1．掌握烃及烃的衍生物性质及官能团相互转化的一些方法； 教学目标 2．了解有机合成的基本过程和基本原则； 3．掌握逆向合成法在有机合成中的应用。 教学内容 一、课前回顾 有机合成的思路就是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入或转化所需的官能团。你能利用所学的有机反应，列出下列官能团的引入或转化方法吗？ 1．引入碳碳双键的三种方法是_____________________；_____________________；______________________。 2．引入卤原子的三种方法是__________________________；__________________；_______________________。 3．引入羟基的四种方法是______________；________________；______________；________________。 课前回顾 1．卤代烃的消去反应 醇的消去反应 炔烃的不完全加成反应 2．烷烃或苯及其同系物的卤代(取代)反应 不饱和烃与HX、X2的加成反应 醇与氢卤酸的取代反应 3．烯烃与水的加成反应 卤代烃的水解反应(或取代反应) 醛(酮)的加成反应 酯的水解(或取代)反应 二、知识点讲解 （一）有机合成遵循的原则 1．起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。 2．应尽量选择步骤最少的合成路线。为减少合成步骤，应尽量选择与目标化合物结构相似的原料。步骤越少，最后 产率越高。 3．合成路线要符合“绿色、环保”的要求。高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到 目标化合物中，达到零排放。 4．有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。 5．要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。综合运用有机反应中官能团的衍变规律及 有关的提示信息，掌握正确的思维方法。有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。 原料（二）中学常用的合成路线 1．烃、卤代烃、烃的含氧衍生物之间的转化关系 2．一元合成路线 HXR—CH＝CH2一定条件――→卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯 3．二元合成路线 顺推逆推 中间产物 顺推逆推 产品 1
X2CH2＝CH2――→ ―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(链酯、环酯、聚酯) 4．芳香族化合物合成路线： 特别提醒 邻、对位上的氢。 和Cl2的反应，应特别注意条件的变化；光照只取代甲基上的氢，Fe做催化剂取代苯环 （三）有机合成题的解题思路 1．首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪种官能团，与哪些知识和信息有关； 2．其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片断，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼接衍变，尽快找出合成目标化合物的关键； 3．最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择出最佳的合成方案。 其解题思路可简要列如下表： 类型1 有机合成路线的选择和确定 【例1】已知：醇各步反应的化学方程式(不必写出反应条件)。 请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁 答案 （1）CH2===CH2＋H2O―→CH3CH2OH （2）2CH3CH2OH＋O2―→2CH3CHO＋2H2O （3）2CH3CHO―→ （4） ―→CH3CH===CHCHO＋H2O （5）CH3CH===CHCHO＋2H2―→CH3CH2CH2CH2OH 解析 由题给信息知：两个醛分子在一定条件下通过自身加成反应，得到的不饱和醛分子中的碳原子数是原参加反应的两个醛分子的碳原子数之和。根据最终产物正丁醇中有4个碳原子，原料乙烯分子中只有2个碳原子，运用题给信息，将乙烯氧化为乙醛，两个乙醛分子再进行自身加成变成丁烯醛，最后用H2与丁烯醛中的碳碳双键和醛基进行加成反应，便可得到正丁醇。本题基本采用正向思维方法。 [O]自身加成H2乙烯――→乙醛――→丁烯醛――→正丁醇。 2
