化学学案课堂探究第三章第四节有机合成

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课堂探究探究一有机合成过程中常见官能团的引入或转化·问题导引·有机合成过程中,官能团的引入与消除,如同搭积木过程中各种模型的设计.1．CH2CH2CH3CH2Cleq\o（→,\s\up7（②))CH3CH2OHeq\o（→,\s\up7(③))CH3CHOeq\o(→，\s\up7(④）)CH3COOHeq\o（→，\s\up7(⑤))CH3COOCH2CH3该转化过程属于有机合成中官能团的引入，其中①~⑤涉及的反应类型有哪些？提示：①加成反应；②水解反应(取代反应);③催化氧化反应;④氧化反应；⑤酯化反应(取代反应）。2．有机合成中常见官能团的消除有哪些方法？提示：①通过加成反应消除不饱和键.②通过消去反应或氧化反应或酯化反应等消除羟基(-OH）。③通过加成反应或氧化反应等消除醛基。·名师精讲·1．卤素原子的引入方法(1）烃与卤素单质的取代反应.例如：CH3CH3＋Cl2eq\o（→，\s\up7(光照））HCl＋CH3CH2Cl＋Br2eq\o（→，\s\up7(催化剂））＋HBr＋Cl2HCl＋CH2CHCH3＋Cl2eq\o(→，\s\up7(500～600℃)）CH2CHCH2Cl＋HCl（2）不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应。例如：CH2CHCH3＋Br2→CH2Br—CHBrCH3CH2CHCH3＋HBr→CH3-CHBrCH3（或CH2CHCH3＋HBr→CH2BrCH2CH3）＋HCleq\o（→，\s\up7（催化剂),\s\do5（△）)CH2CHCl(3）醇与氢卤酸的取代反应。例如：R—OH＋HXeq\o(→,\s\up7(△）)R—X＋H2O2．羟基的引入方法(1）醇羟基的引入方法。①烯烃水化生成醇。例如：CH2=CH2＋H2Oeq\o(→，\s\up7(催化剂)，\s\do5(△，加压))CH3CH2—OH②卤代烃在强碱性水溶液中水解生成醇。例如：C2H5-Br＋NaOHeq\o(→，\s\up7(水)）C2H5—OH＋NaBr③醛或酮与氢气加成生成醇.例如:CH3CHO＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni)，\s\do5(△)）CH3CH2—OHCH3COCH3＋H2eq\o（→，\s\up7（Ni），\s\do5(△））CH3CHCH3OH④酯水解生成醇。例如：CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOH＋CH3CH2—OH（2）酚羟基的引入方法.①酚钠盐溶液中通入CO2生成苯酚.例如：＋CO2＋H2O→＋NaHCO3②苯的卤代物水解生成苯酚，例如：＋H2Oeq\o(→,\s\up7（一定条件下）)＋HCl3．碳碳双键和碳氧双键的引入方法（1）碳碳双键的引入.①醇的消去反应引入碳碳双键。例如：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸），\s\do5（170℃）)CH2CH2↑＋H2O②卤代烃的消去反应引入碳碳双键。例如：CH3CH2Br＋NaOHeq\o（→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△)）CH2CH2↑＋NaBr＋H2O③炔烃与氢气、卤化氢、卤素单质加成(限制物质的量）可得到碳碳双键.例如：CHCH＋HCleq\o(→,\s\up7（催化剂）,\s\do5(△））CH2CHCl(2)键的引入。醇的催化氧化。例如：2RCH2OH＋O2eq\o（→，\s\up7（催化剂）,\s\do5（△))2RCHO＋2H2O2R1CHOHR2＋O2eq\o（→，\s\up7（催化剂),\s\do5（△））＋2H2O4．羧基的引入方法（1）醛被弱氧化剂氧化成酸。例如:CH3CHO＋2Cu(OH）2eq\o（→，\s\up7（△))CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O（2）醛被氧气氧化成酸。例如:2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂）,\s\do5（△）)2CH3COOH（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：5．有机物官能团的转化(1)利用官能团的衍生关系进行官能团种类转化，如：醇醛eq\o（→,\s\up7（[O］））羧酸(2)通过消去、加成（控制试剂)、水解反应使官能团数目增加或减少，如:CH3CH2OHeq\o（→,\s\up7（消去）,\s\do5(－H2O))CH2CH2eq\o(→，\s\up7（加成），\s\do5（＋Cl2))eq\o（→,\s\up7（水解))HO—CH2—CH2—OH（3)通过消去、加成（控制条件)反应使官能团位置改变，如:(4）碳链的增长有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式为有机物与HCN的反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。