专题十三有机化学基础第十二课时有机合成.docx

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专题十三有机化学基础第十二课时有机合成

专题十三有机化学基础

第十二课时有机合成

【课堂目标】

1.了解加成、取代、消去、加聚和缩聚等有机反应的特点，能判断典型有机反应的类型。

2.掌握烃（烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃）及其衍生物（卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯）的组成、结构特点和主要性质。

能利用不同类型有机化合物之间的转化关系设计合理路线合成简单有机化合物。

3.知道简单合成高分子的单体、链节和聚合度，了解合成高分子化合物的性能及其在高新技术领域中的应用。

【基础梳理】

活动一：

基础知识回顾

1.有机物的类别：

（按官能团分类）

决定有机物性质的原子或原子团称官能团。

类别

官能团名称和结构

典型代表物的名称

烷烃

无官能团

甲烷

烯烃

碳碳双键（>C＝C<）

乙烯

炔烃

碳碳叁键（－C≡C－）

乙炔

卤代烃

卤基（－X）

溴乙烷

醇

羟基（－OH）

乙醇

酚

羟基（－OH）

苯酚

醚

醚键（－>COC<－）

乙醚

醛

醛基（－CHO）

乙醛

酮

羰基（>CO）

丙酮

羧酸

羧基（－COOH）

乙酸

酯

酯键（－COO－）

乙酸乙酯

2.基本有机反应与特征反应

（1）取代反应：

饱和烃取代（反应条件为光照）；卤代烃水解（反应条件为NaOH水溶液并加热）；醇分子间脱水（生成醚）；酯化反应（反应条件为浓H2SO4并加热）；酯或淀粉的水解（反应条件为稀酸并加热）等。

（2）加成反应：

当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时，通常为碳碳双键、碳碳叁键、苯环或醛基的加成反应（其中“－CHO”和“苯环”只能与H2发生加成反应。

“—CHO”与溴水反应是被溴水氧化）。

（3）消去反应：

能够发生消去反应有机物为醇或卤代烃。

（4）氧化反应

①燃烧氧化

②弱氧化剂氧化

能发生银镜反应或能与新制的Cu（OH）2悬浊液反应的有机物必含有“－CHO”。

1mol－CHO完全反应时生成2molAg↓或1molCu2O。

③催化氧化

当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸。

能发生连续氧化的有机物A→B→C，则A应是具有“－CH2OH”的醇，B就是醛，C应是酸。

（5）聚合反应

①加聚反应：

单体的结构特点：

含有不饱和键，如：

“－C＝C－”、“－C≡C－”、“>CO”

