高中化学 专题4 第三单元 第3课时 重要有机物之间的相互转化学案 苏教版选修5.doc

第3课时重要有机物之间的相互转化学习目标定位1.熟知烃和烃的衍生物之间的相互转化关系。2.掌握构建目标分子骨架，官能团引入、转化或消除的方法。3.学会有机合成的分析方法，知道常见的合成路线。1写出下列转化关系中涉及的有标号的反应的化学方程式。ch2=ch2h2och3ch2oh；2ch3ch2oho22ch3cho2h2o；2ch3choo22ch3cooh；c2h5ohhbrch3ch2brh2o；ch3coohc2h5ohch3cooc2h5h2o；ch3ch2brnaohch2=ch2nabrh2o。2试用化学方程式表示用乙醇合成乙二醇的过程，并说明反应类型。(1)ch3ch2ohch2=ch2h2o，消去反应；(2)，加成反应；(3)，水解反应。探究点一有机物之间的转化关系1烃和烃的衍生物转化关系如图所示(1)将相应的烃或烃的衍生物类别填入空格内(2)若以ch3ch2oh为原料合成乙二酸hooccooh依次发生的反应类型是消去、加成、水解、氧化、氧化。2某有机物a由c、h、o三种元素组成，在一定条件下，a、b、c、d、e之间的转化关系如下：已知c的蒸气密度是相同条件下氢气的22倍，并可发生银镜反应。(1)写出下列物质的结构简式：a_；b_；c_。(2)写出下列变化的化学方程式：ab：_；c与银氨溶液反应：_；ade：_。答案(1)ch3ch2ohch2=ch2ch3cho(2)c2h5ohch2=ch2h2och3cho2ag(nh3)2ohch3coonh42ag3nh3h2och3ch2ohch3coohch3cooch2ch3h2o解析分析题目所给五种物质之间的转化关系：由acd，且c可发生银镜反应，可知c为醛，则a为醇，d为羧酸，e应是酯。再根据题意c的蒸气密度是相同条件下氢气的22倍，可得mr(c)44，所以c为乙醛。故a为乙醇，b为乙烯，d为乙酸，e为乙酸乙酯。归纳总结(1)有机物的转化实际是官能团的引入或转化。引入或转化为碳碳双键的三种方法：卤代烃的消去反应，醇的消去反应，炔烃与氢气的不完全加成反应。引入卤素原子的三种方法：不饱和烃与卤素单质(或卤化氢)的加成反应，烷烃、苯及其同系物发生取代反应，醇与氢卤酸的取代反应。在有机物中引入羟基的三种方法：卤代烃的水解反应，醛、酮与h2的加成反应，酯的水解反应。在有机物中引入醛基的两种方法：醇的氧化反应，烯烃的氧化反应。(2)从有机物分子中消除官能团消除不饱和双键或叁键，可通过加成反应。经过酯化、氧化、与氢卤酸取代、消去等反应，都可以消除oh。通过加成、氧化反应可消除cho。通过水解反应可消除酯基。活学活用1在有机合成中，常会将官能团消除或增加，下列相关过程中反应类型及相关产物合理的是()乙烯乙二醇：溴乙烷乙醇：ch3ch2brch2=ch2ch3ch2oh1溴丁烷1,3丁二烯：ch3ch2ch2ch2brch3ch2ch=ch2a b c d答案a解析中由溴乙烷乙醇，只需溴乙烷在碱性条件下水解即可，路线不合理；中合成过程中发生消去反应所得产物应为ch3ch2cch(ch3ch=c=ch2不稳定)，合成路线及相关产物不合理。2由乙烯和其他无机原料合成环状化合物e的流程如下：(1)请在方框内填入合适的化合物的结构简式。(2)写出a水解的化学方程式_。(3)从有机合成的主要任务角度分析，上述有机合成最突出的特点是_。答案(1)a：brch2ch2brb：hoch2ch2ohc：ohcchod：hooccooh(2)brch2ch2br2naohhoch2ch2oh2nabr(3)官能团的相互转化解析本题为有机合成推断题，解题的关键是熟练掌握烃和烃的衍生物之间的相互转化，即官能团相互转化。由已知物乙烯和最后产物e(一种环状酯)，按照图示条件进行推导，首先乙烯与溴加成得到1,2二溴乙烷，再水解得到乙二醇，然后氧化为乙二醛，进而氧化为乙二酸，最后乙二酸与乙二醇发生酯化反应得到乙二酸乙二酯(e)。探究点二有机合成1请设计合理方案：以ch2=ch2为原料，合成2下面是以ch2=ch2为有机原料合成ch2=chch=ch2的流程图。(1)该有机合成的主要任务是什么？从原子守恒的角度看，使碳链增长的最重要的物质是什么？