高中化学有机合成基础知识(基础)知识讲解学案新人教版选修5

有机合成基础知识【学习目标】1、掌握有机化学反响的主要种类：取代反响、加成反响、消去反响的观点，反响原理及其应用；2、认识有机化学反响中的氧化复原反响，能依据碳原子的氧化数法判断有机化学反响是氧化反响仍是复原反响；3、认识加成聚合反响和缩合聚合反响的特色，能写出简单的聚合反响的化学方程式；4、认识官能团与有机化学反响种类之间的关系，能判断有机反响种类，能正确书写有机化学反响的方程式。【重点梳理】重点一、有机化学反响的主要种类．取代反响。1）取代反响指的是有机物分子中的某些原子或原子团被其余原子或原子团所取代的反响。2）有机物与极性试剂发生取代反响的结果能够用下边的通式来表示。8888A1B1A2B2A1B2A2B13）烃的卤代、芬芳烃的硝化或磺化、卤代烃的水解、醇分子间的脱水反响、醇与氢卤酸的反响、酚的卤代、酯化反响、酯的水解和醇解，以及马上学到的蛋白质的水解等都属于取代反响。①卤代。光CH4+X2CH3X+HX②硝化。③磺化。④—H的取代。Cl+CH＝CH—CH500600C22322⑤脱水。CH3CH2OH+HOCH2CH3浓硫酸CH3CH2OCH2CH3+H2O140C⑥酯化。CH3COOH+HO—CH3浓硫酸CH3COOCH3+H2O⑦水解。R—X+H2ONaOHR—OH+HXHRCOOH+R＇OH2（4）取代反响发生时，被取代的原子或原子团应与有机物分子中的碳原子直接相连，不然就不属于取代反应。5）在有机合成中，利用卤代烷的取代反响，将卤原子转变为羟基、氨基等官能团，进而制得用途宽泛的醇、胺等有机物；也可经过取代反响增加碳链或制得新物质。特别提示：取代反响的特色是“下一上一，有进有出”，近似于置换反响，如卤代烃在氢氧化钠存在下的水解反响CH2Br+NaOH3其实质是带负电的原子团－）取代卤代烃CHOH+NaBr就是一个典型的取代反响，（为OH中的卤原子，上述反响可表示为－－。CHBr+OHCHOH+Br33．加成反响。1）加成反响指的是有机物分子中的不饱和碳原子与其余原子或原子团相互联合生成新化合物的反响。2）加成反响的一般历程可用下边的通式来表示：3）能与分子中含碳碳双键、碳碳三键等有机物发生加成反响的试剂有氢气、卤素单质、氢卤酸、氢氰酸、水、氨等，此中不对称烯烃（或炔烃）与HX、H2O、HCN加成时，带正电的氢原子主要加在含氢许多的不饱和碳原子上；1，3-丁二烯与等物质的量的H2、Br2等加成时以1，4加成为主。别的，苯环与H2、X2、HX、HCN、NH3等的加成也是一定掌握的重要的加成反响。①烯烃（或炔烃）的加成。NiCH3—CH＝CH2+H2CH3—CH2—CH3CH3—CH＝CH2+Br2—→CH3—CHBr—CH2BrCH3—CH＝CH2+HCl—→CH3—CHCl—CH32②苯环的加成。③醛（或酮）的加成。催化剂R—CHO+H2R—CH2OH4）加成反响过程中本来有机物的碳骨架构造并未改变，这一点对推测有机物的构造很重要。5）利用加成反响能够增加碳链，也能够变换官能团，在有机合成中有宽泛的应用。特色提示：加成反响的特色是“断一上二”（即断一个碳碳键，加两个原子或原子团）近似于化合反响。从反响结果看，使有机物从不饱和趋于饱和。3．消去反响。（1）消去反响指的是在必定条件下，有机物脱去小分子物质（如H2O、HX等）生成分子中含双键或三键的不饱和有机物的反响。2）醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段一定掌握的消去反响。①醇分子内脱水。CH3—CH2OH浓硫酸CH2＝CH2↑+H2O170C②卤代烃分子内脱卤化氢。3）卤代烃发生消去反响时，主假如卤素原子与相邻碳原子上含氢较少的碳原子上的氢一同联合成卤化氢脱去。假如相邻碳原子上无氢原子，则不可以发生消去反响。如发生消去反响时主要生成[也有少许的(CH3)2CH—CH＝CH2生成]，而CH3X和(CH3)3C—CH2X都不可以发生消去反响。