②缩聚反应：

酚醛缩聚聚酯聚酰胺聚醚

（6）有机显色反应：

遇FeCl3溶液显紫色的有机物必含有酚羟基。

3.有机物结构鉴定的常用方法：

化学方法：

利用特征反应鉴定出官能团。

物理方法：

红外光谱、核磁共振谱等。

红外光谱确定有机物结构中的官能团，核磁共振氢谱中峰可确定有机物结构中的氢原子的种类、峰的面积之比为不同类氢原子个数比。

活动二：

有机合成

1.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

2.表达方式：

合成路线图

3.有机合成中官能团的引入与消除

（1）引入官能团：

官能团的引入

－OH

－C=C－＋HOH；R－X＋H2O；R－CHO＋H2；R2C=O＋H2；R－COOR’＋HOH；多糖发酵

－X

烷＋X2；烯＋X2/HX；R－OH＋HX（烯、炔的加成，烷、苯及其同系物、醇的取代）

>C=C<

R－OH和R－X的消去；炔烃不完全加氢；

－CHO

某些醇氧化；烯氧化；炔水化；糖类水解；R－CH=CH2＋O2；；炔＋HOH；

R－CH2OH＋O2

－COOH

R－CHO＋O2；苯的同系物被强氧化剂氧化；羧酸盐酸化；R－COOR’＋H2O

－COO－

酯化反应

（2）消除官能团

2．消除官能团：

①消除双键方法：

加成反应

②消除羟基方法：

消去、氧化、酯化

③消除醛基方法：

还原和氧化

（3）增长碳链：

酯化，炔、烯加HCN，聚合等

（4）缩短碳链：

酯水解、裂化或裂解、烯催化氧化、脱羧

（3）利用官能团的衍生关系进行衍变：

（以乙烯、丙烯为例）

【例1】合成反应流程图表示出由和其他无机物合成最合理的方案（不超过4步）

例：

【变式1】已知：

请设计合理方案，用丙酮酸制取乙二酸（其他无机原料自选，用反应流程图表示，并注明必要的反应条件）。

【例2】（13江苏）化合物A（分子式为C6H6O）是一种有机化工原料，在空气中易被氧化。

A的有关转化反应如下（部分反应条件略去）：

已知：

（R表示烃基，R′和R″表示烃基或氢）

（1）写出A的结构简式：

。

（2）G是常用指示剂酚酞。

写出G中含氧官能团的名称：

和。

（3）某化合物是E的同分异构体，且分子中只有两种不同化学环境的氢。

写出该化合物的结构简式：

（任写一种）。

（4）F和D互为同分异构体。

写出反应E→F的化学方程式：

。

（5）根据已有知识并结合相关信息，写出以A和HCHO为原料制备的合成路线流程图（无机试剂任用）。

合成路线流程图示例如下：

【课后训练】

1.（08江苏）布噁布洛芬是一种消炎镇痛的药物。

它的工业合成路线如下：

请回答下列问题：

（1）A长期暴露在空气中会变质，其原因是。

（2）有A到B的反应通常在低温时进行。

温度升高时，多硝基取代副产物会增多。

下列二硝基取代物中，最可能生成的是。

（填字母）

a．　　b．　　c．　　d．

（3）在E的下列同分异构体中，含有手性碳原子的分子是。

（填字母）

a．b．

　c．d．

（4）F的结构简式。

（5）D的同分异构体H是一种α－氨基酸，H可被酸性KMnO4溶液氧化成对苯二甲酸，则H的结构简式是。

高聚物L由H通过肽键连接而成，L的结构简式是。

2.（09江苏）多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。

多沙唑嗪的合成路线如下：

（1）写出D中两种含氧官能团的名称：

和。

（2）写出满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式。

①苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种；②与Na2CO3溶液反应放出气体；

③水解后的产物才能与FeCl3溶液发生显色反应。

（3）E→F的反应中还可能生成一种有机副产物，该副产物的结构简式为

。

（4）由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X（C10H10N3O2Cl），X的结构简式为

。

（5）苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。

请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成

苯乙酸乙酯（用合成路线流程图表示，并注明反应条件）。

提示：

①R－Br＋Na→R－CN＋NaBr；②合成过程中无机试剂任选；

③合成路线流程图示例如下：

CH3CH2OHH2C＝CH2BrH2C－CH2Br

3.（10江苏）阿立哌唑（A）是一种新的抗精神分裂症药物，可由化合物B、C、D在有机溶剂中通过以下两条路线合成得到。

线路一：

线路二：

（1）E的结构简式为。

（2）由C、D生成化合物F的反应类型是。

（3）合成F时还可能生成一种相对分子质量为285的副产物G，G的结构简式为。

（4）H属于α－氨基酸，与B的水解产物互为同分异构体。

H能与FeCl3溶液发生显色反应，且苯环上的一氯代物只有2种。

写出两种满足上述条件的H的结构简式：

。

（5）已知：

，写出由C制备化合物的合成路

线流程图（无机试剂任选）。

合成路线流程图示例如下：

4.（11江苏）敌草胺是一种除草剂。

它的合成路线如下：

回答下列问题：

（1）在空气中久置，A由无色转变为棕色，其原因是。

（2）C分子中有2个含氧官能团，分别为和填官能团名称）。

（3）写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：

。

①能与金属钠反应放出H2；②是萘（）的衍生物，且取代基都在同一个苯环上；③可发生水解反应，其中一种水解产物能发生银镜反应，另一种水解产物分子中有5种不同化学环境的氧。