H2O[O]O2催化剂本题中乙烯合成乙醛的方法有两种：其一：乙烯――→乙醇――→乙醛 其二：乙烯――→乙醛 【拓展】1．设计有机合成的路线，可以从确定的某种原料分子开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装来完成。在这样的有机合成路线设计中，首先要比较原料分子和目标分子在结构上的异同，包括官能团和碳骨架两个方面的异同，然后设计由原料分子转向目标分子的合成路线。 2．在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。只要每步逆推是合理的，就可以得出科学的合成路线。当得到几条不同的合成路线时，就需要通过优选确定最佳合成路线。在优选合成路线时，必须考虑合成路线是否符合化学原理，及合成操作是否安全可靠等问题。 类型2 逆合成分析法 KOH【例2】碱存在下，卤代烃与醇反应生成醚(ROR′)：R—X＋R′OH――→ROR′＋HX 室温化合物A经下列四步反应可得到常用溶剂四氢呋喃，反应框图如下： 请回答下列问题： （1）1 mol A和1 mol H2在一定条件下恰好反应，生成饱和一元醇Y，Y中碳元素的质量分数约为65%，则Y的分子式为__________，A分子中所含官能团的名称是_____________，A的结构简式为_____________。 （2）第①②步反应类型分别为①________②________。 （3）化合物B具有的化学性质(填写字母代号)是______。 a．可发生氧化反应 b．强酸或强碱条件下均可发生消去反应 c．可发生酯化反应 d．催化条件下可发生加聚反应 （4）写出C、D和E的结构简式：C________、D__________、E________________。 （5）写出化合物C与NaOH水溶液反应的化学方程式：____________________________________________。 （6）写出四氢呋喃链状醚类的所有同分异构体的结构简式：________________________________________。 答案 （1）C4H10O 羟基、碳碳双键 （2）加成反应 取代反应 (3)abc 解析 本题为有机信息推断题，综合考查了有机物分子式、结构简式、方程式、同分异构体的书写等知识，着重考
3
查学生利用所学知识结合所给信息分析问题、解决问题的能力和自学能力。 （1）由于1 mol A和1 mol H2恰好反应生成饱和一元醇Y知，A中含有一个碳碳双键，且Y的通式可写为12nCnH2n＋2O，又因Y中碳元素的质量分数约为65%，则有×100%＝65%，解得n＝4，即Y的14n＋2＋16分子式为C4H10O；再由反应框图从而推出A的结构简式为CH2===CHCH2CH2OH。 B应发生A与溴的加成反应，B→B应发生A与溴的加成反应，B→C应发生生成醚的取代反应。 （3）因B为，含有—Br和—OH，故应具有a、b、c所述的化学性质。 （6）因四氢呋喃为环状醚，要写成链状醚时，其碳碳链上一定含有一个碳碳双键，写出可能的同分异构体。 类型3 有机综合推断题“突破口”的寻找 【例3】 下图中A、B、C、D、E、F、G、H均为有机化合物。回答下列问题： （1）有机化合物A的相对分子质量小于60，A能发生银镜反应，1 mol A在催化剂作用下能与3 mol H2反应生成B，则A的结构简式是__________________，由A生成B的反应类型是__________； （2）B在浓硫酸中加热可生成C，C在催化剂作用下可聚合生成高分子化合物D，由C生成D的化学方程式是 ________________________________________________________________________； （3）①芳香族化合物E的分子式是C8H8Cl2。E的苯环上的一溴取代物只有一种，则E的所有可能的结构简式是__________________________； ②E在NaOH溶液中可转变为F，F用高锰酸钾酸性溶液氧化生成G(C8H6O4)。1 mol G与足量的NaHCO3溶液反应可放出44.8 L CO2(标准状况)，由此确定E的结构简式是_________________________________________； （4）G和足量的B在浓硫酸催化下加热反应可生成H，则由G和B生成H的化学方程式是________________。 该反应的反应类型是______________。 4
