高中化學 4-3 第3課時重要有機物之間的相互轉化導學案 蘇教版選修5

1、第3課時重要有機物之間的相互轉化智能定位1.掌握有機化學反應的主要類型的原理及應用，初步學習引入各官能團的方法。2.了解烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸、酯之間的相互轉化。3.在掌握各類有機物的性質、反應類型、相互轉化的基礎上，初步學習設計合理的有機合成路線。情景切入人類運用有機化學手段合成出許許多多的物質，合成有機化合物需要考慮哪些問題呢？自主研習 重要有機物之間的相互轉化上述轉化的化學方程式分別為CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBrCH2=CH2+H2CH3CH3 CHCH+2H2CH3CH3CHCH+H2CH2=CH2CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2+NaBr+H2OCH3CH2

2、Br+NaOHCH3CH2OH+NaBrCH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2OCH3CH2OHCH2=CH2+H2O2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OCH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O CH3CHO+2Cu（OH）2Cu2O+CH3COOH+2H2O思考討論若由乙醇制備乙二酸乙二酯（）,如何設計合成路線？提示：乙醇乙烯1，2-二溴乙烷乙二醇乙二醛乙二酸乙二酸乙二酯。課堂師生互動知識點1有機合成過程中常見官能團的引入1.鹵原子的引入方法(1)烴與鹵素單質的取代反應。例如：CH3CH3+Cl2HCl+CH3CH2Cl(還有其他的鹵代烴) (還有

3、其他的氯代苯甲烷)CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl(2)不飽和烴與鹵素單質、鹵化氫的加成反應。例如：CH2=CHCH3+Br2CH2BrCHBrCH3CH2=CHCH3+HBrCH3CHBrCH3CHCH+HClCH2=CHCl(3)醇與氫鹵酸的取代反應。例如：ROH+HXRX+H2O2.羥基的引入方法（1）醇羥基的引入方法烯烴水化生成醇。例如：CH2=CH2+H2OCH3CH2OH鹵代烴在強堿性水溶液中水解生成醇。例如：CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr醛或酮與氫氣加成生成醇。例如：CH3CHO+H2CH3CH2OHCH3COCH3+H2酯水解生成醇。例

4、如：CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH（2）酚羥基的引入方法酚鈉鹽溶液中通入CO2生成苯酚。例如：苯的鹵代物水解生成苯酚，例如：3.雙鍵的引入方法(1)的引入醇的消去反應引入。例如：CH3CH2OHCH2=CH2+H2O鹵代烴的消去反應引入。例如：CH3CH2BrCH2=CH2+HBr炔烴與氫氣、鹵代氫、鹵素單質加成（限制物質的量）可得到。例如：CHCH+HClCH2=CHCl(2)的引入醇的催化氧化。例如：2RCH2OH+O22RCHO+2H2O2R2CHOH+O22R2C=O+2H2O4.羧基的引入方法(1)醛被弱氧化劑氧化成酸。例如：CH3CHO+2Cu(O

5、H)2CH3COOH+Cu2O+2H2O(2)醛被氧氣氧化成酸。例如：2CH3CHO+O22CH3COOH(3)酯在酸性條件下水解。例如：CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH(4)含側鏈的芳香烴被強氧化劑氧化。例如：特別提醒在解答有機合成的題目時，除了分析各物質組成和結構的差異外還要掌握反應的特征條件，如堿、醇、加熱為鹵代烴的消去反應的特征條件，堿溶液、加熱為鹵代烴水解反應的特征條件，X2、光照為烷烴取代反應的特征條件等。這些特征條件可作為推斷有機物過程的突破口。考例1已知1-氯丁烷與水在堿存在下可發(fā)生取代反應生成1-丁醇：CH3CH2CH2CH2Cl+H2OCH3

6、CH2CH2CH2OH+HCl以乙烯為主要原料（其他物質可任選），合成乙二酸乙二酯的流程如下圖：請回答下列問題：（1）已知為加成反應，為取代反應，寫出下列反應類型：，。（2）寫出下列反應的方程式：。答案（1）氧化反應氧化反應酯化反應（2）CH2=CH2+Br2CH2BrCHBrCH2BrCH2Br+2NaOHCH2OHCH2OH+2NaBrCH2OHCH2OH+O2OHCCHO+2H2O變式探究1烷基苯在酸性高錳酸鉀溶液的作用下，側鏈被氧化成羧基，例如：化合物AE的轉化關系如圖所示，已知：A是芳香族化合物，只能生成3種一溴代物，B有酸性，C是常用的增塑劑，D是有機合成的重要中間體和常用的化學試

