第四節(jié) 有機(jī)合成導(dǎo)學(xué)案

課題：第三章第四節(jié)有機(jī)合成課型：新授課課時(shí)：第2課時(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.初步認(rèn)識(shí)逆向合成法的思維方法，理解確定合成路線的基本原則。2.通過(guò)有機(jī)物逆合成法的推理，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力以及信息的遷移能力

3.激情投入，享受學(xué)習(xí)的快樂(lè)。激發(fā)自己探索化學(xué)問(wèn)題的興趣，養(yǎng)成求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度?！臼褂谜f(shuō)明及學(xué)法指導(dǎo)】1.依據(jù)預(yù)習(xí)案通讀教材和資料書(shū)，進(jìn)行知識(shí)梳理，了解有機(jī)合成的基本思路。2.完成預(yù)習(xí)自測(cè)題目，針對(duì)自測(cè)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行反思，并填寫(xiě)在“我的疑問(wèn)”處。3.限時(shí)30分鐘，獨(dú)立完成。預(yù)習(xí)案【溫故知新】⑴含－OH（可以是等類物質(zhì)）有機(jī)物與Na反應(yīng)時(shí)，－OH與H2個(gè)數(shù)的比關(guān)系：____________________⑵－CHO與Ag或Cu2O的物質(zhì)的量關(guān)系：___________________________________⑶RCH2OH→RCHO→RCOOH摩爾質(zhì)量關(guān)系：M__________________⑷RCH2OHeq\f(＋CH3COOH,濃H2SO4)→CH3COOCH2R摩爾質(zhì)量關(guān)系：M_______________【新知識(shí)導(dǎo)航】一、有機(jī)合成的原則、方法、關(guān)鍵1、有機(jī)合成遵循的原則（1）起始原料要價(jià)廉、易得、簡(jiǎn)單，通常采用四個(gè)碳以下的單官能團(tuán)化合物和單取代苯。（2）盡量選擇步驟最少的合成路線。（3）“綠色、環(huán)?！?。（4）操作簡(jiǎn)單、條件溫和、能耗低，易于實(shí)現(xiàn)。（5）不能臆造不存在的反應(yīng)事實(shí)。2、有機(jī)合成的解題方法首先要看目標(biāo)產(chǎn)物屬于哪一類、帶有何種官能團(tuán)。然后結(jié)合所學(xué)過(guò)的知識(shí)或題給信息，尋找官能團(tuán)的引入、轉(zhuǎn)換、保護(hù)或消去的方法。3、解答有機(jī)合成題的關(guān)鍵在于：(1)選擇合理簡(jiǎn)單的合成路線。(2)熟練各類物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互衍生關(guān)系以及官能團(tuán)的引進(jìn)和消去等基礎(chǔ)知識(shí)。2、有機(jī)合成題的解題方法①順向合成法:此法要點(diǎn)是采用正向思維方法，其思維程序?yàn)椤霸稀虚g產(chǎn)物→產(chǎn)品”。②逆向合成法:此法要點(diǎn)是采用逆向思維方法，其思維程序?yàn)椤爱a(chǎn)品→中間產(chǎn)物→原料”。③類比分析法:此法要點(diǎn)是采用綜合思維的方法，其思維程序?yàn)椤氨容^題目所給知識(shí)原型→找出原料與合成物質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系→確定中間產(chǎn)物→產(chǎn)品”?！揪毩?xí)】以（草酸二乙酯）為例，說(shuō)明逆向合成法在有機(jī)合成中的應(yīng)用。(1)分析草酸二乙酯，官能團(tuán)有；(2)反推，酯是由酸和醇合成的，則反應(yīng)物為和；(3)反推，酸是由醇氧化成醛再氧化而來(lái)的，則可推出醇為(4)反推，此醇A與乙醇的不同之處在于。此醇羥基的引入可用B經(jīng)(5)反推，乙醇的引入可用，或；(6)由乙烯可用制得B。3、中學(xué)常用的合成路線有機(jī)合成往往要經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)才能完成，因此確定有機(jī)合成的途徑和路線時(shí)，就要進(jìn)行合理選擇。選擇的基本要求是原料價(jià)廉，原理正確，路線簡(jiǎn)捷，便于操作、條件適宜、易于分離，產(chǎn)率高，成本低。中學(xué)常用的合成路線有四條。(1)一元合成路線(官能團(tuán)衍變)R—CH═CH2→鹵代烴→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯(2)二元合成路線(3)芳香化合物合成路線⑷改變官能團(tuán)的位置【預(yù)習(xí)自測(cè)】1.以乙烯和乙苯為原料(其它無(wú)機(jī)物自選),合成下列有機(jī)物。2.0.1molCnHmCOOH與溴完全加成時(shí)，需溴32g,0.1mol該有機(jī)物完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO2和H2O的物質(zhì)的量之和為3.4mol,則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為3.要合成氯乙烷、聚氯乙烯等，現(xiàn)有NaCl、H2O、空氣，還需一種固體原料，是_________。4.