高二化学选修5(苏教版)同步导学案：4-3 第3课时重要有机物之间的相互转化

1、第3课时重要有机物之间的相互转化智能定位1.掌握有机化学反应的主要类型的原理及应用，初步学习引入各官能团的方法。2.了解烃、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯之间的相互转化。3.在掌握各类有机物的性质、反应类型、相互转化的基础上，初步学习设计合理的有机合成路线。情景切入人类运用有机化学手段合成出许许多多的物质，合成有机化合物需要考虑哪些问题呢？自主研习 重要有机物之间的相互转化上述转化的化学方程式分别为CH3CH3+Br2CH3CH2Br+HBrCH2=CH2+H2CH3CH3 CHCH+2H2CH3CH3CHCH+H2CH2=CH2CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2+NaBr+H2OCH3CH2

2、Br+NaOHCH3CH2OH+NaBrCH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2OCH3CH2OHCH2=CH2+H2O2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OCH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O CH3CHO+2Cu（OH）2Cu2O+CH3COOH+2H2O思考讨论若由乙醇制备乙二酸乙二酯（）,如何设计合成路线？提示：乙醇乙烯1，2-二溴乙烷乙二醇乙二醛乙二酸乙二酸乙二酯。课堂师生互动知识点1有机合成过程中常见官能团的引入1.卤原子的引入方法(1)烃与卤素单质的取代反应。例如：CH3CH3+Cl2HCl+CH3CH2Cl(还有其他的卤代烃) (还有

3、其他的氯代苯甲烷)CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应。例如：CH2=CHCH3+Br2CH2BrCHBrCH3CH2=CHCH3+HBrCH3CHBrCH3CHCH+HClCH2=CHCl(3)醇与氢卤酸的取代反应。例如：ROH+HXRX+H2O2.羟基的引入方法（1）醇羟基的引入方法烯烃水化生成醇。例如：CH2=CH2+H2OCH3CH2OH卤代烃在强碱性水溶液中水解生成醇。例如：CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr醛或酮与氢气加成生成醇。例如：CH3CHO+H2CH3CH2OHCH3COCH3+H2酯水解生成醇。例

4、如：CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH（2）酚羟基的引入方法酚钠盐溶液中通入CO2生成苯酚。例如：苯的卤代物水解生成苯酚，例如：3.双键的引入方法(1)的引入醇的消去反应引入。例如：CH3CH2OHCH2=CH2+H2O卤代烃的消去反应引入。例如：CH3CH2BrCH2=CH2+HBr炔烃与氢气、卤代氢、卤素单质加成（限制物质的量）可得到。例如：CHCH+HClCH2=CHCl(2)的引入醇的催化氧化。例如：2RCH2OH+O22RCHO+2H2O2R2CHOH+O22R2C=O+2H2O4.羧基的引入方法(1)醛被弱氧化剂氧化成酸。例如：CH3CHO+2Cu(O

5、H)2CH3COOH+Cu2O+2H2O(2)醛被氧气氧化成酸。例如：2CH3CHO+O22CH3COOH(3)酯在酸性条件下水解。例如：CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH(4)含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化。例如：特别提醒在解答有机合成的题目时，除了分析各物质组成和结构的差异外还要掌握反应的特征条件，如碱、醇、加热为卤代烃的消去反应的特征条件，碱溶液、加热为卤代烃水解反应的特征条件，X2、光照为烷烃取代反应的特征条件等。这些特征条件可作为推断有机物过程的突破口。考例1已知1-氯丁烷与水在碱存在下可发生取代反应生成1-丁醇：CH3CH2CH2CH2Cl+H2OCH3

6、CH2CH2CH2OH+HCl以乙烯为主要原料（其他物质可任选），合成乙二酸乙二酯的流程如下图：请回答下列问题：（1）已知为加成反应，为取代反应，写出下列反应类型：，。（2）写出下列反应的方程式：。答案（1）氧化反应氧化反应酯化反应（2）CH2=CH2+Br2CH2BrCHBrCH2BrCH2Br+2NaOHCH2OHCH2OH+2NaBrCH2OHCH2OH+O2OHCCHO+2H2O变式探究1烷基苯在酸性高锰酸钾溶液的作用下，侧链被氧化成羧基，例如：化合物AE的转化关系如图所示，已知：A是芳香族化合物，只能生成3种一溴代物，B有酸性，C是常用的增塑剂，D是有机合成的重要中间体和常用的化学试

7、剂(D也可由其他原料经催化氧化得到)，E是一种常用的指示剂酚酞，结构简式如图所示。写出A、B、C、D的结构简式。答案A的结构简式为，B的结构简式为,C的结构简式为,D的结构简式为解析由A（C8H10）为芳香族化合物，只能生成3种一溴代物，及ABC的转化关系和C的分子式为C16H22O4，可知苯环上有两个侧链且处于相邻位置，A的结构简式为；根据图中所给信息和B有酸性可知，B的结构简式为；由于B的结构中含有2个COOH，因此1 mol B与正丁醇作用时应消耗2 mol正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH），所以C的结构简式为；由B（C8H6O4）D（C8H4O3）及E的结构简式可推知，D为B分子内