（5）碳链的变短如烃的裂化、裂解，某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化，羧酸盐脱羧反应等。特别提示（1)要注意特征反应条件。如与氢氧化钠醇溶液共热，一般为卤代烃的消去反应；与氢氧化钠水溶液共热，一般为卤代烃、酯类等的水解反应；与卤素单质光照条件下反应，一般是烷烃或芳香烃侧链取代氢的反应.（2)要注意反应的先后顺序。如有时需要先取代再氧化，有时则需要先氧化再取代。(3)注意对某些基团的保护。【例题1】由环己烷可制备1，4环己醇的二醋酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略去):其中有3步属于取代反应、2步属于消去反应、3步属于加成反应.反应①、________和________属于取代反应。反应________是羟基的引入，反应________和________是消去反应。化合物的结构简式是：B。________、C。________。反应④所用试剂和条件是________。解析：该题的目标是合成1,4环己醇的二醋酸酯,通过正向合成，可以逐步推出各步未知的中间产物及反应类型。答案：⑥⑦⑥②④NaOH醇溶液，加热方法技巧解该类题，需准确掌握取代、加成、消去反应的含义，认真审题，注意从结构、组成上对比上、下步物质的差别，从而确定反应物、反应条件、反应类型及产物.尤其要熟练掌握反应的特征条件，如碱的醇溶液、加热为卤代烃的消去反应的特征条件,碱的水溶液、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反应过程的突破口。变式训练1根据下图填空。已知H是环状化合物C4H6O2,F的碳原子都在一条直线上。（1)化合物A含有的官能团是________.(2）B在酸性条件下与Br2反应得到E,E在足量的氢氧化钠醇溶液作用下转变成F，由E转变成F时发生两种反应，其反应类型分别是________.(3）D的结构简式是________________________________________________________。（4)1molA与2molH2反应生成1molG，其反应方程式是__________________________。（5)与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是______________________。解析：（1)A能跟NaHCO3反应，说明A分子中含羧基；A能发生银镜反应,说明分子中含醛基;A发生银镜反应的生成物B能跟Br2发生反应，说明A分子中还含有碳碳双键。(2）卤代烃在NaOH醇溶液作用下发生消去反应，同时NaOH跟E分子中的羧基发生中和反应。(3）由H分子中含有四个碳原子，则可确定A的结构简式为,B的结构简式为,则D的结构简式为。(4）A中的碳碳双键和醛基跟H2发生加成反应。（5)跟A具有相同官能团的A的同分异构体只能写为.答案：（1）碳碳双键、醛基、羧基(2）消去反应、中和反应(3)（4)＋2H2HOCH2CH2CH2COOH（5)探究二有机合成的分析方法·问题导引·1．将直接氧化能得到吗？若不能，应如何制取呢？提示：不能.2．用流程图的方式呈现出由制取的合成路线。提示：。

·名师精讲·1．有机合成遵循的原则(1)起始原料要价廉、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中的每一个原子，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，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：RCHCH2eq\o(→，\s\up7(HX))卤代烃eq\o（→，\s\up7（NaOH水溶液），\s\do5（△）)一元醇eq\o(→,\s\up7（[O]）)一元醛eq\o（→,\s\up7(［O]））一元羧酸→酯(2)二元合成路线:CH2CH2eq\o（→，\s\up7(X2））CH2X-CH2Xeq\o（→，\s\up7（NaOH水溶液），\s\do5（△))CH2OH-CH2OHeq\o（→，\s\up7（[O］))CHO—CHOeq\o（→,\s\up7([O］)）HOOC—COOH→链酯、环酯、聚酯(3)芳香化合物合成路线：①②→芳香酯【例题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：中的醇羟基不能被催化氧化。解析：利用逆推法合成有机物，从产物入手，根据官能团的转化，推出原料即可。本题可设计为：产物→醛→醇→卤代烃.对照起始反应物与目标产物，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.设计合成方法如下:答案：＋+2NaOH＋2NaBr＋H2O变式训练2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____________________________________________________________