3.4《有机合成》学案

2013年 高二 选修5 第三章 烃的含氧衍生物 编制人：王红兵 审核人： 班级： 二（ ）班 小组： 第（ ）组 姓名： 第三章 烃的含氧衍生物

3.4《有机合成》

【学习目标】1、了解烃(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、结构特点和性质 2、认识不同类型化合物之间的转化关系，能设计合理路线合成简单有机化合物 【合作探究】

一、官能团的引入

结合已学知识，小结以下官能团引入的方法。 1、至少列出三种引入C=C的方法： (1) ；如CH3CH2CH2OH

浓H2SO4 170℃

【学习重点】有机合成的关键—官能团的引入与转化

【学习难点】利用有机物的结构、性质寻找合成路线的最佳方式 【教学方法】问题推进法、归纳演绎法

【复习回顾】烃和烃的衍生物之间的相互转化关系

加成（＋H2O） 消去（－H2O） (2) ；如CH3CH2Br NaOH/C2H5OH (3) ；如CH≡CH + HCl 催化剂 2、至少列出四种引入卤素原子（-X）的方法：

(1) ；如CH4 + Cl2 光 炔加H2 加H2 卤代 水解 氧化 氧化 酯化

烯烷卤代烃醇醛羧酸酯

(2) ；如 + Br2 Fe (3) ；如CH3—CH=CH2 + Cl2 加成（＋HX、X2 ） 加成（＋HX、X2 ） 酯化 水解 +

『交流研讨』常见官能团的转化反应,注明反应类型并写出相应的化学方程式

①( )

(4) ；如CH3CH2OH + HBr H△ 3、至少列出四种引入羟基(-OH)的方法：

CH2==CH2 CH3CH2OH CH3CHO ( ) ⑧②( )

⑨ ( ) ⑤ ③ ⑾

( ) ( ) ⑥( ) ⑩( ) ④

( ) ( )

⑩( )

CH3CH2X CH3COOCH2CH3 CH3COOH

⑾ ( )

； ； ； ； ；

在以上反应中：在分子中引入C＝C的途径是： 在分子中引入卤原子的途径是：

在分子中引入羟基的途径是： 在分子中引入醛基的途径是： 在分子中引入羧基的途径是：

⑦ ( )

(1) ；如CH2=CH2 + H2O 催化剂 △

(2) ；如CH3CH2Cl + H2O NaOH △

(3) ；如CH3CHO + H2 Ni △ (4) ；如CH3COOC2H5 + H2O 4、在碳链上引入羰基C=O（醛基、酮羰基）的方法：

如CH3CH2OH + O2 Cu △ 浓H硫酸 稀2SO4

如CH3CHOHCH3+ O2 Cu △ 5、在碳链上引入羧基(-COOH)的方法：

(1) ；如CH3CHO + O2 催化剂 (2) ；如CH3COOC2H5 + H2O —CH3 KMnO4/H (3) ；如 +

稀2SO4 浓H硫酸『小结』官能团的引入与转化在有机合成中极为常见,可以通过取代、消去、加成、氧化、还原等反应

来实现。卤代烃在官能团的转化中占有重要的地位。

业精于勤荒于嬉 行成于思毁于随！

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2013年 高二 选修5 第三章 烃的含氧衍生物 编制人：王红兵 审核人： 班级： 二（ ）班 小组： 第（ ）组 姓名： 二、中学常用的合成路线 1．烃、卤代烃、烃的含氧衍生物之间的转化关系

R—CH＝CH2一定条件――→卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯

HX

【随堂检测】

1、由乙醇制取 时最简便的流程需经下列哪些反应( )

①取代 ②加成 ③氧化 ④还原 ⑤消去 ⑥酯化 A．①②③④⑥ C．⑥③①②⑤

B．⑤②①③⑥ D．①②⑤③⑥[ 2．二元合成路线

( )

X2

CH3CH2-Br CH2＝CH2――→

―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯( )

CH3CH2OH?消去???CH2?CH2?加成???CH2?CH2?水解???CH2?CH2

?H2O?Cl2||?H2O||OHOHClCl3．改变官能团的位置

CH3CH2CH2Br?消去???CH3CH?CH2?加成???CH3CHCH3

?HBr?HBr|Br来源:学科网]

2、从环己烷可制备1,4-环己二醇的二醋酸酯。下面是有关的8步反应：

（1）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. （2）化合物的结构简式是：B 、C .