8、脱水的产物，其结构简式为。知识点2有机合成遵循的原则及合成路线的选择1.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

9、，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。原料中间产物产品。2.合成路线的选择(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：考例2以为原料，并以Br2等其他试剂制取，写出有关反应的化学方程式并注明反应条件。已知：中的醇羟基不能被氧化。解析对照起始反应物与目标产物分析可知，需要在原料分子中引入COOH，而碳骨架没有变化，可逆推需要先制得醛，依次需要：醇、卤代烃。在原料分子中引入卤原子可以利用加成反应来完成。设

10、计合成方法如下：答案变式探究2请设计合理方案用合成用反应流程图表示，并注明反应条件。例如：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为：CH3CH2OHCH2=CH2答案解析分析题中给出的信息，进行推断。课后强化作业基础巩固1.可在有机物中引入羟基的反应类型是()取代加成消去酯化氧化还原A.B.C.D.答案B解析卤代烃水解（取代）、烯烃水化（加成）、醛被氧化成羧酸，醛被还原为醇等反应均能在分子中引入OH；消去反应是从有机物分子中消去X或OH形成不饱和键的反应，酯化反应是酸和醇形成酯的反应，它们都不能引入OH（相反是去掉OH）。2.在有机合成中，制得的有机物较纯净并且容易分离，则在工业生产中往往有实用价

11、值，试判断下列有机反应在工业上没有生产价值的是()A. B.nCH2=CH2C.D.CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH答案D3.以2-氯-丁烷为原料制备1，3-丁二烯最佳合成路线所需的有机反应类型依次是()加成反应消去反应水解反应加聚反应A.B.C.D.答案A4.(2011江苏，11)-紫罗兰酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一种天然香料，它经多步反应可合成维生素A1。下列说法正确的是()A.-紫罗兰酮可使酸性KMnO4溶液褪色B.1mol中间体X最多能与2mol H2发生加成反应C.维生素A1易溶于NaOH溶液D.-紫罗兰酮与中间体X互为同分异构体答案A解析本题主要考查了官能

12、团的性质、同分异构体的概念等知识。-紫罗兰酮分子中含有碳碳双键，因此可以和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，使高锰酸钾溶液褪色，A正确；1mol中间体x中含有2mol碳碳双键和1mol醛基，因此1mol中间体x能与3molH2加成，B错；维生素A1的憎水基烃基很大故难溶于水，C错；-紫罗兰酮和中间体x的C原子数不同，二者不可能是同分异构体，D错。5.A、B、C都是有机化合物，且有如下转化关系：ABC，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

13、案C解析由ABC，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能与A反应生成酯（C4H8O2），可知A为乙醇，B为乙醛，C为乙酸。6.化合物丙由如下反应得到：C4H8Br2(甲)C4H6(乙)10 C4H6Br2(丙)，丙的结构简式不可能是 ()A. B.C. D. 答案D解析由分子式C4H8Br2知，甲为饱和二元卤代烃;甲乙，发生消去反应；乙丙发生加成反应，这一系列反应中，分子碳骨架没有变化，故丙不可能是。7.已知CH3CH2OH+HOCH2CH3CH3CH2OCH2CH3+H2O，以乙醇、浓硫酸、溴水、水、氢氧化钠为主要原料合成。最简便的合成路线需要下列反应的顺序

14、是()氧化还原取代加成消去中和水解酯化加聚A.B.C.D.答案B解析合成的最简便流程为：CH3CH2OHCH2=CH2即反应的顺序为。8.某有机物为含氯的酯(C6H8O4Cl2),在稀硫酸存在下水解产生A和B，A和B的物质的量之比为2:1，有机物A(C2H3O2Cl)可由有机物D(C2H3OCl)氧化而得，则()A.A的结构简式为,B为乙醇B.A的结构简式为,B为乙二醇C.D的结构简式为D.B为乙二酸答案B解析由酯C6H8O4Cl2水解生成n (A):n (B)= 2:1,且A为C2H3O2Cl,则A中含COOH，B中含两个羟基，又因为B分子中只含两个碳原子，则B为，A由分子式只能写成，则D为

15、。9.在有碱存在的条件下，卤代烃与醇反应生成醚（ROR），RX+ROHROR+HX。化合物A通过如图所示的四步反应可以得到常用的试剂四氢呋喃：试回答下列问题。（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、步反应的类型分别为：、。（3）化合物B具有的化学性质是。a.可发生氧化反应b.在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.在有催化剂的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溶液反应的化学方

16、程式：。(6)写出四氢呋喃属于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CH2=CHCH2CH2OH(2)加成反应取代反应(3)abc(4) (D和E可互换)(3)(6)CH2=CHOCH2CH3、CH2=CHCH2OCH3、CH3CH=CHOCH3解析Y为饱和一元醇，设其为CnH2n+2O。依Y中碳元素的质量分数可列式：100%=65%。可解得n=4。则Y的分子式为C4H10O。1 mol A可与1 mol H2恰好反应生成Y，A可能为醛或单烯醇，因为A可与Br2的CCl4溶液反应，则A为烯醇。考虑与OH不可连在同一碳原子上（会变为更稳定的醛），且终态产物四氢