7、劑(D也可由其他原料經催化氧化得到)，E是一種常用的指示劑酚酞，結構簡式如圖所示。寫出A、B、C、D的結構簡式。答案A的結構簡式為，B的結構簡式為,C的結構簡式為,D的結構簡式為解析由A（C8H10）為芳香族化合物，只能生成3種一溴代物，及ABC的轉化關系和C的分子式為C16H22O4，可知苯環(huán)上有兩個側鏈且處于相鄰位置，A的結構簡式為；根據(jù)圖中所給信息和B有酸性可知，B的結構簡式為；由于B的結構中含有2個COOH，因此1 mol B與正丁醇作用時應消耗2 mol正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH），所以C的結構簡式為；由B（C8H6O4）D（C8H4O3）及E的結構簡式可推知，D為B分子內

8、脫水的產物，其結構簡式為。知識點2有機合成遵循的原則及合成路線的選擇1.有機合成遵循的原則(1)起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。通常采用四個碳以下的單官能團化合物和單取代苯。(2)應盡量選擇步驟最少的合成路線。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。步驟越少，最后產率越高。(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，達到零排放。(4)有機合成反應要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。(5)要按一定的反應順序和規(guī)律引入官能團，不能臆造不存在的反應事實。綜合運用有機反應中官能團的衍變規(guī)律及有關的提示信息

9、，掌握正確的思維方法。有時則要綜合運用順推或逆推的方法導出最佳的合成路線。原料中間產物產品。2.合成路線的選擇(1)一元合成路線：RCH=CH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯(2)二元合成路線：CH2=CH2CH2XCH2XCH2OHCH2OHCHOCHOHOOCCOOH鏈酯、環(huán)酯、聚酯。(3)芳香化合物合成路線：考例2以為原料，并以Br2等其他試劑制取，寫出有關反應的化學方程式并注明反應條件。已知：中的醇羥基不能被氧化。解析對照起始反應物與目標產物分析可知，需要在原料分子中引入COOH，而碳骨架沒有變化，可逆推需要先制得醛，依次需要：醇、鹵代烴。在原料分子中引入鹵原子可以利用加成反應來完成。設

10、計合成方法如下：答案變式探究2請設計合理方案用合成用反應流程圖表示，并注明反應條件。例如：由乙醇合成聚乙烯的反應流程圖可表示為：CH3CH2OHCH2=CH2答案解析分析題中給出的信息，進行推斷。課后強化作業(yè)基礎鞏固1.可在有機物中引入羥基的反應類型是()取代加成消去酯化氧化還原A.B.C.D.答案B解析鹵代烴水解（取代）、烯烴水化（加成）、醛被氧化成羧酸，醛被還原為醇等反應均能在分子中引入OH；消去反應是從有機物分子中消去X或OH形成不飽和鍵的反應，酯化反應是酸和醇形成酯的反應，它們都不能引入OH（相反是去掉OH）。2.在有機合成中，制得的有機物較純凈并且容易分離，則在工業(yè)生產中往往有實用價

11、值，試判斷下列有機反應在工業(yè)上沒有生產價值的是()A. B.nCH2=CH2C.D.CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH答案D3.以2-氯-丁烷為原料制備1，3-丁二烯最佳合成路線所需的有機反應類型依次是()加成反應消去反應水解反應加聚反應A.B.C.D.答案A4.(2011江蘇，11)-紫羅蘭酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一種天然香料，它經多步反應可合成維生素A1。下列說法正確的是()A.-紫羅蘭酮可使酸性KMnO4溶液褪色B.1mol中間體X最多能與2mol H2發(fā)生加成反應C.維生素A1易溶于NaOH溶液D.-紫羅蘭酮與中間體X互為同分異構體答案A解析本題主要考查了官能

12、團的性質、同分異構體的概念等知識。-紫羅蘭酮分子中含有碳碳雙鍵，因此可以和酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應，使高錳酸鉀溶液褪色，A正確；1mol中間體x中含有2mol碳碳雙鍵和1mol醛基，因此1mol中間體x能與3molH2加成，B錯；維生素A1的憎水基烴基很大故難溶于水，C錯；-紫羅蘭酮和中間體x的C原子數(shù)不同，二者不可能是同分異構體，D錯。5.A、B、C都是有機化合物，且有如下轉化關系：ABC，A的相對分子質量比B大2，C的相對分子質量比B大16，C能與A反應生成酯（C4H8O2），以下說法正確的是()A.A是乙炔，B是乙烯B.A是乙烯，B是乙烷C.A是乙醇，B是乙醛D.A是環(huán)己烷，B是苯答