4．芳香族化合物合成路线：

（3）反应④所用试剂和条件是 .

特别提醒： 和Cl2的反应，应特别注意条件的变化：光照只取代甲基上的氢，

Fe做催化剂取代苯环邻、对位上的氢。

3、从石油裂解中的1，3—丁二烯可进行以下多步反应，得到重要的合成橡胶和杀菌剂富马酸二甲酯。

（1）写出D的结构简式 （2）写出B的结构简式

（3）写出第②步反应的化学方程式

OH2CH2CCCOOO三、有机合成题的解题方法

原料

顺推逆推

中间产物 顺推逆推

产品

① 顺向合成法: 采用正向思维方法，其思维程序为“原料→中间产物→产品”。

② 逆向合成法: 采用逆向思维方法，其思维程序为“产品→中间产物→原料”。

③ 类比分析法: 此法要点是采用综合思维的方法，其思维程序为“比较题目所给知识原型→找出原

料与合成物质的内在联系→确定中间产物→产品”。

【典型例题】由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E，请在方框内填入合适的化合物的结构简式。

（二元酸与二元醇的酯化成环）

Br2 水解 氧化? 氧化 +B H2SO4 H2CCH2（4）写出富马酸的一种相邻同系物的结构简式

（5）写出第⑨步反应的化学方程式

（6）以上反应中属于消去反应的是 （填入编号）。

A B C D E业精于勤荒于嬉 行成于思毁于随！

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2013年 高二 选修5 第三章 烃的含氧衍生物 编制人：王红兵 审核人： 班级： 二（ ）班 小组： 第（ ）组 姓名：

（3）

【随堂检测】

【典型例题】

[例1]从环己烷可制备1,4-环己二醇的二醋酸酯。下面是有关的8步反应：

（1）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.

（2）化合物的结构简式是：B 、C .

（3）反应④所用试剂和条件是 .

[例2]已知烯烃中C=C双键在某些强氧化剂作用下易发生断裂，因而在有机合成中有时需要对其保护。保护的过程可简单表示如右图：

又知卤代烃在碱性条件下易发生水解，但烯烃中双键在酸性条件下才能与水发生加成反应。 现用石油产品丙烯及必要的无机试剂合成丙烯酸，设计的合成流程如下：

④ Cl2（300℃） ③ ② E →丙烯酸 B CH3CH=CH2 → → → D → A C ①

请写出②、③、④三步反应的化学方程式。

分析：由CH3CH=CH2→CH2=CH—COOH可知合成的关键在于双键如何保护，—CH3如何逐步转化成—COOH。

结合题中信息可知本题的知识主线为不饱和烃→不饱和卤代烃→不饱和醇→饱和卤代醇→饱和卤代醛→饱和卤代羧酸→不饱和卤代羧酸。 答案：

NaOH ②CH2=CH—CH2Cl+H2O CH2=CH—CH2OH+HCl

△

③CH2=CH—CH2OH+Br2 ④

【解题思路】

1、正确判断所合成的有机物的类别及所带官能团，找出所关联的知识和信息及官能团所处的位子。 2、根据所给原料、信息及有关反应规律尽可能将合成的有机物解刨成若干片段并将各片段有机的拼接和衍变，并寻找官能团的引入、转换和保护方法。 【方法归纳】