解析 （1）A的相对分子质量小于60，A能发生银镜反应，则A中有。1 mol A能与3 mol H2发生反应生成B，则A分子中有两个双键或一个三键，若有两个双键，则其相对分子质量一定超过60，因此A的结构简式为反应(或还原反应)。 （2）CH3—CH2—CH2—OH在浓H2SO4作用下，发生消去反应，生成烯烃C(CH3—CH===CH2)，丙烯发生，B的结构简式为CH3—CH2—CH2—OH，由A到B发生的反应为加成加聚反应生成聚丙烯，化学方程式为 （3）①芳香族化合物C8H8Cl2，其苯环上的一溴取代物只有一种，则E的结构应该非常对称，因此E的结构简式为 ②1 mol G与足量的NaHCO3反应生成44.8 L CO2，即2 mol CO2，则G分子中一定有两个—COOH，因此E的结构简式为（4）G为。 ，B为CH3CH2CH2OH，G和B发生酯化反应的化学方程式为 【拓展】找解题的“突破口”的一般方法是： （1）找已知条件最多的地方，信息量最大的。 （2）寻找最特殊的——特殊物质、特殊的反应、特殊颜色等等。 （3）特殊的分子式，这种分子式只能有一种结构。 （4）如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，认真小心去论证，看是否完全符合题意。 三、课堂练习 1．A、B、C都是有机化合物，且有如下转化关系：A 去氢加氢 催化氧化B――→C，A的相对分子质量比B大2，C的相对分子质量比B大16，C能与A反应生成酯(C4H8O2)，以下说法正确的是（ ） 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是环己烷，B是苯 答案 C 5
催化氧化去氢B――→C，可推知A为醇，B为醛，C为酸，且三者碳原子数相同，碳链结构相同，又据C解析 由A加氢 能与A反应生成酯(C4H8O2)，可知A为乙醇，B为乙醛，C为乙酸。 2．某有机物甲经氧化后得乙(分子式为C2H3O2Cl)；而甲经水解可得丙。1 mol丙和2 mol乙反应得一种含氯的酯(C6H8O4Cl2)。由此推断甲的结构简式为（ ） A．ClCH2CH2OH B．HCOOCH2Cl C．ClCH2CHO D．HOCH2CH2OH 答案 A 3．某中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下加热得到M和N两种物质，N经氧化最终可得M，则该中性有机物的结构可能有（ ） A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 答案 B 解析 中性有机物C8H16O2在稀H2SO4作用下水解得到M和N两种物质，可见该有机物为酯类。由“N经氧化最终可得M”，说明N与M中碳原子数相等，碳架结构相同，且N应为羟基在碳链端位的伯醇，M为羧酸，从而推知中性有机物的结构只有两种：CH3CH2CH2COOCH2CH2CH2CH3 NaOH，醇Br24．化合物丙由如下反应得到：C4H8Br2――→C→C4H6Br2(丙)，丙的结构简式不可能是（ ） 4H6(乙)――△溶剂 答案 D 乙醚5．格林尼亚试剂简称“格氏试剂”，它是卤代烃与金属镁在无水乙醚中作用得到的，如：CH3CH2Br＋Mg――→CH3CH2MgBr，它可与羰基发生加成反应，其中的“—MgBr”部分加到羰基的氧上，所得产物经水解可得醇。今欲通过上述反应合成2－丙醇，选用的有机原料正确的一组是（ ） A．氯乙烷和甲醛 B．氯乙烷和丙醛 C．一氯甲烷和丙酮 D．一氯甲烷和乙醛 答案 D 6．今有组成为CH4O和C3H8O的醇的混合物，在一定条件下进行脱水反应，可能生成的其他有机物的种数为（ ） A．5种 答案 C 7．已知卤代烃在碱溶液中可水解生成对应的醇(RX＋H2OROH＋HX)。下列烯烃经过①先与HCl加成、②B．6种 C．7种 D．8种 然后在NaOH溶液中水解、③水解的有机物再在热Cu的催化下发生氧化。三步反应后最终的有机产物可能为混合物的是（ ） A．乙烯 答案 BC 8．烯烃、一氧化碳和氢气在催化剂作用下生成醛的反应，称为羰基合成，也叫烯烃的醛化反应。由乙烯制丙醛的反
6
