高中化学 第三章 第四节 有机合成教案 新人教版选修5-新人教版高中选修5化学教案

第四节 有机合成[课标要求]1．掌握有机化学反应的主要类型(取代、加成、消去反应)、原理及应用，初步学会引入各种官能团的方法。

2．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。

3．初步学会使用逆向合成法合理地设计有机合成的路线。

4．了解有机合成对人类生产、生活的影响。

1.引入碳碳双键的三方法：卤代烃，醇的消去，炔烃的不完全加成。

2.引入卤素原子的三方法：醇的取代，烯烃(炔烃)的加成，烷烃(苯及苯的同系物)的取代。

3.引入羟基的四方法：烯烃与水的加成，卤代烃的水解，酯的水解，醛、酮与H 2的加成。

4.官能团之间的转化：R —CH===CH 2――→HCl 加成RCH 2CH 2Cl ――→NaOH/水水解RCH 2CH 2OH ――→氧化RCH 2CHO ――→氧化 RCH 2COOH ――→R′CH 2OH 酯化5.有机合成路线要求各步反应条件温和、产率高，基础原料和辅助原料低毒性、低污染，易得而廉价。

有机合成的过程1．有机合成的概念有机合成指利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。

2．有机合成的任务通过有机反应构建目标化合物的分子骨架，并引入或转化所需的官能团。

3．有机合成的过程4．官能团的引入(1)引入碳碳双键的方法①卤代烃的消去，②醇的消去，③炔烃的不完全加成。

(2)引入卤素原子的方法①醇(酚)的取代，②烯烃(炔烃)的加成，③烷烃(苯及苯的同系物)的取代。

(3)引入羟基的方法①烯烃与水的加成，②卤代烃的水解，③酯的水解，④醛的还原。

[特别提醒](1)有机合成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。

(2)有机合成过程中要注意官能团的保护。

1．如何由溴乙烷制取乙二醇？提示：由溴乙烷制取乙二醇的转化流程为CH 3CH 2Br ――→消去 CH 2===CH 2――→Br 2加成CH 2Br —CH 2Br ――→水解HOCH 2CH 2OH 。

1．常见的取代反应中，官能团的引入或转化(1)烷烃的取代，如CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl 。

(2)芳香烃的取代，如＋Br 2――→FeBr 3—Br ＋HBr 。

(3)卤代烃的水解，如CH 3CH 2X ＋NaOH ――→H 2O △CH 3CH 2OH ＋NaX 。

(4)酯的水解，如CH 3COOC 2H 5＋H 2O 稀硫酸△CH 3COOH ＋C 2H 5OH 。

2．常见的加成反应中，官能团的引入或转化(1)烯烃的加成反应，如CH 2===CH 2＋HX ―→CH 3CH 2X 。

其他如H 2O 、X 2等均可以引入或转化为新的官能团。

(2)炔与X 2、HX 、H 2O 等的加成如HC≡CH＋HCl ――→催化剂△H 2C===CHCl 。

(3)醛、酮的加成，如CH 3CHO ＋H 2――→Ni △CH 3CH 2OH 。

3．常见的氧化反应中，官能团的引入或转化(1)烯烃的氧化，如2CH 2===CH 2＋O 2――→一定条件2CH 3CHO 。

(2)含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化，如被KMnO 4酸性溶液氧化为(3)醇的氧化，如2CH 3CH 2OH ＋O 2――→Cu/Ag △2CH 3CHO ＋2H 2O 。

(4)醛的氧化，如2CH 3CHO ＋O 2――→催化剂△2CH 3COOH 、CH 3CHO ＋2Cu(OH)2＋NaOH ――→△CH 3COONa ＋Cu 2O↓＋3H 2O 。

4．常见的消去反应中，官能团的引入或转化(1)卤代烃消去：(2)醇消去：CH 3CH 2OH ――→浓硫酸170 ℃CH 2===CH 2↑＋H 2O 5．官能团的消除(1)通过有机物加成可消除不饱和键。

(2)通过消去、取代、氧化或酯化可消除羟基。

(3)通过加成或氧化可消除醛基。

(4)通过消去或取代可消除卤素原子。

1．可在有机物中引入羟基的反应类型是( )①取代 ②加成 ③消去 ④酯化A ．①②③B ．①②C ．③④D ．①②③④解析：选B 消去反应形成碳碳双键或碳碳三键，酯化反应消除羟基。

2．1,4­二氧六环可通过下列方法制取：烃A ―→B ――→NaOH 水溶液△C ――→浓硫酸－H 2O1,4­二氧六环。

则该烃A 为( )A ．乙炔B ．1­丁烯C ．1,3­丁二烯D ．乙烯 解析：选D CH 2===,\s\up6(,A))CH 2――→Br 2CH 2Br —B CH 2Br ――→NaOH 水溶液△HO —CH 2—C CH 2—OH ――→浓硫酸－H 2O1,4­二氧六环。

3．根据下列合成路线判断反应类型正确的是( )A ．A→B 的反应属于加成反应B ．B→C 的反应属于酯化反应C ．C→D 的反应属于消去反应D ．D→E 的反应属于加成反应解析：选A A 中含有碳碳双键，与氢气发生加成反应生成B ，A 项正确；有机物B 是环醚，与氯化氢发生加成反应生成C ，B 项错误；C 中含有羟基，与氯化氢发生取代反应生成D ，C 项错误；D 中的氯原子被—CN 取代，发生取代反应，D 项错误。

逆合成分析法 (对应学生用书P43)1．基本思路例如：由乙烯合成草酸二乙酯，其思维过程可概括如下： 具体路线：写出合成步骤中相应化学方程式：2．基本原则(1)合成路线的各步反应的条件必须比较温和，且具有较高的产率。

