高中化学人教版有机化学基础第三章烃的含氧衍生物第四节有机合成 省赛获奖

人教版选修5第三章烃的含氧衍生物第四节有机合成教学设计1【教学目标】1.通过对有机化学合成的发展成果介绍，激发对有机合成这一技术的兴趣，体会化学对人类生活和生产所起的重要作用。了解有机合成的任务。2.通过观察已知合成路线，能够分析出各物质转化过程中断键、成键位置，判断反应类型，并能够写出相应的化学反应方程式。3.复习再现烃和烃的衍生物之间的相互转化，构建转化关系网络。4.通过具体物质的合成路线分析，了解逆合成分析法的运用，并能应用知识网络分析简单的有机合成问题。【教学过程】一、有机合成的过程阅读第三自然段，回答：什么是有机合成？有机合成的任务有那些？用示意图表示出有机合成过程。1.有机合成定义；有机合成是利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。2.有机合成的任务；包括目标化合物分子骨架构建和官能团的转化。3.有机合成过程。有机合成过程示意图：有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料，通过有机反应链上官能团或一段碳链，得到一个中间体；在此基础上利用中间体上的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成第二个中间体，经过多步反应，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。4.有机合成的思路：就是通过有机反应构建目标分子的骨架，并引入或转化所需的官能团。评价，总结：官能团的引入引入-OH烯烃与水加成,醛/酮加氢,卤代烃水解,酯的水解引入-X烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成,醇与HX取代引入C=C某些醇和卤代烃的消去,炔烃加氢引入-CHO某些醇氧化,烯氧化,炔水化,糖类水解引入-COOH醛氧化,苯的同系物被强氧化剂氧化,羧酸盐酸化,酯酸性水解引入-COO-酯化反应除了官能团的引入，也可通过反应消除官能团，主要包括以下方法：通过有机物加成可消除不饱和键；通过消去、氧化或酯化可消除羧基；通过消去或取代可消除卤原子。5.有机合成的关键—碳骨架的构建。如何增长碳链？(1)加成反应：(2)卤代烃+NaCN：CH3CH2Br+NaCNCH3CH2CN+NaBr如何缩短碳链？（1）脱羧反应。如：RCOONa+NaOHRH+Na2CO3

（2）氧化反应，包括燃烧，烯、炔的部分氧化，丁烷的直接氧化成乙酸，苯的同系物氧化成苯甲酸等。如：

（3）水解反应。主要包括酯的水解，蛋白质的水解和多糖的水解。如：

二、逆合成分析法1.合成设计思路：（1）有机合成的解题思路是：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，与哪些知识信息有关；其次是根据现在的原料、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段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；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。（2）有机合成的方法包括正向合成分析法和逆向合成分析法。正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的真接或间接的中间体，逐步推向合成的目标有机物，而逆向合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法。它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体，又可以由上一步的中间体得到，依次类推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。2.逆合成分析示意图：[讲解]逆推法合成有机物思路[探究]用绿色化学的角度出发，有机合成的设计有哪些注意事项？[讲]不使用有毒原料；不产生有毒副产物；产率尽可能高等3.解题思路:(1)剖析要合成的物质(目标分子),选择原料,路线(正向,逆向思维.结合题给信息)(2)合理的合成路线由什么基本反应完全,目标分子骨架(3)目标分子中官能团引入4.阅读课本，以（草酸二乙酯）为例，说明逆推法在有机合成中的应用。