13、案C解析由ABC，可推知A為醇，B為醛，C為酸，且三者碳原子數(shù)相同，碳鏈結構相同，又據(jù)C能與A反應生成酯（C4H8O2），可知A為乙醇，B為乙醛，C為乙酸。6.化合物丙由如下反應得到：C4H8Br2(甲)C4H6(乙)- 10 - C4H6Br2(丙)，丙的結構簡式不可能是 ()A. B.C. D. 答案D解析由分子式C4H8Br2知，甲為飽和二元鹵代烴;甲乙，發(fā)生消去反應；乙丙發(fā)生加成反應，這一系列反應中，分子碳骨架沒有變化，故丙不可能是。7.已知CH3CH2OH+HOCH2CH3CH3CH2OCH2CH3+H2O，以乙醇、濃硫酸、溴水、水、氫氧化鈉為主要原料合成。最簡便的合成路線需要下列反

14、應的順序是()氧化還原取代加成消去中和水解酯化加聚A.B.C.D.答案B解析合成的最簡便流程為：CH3CH2OHCH2=CH2即反應的順序為。8.某有機物為含氯的酯(C6H8O4Cl2),在稀硫酸存在下水解產生A和B，A和B的物質的量之比為2:1，有機物A(C2H3O2Cl)可由有機物D(C2H3OCl)氧化而得，則()A.A的結構簡式為,B為乙醇B.A的結構簡式為,B為乙二醇C.D的結構簡式為D.B為乙二酸答案B解析由酯C6H8O4Cl2水解生成n (A):n (B)= 2:1,且A為C2H3O2Cl,則A中含COOH，B中含兩個羥基，又因為B分子中只含兩個碳原子，則B為，A由分子式只能寫成

15、，則D為。9.在有堿存在的條件下，鹵代烴與醇反應生成醚（ROR），RX+ROHROR+HX?；衔顰通過如圖所示的四步反應可以得到常用的試劑四氫呋喃：試回答下列問題。（1）1 mol A和1 mol H2在一定條件下恰好反應，生成飽和一元醇Y，Y中碳元素的質量分數(shù)約為65%，則Y的分子式為 ，A分子中所含官能團的名稱是，A的結構簡式為。（2）第、步反應的類型分別為：、。（3）化合物B具有的化學性質是。a.可發(fā)生氧化反應b.在強酸或強堿條件下均可發(fā)生消去反應c.可發(fā)生酯化反應d.在有催化劑的條件下可發(fā)生加聚反應(4)寫出C、D和E的結構簡式：C ，D ，E 。(5)寫出化合物C與NaOH溶液反應

16、的化學方程式：。(6)寫出四氫呋喃屬于鏈狀醚類的所有同分異構體的結構簡式：。答案(1)C4H10O羥基、碳碳雙鍵CH2=CHCH2CH2OH(2)加成反應取代反應(3)abc(4) (D和E可互換)(3)(6)CH2=CHOCH2CH3、CH2=CHCH2OCH3、CH3CH=CHOCH3解析Y為飽和一元醇，設其為CnH2n+2O。依Y中碳元素的質量分數(shù)可列式：100%=65%。可解得n=4。則Y的分子式為C4H10O。1 mol A可與1 mol H2恰好反應生成Y，A可能為醛或單烯醇，因為A可與Br2的CCl4溶液反應，則A為烯醇?？紤]與OH不可連在同一碳原子上（會變?yōu)楦€(wěn)定的醛），且終態(tài)

17、產物四氫呋喃中碳鏈不存在支鏈，則A為直鏈丁烯醇，可能有兩種結構簡式CH2=CHCH2CH2OH或CH3CH=CHCH2OH，則B的結構簡式可能為或。根據(jù)題干信息，RX與ROH在KOH和室溫條件下發(fā)生取代反應，生成醚，再依據(jù)四氫呋喃碳鏈無支鏈，可知B必須選取端碳上連有Br的官能團方能滿足要求，則A為CH2=CHCH2CH2OH，C為，C至D為消去反應，可得兩種產物或，分別為D和E。能力提升1.下列物質中，可以發(fā)生反應生成烯烴的是()A.CH3ClB.C. D.答案D2.鹵代烴能發(fā)生下列反應2CH3CH2Br+2NaCH3CH2CH2CH3+2NaBr下列有機物可以合成環(huán)丙烷的是 ()A.CH3C