(2)所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。

[特别提醒](1)有机合成应尽量选择步骤最少的合成路线，步骤越少，最后产率越高。

(2)绿色合成的主要出发点：有机合成中的原子经济性、原料的绿色化、试剂与催化剂的无公害性等。

1．下面是有机合成的三个步骤：①对不同的合成路线进行优选；②由目标分子逆推原料分子并设计合成路线；③观察目标分子的结构。

其中正确的顺序是什么？提示：逆合成分析法可表示为：目标化合物⇒中间体⇒基础原料。

故正确的顺序为③②①。

2．如何确定最佳合成路线？提示：当有几条不同的合成路线时，就需要通过优选的方法来确定最佳合成路线：(1)必须考虑合成路线是否符合化学原理，产率是否高，副反应是否少，成本是否低，原料是否易得；(2)合成操作是否安全可靠等；(3)是否符合绿色合成的思想。

1．常见有机物的合成路线HX卤代烃―→一元醇―→一(1)一元合成路线：R—CH===CH2――→元醛―→一元羧酸―→酯。

(2)二元合成路线：CH 2===CH 2――→卤素 CH 2X —CH 2X 二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→链酯、环酯、聚酯。

(3)芳香化合物合成路线：2．有机合成路线的设计1．以溴乙烷为原料制备乙二醇，下列方案中最合理的是( )A ．CH 3CH 2Br ――→NaOH △，水CH 3CH 2OH ――→浓硫酸170 ℃CH 2===CH 2――→Br 2CH 2BrCH 2Br ――→水解乙二醇 B ．CH 3CH 2Br ――→Br 2CH 2BrCH 2Br ――→水解乙二醇 C ．CH 3CH 2Br ――→NaOH △，醇CH 2===CH 2――→HBr CH 2BrCH 3――→Br 2CH 2BrCH 2Br ――→水解乙二醇 D ．CH 3CH 2Br ――→NaOH △，醇CH 2===CH 2――→Br 2 CH 2BrCH 2Br ――→水解 乙二醇解析：选D B 、C 过程中都应用了取代反应，难以得到单一的有机取代产物；而A 设计过程的前两步可以合并成一步，即CH 3CH 2Br 在NaOH 醇溶液中发生消去反应制乙烯，所以A 过程过于复杂。

2．已知：①乙烯在催化剂和加热条件下能被氧气氧化为乙醛，这是乙醛的一种重要的工业制法；②两个醛分子在NaOH 溶液作用下可以发生加成反应，生成一种羟基醛，产物不稳定，受热即脱水而生成不饱和醛：(1)若两种不同的醛，例如乙醛与丙醛在NaOH 溶液中最多可以形成的羟基醛有________。

A ．1种B ．2种C ．3种D ．4种(2)设计一个以乙烯为原料合成1­丁醇的合理步骤，写出各步反应的化学方程式并注明反应类型。

解析：(1)乙醛、丙醛在NaOH 溶液中发生加成可以有乙醛与乙醛、丙醛与丙醛、乙醛与丙醛(乙醛打开C===O 键)和丙醛与乙醛(丙醛打开C===O 键)，共4种：(2)CH 2===CH 2催化氧化可制得CH 3CHO,2分子的CH 3CHO 可制得。

下一步是把羟基醛先转化成烯醛还是先转化成二元醇，这是值得推敲的。

显然如果先把羟基醛还原成二元醇，再消去便生成了二烯烃，最后再加氢还原得到的是烃而不是一元醇。

可见首先把羟基醛转化为烯醛，再经加氢还原便可得到饱和一元醇。

答案：(1)D (2)2CH 2===CH 2＋O 2――→催化剂△2CH 3CHO(氧化反应)，――→NaOH 溶液 (加成反应)，――→△ CH 3—CH===CH —CHO ＋H 2O(消去反应)，CH 3—CH===CH —CHO ＋2H 2――→催化剂△CH 3CH 2CH 2CH 2OH(加成反应或还原反应)。

有机物分子结构推断的方法1．根据有机物的性质推断官能团或物质类别有机物的官能团往往具有一些特征反应和特殊的化学性质，这些都是有机物分子结构推断的突破口。

(1)能使溴水褪色的物质可能含有“”、“—C≡C—”、“—CHO”和酚类物质(产生白色沉淀)。

(2)能使KMnO 4酸性溶液褪色的物质可能含有“”、“—C≡C—”、“—CHO”或酚类、苯的同系物等。

(3)能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液煮沸后生成红色沉淀的物质一定含有—CHO 。

(4)能与钠反应放出H 2的物质可能为醇、酚、羧酸等。

(5)能与Na 2CO 3溶液作用放出CO 2或使石蕊溶液变红的有机物中含有—COOH 。

(6)能水解的有机物中可能含有酯基或是卤代烃。

(7)能发生消去反应的为醇或卤代烃。

2．根据性质和有关数据推知官能团的数目(1)—CHO ⎩⎨⎧ ――→2[Ag NH 32]＋2Ag ――→2Cu OH 2Cu 2O(2)2—OH(醇、酚、羧酸)――→2Na H 2(3)2—COOH ――→CO 2－3CO 2，—COOH ――→HCO －3CO 2(5)RCH 2OH ――→CH 3COOH 酯化CH 3COOCH 2R (M r ) (M r ＋42)如某醇与足量CH 3COOH 发生酯化反应后所得产物的相对分子质量比醇多84，则说明该醇为二元醇。

3．根据某些产物推知官能团的位置(1)由醇氧化成醛(或羧酸)，—OH 一定在链端(即含—CH 2OH)；由醇氧化成酮，—OH 一定在链中(即含)；若该醇不能被催化氧化，则与—OH 相连的碳原子上无氢原子。