B．丙烯 C．1－丁烯 D．2－丁烯 应为：CH2＝CH2＋CO＋H2可能有（ ） A．2种 答案 C CH3CH2CHO。由化学式为C4H8的烯烃进行醛化反应，得到的醛的同分异构体B．3种 C．4种 D．5种 9．实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：在园底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管(使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内)，加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。请回答下列问题： （1）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入__________，目的是__________。 （2）反应中加入过量的乙醇，目的是____________________。 （3）如果将上述实验步骤改为在蒸馏烧瓶内先加入乙醇和浓硫酸，然后通过分液漏斗边滴加醋酸，边加热蒸馏。这样操作可以提高酯的产率，其原因是____________________。 （4）现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品，下图是分离操作步骤流程图。请在图中圆括号内填入适当的试剂，在方括号内填入适当的分离方法。 试剂a是__________，试剂b是__________；分离方法①是__________，分离方法②是__________，分离方法③是__________。 （5）在得到的A中加入无水碳酸钠粉末，振荡，目的是____________________。 答案 （1）碎瓷片，防止爆沸。 （2）提高乙酸的转化率。 （3）及时地蒸出生成物，有利于酯化反应向生成酯的方向进行。 （4）饱和碳酸钠溶液，硫酸；分液，蒸馏，蒸馏。 （5）除去乙酸乙酯中的水份。 10．奶油中有一种只含C、H、O的化合物A。A可用作香料，其相对分子质量为88，分子中C、H、O原子个数比为2∶4∶1。 （1）A的分子式为________________________________。 （2）写出与A分子式相同的所有酯的结构简式：_________________________________________________。 已知：①ROH＋HBr(氢溴酸)△RBr＋H2O A中含有碳氧双键，与A相关的反应如下： （3）写出A→E,E→F的反应类型：A→F______________________、E→F________。 （4）写出A、C、F的结构简式：A____________________、C________________、F________________________。 （5）写出B→D反应的化学方程式： 。 7
（6）在空气中长时间搅拌奶油，A可转化为相对分子质量为86的化合物G，G的一氯代物只有一种，写出G的结构简式： 。A→G的反应类型为________。 答案 （1）C4H8O2 （2）CH3CH2COOCH3，CH3COOCH2CH3，HCOOCH(CH3)2，HCOOCH2CH2CH3 （3）取代反应 消去反应 解析 本题为有机推断题，考核烃的衍生物的化学性质的同时也考核反应类型及同分异构体的书写。据信息①和A 与HBr反应可推知A中含有—OH，另外含有一个碳氧双键。由分子量为88，C∶H∶O＝2∶4∶1得A的分子式为C4H8O2。据信息②和B在HIO4/△条件下只生成C，可推知B的结构简式为A的结构简式为一种，可推知G为，由此可知。由A到G分子量从88变为86正好失去2个H被氧化，且G的一氯代物只有。 11．下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物。 根据上图回答问题： （1）D的化学名称是________。 （2）反应③的化学方程式是_______________________________________。(有机物须用结构简式表示) （3）B 的分子式是____________________。A的结构简式是____________；反应①的反应类型是____________。 （4）符合下列3个条件的B的同分异构体的数目有____个。i)含有邻二取代苯环结构、ii)与B有相同官能团、iii)不与FeCl3溶液发生显色反应。写出其中任意一个同分异构体的结构简式________。 （5）G是重要的工业原料，用化学方程式表示G的一种重要的工业用途_________________________________。 答案 （1）乙醇 8
解析 本题为常见的有机推断，是历年来高考的常见题型，解题以反应条件为“突破口”。由题意中④的反应条件和D、G的分子式可推断D为CH3CH2OH；由F的分子式和③的反应条件可确定③为酯化反应，即C为CH3COOH；由②的反应条件和F的结构简式，可推断②反应为环酯的形成，即B为；由①的反应条件可确定A为酯，反应类型为酯在碱性条件下的水解，即A为四、课堂小结 1．有机合成遵循的原则 2．有机合成常用的路线 3．有机合成的解题思路
。 9
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容