2024-2025學(xué)年人教版高二化學(xué)選擇性必修3配套課件 基礎(chǔ)課時16 有機合成

第五節(jié)有機合成第三章

烴的衍生物基礎(chǔ)課時

有機合成161.認識有機合成的關(guān)鍵是碳骨架的構(gòu)建和官能團的轉(zhuǎn)化。掌握官能團的引入和轉(zhuǎn)化的一些技巧。2.理解逆合成分析法在有機合成中的應(yīng)用,了解設(shè)計有機合成路線的一般方法,知道“綠色合成”原則,體會有機合成在創(chuàng)造新物質(zhì)、提高人類生活質(zhì)量及促進社會發(fā)展方面的重要貢獻。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、有機合成的主要任務(wù)二、有機合成路線的設(shè)計與實施目錄CONTENTS課后鞏固訓(xùn)練一、有機合成的主要任務(wù)對點訓(xùn)練(一)知識梳理1.有機合成的意義使用相對簡單易得的原料,通過有機化學(xué)反應(yīng)來________________和________________,合成具有特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的目標(biāo)分子。

構(gòu)建碳骨架引入官能團2.構(gòu)建碳骨架羧酸胺③羥醛縮合反應(yīng)生成烯醛羧酸或酮(3)碳鏈的成環(huán)共軛二烯烴與含有碳碳雙鍵的化合物發(fā)生加成反應(yīng),得到環(huán)加成產(chǎn)物。1,3-丁二烯與丙烯酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。

3.引入官能團有選擇地通過取代、加成、消去、氧化、還原等有機化學(xué)反應(yīng),可以實現(xiàn)有機化合物類別的轉(zhuǎn)化,并引入目標(biāo)官能團。4.官能團的保護含有多個官能團的有機物在進行反應(yīng)時,非目標(biāo)官能團也可能受到影響。此時需要將該官能團保護起來,先將其轉(zhuǎn)化為不受該反應(yīng)影響的其他官能團,反應(yīng)后再轉(zhuǎn)化復(fù)原。例如,羥基的保護方法:(二)互動探究食品添加劑中的防腐劑G可由有機物A經(jīng)多步反應(yīng)制得:問題2根據(jù)上述轉(zhuǎn)化流程中B→D可知KMnO4(H+)溶液氧化甲基引入了羧基(—COOH)。請你結(jié)合具體反應(yīng),說明還有哪些反應(yīng)可以引入羧基。

問題3以上合成過程設(shè)計A→B和D→E的目的是什么?提示保護官能團酚羥基。

【探究歸納】1.常見官能團的引入官能團常見引入方法碳碳雙鍵鹵代烴、醇的消去或炔烴的不完全加成碳鹵鍵烷烴、苯及苯的同系物、醇(酚)的取代或烯烴(炔烴)的加成羥基烯烴、炔烴與水的加成或鹵代烴、酯的水解或醛的還原醛基炔烴的水化或烯烴的氧化或醇的催化氧化羧基烯烴、炔烴及芳香烴的側(cè)鏈被酸性高錳酸鉀溶液氧化或酯、含—CN化合物的水解2.有機合成中常見官能團的保護被保護的官能團常用保護方法酚羥基用氫氧化鈉溶液先轉(zhuǎn)化為酚鈉,后酸化恢復(fù)為酚氨基先用鹽酸轉(zhuǎn)化為銨鹽,后加氫氧化鈉溶液重新轉(zhuǎn)化為氨基碳碳雙鍵可先與氯化氫通過加成反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氯代物,后用氫氧化鈉醇溶液通過消去反應(yīng)恢復(fù)為碳碳雙鍵醛基可以先還原為醇,再氧化為醛1.(2024·江蘇泰州中學(xué)高二月考)在有機合成中,常需將官能團消除或增加,下列合成路線合理的是(

)C2.合成重要化合物H,設(shè)計路線如下:二、有機合成路線的設(shè)計與實施對點訓(xùn)練(一)知識梳理1.有機合成路線確定的要素有機合成路線的確定,需要在掌握____________構(gòu)建和____________轉(zhuǎn)化基本方法的基礎(chǔ)上,進行合理的設(shè)計與選擇,以較低的____________和較高的____________,通過簡便而對__________的操作得到目標(biāo)產(chǎn)物。

