高中化学 3.1.2《有机合成路线的设计》学案（1）鲁科版选修5-鲁科版高中选修5化学学案

第2课时有机合成路线的设计[学习目标]1.知道有机合成路线设计的一般程序，能对有机合成路线进行简单的分析和评价。2.会用逆合成分析法进行简单有机物合成路线的设计。一、设计有机合成路线时遵循的原则1．符合有机合成中原子经济性的要求。所选择的每个反应的副产物应尽可能____，所要得到的主产物的产率应尽可能____且易于分离，避免采用副产物多的反应。2．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________________。3．要按一定的反应顺序和规律引入官能团，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。4．所选用的合成原料要____________且易得、经济。催化剂无________性。二、有机合成路线设计的思路1．正推法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。首先要比较原料分子和目标化合物分子在________上的异同，包括____________和____________两个方面的异同；然后，设计由________________转向____________________的合成路线。2．逆推法采取从________逆推________，设计合理的合成路线的方法。在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标化合物的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。知识点1设计合成有机物的路线1．甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万吨的高分子单体。旧法合成的反应是：(CH3)2C=O＋HCN→(CH3)2(CH3)2C(OH)CN＋CH3OH＋H2SO4CH2=C(CH3)COOCH3＋NH4HSO490年代新的反应是：CH3C≡CH＋CO＋CH3OHCH2=C(CH3)COOCH3与旧法比较，新法的优点是(①原料无爆炸危险②原料都是无毒物质③没有副产物，原料利用率高④对设备腐蚀性较小A．①②B．②③C．③④D．①④知识点2逆合成分析法的应用2．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()①氧化②消去③加成④酯化⑤水解⑥加聚A．①⑤②③④B．①②③④⑤C．②③⑤①④D．②③⑤①⑥3．请设计由乙烯制备聚氯乙烯的合成路线，并完成各步反应方程式。练基础落实1．由苯作原料不能经一步化学反应制得的是()A．硝基苯B．环己烷C．苯酚D．溴苯2．“绿色、高效”概括了2005年诺贝尔化学奖的特点。换位合成法在化学工业中每天都在应用，主要用于研制新型药物和合成先进的塑料材料。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。①置换反应②化合反应③分解反应④取代反应⑤加成反应⑥消去反应⑦加聚反应⑧缩聚反应等反应类型中能体现这一原子最经济原则的是()A．①②⑤B．②⑤⑦C．⑦⑧D．⑦3．卤代烃能够发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有机物可以合成环戊烷()的是()A．BrCH2CH2CH2CH2CH2BrD．CH3CH2CH2CH2CH2Br4．化合物丙可由如下反应得到：丙的结构简式不可能是()A．CH3CH(CH2Br)2B．(CH3)2CBrCH2BrC．CH3CH2CHBrCH2BrD．CH3(CHBr)2CH35．用乙烯合成乙醇，事实上经过下列步骤：首先在较低温度下用浓硫酸吸收乙烯CH2=CH2＋H2SO4→CH3CH2OSO3H(Ⅰ)然后生成物(Ⅰ)再进一步吸收乙烯CH3CH2OSO3H＋CH2=CH2→(CH3CH2O)2SO2(Ⅱ)再加入水，(Ⅰ)和(Ⅱ)都与水反应生成乙醇CH3CH2OSO3H＋H2O→CH3CH2OH＋H2SO4(CH3CH2O)2SO2＋2H2O→2CH3CH2OH＋H2SO4下列叙述中错误的是()A．化合物(Ⅰ)(Ⅱ)都属于酯类B．以上四个反应类型相同C．以上四个反应类型不相同D．此方法的缺点是设备易腐蚀练方法技巧逆合成分析法7．写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式(必要的无机试剂自选)。①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。8．星形聚合物SPLA可经下列反应路线得到(部分反应条件未注明)。