4）醇类发生消去反响的规律与卤代烃的消去规律相像，但反响条件不一样，醇类发生消去反响的条件是浓硫酸、加热，而卤代烃发生消去反响的条件是浓NaOH、醇，加热（或NaOH的醇溶液、△），要注意划分。5）在有机合成中，利用醇或卤代烃的消去反响能够在碳链上引入双键、三键等不饱和键。特别提示：①消去反响可否发生重点看卤素原子（或羟基）相邻的碳原子上能否有氢原子，其结果是使有机物从趋于饱和向不饱和转变。②中学阶段仅掌握卤代烃和醇的消去反响。重点二、有机化学中的氧化反响和复原反响．有机化学中，往常将有机物分子中加入氧原子或脱去氢原子的反响称为氧化反响；而将有机物分子中加3入氢原子或脱去氧原子的反响称为复原反响。2．在氧化反响中，常用的氧化剂有O2、酸性KMnO4溶液、O3、银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液等；在复原反响中，常用的复原剂有H、LiAlH4和NaBH等。24．对于某一有机物来说，可运用其分子中碳原子的氧化数来判断它能否发生氧化反响或复原反响。所谓氧化数是人们依据经验总结出的用于表示分子中某种原子所处的氧化状态的一种数值，其计算方法有以下规定：（1）氢原子氧化数为+1，当碳、氧等原子上连有一个氢原子时，碳、氧等原子的氧化数就为－1；（2）若碳原子与氧、氮等原子以单键、双键、三键相联合，碳原子的氧化数分别为+1、+2、+3；（3）若碳原子与碳原子相连，其氧化数均为零，在判断碳原子的氧化数时，应综合考虑以上三点。有机物中碳原子的氧化数可否高升或降低是有机物可否发生氧化反响或复原反响的前提条件（见下表示例）。物质碳原子的氧化数发生的反响CH+4氧化反响4CH2＝CH2－2氧化反响、复原反响CCl4+4复原反响4．有机物的焚烧、有机物被空气氧化、有机物被酸性：KMnO4溶液氧化、醛基被银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液氧化、烯烃被臭氧氧化等都属于氧化反响；而不饱和烃的加氢、硝基复原为氨基、醛基或酮基的加氢、苯环的加氢等都属于复原反响。5．利用氧化反响或复原反响，能够转变有机物的官能团，实现醇、醛、羧酸等物责问的相互转变。如：氧化3氧化HCHO氧化HCOOHCH4CHOH复原特别提示：（1）有机氧化复原反响的实质仍旧是反响过程中有电子的转移。与无机氧化复原反响的实质相同。（2）有机物的加氧或脱氢实质上是有机物的元素（如C）失掉电子，化合价高升，发生氧化反响；有机物的加氢或去氧实质上是有机物的元素（如C）获得电子，化合价降低，发生复原反响。重点三、合成高分子的有机化学反响．加聚反响。1）相对分子质量小的化合物（也叫单体）经过加成反响相互联合成为高分子化合物的反响叫做加聚反响。2）加聚反响的特色是：①链节（也叫构造单元）的相对分子质量与单体的相对分子质量（或相对分子质量和）相等。②产物中仅有高聚物，无其余小分子生成，但生成的高聚物因为n值不一样，是混淆物（注意!）。③实质上是经过加成反响获得高聚物。（3）加聚反响的单体往常是含有C＝C键或C≡C键的化合物。可利用“单双键交换法”巧断加聚产物的单体。常有的单体主要有：乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈（CH2＝CH—CN），1，3-丁二烯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯[CH2＝C(CH3)COOCH3]等。（4）加聚反响的种类和反响过程分别介绍以下：①含一个C＝C键的单体聚合时，双键翻开，相互相连而成高聚物。4②含共轭双键（）的单体加聚时，“破两头移中间”而成高聚物（加成规律）。③含有双键的不一样单体发生加聚反响时，双键翻开，相互相连而成高聚物。．缩聚反响。（1）单体间的相互反响生成高分子，同时还生成小分子（如H2O、HX等）的反响叫做缩聚反响。