碳骨架官能團成本產(chǎn)率環(huán)境友好2.有機合成的過程(正合成分析法)3.逆合成分析法(1)基本思路(2)實例——合成乙二酸二乙酯①思維過程

③化學(xué)方程式依次為a.___________________________________________________;

b.___________________________________________________;

c.___________________________________________________;

d.___________________________________________________;

e.___________________________________________________。

4.合成路線設(shè)計遵循的原則較少少產(chǎn)率價廉易得溫和簡便分離提純綠色化學(xué)經(jīng)濟成本環(huán)境代價5.有機合成的發(fā)展(1)發(fā)展過程有機合成技術(shù)有機反應(yīng)理論逆合成計算機(2)發(fā)展的作用可以通過人工手段合成天然產(chǎn)物,設(shè)計合成新物質(zhì);為生物、醫(yī)學(xué)、材料等領(lǐng)域的研究和相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)提供物質(zhì)基礎(chǔ);促進了人類健康水平和社會發(fā)展進步。(二)互動探究Glivec(甲磺酸伊馬替尼)在治療慢性粒細胞白血病和胃腸道間質(zhì)瘤上效果顯著,其一種合成路線如圖所示。

【問題討論】問題1指出由F生成G的反應(yīng)類型。提示還原反應(yīng)。問題2若B→C發(fā)生的是加成反應(yīng),寫出B→C的化學(xué)方程式。

提示【探究歸納】1.常見有機物的轉(zhuǎn)化2.有機合成的分析方法(1)正合成法此法是采用正向思維方法,從已知原料入手,找出合成所需要的直接或間接的中間產(chǎn)物,逐步推向待合成有機物,其思維程序是原料→中間產(chǎn)物→產(chǎn)品。(2)逆合成法此法是采用逆向思維方法,從產(chǎn)品的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)入手,找出合成所需要的直接或間接的中間產(chǎn)物,逐步推向已知原料,其思維程序是產(chǎn)品→中間產(chǎn)物→原料。(3)綜合比較法此法是采用綜合思維的方法,將正向或逆向推導(dǎo)出的幾種合成途徑進行比較,從而得到最佳的合成路線。

3.以1-氯丙烷為原料制備1,2-丙二醇的路徑如下所示:對應(yīng)的反應(yīng)類型先后順序為(

)A.消去、水解、加成 B.消去、加成、水解C.加成、水解、消去 D.水解、加成、消去B解析由化學(xué)鍵的不飽和度變化得知,第一步為消去反應(yīng),第二步為加成反應(yīng),第三步為取代(或水解)反應(yīng)。

4.(2024·云南曲靖民族中學(xué)高二期末)實驗室合成乙酰苯胺的路線如下(反應(yīng)條件略去):下列說法錯誤的是(

)A.反應(yīng)①完成后,可通過堿洗和水洗除去混合酸B.為使反應(yīng)更充分,反應(yīng)②中需加入過量酸C.乙酰苯胺的結(jié)構(gòu)中含有酰胺鍵,可發(fā)生水解反應(yīng)D.上述合成路線中的反應(yīng)有兩種反應(yīng)類型B解析苯的硝化反應(yīng)中濃硫酸作催化劑,反應(yīng)后硫酸和剩余的硝酸可用氫氧化鈉中和后通過分液分離得到硝基苯,A正確;苯胺具有堿性,若反應(yīng)②中加入過量的酸會消耗部分苯胺,從而降低了苯胺的產(chǎn)率,B錯誤;乙酰苯胺中的酰胺鍵在強酸催化或強堿性條件下能發(fā)生水解反應(yīng),C正確;合成路線中的反應(yīng)①、③均為取代反應(yīng),反應(yīng)②為還原反應(yīng),D正確。課后鞏固訓(xùn)練A級

合格過關(guān)練選擇題只有1個選項符合題意(一)官能團的引入1.由2-溴丙烷為主要原料制取1,2-二丙醇CH3CH(OH)CH2OH時,經(jīng)過的反應(yīng)類型為(

)A.取代—消去—加成 B.加成—消去—取代C.消去—加成—取代 D.消去—取代—加成C2.下列常見的有機反應(yīng)類型中,能在有機物的分子中引入羥基的是(

)①酯化反應(yīng)②取代反應(yīng)③消去反應(yīng)④加成反應(yīng)A.①② B.③④ C.①③ D.②④解析

酯化反應(yīng)的規(guī)律是羧酸脫去羥基,醇脫去氫原子,生成酯基,則酯化反應(yīng)不能引入羥基,①不符合題意;取代反應(yīng)可引入羥基,例如鹵代烴水解、酯的水解是取代反應(yīng),都能引入羥基,②符合題意;消去反應(yīng)是消除羥基,不會引入羥基,③不符合題意;加成反應(yīng)可引入羥基,如乙烯水化制取乙醇,④符合題意。D3.(2024·湖北十一校高二聯(lián)考)在有取代基的苯環(huán)上發(fā)生取代反應(yīng),取代基有定位效應(yīng),烴基、羥基、鹵原子均為鄰對位定位基,羥基的定位效應(yīng)強于鹵原子,硝基為間位定位基。若苯環(huán)上連有不同定位效應(yīng)的取代基,則以鄰對位取代基為主。下列事實和定位效應(yīng)不相符合的是(

