218o、空氣、乙烯為原料制取ch3c18ooc2h5，請設計合成路線并寫出相關反響的化學方程式?！敬鸢浮亢铣陕肪€：ch2=ch2c2h518ohch3coc2h518o有關化學方程式：ch2=ch2h2och3ch2ohch2=ch2h218och3ch218oh2ch

18、3ch218oho22ch3ch18o2h2o2ch3ch18oo22ch3coh18och3coh18oc2h5ohch3coc2h518oh2o1有機合成過程的2個任務：(1)碳架構建，(2)官能團引入或消除。2有機合成的2條常見路線：(1)一元醇一元醛一元羧酸酯(2)ch2=ch2ch2xch2x二元醇二元醛二元羧酸鏈酯、環(huán)酯、聚酯1有機化合物分子中能引入鹵原子的反響是()在空氣中燃燒取代反響加成反響加聚反響abc d【解析】有機物在空氣中燃燒，是氧元素參與反響；由烷烴、苯等可與鹵素單質發(fā)生取代反響，引入鹵素原子；由不飽和烴與鹵素單質或鹵化氫加成，可引入鹵素原子；加聚反響僅是含不飽和鍵物

19、質的聚合?！敬鸢浮縞2可在有機物中引入羥基的反響類型是()取代加成消去酯化氧化復原a bc d【解析】解題時首先注意審題，此題考查的是oh的引入，而不是單純的醇羥基的引入。此題以醇、酚、羧酸等含羥基的化合物為源，從能否引入oh這一角度考查對有機反響類型的認識。應注意各類反響中化學鍵的斷裂和形成的特點，用實驗說明能否引入oh。應選b?！敬鸢浮縝3以下有機物可能經(jīng)過氧化、酯化、加聚三種反響制得高聚物ch2chcooch2chch2的是()ach3ch2ch2ohbch2clchclch2ohcch2bcdefcoohcoohb的相對分子質量比a的大79。(1)請推測用字母代表的化合物的結構簡式。c

20、是_，f是_。(2)完成以下反響的方程式：bc：_。ef：_?！窘馕觥扛鶕?jù)題意，用逆推法進行思考。最終產(chǎn)物是乙二酸，它由e經(jīng)兩步氧化而得，那么f為乙二醛，e為乙二醇；根據(jù)cde的反響條件可知d為1,2二溴乙烷，c為乙烯，而c是由b經(jīng)消去反響得到，而b應為溴乙烷，a為乙烷，且溴乙烷的相對分子質量比乙烷大79。符合題意。【答案】(1)ch2=ch2chocho(2)ch3ch2brch2=ch2hbrch2ohch2oho2chocho2h2o1以下反響中，不可能在有機物中引入羧基的是()a鹵代烴的水解b有機物rcn在酸性條件下水解c醛的氧化d烯烴的氧化【解析】鹵代烴水解引入了羥基，rcn水解生成

21、rcooh，rcho被氧化生成rcooh，烯烴如rch=chr被氧化后可以生成rcooh。【答案】a2有機物ch2ohchch3cho可經(jīng)過多步反響轉變?yōu)閏ch3ch3ch2，其各步反響的反響類型是()a加成消去脫水b消去加成消去c加成消去加成 d取代消去加成【解析】ch2ohchch3chocch2ch3chochch3ch3ch2ohcch3ch3ch2?！敬鸢浮縝3綠色化學對化學反響提出了“原子經(jīng)濟性(原子節(jié)約)的新概念及要求。理想的“原子經(jīng)濟性反響是原料分子中的原子全部轉變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實現(xiàn)零排放。以下反響中符合綠色化學原理的是()a乙烯與氧氣在銀催化作用下生成環(huán)氧乙烷(o

22、ch2ch2)b乙烷與氯氣制備氯乙烷c苯和乙醇為原料，在一定條件下生產(chǎn)乙苯d乙醇與濃硫酸共熱制備乙烯【解析】根據(jù)綠色化學“原子經(jīng)濟性原理，理想的化學反響是原子的利用率到達100%，四個選項中只有a項(其反響為2ch2=ch2o22och2ch2)可滿足綠色化學的要求，b、c、d項除生成目標化合物外，還有其他副產(chǎn)物生成?！敬鸢浮縜4由環(huán)己醇制取己二酸己二酯，最簡單的流程途徑順序正確的選項是()取代反響加成反響氧化反響復原反響消去反響酯化反響中和反響聚合反響abc d【解析】該過程的流程為：)【答案】b51,4二氧六環(huán)(och2ch2och2ch2)是一種常見的溶劑，它可以通過以下方法制得：a(烴