（4）若C不经提纯，产物敌草胺中将混有少量副产物E（分子式为C23H18O3），E是一种酯。

E的结构简式为。

（5）已知：

，写出以苯酚和乙醇为原料制备的合成路线流程图（无机试剂任用）。

合成路线流程图例如下：

CH2＝CH2CH3CH2BrCH3CH2OH

5.（12江苏）化合物H是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体，其合成路线如下：

（1）化合物A的含氧官能团为和（填官能团的名称）。

（2）反应→中属于取代反应的是（填序号）。

（3）写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式。

.分子含有两个苯环；.分子有7个不同化学环境的氢；.不能与FeCl3溶液发生显色反应，但水解产物之一能发生此反应。

（4）实现D→E的转化中，加入化合物X能发生银镜反应，X的结构简式。

（5）已知：

。

化合物是合成抗癌药物美发伦的中间体，请写出以和为原料制备该化合物的合成路线流程图（无机试剂任用）。

合成路线流程图示例如下：

专题十三有机化学基础

第十二课时有机合成

参考答案、评分标准及备课资料

【例1】

【变式1】

【例2】

（1）

（2）（酚）羟基酯基

（3）或

（4）

（5）

【解析】本题是一道基础有机合成题，着力考查阅读有机合成方案、利用题设信息、解决实际问题的能力，也考查了学生对信息接受和处理的敏锐程度、思维的整体性和对有机合成的综合分析能力。

本题涉及到有机物性质、有机官能团、同分异构体推理和书写，合成路线流程图设计与表达，重点考查课学生思维的敏捷性和灵活性，对学生的信息获取和加工能力提出较高要求。

解题时，我们应首先要认真审题，分析题意，从中分离出已知条件和推断内容，弄清被推断物和其他有机物的关系，以官能团变化作为解题突破口，充分利用已知条件中的信息暗示和相关知识进行推理，排除干扰，作出正确推断。

一般推理的方法有：

顺推法（以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用正向思维，得出正确结论）、逆推法（以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论）、多法结合推断（综合应用顺推法和逆推法）等。

关注官能团种类的改变，搞清反应机理。

【课后训练】

1.（08江苏）

（1）A中含有酚羟基，属于酚类化合物。

暴露在空气中变质的原因是因为其被空气中的O2氧化了；

（2）由A到B的反应其实就是硝基取代酚类化合物邻、对位上的氢，因此答案应选（a）。

（3）手性碳原子就是该碳原子四条键连有四个不同的原子或原子团。

观察备选答案只能选择（a）、（c）。

（4）应该不难确定F至G的反应属于酯的水解，H＋的作用是将羧基恢复，在此整个反应中碳个数及碳骨架不会改变，因此由G的结构即可确定F的结构应该是：

，C到D的过程其实就是－CN转化为－COOH的过程，所以，D应为，D的同分异构体H既然是一种α－氨基酸，又可以被酸性KMnO4溶液氧化成对苯二甲酸，所以H的结构简式是只能是：

，由H通过肽键连接而成的高聚物L即可确立为。

答案：

（1）酚类化合物易被空气中的O2氧化

（2）a（3）ac

（4）

（5）或

2.（09江苏）

（1）羧基、醚键

3.（10江苏）

（1）

（2）取代反应

（3）

（4）

（5）

4.（11江苏）

（1）A被空气中的O2氧化

（2）羧基醚键

5.本题是一道基础有机合成题，以化合物H是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体载体，着力考查阅读有机合成方案、利用题设信息、解决实际问题的能力，也考查了学生对信息接受和处理的敏锐程度、思维的整体性和对有机合成的综合分析能力。

本题涉及到有机物性质、有机官能团、同分异构体推理和书写，合成路