18、H2CH2BrB.CH3CHBrCH2BrC.CH2BrCH2CH2BrD.CH3CHBrCH2CH2Br答案C解析根據(jù)所給信息，連接鹵素原子的碳原子可以相互連接，而要得到的目標分子是環(huán)丙烷，可以得出原料分子中應存在兩個溴原子，且該分子應有三個碳原子，兩個溴原子分別在兩端。3.（多選）（2011無錫模擬）香葉醇、橙花醇和乙酸橙花酯在工業(yè)上用作香料，它們可由月桂烯來合成。下列關于說法中正確的是()A.反應均為取代反應B.月桂烯分子中所有碳原子一定全部處在同一平面上C.香葉醇和橙花醇具有相同的分子式D.乙酸橙花酯可以發(fā)生取代、加成、氧化和聚合反應答案CD解析A項，為加成反應，B項月桂烯分子中所有碳

19、原子可以不全部在同一平面上，也可能處在同一平面上，C項兩種物質互為同分異構體，D項，該物質分子中含有“”，“”可以發(fā)生水解(取代)加成，氧化反應和聚合反應。4.(多選)(2009連云港高二檢測)在有機合成中，常會將官能團消除或增加，下列相關過程中反應類型及相關產物不合理的是()A.乙烯乙二醇：B.溴乙烷乙醇:CH3CH2BrCH2=CH2CH3CH2OHC.1-溴丁烷1,3-丁二烯：CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH=CH2CH2=CHCH=CH2D.乙烯乙炔：CH2=CH2CHCH答案BC解析B項，CH3CH2BrCH2=CH2應為消去反應，C項由CH2=CHCH=CH2不能通過消

20、去反應得到。5.鹽酸洛美沙星是一種常用的治療敏感細菌引起感染的抗菌藥，其結構簡式為：HCl，分子式為C17H19F2N3O3HCl，該物質可發(fā)生的反應類型有 ()還原氧化加成取代水解酯化中和加聚A.B.C.除外D.全部答案D解析該分子結構中含“”、“”、“”、F等結構，可以發(fā)生上面的全部反應。6.下列有機物可通過氧化、酯化、加聚三種反應制得高聚物的是()A.CH3CH2CH2OHB.C.D.答案C解析若要經過加聚反應制得該有機物，其單體應為CH2=CHCOOCH2CH3，又因發(fā)生酯化反應，可推知中間產物有CH2=CHCOOH和CH3CH2OH，結合四個選項只有C項CH2=CHCH2OH，符合題

21、意。7.已知乙烯醇（CH2=CHOH）不穩(wěn)定，可自動轉化為乙醛。乙二醇在一定條件下發(fā)生脫水反應，也有類似現(xiàn)象發(fā)生，所得產物的結構簡式可能有下列幾種，其中不正確的是()CH2=CH2CH3CHOA.B.C.D.答案A解析分子內脫水可得CH3CHO ()或（）,分子間脫水可得，發(fā)生縮聚反應可得。8.從溴乙烷制得1，2-二溴乙烷，下列合成方案中最好的是()A.B.CH3CH2BrCH2BrCH2BrC.CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2BrD.CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br答案D解析A項反應不能發(fā)生，方案不合實際；B項中，CH3CH2Br與Br2發(fā)生取代反應生成CH2

22、BrCH2Br的過程中副產物較多；C項生成乙烯的反應條件錯誤。9.乙酸苯甲酯對花香和果香的香韻具有提升作用，故常用于化妝品工業(yè)和食品工業(yè)。乙酸苯甲酯可以用下面的設計方案合成。（1）寫出A、B的結構簡式：A ，B 。（2）D有很多種同分異構體，含有酯基和一取代苯結構的同分異構體有五個。其中三個的結構簡式是請寫出另外兩個同分異構體的結構簡式： ；。答案解析此題給出的設計方案里只有目標產物的結構式，可采用逆推法，結合反應條件推斷各步反應物 。(1)本題可采用逆推法確定A、C的結構。由D(乙酸苯甲酯)可推得C為苯甲醇，可由B水解得到，故B應為不難確定A為甲苯。（2）由酯的結構特點和書寫規(guī)則，適當移動酯基的位置可得到。10.乙基香草