)答案D(二)碳鏈的變化4.已知鹵代烴可與金屬鈉反應(yīng),生成碳鏈較長的烴:R—X+2Na+R'—X--→R—R'+2NaX?，F(xiàn)有CH3CH2Br和CH3CHBrCH3的混合物,使其與金屬鈉反應(yīng),不可能生成的烴是(

) A.己烷

B.正丁烷 C.2,3-二甲基丁烷

D.2-甲基丁烷

解析

CH3CH2Br與金屬鈉以物質(zhì)的量之比為1∶1發(fā)生反應(yīng)能夠生成正丁烷和溴化鈉;CH3CHBrCH3與金屬鈉以物質(zhì)的量之比為1∶1發(fā)生反應(yīng)能夠生成2,3-二甲基丁烷和溴化鈉;CH3CH2Br、CH3CHBrCH3與金屬鈉以物質(zhì)的量之比為1∶1發(fā)生反應(yīng)能夠生成2-甲基丁烷和溴化鈉。

A答案D(二)有機合成路線的設(shè)計與實施6.下列關(guān)于有機合成的幾種說法中不正確的是(

)A.有機合成的關(guān)鍵是目標(biāo)化合物分子碳骨架的構(gòu)建和官能團的引入B.設(shè)計有機合成路線的方法有正推法和逆推法C.逆推法設(shè)計合成路線時往往先推出一些中間產(chǎn)物,然后逐步推出原料分子D.綠色合成思想只要求所有原料都轉(zhuǎn)化為目標(biāo)化合物D解析有機合成使用相對簡單易得的原料,通過有機化學(xué)反應(yīng)來構(gòu)建碳骨架和引入官能團,即有機合成的關(guān)鍵是目標(biāo)化合物分子中碳骨架的構(gòu)建和官能團的引入,A正確;設(shè)計有機合成路線的方法有正推法:從簡單、易得的原料出發(fā),比較原料分子和產(chǎn)物分子在碳骨架和官能團等方面的異同,再有目的地選擇每一步的轉(zhuǎn)化反應(yīng);還可以從目標(biāo)化合物出發(fā)進行逆合成分析,即逆推法:從目標(biāo)化合物出發(fā)依次倒推,最后確定最適宜的基礎(chǔ)原料和合成路線,B正確;逆推法設(shè)計合成路線時往往從目標(biāo)化合物出發(fā)先推出一些中間產(chǎn)物,然后逐步推出原料分子,C正確;綠色合成思想要求有機合成的原子經(jīng)濟性,即在有機合成過程中應(yīng)最大限度地利用每個原子,達到零排放,綠色合成思想還包括原料的綠色化和試劑、催化劑的無公害化等,D錯誤。

7.根據(jù)下面合成路線判斷烴A為(

)A.1-丁烯 B.1,3-丁二烯 C.乙炔 D.乙烯解析

由最后的產(chǎn)物是醚,結(jié)合最后一步的反應(yīng)條件可知,最后一步反應(yīng)是醇發(fā)生分子間脫水,所以C為HOCH2CH2OH,再結(jié)合B中有Br,B轉(zhuǎn)化為C的條件是氫氧化鈉的水溶液、加熱,可知B為BrCH2CH2Br,則A是乙烯。

D8.以溴乙烷為原料制備乙二醇,下列方案最合理的是(

)D解析A項與D項相比,步驟多一步,且在乙醇發(fā)生消去反應(yīng)時,容易發(fā)生分子間脫水、氧化反應(yīng)等副反應(yīng);B項步驟最少,但取代反應(yīng)不會停留在“CH2BrCH2Br”階段,副產(chǎn)物多,分離困難,原料浪費;C項比D項多一步取代反應(yīng),顯然不合理;D項相對步驟少,操作簡單,副產(chǎn)物少,較合理。9.不飽和烴在化學(xué)工業(yè)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。芳香族化合物A是一種基本化工原料,可以從煤和石油中得到。A、B、C、D的轉(zhuǎn)化關(guān)