化學(xué)式為C8H10O的化合物A具有如下性質(zhì)：①可以與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氣體；②與羧酸反應(yīng)生成有香味的物質(zhì)；③可以被酸性KMnO4氧化生成苯甲酸；④催化脫氫產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；⑤脫水反應(yīng)的產(chǎn)物，經(jīng)聚合反應(yīng)可制得一種塑料制品(主要的“白色污染”源之一)。請(qǐng)回答：⑴對(duì)該化合物的結(jié)構(gòu)可作出的判斷是。A.苯環(huán)上直接連有羥基B.肯定有醇羥基C.苯環(huán)側(cè)鏈末端有甲基D.肯定是芳香烴⑵該化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。⑶A和Na反應(yīng)的化學(xué)方程式:5.怎樣以H2O、、空氣、乙烯為原料制??？寫(xiě)出有關(guān)的方程式?！疚业囊蓡?wèn)】請(qǐng)將預(yù)習(xí)中不能解決的問(wèn)題寫(xiě)下來(lái)，供課堂解決。探究案探究點(diǎn)一:有機(jī)合成——順合成法1.以乙烯為主要原料（無(wú)機(jī)試劑任選）合成乙酸乙酯，分析合成路線？2.課本66頁(yè)學(xué)與問(wèn)：卡托普利為血管緊張素抑制劑，其合成線路幾各步反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率如下：則該合成路線的總產(chǎn)率是（）A．58.5%B．93.0%C．76%D．68.4%探究點(diǎn)二:有機(jī)合成——逆推法1.由乙烯和其他無(wú)機(jī)物原料合成環(huán)狀化合物E，請(qǐng)?jiān)谙铝蟹娇騼?nèi)填入合適的化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。請(qǐng)寫(xiě)出A和E的水解方程式：A水解：E水解：2.（09海南）以下是某課題組設(shè)計(jì)的合成聚酯類高分子材料的路線：已知：①A的相對(duì)分子質(zhì)量小于110，其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.9；②同一碳原子上連兩個(gè)羥基時(shí)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易脫水生成醛或酮：③C可發(fā)生銀鏡反應(yīng)。請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：（1）A的分子式為；（2）由A生成B的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________反應(yīng)類型是；（3）由B生成C的化學(xué)方程式為該反應(yīng)過(guò)程中生成的不穩(wěn)定中間體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式應(yīng)是；（4）D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，D的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)且水解產(chǎn)物之一為乙酸的有（寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）。訓(xùn)練案1.綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)反應(yīng)提出理想的“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)零排放。以下反應(yīng)中符合綠色化學(xué)原理的是A.乙烯與氧氣在銀催化作用下生成環(huán)氧乙烷B.乙烷與氯氣制備氯乙烷C.苯和乙醇為原料，在一定條件下生成乙苯D.乙醇與濃硫酸共熱制備乙烯2.(09全國(guó)卷）（15分）化合物H是一種香料，存在于金橘中，可用如下路線合成：（i）B（i）B2H6（ii）H2O2/OH－R－CH2CHR－CH2CH2OH（B2H6為乙硼烷）R－CH＝CH2回答下列問(wèn)題：（1）11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的烴A在氧氣中充分燃燒可以產(chǎn)生88gCO2和45gH2O。A的分子式是（2）B和C均為一氯代烴，它們的名稱（系統(tǒng)命名）分別為_(kāi)_______________________________________；（3）在催化劑存在下1molF與2molH2反應(yīng)，生成3－苯基－1－丙醇。F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是（4）反應(yīng)①的反應(yīng)類型是（5）反應(yīng)②的化學(xué)方程式為（6）寫(xiě)出所有與G具有相同官能團(tuán)的G的芳香類同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：__________________________________________________________________________3.(08年北京)菠蘿酯是一種具有菠蘿香氣的食用香料，是化合物甲與苯氧乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)的產(chǎn)物。⑴甲一定含有的官能團(tuán)的名稱是_⑵5.8g甲完全燃燒可產(chǎn)生0.3molCO2和0.3molH2O，甲蒸氣對(duì)氫氣的相對(duì)密度是29，甲分子中不含甲基，且為鏈狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是：。