2）缩聚反响与加聚反响对比较，其主要的不一样之处是缩聚反响中除生成高聚物外同时还有小分子生成，因此缩聚反响所得高聚物的构造单元的相对分子质量比反响的单体的相对分子质量小。3）缩聚反响主要包含酚、醛缩聚，氨基酸的缩聚，聚酯的生成等三种状况。①酚、醛的缩聚：②羟基与羧基间的缩聚：【高清讲堂：有机合成基础知识#未知物构造简式的推测】重点四、有机物的显色反响．某些有机物跟某些试剂作用而产生特色颜色的反响叫显色反响。．苯酚遇FeCl3溶液显紫色，淀粉遇碘单质显蓝色，某些蛋白质遇浓硝酸显黄色等都属于有机物的显色反应（常用于苯酚或酚类的鉴识）。（1）苯酚遇FeCl3溶液显紫色6C3+3－+6H5OH+Fe—→[Fe(C6H5O)6]+6H（2）淀粉遇碘单质显蓝色5这是一个特色反响，常用于淀粉与碘单质的相互查验。3）某些蛋白质遇浓硝酸显黄色含有苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色。这是因为蛋白质变性而惹起的特色颜色反响，往常用于蛋白质的查验。特别提示：学习有机化学反响应注意的问题有：①理解并掌握各种有机化学反响的机理。②正确标示有机反响发生的条件。a．有机反响一定在必定条件下才能发生。．反响条件不一样，反响种类和反响产物也有可能不一样。Ⅰ．反响物质相同，温度不一样，反响种类和反响产物不一样；Ⅱ．反响物相同，溶剂不一样，反响种类和产物不一样；Ⅲ．反响物相同，催化剂不一样，反响产物不一样；Ⅳ．反响物相同，浓度不一样，反响产物不一样。③正确书写有机反响的化学方程式。．有机物可用构造简式表示；．注明反响一定的条件；．不漏写其余生成物；．将方程式进行配平。【典型例题】种类一：有机化学反响的主要种类－例1卤代烃在NaOH存在的条件下水解，这是一个典型的取代反响，实质是带负电的原子团（比如OH等阴离子）取代卤代烃中的卤原子。比如：－－CH3CH2CH2—Br+OH(NaOH)—→CH3CH2CH2OH+Br(NaBr)写出以下反响的化学方程式：1）溴乙烷与NaHS反响。2）碘甲烷与CH3COONa反响。3）由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚。【思路点拨】第一剖析化学反响种类，而后注意书写有机化学反响方程式时的细节问题。包含条件、符号、反响物（产物）构造简式等。此外，特别注意有机化学反响的原理。【答案】（1）CH3CH2Br+NaHS—→CH3CH2SH+NaBr。62）CH3I+CH3COONa—→CH3COOCH3+NaI。3）2CH5OH+2Na—→2CH3CH2ONa+H2↑，CH3I+CH3CH2ONa—→CH3OC2H5+NaI，【分析】由原题开始供给的信息“卤代烃在NaOH溶液中水解，实质是带负电的原子团取代卤代烃中的卤原子的反响”。可知解（1）、（2）两题的重点是找出带负电的原子团。剖析（1）NaHS带负电的是－－取HS，应是HS代溴乙烷中Br原子。相同（－－2）中应是CH3COO取代碘原子。（3）中碘甲烷为卤代烃，一定与CH3CH2O取代才能获得甲乙醚。所以一定用CHCHOH与Na反响制取CHCHONa。3232【总结升华】此题中最简单出现的错误是将—SH写成—HS，这是书写方程式一定注意的地方。贯通融会：【变式1】有机化学中取代反响范围很广，以下6个反响中，属于取代反响范围的是（填写相应的字母）________。C．2CH3CH2OH浓硫酸CH3CH2OCH2CH3+H2O140C浓硫酸E．CH3COOH+CH3OHCH3COOCH3+H2O[式中R为正十七烷基CH3(CH2)15CH2—]【答案】A、C、E、F例2已知卤代烃在碱性条件下易水解。某有机物的构造简式以下：则以下说法正确的选项是（）。A．1mol该有机物与足量的：NaOH溶液混淆共热，充分反响最多可耗费6molNaOH．向该有机物溶液中加入FeCl3溶液，振荡后有紫色积淀产生．该有机物能发生消去反响D．