(1)分析草酸二乙酯，官能团有；(2)反推，酯是由酸和醇合成的，则反应物为和；(3)反推，酸是由醇氧化成醛再氧化酸来的，则可推出醇为(4)反推，此醇A与乙醇的不同之处在于。此醇羟基的引入可用B；(5)反推，乙醇的引入可用，或；(6)由乙烯可用制得B。5.用乙炔和适当的无机试剂为原料，合成。资料1资料26.从原料到产品在结构上产生两种变化：①从碳链化合物变为芳环化合物；②官能团从“—C≡C—”变为“—Br”。由顺推法可知：由乙炔聚合可得苯环，如果由苯直接溴代，只能得到溴苯，要想直接得到均三溴苯很难。我们只能采取间接溴代的方法，即只有将苯先变为苯酚或苯胺，再溴代方可；而三溴苯酚中的“—OH”难以除去。而根据资料2可知，中的“—NH2”可通过转化为重氮盐，再进行放氮反应除去。答案：7.有机合成遵循的原则：所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离，避免采用副产物多的反应。发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少而简单。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，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。所选用的三、有机合成的分析方法及中学常用合成路线的选择有机合成的分析方法可归纳为以下3种情况：1．正向合成分析法(又称顺推法)，合成示意图：基础原料→中间体→中间体→目标化合物，此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出可直接合成的所需要的中间产物，并同样找出它的下一步产物，依次类推，逐步推向合成目标有机物。2．逆向合成分析法(又称逆推法)，合成示意图：目标化合物→中间体→中间体→基础原料，其特点是从产物出发，由后向前推，先找出产物的前一步原料(中间体)，并同样找出它的前一步原料，如此继续直至到达简单的初始原料为止。3．综合分析法：此法采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，得出最佳合成路线。四、烃、卤代烃、烃的含氧衍生物之间的转化关系\o(R－H,\s\up6(烃))eq\o(,\s\up11(卤代),\s\do4(消去))eq\o(R－X,\s\up6(卤代烃))eq\o(,\s\up11(水解),\s\do4(取代))eq\o(R－OH,\s\up6(醇类))eq\o(,\s\up11(氧化),\s\do4(加氢))eq\o(R－CHO,\s\up6(醛类))eq\o(→,\s\up15(氧化))eq\o(R－COOH,\s\up6(羧酸))eq\o(,\s\up11(酯化),\s\do4(水解))eq\o(RCOOR′,\s\up6(酯类))合成路线的选择(1)一元合成路线：R－CH=CH2eq\o(→,\s\up15(HX))卤代烃eq\o(→,\s\up11(NaOH水溶液),\s\do4(△))一元醇eq\o(→,\s\up15([O]))一元醛eq\o(→,\s\up15([O]))一元羧酸→酯(2)二元合成路线：CH2=CH2eq\o(→,\s\up15(X2))CH2X－CH2Xeq\o(→,\s\up11(NaOH水溶液),\s\do4(△))CH2OH－CH2OHeq\o(→,\s\up15([O]))CHO－CHOeq\o(→,\s\up15([O]))HOOC－COOH→链酯、环酯、聚酯(3)芳香化合物合成路线：2.提示：（1）有机合成与推断中常常涉及到信息的迁移问题。处理这类问题时，应该是先读取信息、领会信息、提炼信息，在此基础上迁移应用。一般此类问题起点高落点低，虽然涉及到的内容和方法课本上没有，但处理问题仍然用课本知识。（2）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做催化剂取代苯环邻、对位上的氢。五、检测题1.下列物质属于天然高分子化合物的是（）A．聚乙烯 B．尼龙 C．油脂 D．纤维素2.下列高聚物中，由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是()A．B．C．D．3.由乙醇制乙二酸乙二酯，最简单的流程途径顺序正确的是()①取代反应②加成反应③氧化反应④还原反应⑤消去反应⑥酯化反应⑦中和反应⑧缩聚反应A．⑤②①③⑥ B．①②③⑤⑦C．⑤③①②⑧ D．①②⑤③⑥4.下列说法不正确的是()A．