23、)bcoch2ch2och2ch2，那么烴a是()a1丁烯 b1,3丁二烯c乙炔 d乙烯【解析】采用逆推法可得c為hoch2ch2oh，b為brch2ch2br，烴a為ch2=ch2?！敬鸢浮縟6：，如果要合成，所用的起始原料可以是()a2甲基1,3丁二烯和2丁炔b1,3戊二烯和2丁炔c2,3二甲基1,3戊二烯和乙炔d2,3二甲基1,3丁二烯和丙炔【解析】如果以虛線斷裂可得起始原料、；如果以虛線斷裂可得起始原料、，d選項符合，同樣分析a選項也符合?！敬鸢浮縜d7按以下步驟可從oh合成hooh。(局部試劑和反響條件已略去)ohabcdefohhob_，d_；(2)反響中屬于消去反響的是_。(填反

24、響代號)(3)如果不考慮反響，對于反響，得到e的可能的結構簡式為_。(4)試寫出cd反響的化學方程式_(有機物寫結構簡式，并注明反響條件)?！窘馕觥拷鉀Q此題的關鍵在于反響試劑的改變。oh和h2的反響，只能是加成反響，所以a為oh；而b是由a與濃硫酸加熱得到，且能與br2反響，b為，c為brbr，而d能與br2反響生成e，e與h2再反響，所以d中應有不飽和鍵，綜合得出d為，e為brbr，f為brbr?！敬鸢浮?1)(2)(3)brbr、brbr、brbrbrbr(4)brbr2naoh2nabr2h2o8某些酯在一定條件下可以形成烯酸酯。chch3ch3coorcch2ch3coor由烯烴合成有

25、機玻璃過程的化學反響如下所示，把以下各步變化中指定分子的有機產(chǎn)物的結構簡式填入空格內：ch3ch=ch2【解析】此題主要是依據(jù)衍生物的相互關系所設計的推斷合成題，其主要特點是通過條件給出課本中沒有介紹的新知識，并將其理解加以遷移應用。解答的關鍵是：首先分析條件(主要比照反響物與生成物的結構不同)，找出新的知識的規(guī)律，然后再結合被指定發(fā)生類似變化的物質加以遷移，應用到題目的解答過程中。如：依據(jù)chch3ch3coorcch2ch3coor推知chch3ch3cooch3cch3ch2cooch3由加聚反響的原理可推得：cnch2ch3cooch3ch2cch3cooch3【答案】chch3ch3

26、chochch3ch3coohchch3ch3cooch3cch3ch2cooch3ch2cch3cooch39rcrocohrrcncohrrcooh，產(chǎn)物分子比原化合物分子多出一個碳原子，增長了碳鏈。分析以下列圖變化，并答復有關問題：a(c3h6o，無銀鏡反響)bcdf(c7h12o2)g(c7h12o2)ne(1)寫出有關物質的結構簡式：a_；c_。(2)指出反響類型：cd：_；fg：_；(3)寫出以下反響的化學方程式：def：_；fg：_?！窘馕觥坑袡C物a(c3h6o)應屬醛或酮，因無銀鏡反響，只能是酮，可推知a為丙酮(coch3ch3)，其他依流程圖路線，結合題給信息分析之?！敬鸢浮?/p>

27、(1)coch3ch3cch3ohch3cooh(2)消去反響加聚反響(3)cch2ch3coohchohch3ch3ccoochch3ch2ch3ch3h2o；cch3cooch(ch3)2nch2ch2cch3cooch(ch3)210(2022海南高考)乙烯是一種重要的化工原料，以乙烯為原料衍生出局部化工產(chǎn)品的反響如下(局部反響條件已略去)：ch2=ch2a(c2h6o)b(c2h4o2)c(c4h8o2)d(c2h4o)e(c2h6o2)f(c6h10o4)請答復以下問題：(1)a的化學名稱是_；(2)b和a反響生成c的化學方程式為_，該反響的類型為_；(3)d的結構簡式為_；(4)f

28、的結構簡式為_；(5)d的同分異構體的結構簡式為_。【解析】根據(jù)典型有機物之間的轉化關系很容易推知a是ch3ch2oh，b是ch3cooh，c是ch3cooch2ch3。分子式為c2h4o的有機物比相應的飽和醇少2個氫原子，其分子結構中可能含1個雙鍵也可能含1個環(huán)，其可能的結構為ch2=choh(極不穩(wěn)定)、ch3cho和ch2och2，由d(c2h4o)h2oc2h6o2，該反響為加成反響，乙醛不能和水加成，所以d必定為ch2och2，它和水加成生成乙二醇(hoch2ch2oh)，乙二醇分子和2分子乙酸發(fā)生酯化反響生成二乙酸乙二酯(ch3cooch2ch2oocch3)?！敬鸢浮?1)乙醇(2)ch3ch2ohch3coohch3cooch2ch3h2o酯化反響(或取代反響)(3)ch2oc