该有机物在稀硫酸中加热水解，有机产物只有一种【思路点拨】剖析给出有机物的构造，而后依据所含有的官能团种类判断有机物能发生的反响及条件；别的，要求正确判断有机反响的种类、正确书写有机物的化学反响方程式。【答案】A【分析】该物质的构造中含有一个酯基，水解后获得酚羟基，1mol酚羟基耗费lmolNaOH，1mol羧基消耗1molNaOH，2mol溴原子水解产生2molHBr耗费2molNaOH，共耗费6molNaOH，A正确；该构造中含酚羟基与FeCl3显紫色而不产生积淀，B错；该有机物中有两个溴原子但无β—H，不可以发生消去反响，C错；该7有机物在稀H2SO4中加热水解产生和，D错。【总结升华】对有机化学的基础知识，要求能正确、娴熟的掌握，比方依据反响条件判断有机反响种类、依据官能团判断有机物的性质。此外，正确书写有机化学反响方程式也是一定娴熟掌握的基本技术之一。种类二：有机化学中的氧化反响和复原反响例3芬芳族化合物A1和A2分别和浓硫酸在必定温度下共热都只生成烃B，B的蒸气密度是同温同压下H2密度的59倍，在催化剂存在下，B的一元硝化产物有三种。相关物质之间的转变关系以下：1）反响②属于________反响，反响④属于________反响。（填反响种类）2）写出以下两种物质的构造简式：A2________；G________。3）写出以下反响的化学方程式：④________________。4）化合物E有多种同分异构体，此中属于酯类且苯环上有两个对位取代基的同分异构体有四种，除外，其余两种是________、________。【思路点拨】正确认识有机化学中的氧化反响与复原反响，划分于无机化学中的氧化、复原的观点。此外，还考察了有机物同分异构体的书写，大书写时注意不重不漏。【答案】（1）加成氧化2）【分析】B是烯烃且含有苯环，B的相对分子质量为118，A1、A2两种芬芳醇发生消去都生成B，则A1、A2的碳骨架相同，A1的氧化产物H能发生银镜反响，则A1的构造简式为，（A1为时不切合要求），A2为，B为，C为，D为，E为，8F为。【总结升华】有机化学中，氧化反响指有机物得氧或许失氢的反响，如醇氧化成醛（或许酮）、醛氧化成酸；复原反响指有机物得氢或许失氧的反响，如醛加氢复原为醇，但注意酸不可以复原为醛。贯通融会：【变式1】由环己烷可制备1，4-环己二醇的二醋酸酯，下边是相关的8步反响（此中全部无机产物都已略去）：此中有3步属于取代反响，2步属于消去反响，3步属于加成反响。1）反响①、________和________属于取代反响；2）化合物的构造简式是：B________，C________；3）反响④所用的试剂和条件是________________。【答案】（1）⑥⑦（3）浓NaOH、醇，△【变式2】霉酚酸酯（MMF）是器官移植中克制细胞增殖最常用的药物。以下对于MMF的说法正确的选项是（）。．MMF能溶于水．MMF能发生取代反响和消去反响．1molMMF能与6mol氢气发生加成反响．1molMMF能与含3molNaOH的水溶液完整反响【答案】D种类三：合成高分子的有机化学反响——聚合反响例4工程塑料ABS树脂的构造简式以下：的单体。合成它时用了三种单体，这三种单体的构造简式是________。【思路点拨】此题考察有机高分子合成中的单体判断，剖析时注意应当从两头往中间数的方法。【答案】CH2＝CH—CH＝CH2、、CH2＝CH—CN【分析】此题经过加聚反响形成的高分子化合物的构造，反推单体的构造，考察考生对加聚反响原理掌握的9程度。题目给出了ABS树脂的构造简式，从链节的主碳链中可看出既有C—C键，又有C＝C键，依据舍双键的构造，其单体是含4个碳原子的二烯烃，余下左右两边皆是含两个碳原子的单烯烃，可知合成ABS树脂的单体有以下三种：、CH2＝CH—CH＝CH2、【总结升华】此题能够按“单双键交换”的方法来确立加聚产物的单体。贯通融会：【变式1】某种拥有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的构造片断为：则合成该树脂的单体的种数和化学反响所属种类正确的选项是（