答案该有机合成的主要任务是增加碳链的长度和官能团的个数；使碳链增长的最重要的物质是ch2brch2br和nacn。归纳总结(1)有机合成的任务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。(2)有机合成的过程有机合成的起始原料通常采用四个碳原子以下的单官能团化合物和单取代苯，如乙烯、丙烯、甲苯等。活学活用3苯甲酸苯甲酯()存在于多种植物香精中，如在水仙花中就含有它，它可用作香料、食品添加剂及一些香料的溶剂，还可用于塑料、涂料的增塑剂。此外，它在医疗上也有很多应用。对于这样一种有机物，你能用原料库中的原料合成吗？有机物原料库：苯、甲苯、乙烯、丙烯、1,3丁二烯、2丁烯等。(无机原料任选)答案解析利用逆合成分析法，首先分析目标分子中含有酯基，为酯类化合物，对于酯类化合物一般可采用酸与醇的酯化反应来合成，以此为出发点，依据烃及衍生物的转化关系，可以按以下思路由目标分子逆推原料分子：因此以甲苯为原料进行合成苯甲酸苯甲酯，可以确定如下路线：路线1：路线2：对以上路线进行优选：路线2制备苯甲酸的步骤多，成本高，且使用较多的cl2，不利于环境保护。路线1由甲苯分别制备苯甲酸和苯甲醇，然后由它们发生酯化反应制备苯甲酸苯甲酯，是比较合理的合成路线。常见的有机合成路线1一元合成路线：rch=ch2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯2二元合成路线：ch2=ch2ch2xch2xch2ohch2ohchochohooccooh链酯、环酯、聚酯3芳香化合物合成路线：1已知卤代烃可以和钠发生反应，如溴乙烷与钠发生反应为2ch3ch2br2nach3ch2ch2ch32nabr。应用这一反应，下列所给化合物中可以与钠合成环丁烷的是()ach3br bch3ch2ch2ch2brcch2brch2br dch2brch2ch2br答案c2有机化合物分子中能引进卤素原子的反应是()a消去反应 b酯化反应c水解反应 d取代反应答案d解析引进卤素原子只能通过加成反应或取代反应达到。3下列化学反应的有机产物，只有一种的是()a在浓硫酸存在下发生脱水反应b在铁粉存在下与氯气反应c与碳酸氢钠溶液反应dch3ch=ch2与氯化氢加成答案c解析a选项中的产物可能是ch3ch2ch=ch2或ch3ch=chch3；b选项中的产物可能是；d选项中的产物可能是ch3ch2ch2cl或。4写出以ch2clch2ch2ch2oh为原料制备的各步反应方程式(无机试剂自选)：_；_；_；_。解析对比给出的原料与目标产物可知，原料为卤代醇，产品为等碳原子数的环酯，因此，制备过程是醇羟基氧化成羧基，卤素原子再水解成羟基，最后发生酯化反应。5已知。下列物质中，在o3和zn/h2o的作用下能生成的是()答案a解析由题给信息可知，在所给条件下反应时，变为，a选项生成ch3ch2cho和ch3cho两种物质；b选项生成两分子hcho；c选项生成hcho和ch3coch3；d选项生成基础过关一、有机化合物官能团的相互转化1下列反应中，不可能在有机物中引入羧基的是()a卤代烃的水解b有机物rcn在酸性条件下水解c醛的氧化d烯烃的氧化答案a解析卤代烃水解引入了羟基，rcn水解生成rcooh，rcho被氧化生成rcooh，烯烃如rch=chr被氧化后可以生成rcooh。2在下列物质中可以通过消去反应制得2甲基2丁烯的是()答案b解析根据卤代烃的消去反应规律，写出可能的反应产物，然后将反应产物进行命名。3乙烯酮在一定条件下能与含活泼氢的化合物发生加成：，它与下列试剂发生加成反应时所生成的产物不正确的是()a.与hcl加成生成ch3coclb.与h2o加成生成ch3coohc.与ch3oh加成生成ch3coch2ohd.与ch3cooh加成生成(ch3co)2o答案c二、有机合成的方法4用乙炔为原料制取chclbrch2br，下列方法中最可行的是()a.先与hbr加成后再与hcl加成b.先与h2完全加成后再与cl2、br2取代c.先与hcl加成后再与br2加成d.先与cl2加成后再与hbr加成答案c解析制取chclbrch2br，即在分子中引入一个氯原子和两个溴原子，所以加成时需先与hcl加成引入一个cl原子，再与br2加成在分子中引入两个溴原子。