天然油脂含酯基属于酯类物质B．麦芽糖和蔗糖的水解产物相同C．酚醛树脂是酚与醛的缩聚产物D．石油裂化和裂解都可制得烯烃5.在有机合成中，常需要将官能团消除或增加，下列合成路线及相关产物不合理的是()6.如图所示是一些常见有机物间的转化关系，下列关于反应①～⑦的说法不正确的是()A．反应①是加成反应B．反应②是加聚反应C．只有反应⑦是取代反应D．反应④⑤⑥⑦都是取代反应7.由溴乙烷制取1,2­二溴乙烷，下列合成方案中最合理的是()A．CH3CH2Breq\o(→,\s\up15(HBr),\s\do15(△))B．CH3CH2Breq\o(→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2BrC．CH3CH2Breq\o(→,\s\up15(NaOH水溶液),\s\do15(△))CH2=CH2eq\o(→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2BrD．CH3CH2Breq\o(→,\s\up15(NaOH醇溶液),\s\do15(△))CH2=CH2eq\o(→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2Br8.乙醇与浓硫酸混合共热的反应过程中，受反应条件的影响，可发生两类不同类型的反应：据此判断烃A为()A．1­丁烯 B．1,3­丁二烯C．乙炔 D．乙烯9.三苯甲醇是一种重要的有机合成中间体，可以通过下列原理进行合成：实验步骤如下：①如图甲所示，在三颈烧瓶中加入镁屑，在滴液漏斗中加入溴苯和无水乙醚，先加入eq\f(1,3)混合液于烧瓶中，待镁屑表面有气泡产生时，开始搅拌，并逐滴加入余下的混合液，使反应液保持微沸状态，至反应完全。②继续加入苯甲酰氯和无水乙醚，水浴加热1h后，在冷水浴下慢慢滴加氯化铵的饱和溶液。③将三颈烧瓶内的物质水浴加热蒸去乙醚，然后加入水进行水蒸气蒸馏(图乙用作水蒸气发生装置)，直至无油状物蒸出。④冷却抽滤，将固体用%的乙醇溶液重结晶，最终得到产品。(1)步骤①中“逐滴加入余下的混合液”是为了防止__________________________________________；(2)若水蒸气蒸馏装置中出现堵塞现象，则图乙玻璃管中水位会突然升高，此时应________，待故障排除后再进行蒸馏；(3)抽滤用到的主要仪器有气泵、________，抽滤优于普通过滤的显著特点___________________________；(4)步骤④中用%的乙醇溶液重结晶的目的是______________________________________；(5)用光谱法可检验所得产物是否纯净，其中用来获得分子中含有何种化学键和官能团信息的方法是_____________________________________________________________________。参考答案1.【解析】A、聚乙烯是合成高分子化合物，错误；B、尼龙是合成高分子化合物，错误；C、油脂不是高分子化合物，错误；D、纤维素是天然高分子化合物，正确，答案选D。【答案】D2.【解析】根据有机物的结构简式可知没信心ABC均是加聚产物，选项D是缩聚产物，其单体是乙二醇和对苯二甲酸，答案选D。【答案】D3.【解析】乙二酸乙二酯是由乙二酸和乙二醇酯化形成的，乙二酸可以通过乙二醇氧化得到，要制备乙二醇需要通过1，2－二溴乙烷水解生成，1，2－二溴乙烷可以通过乙烯和溴水加成得到，乙醇消去即得到乙烯。所以答案是A。【答案】A4.【解析】A、油脂是高级脂肪酸的甘油酯，正确；B、麦芽糖水解生成葡萄糖、蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，错误；C、酚醛树脂是苯酚和甲醛发生缩聚反应的产物，正确；D、石油裂化生成烷烃和烯烃，石油裂解生成乙烯、丙烯、丁二烯等，正确。【答案】B5.【解析】B项由溴乙烷→乙醇，只需溴乙烷在碱性条件下水解即可。【答案】B6.【解析】：乙酸乙酯的水解反应及乙醇与乙酸发生的酯化反应均为取代反应。【答案】C7.【解析】A项反应不能发生，方案不合实际；B项，CH3CH2Br与Br2发生取代反应生成CH2BrCH2Br的过程中副产物较多；C项，CH3CH2Br在NaOH水溶液和加热条件下发生取代反应，生成CH3CH2OH。【答案】D8.【解析】由目标化合物结合反应条件逆推。由C到目标化合物的条件是浓硫酸脱水，则C应为HO—CH2CH2—OH，由B到C的反应条件为