17、呋喃中碳链不存在支链，则A为直链丁烯醇，可能有两种结构简式CH2=CHCH2CH2OH或CH3CH=CHCH2OH，则B的结构简式可能为或。根据题干信息，RX与ROH在KOH和室温条件下发生取代反应，生成醚，再依据四氢呋喃碳链无支链，可知B必须选取端碳上连有Br的官能团方能满足要求，则A为CH2=CHCH2CH2OH，C为，C至D为消去反应，可得两种产物或，分别为D和E。能力提升1.下列物质中，可以发生反应生成烯烃的是()A.CH3ClB.C. D.答案D2.卤代烃能发生下列反应2CH3CH2Br+2NaCH3CH2CH2CH3+2NaBr下列有机物可以合成环丙烷的是 ()A.CH3CH2CH

18、2BrB.CH3CHBrCH2BrC.CH2BrCH2CH2BrD.CH3CHBrCH2CH2Br答案C解析根据所给信息，连接卤素原子的碳原子可以相互连接，而要得到的目标分子是环丙烷，可以得出原料分子中应存在两个溴原子，且该分子应有三个碳原子，两个溴原子分别在两端。3.（多选）（2011无锡模拟）香叶醇、橙花醇和乙酸橙花酯在工业上用作香料，它们可由月桂烯来合成。下列关于说法中正确的是()A.反应均为取代反应B.月桂烯分子中所有碳原子一定全部处在同一平面上C.香叶醇和橙花醇具有相同的分子式D.乙酸橙花酯可以发生取代、加成、氧化和聚合反应答案CD解析A项，为加成反应，B项月桂烯分子中所有碳原子可以

19、不全部在同一平面上，也可能处在同一平面上，C项两种物质互为同分异构体，D项，该物质分子中含有“”，“”可以发生水解(取代)加成，氧化反应和聚合反应。4.(多选)(2009连云港高二检测)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不合理的是()A.乙烯乙二醇：B.溴乙烷乙醇:CH3CH2BrCH2=CH2CH3CH2OHC.1-溴丁烷1,3-丁二烯：CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH=CH2CH2=CHCH=CH2D.乙烯乙炔：CH2=CH2CHCH答案BC解析B项，CH3CH2BrCH2=CH2应为消去反应，C项由CH2=CHCH=CH2不能通过消去反应得

20、到。5.盐酸洛美沙星是一种常用的治疗敏感细菌引起感染的抗菌药，其结构简式为：HCl，分子式为C17H19F2N3O3HCl，该物质可发生的反应类型有 ()还原氧化加成取代水解酯化中和加聚A.B.C.除外D.全部答案D解析该分子结构中含“”、“”、“”、F等结构，可以发生上面的全部反应。6.下列有机物可通过氧化、酯化、加聚三种反应制得高聚物的是()A.CH3CH2CH2OHB.C.D.答案C解析若要经过加聚反应制得该有机物，其单体应为CH2=CHCOOCH2CH3，又因发生酯化反应，可推知中间产物有CH2=CHCOOH和CH3CH2OH，结合四个选项只有C项CH2=CHCH2OH，符合题意。7.

21、已知乙烯醇（CH2=CHOH）不稳定，可自动转化为乙醛。乙二醇在一定条件下发生脱水反应，也有类似现象发生，所得产物的结构简式可能有下列几种，其中不正确的是()CH2=CH2CH3CHOA.B.C.D.答案A解析分子内脱水可得CH3CHO ()或（）,分子间脱水可得，发生缩聚反应可得。8.从溴乙烷制得1，2-二溴乙烷，下列合成方案中最好的是()A.B.CH3CH2BrCH2BrCH2BrC.CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2BrD.CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br答案D解析A项反应不能发生，方案不合实际；B项中，CH3CH2Br与Br2发生取代反应生成CH2BrCH

22、2Br的过程中副产物较多；C项生成乙烯的反应条件错误。9.乙酸苯甲酯对花香和果香的香韵具有提升作用，故常用于化妆品工业和食品工业。乙酸苯甲酯可以用下面的设计方案合成。（1）写出A、B的结构简式：A ，B 。（2）D有很多种同分异构体，含有酯基和一取代苯结构的同分异构体有五个。其中三个的结构简式是请写出另外两个同分异构体的结构简式： ；。答案解析此题给出的设计方案里只有目标产物的结构式，可采用逆推法，结合反应条件推断各步反应物 。(1)本题可采用逆推法确定A、C的结构。由D(乙酸苯甲酯)可推得C为苯甲醇，可由B水解得到，故B应为不难确定A为甲苯。（2）由酯的结构特点和书写规则，适当移动酯基的位置可得到。10.乙基香草