5.对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，已知苯环上的硝基可被还原为氨基：，产物苯胺还原性强，易被氧化，则由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤合理的是()a甲苯xy对氨基苯甲酸b甲苯xy对氨基苯甲酸c甲苯xy对氨基苯甲酸d甲苯xy对氨基苯甲酸答案a解析由甲苯制取产物时，需发生硝化反应引入硝基，再还原得到氨基，将甲基氧化才得到羧基；但氨基易被氧化，故甲基氧化为羧基应在硝基还原前，否则生成的氨基也被氧化，故先进行硝化反应，再将甲基氧化为羧基，最后将硝基还原为氨基。另外还要注意ch3为邻、对位取代定位基；而cooh为间位取代定位基，所以b选项也不对。6化合物丙可由如下反应得到：c4h10oc4h8，丙的结构简式不可能的是()ach3ch(ch2br)2 b(ch3)2cbrch2brcc2h5chbrch2br dch3(chbr)2ch3答案a解析c4h8br2是烯烃与溴发生加成反应生成的，生成的二溴丁烷中，两个溴原子应在相邻的碳原子上，a不可能。三、有机合成中的反应类型7有机物可经过多步反应转变为，其各步反应的反应类型是()a加成消去脱水 b消去加成消去c加成消去加成 d取代消去加成答案b8以乙醇为原料，用下述6种类型的反应来合成乙二酸乙二酯(结构简式为)，正确的顺序是()氧化消去加成酯化水解加聚a bc d答案c解析利用逆合成分析法：再从乙醇开始正向分析反应过程：反应的类型依次为消去反应加成反应水解反应氧化反应酯化反应。能力提升9丁烯二酸(hoocch=chcooh)可用于制造不饱和聚酯树脂，也可作食品的酸性调味剂。某同学以clch2ch=chch2cl为原料，设计了下列合成路线：你认为上述设计存在什么缺陷？请你提出具体改进措施。答案在第二步的氧化过程中，“”也会被氧化，使产率降低，对上述设计可做如下改进：10根据图示内容填空：(1)化合物a含有的官能团为_。(2)1 mol a与2 mol h2反应生成1 mol e，其反应方程式为_。(3)与a具有相同官能团的a的同分异构体的结构简式是_。(4)b在酸性条件下与br2反应得到d，d的碳链不含支链，其结构简式是_。(5)f的结构简式是_。由ef的反应类型是_。答案(1)碳碳双键、醛基、羧基解析题中给出的已知条件中包含着以下四类信息：反应(条件、性质)信息：a能与银氨溶液反应，表明a分子内含有醛基，a能与nahco3反应，断定a分子中含有羧基。结构信息：从d物质的碳链不含支链，可知a分子也不含支链。数据信息：从f分子中c原子数可推出a是含4个碳原子的物质。隐含信息：从第(2)问题中提示“1 mol a与2 mol h2反应生成1 mol e”，可知a分子内除了含1个醛基外还含1个碳碳双键。11食品香精菠萝酯的生产路线(反应条件略去)如下：(1)写出上述反应的化学方程式并注明反应类型。(2)苯氧乙酸的某种同分异构体x,1 mol x能与2 mol naoh溶液反应，且x中含有1个醛基(cho)，写出符合上述条件的x的一种结构简式：_。12下图是以煤为原料生产聚氯乙烯(pvc)和人造羊毛的合成路线：(1)请你写出a、b、c、d的结构简式。(2)将上述反应按反应类型进行分类。答案(1)a：chchb：ch2=chcl(2)加成反应；加聚反应。13环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：实验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化：现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环己烷：请按要求填空：(1)a的结构简式是_；b的结构简式是_。(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型：反应：_，反应类型：_。反应：_，反应类型：_。拓展探究14对乙酰氨基酚俗称扑热息痛(paracetamol)，具有很强的解热镇痛作用，工业上通过下列方法合成(b1和b2、c1和c2分别互为同分异构体，无机产物已略去)。请按要求填空