高中化学 第三章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 3.3.1 有机合成的关键学案 鲁科版选修5-鲁科版高二选修5化学学案.docx

第1课时有机合成的关键[课标要求]1．了解有机合成的基本程序和方法。2．理解卤代烃在不同条件下的取代反应和消去反应。3．掌握碳链的增长和引入官能团的化学反应。1.引入碳碳双键的方法：卤代烃的消去、醇的消去、炔烃的不完全加成。2．引入卤原子的三种方法是醇(或酚)的取代、烯烃(或炔烃)的加成、烷烃(或苯及苯的同系物)的取代。3．引入羟基的四种方法是烯烃与水的加成、卤代烃的水解、酯的水解、醛酮的加氢。4．引入羰基的方法：部分醇的氧化。5．引入羧基的方法：醛的氧化、烯烃的氧化、苯的同系物的氧化、酯的水解。eq\a\vs4\al(碳骨架的构建)1．有机合成的基本程序(1)有机合成的基本流程明确目标化合物的结构→设计合成路线→合成目标化合物→对样品进行结构测定试验其性质或功能→大量合成。(2)合成路线的核心合成路线的核心在于构建目标化合物分子的碳骨架和引入必需的官能团。2．碳骨架的构建构建碳骨架包括在原料分子及中间化合物分子的碳骨架上增长或减短碳链、成环或开环等。(1)碳链的增长①利用卤代烃的取代反应：例如：用溴乙烷制取丙酸的化学方程式为CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBrCH3CH2CNeq\o(―――→\s\up5(H2OH＋)\s\do5())CH3CH2COOH。②利用炔钠的反应：例如：用丙炔制2­戊炔的化学反应方程式为2CH3C≡CH＋2Naeq\o(―――→\s\up5(液氨)\s\do5())2CH3C≡CNa＋H2CH3CH2Br＋NaC≡CCH3―→CH3CH2C≡CCH3＋NaBr。③利用羟醛缩合反应：例如：两分子乙醛反应的化学方程式为(2)碳链的减短①烯烃、炔烃的氧化反应：②脱羧反应：例如：无水醋酸钠与碱石灰反应的化学方程式为CH3COONa＋NaOHeq\o(――→\s\up7(△)\s\do5())CH4↑＋Na2CO3。1．与碱石灰共热得到的有机物是什么？提示：—COONa与NaO—结合生成Na2CO3有机产物为。2．具有怎样结构的醛酮才能发生羟醛缩合反应？提示：并不是所有的醛、酮都能发生羟醛缩合反应只有含有α­H的醛、酮才能发生羟醛缩合反应。1．常见碳链的增长和减短方法(1)常见增长碳链的方法增长碳链的反应主要有卤代烃的取代反应醛、酮的加成反应等。①醛、酮与HCN加成：④含有α­H的醛发生羟醛缩合反应：⑤卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、CH3C≡CNa等取代：RCl＋NaCN―→RCN＋NaCl。⑥卤代烃与活泼金属作用：2CH3Cl＋2Na―→CH3—CH3＋2NaCl。(2)常见碳链减短的反应减短碳链的反应主要有烯烃、炔烃和芳香烃的氧化反应、羧酸及其盐的脱羧反应以及烷烃的裂化反应。2．常见碳链的成环和开环的方法(1)常见碳链成环的方法①二元醇成环：(2)常见碳链开环的方法①环酯、环醚、酸酐开环如上面成环的逆反应。②环烯被氧化开环。1．在有机合成中有时需要通过减短碳链的方式来实现由原料到目标产物的转化某同学设计的下列反应中可成功实现碳链减短的是()A．乙烯的聚合反应B．烯烃与酸性KMnO4溶液的反应C．酯化反应D．卤代烃与NaCN的取代反应解析：选BA、C、D均会引起碳链的增长只有B可使碳链变短如：CH3CHCHCH3eq\o(――――――→\s\up7(KMnO4H＋))2CH3COOH。2．下列反应可使碳链增长的有()①加聚反应②缩聚反应③酯化反应④卤代烃的氰基取代反应⑤乙酸与甲醇的反应A．全部B．①②③C．①③④D．①②③④解析：选A题中所给反应都能使产物的碳原子数增多碳链增长。3．下列物质中不能形成环状的是()解析：选C因为HOCH2CH2CH2COOH有两个官能团可以生成环状酯；Cl—CH2—CH2—CH2—CH2—Cl与金属钠反应生成；不能直接反应形成环状；NH2—CH2CH2CH2—COOH两端反应形成肽键可结合成环状。4．已知卤代烃可以和钠发生反应。例如溴乙烷与钠发生反应为2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr应用这一反应下列所给出的化合物中可以与钠反应合成环丁烷()的是()A．CH3BrB．CH3CH2CH2CH2BrC．CH2BrCH2BrD．CH3CHBrCH2CH2Br解析：选C由题给信息可知要合成环丁烷可用两分子CH2Br—CH2Br与Na反应生成；或者由一分子BrCH2CH2CH2CH2Br与Na反应生成。5．按要求完成转化写出反应的化学方程式。解析：(1)以乙烯为原料合成正丁醇一是要引入—OH二是要增长碳链羟醛缩合反应正具有以上特点。正丁醇可由丁烯醛(CH3CH===CHCHO)加氢还原而制得丁烯醛可由乙醛经自身加成、脱水