已知：SPLA的结构简式为(1)淀粉是____糖(填“单”或“多”)；A的名称是______________________________________________________________________。(2)乙醛由不饱和烃制备的方法之一是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用化学方程式表示，可多步)。(3)D→E的化学反应类型属于________反应；D结构中有3个相同的基团，且1molD能与2molAg(NH3)2OH反应，则D的结构简式是________________；D与银氨溶液反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________。(4)B的直链同分异构体G的分子中不含甲基，G既不能与NaHCO3溶液反应，又不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，且1molG与足量Na反应生成1molH2，则G的结构简式为________________________________________________________________________。(5)B有多种脱水产物，其中两种产物的结构简式为____________________和____________________。9．利用从冬青中提取的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品，合成路线如下：根据上述信息回答：(1)D不与NaHCO3溶液反应，D中官能团的名称是________，B→C的反应类型是________。(2)写出A生成B和E的化学反应方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)A的同分异构体I和J是重要的医药中间体，在浓硫酸的作用下，I和J分别生成，鉴别I和J的试剂为________。第2课时有机合成路线的设计知识清单一、1.少高2.少而简单4.绿色化公害二、1.结构官能团碳骨架原料分子目标化合物2.产物原料对点训练1．C[新、旧方法的原料分别是：旧法：(CH3)2C=O、HCN、CH3OH、H2SO4新法：CH3C≡CH、CO、CH3OH从中看出原料均无爆炸性，故排除①；因其中HCN、CO均为有毒物质，可排除②；然后分析给出的反应，旧法有副产物NH4HSO4生成，故③正确；又因为旧法中使用H2SO4、HCN等对设备有腐蚀作用，故④也正确。]2．C[利用逆合成法分析：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。]3．采用逆合成分析法：则其合成路线为：反应方程式为：课后作业1．C2.B3．A[由信息知，要发生反应，需要有2个C—Br键断裂，2个Br原子与钠原子结合生成NaBr，原来与卤素原子直接相连的两个碳原子形成碳碳单键，能通过该反应合成环戊烷的卤代烃必为含5个碳原子的二溴代烃，且两个溴原子在碳链的两端。]4．A[根据有机物的合成路线可知C4H8Br2是由C4H8与Br2通过加成反应得到的，由加成反应的特点，溴原子只能位于相邻的两个碳原子上，而A项是在相间的两个碳原子上，故不可能。]5．B[此题首先要认真阅读信息，可看出(Ⅰ)(Ⅱ)都是无机酸酯；四个反应，前两个属于加成反应，后两个属于取代反应；由于过程中产生H2SO4，所以设备易被腐蚀。]6.。解析分析比较给出的原料与所要制备的产品的结构特点可知：原料为卤代醇，产品为同碳原子数的环内酯，因此可以用醇羟基氧化成羧基，卤原子再水解成为—OH，最后再酯化。但氧化和水解的先后顺序不能颠倒，因为先水解后无法控制只氧化一个—OH。8．(1)多葡萄糖2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O方法二：CH2=CH2＋HBr→CH3CH2Br，CH3CH2Br＋H2O→CH3CH2OH＋HBr(或CH3CH2Br＋NaOH→CH3CH2OH＋NaBr)，2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O解析由框图可以知道淀粉水解成A，A是葡萄糖，A转化为乳酸B，根据所学知识知道淀粉是一种多糖。(2)乙醛的制备方法较多，可以用乙烯水化法转化为乙醇，乙醇氧化成乙醛，或用乙炔与水发生加成反应也可，此题方法较多。(3)由D、E的化学式可以看出E比D多2个H原子，加氢叫还原，加氢也是加成反应，1molD能与2molAg(NH3)2OH反应，说明1molD中有1mol—CHO，D结构中有3个相同的基团，经分析相同的3个基团为—(CH2OH)，分子式C5H10O4就剩下一个—C，D的结构简式C(CH2OH)3CHO，D与银氨溶液反应的化学方程式为：