※合成有机物要以反应物、生成物的官能团为核心，在知识网中找到官能团与其它有机物的转化关系，从而尽快找到合成目标与反应物之间的中间产物作为解决问题的突破点，主要思维方法： A.顺向思维法：思维程序为反应物→中间产物→最终产物 B.逆向思维法：思维程序为最终产物→中间产物→反应物 实际解题过程中往往正向思维和逆向思维都需要应用。

答案：（1）⑥、⑦ （2）、

业精于勤荒于嬉 行成于思毁于随！

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2013年 高二 选修5 第三章 烃的含氧衍生物 编制人：王红兵 审核人： 班级： 二（ ）班 小组： 第（ ）组 姓名： [例3]

（3）

根据图示填空

（1）化合物A含有的官能团 。

（2）1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E，其反应方程式是 。 （3）与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是 。 （4）B在酸性条件下与Br2反应得到D，D的结构简式是 。 （5）F的结构简式是 。由E生成F的反应类型是 。 分析：题中给出的已知条件中已含着以下四类信息：

1) 反应（条件、性质）信息：A能与银氨溶液反应，表明A分子内含有醛基，A能与NaHCO3反应断定A分子中有羧基。

2) 结构信息：从D物质的碳链不含支链，可知A分子也不含支链。 3) 数据信息：从F分子中C原子数可推出A是含4个碳原子的物质。

4) 隐含信息: 从第（2）问题中提示“1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E ”，可知A分子内除了含1个醛基外还可能含1个碳碳双键。

答案：（1）碳碳双键，醛基，羧基

（2）OHC-CH==CH-COOH+2H2

Br Br

| | （4）HOOC—CH—CH—COOH

催化剂

【解题思路】

一是剖析题意，分析已知条件和推断内容，弄清被推断物和其它有机物关系。

二是抓好解题关键，找出解题突破口，然后联系信息和有关知识，应用规律进行逻辑推理或计算分析，作出正确的推断。

【解题方法】做好有机推断题的3个“三” ※审题做好三审：

1）文字、框图及问题信息 2）先看结构简式，再看化学式 3）找出隐含信息和信息规律 ※找突破口有三法： 1）数字 2) 官能团 3）衍变关系 ※答题有三要： 1）要找关键字词 2）要规范答题 3）要找得分点

【强化练习】

1、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)2 B．(CH3)2CBr2CH2Br C．C2H5CHBrCH2Br D．CH3(CHBr)2CH3

HO-CH2-CH2-CH2-COOH

C2H2O4，该有机物是（ ） 2、1 mol有机物甲，水解后得2 mol C2H6O和1 mol A．CH3OOC CH2COOC2 H5 B．

（3）(5) ； 酯化反应

C．CH3 COOCH2 CH2 COOCH3 D．CH3COOC H2CO OC2H5

3、乙烯酮（CH2?C?O）在一定条件下能与含活泼氢的化合物发生加成反应，反应可表示为：

[例4]（1）1 mol丙酮酸（CHCOCOOH）在镍催化剂作用下加1 mol 氢气转变成乳酸，乳酸的结构简式

3是 ；

（2）与乳酸具有相同官能团的乳酸的同分异构体A在酸性条件下，加热失水生成B，由A生成B，B的化学反应方程式 ；

（3）B的甲酯可以聚合，聚合物的结构简式是 。 分析：此题根据羰基、羟基及碳碳双键的性质，不难推出。

，乙烯酮在一定条件下可与下列试剂加成，其产物不正确的是

（ ）

A．与HCl加成生成CH3COCl B．与H2O加成生成CH3COOH C．与CH3OH加成生成CH3COCH2OH D．与CH3COOH加成生成

答案：（1）

（2）HOCH2CH2COOH???? CH2==CH—COOH+H2O

?、H?4、一定质量的某有机物和足量的金属钠反应，可得到气体V1L，等质量的该有机物与适量且足量的纯碱

业精于勤荒于嬉 行成于思毁于随！

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