⑶苯氧乙酸有多種酯類的同分異構(gòu)體，其中能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，且有2種一硝基取代物的同分異構(gòu)體是（寫(xiě)出任意2種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）、。⑷已知：R-CH2-COOHR-ONaR-O-R′(R-、R′-代表烴基)菠蘿酯的合成路線如下：①試劑X不可選用的是（選填字母）。a．CH3COONa溶液b．NaOH溶液c．NaHCO3溶液d．Na②丙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，反應(yīng)II的反應(yīng)類型是③反應(yīng)IV的化學(xué)方程式是4.蘋(píng)果醋(ACV)是一種由蘋(píng)果發(fā)酵而成的酸性飲品，具有解毒、降脂等藥效，主要酸性物質(zhì)為蘋(píng)果酸。蘋(píng)果酸在分離提純后的化學(xué)分析如下：①相對(duì)分子質(zhì)量不超過(guò)150，完全燃燒后只生成CO2和H2O，分子中C、H質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為w(C)=35.82％、w(H)=4.48％；②0.1mol該酸與足量的NaHCO3反應(yīng)放出4.48LCO2，與足量的Na反應(yīng)放出3.36LH2(氣體體積均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)；③該分子中不存在支鏈?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)寫(xiě)出蘋(píng)果酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____________________________。(2)蘋(píng)果酸中含有的官能團(tuán)有(填名稱)，可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有(填反應(yīng)類型)。(3)蘋(píng)果酸的同分異構(gòu)體中，符合上述①、②兩個(gè)條件的是(寫(xiě)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)：5.（09天津）請(qǐng)仔細(xì)閱讀以下轉(zhuǎn)化關(guān)系：A是從蛇床子果實(shí)中提取的一種中草藥有效成分，是由碳、氫、氧元素組成的酯類化合物；B稱作冰片，可用于醫(yī)藥和制香精，樟腦等；C的核磁共振氫譜顯示其分子中含有4種氫原子；D中只含一個(gè)氧原子，與Na反應(yīng)放出H2；F為烴。請(qǐng)回答：（1）B的分子式為。（2）B不能發(fā)生的反應(yīng)是（填序號(hào)）。a．氧化反應(yīng) b．聚合反應(yīng) c．消去反應(yīng) d．取代反應(yīng) e．與Br2加成反應(yīng).（3）寫(xiě)出D→E、E→F的反應(yīng)類型：D→E、E→F。（4）F的分子式為。化合物H是F的同系物，相對(duì)分子質(zhì)量為56，寫(xiě)出H所有可能的結(jié)構(gòu)；（5）寫(xiě)出A、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式并用系統(tǒng)命名法給F命名：A：_、C：、F的名稱：。（6）寫(xiě)出E→D的化學(xué)方程式。6.(09福建)有機(jī)物A是最常用的食用油抗氧化劑，分子式為C10H12O5，可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：已知B的相對(duì)分子質(zhì)量為60，分子中只含一個(gè)甲基。C的結(jié)構(gòu)可表示為：(其中：－X、—Y均為官能團(tuán))。回答下列問(wèn)題：(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(2)官能團(tuán)—X的名稱為，高聚物E的鏈節(jié)為(3)根據(jù)系統(tǒng)命名法，B的名稱為(4)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為(5)C有多種同分異構(gòu)體，寫(xiě)出其中2種符合下列要求的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:i．含有苯環(huán)ii．能發(fā)生銀鏡反應(yīng)iii．不能發(fā)生水解反應(yīng)(6)從分子結(jié)構(gòu)上看，A具有抗氧化作用的主要原因是(填序號(hào))。a．含有苯環(huán)b．含有羰基c．含有酚羥基7.有機(jī)物A、B、C都是僅含C、H、O三種元素的羧酸酯，它們的水解產(chǎn)物分子中全都含有苯環(huán)。A的水解混合液不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，B和C的水解混合液分別都能使FeCl3溶液呈紫色。A的相對(duì)分子質(zhì)量是其同系列中最小的。（1）A的相對(duì)分子質(zhì)量是，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；（2）B的相對(duì)分子質(zhì)量比A少13，則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：；（3）C的相對(duì)分子質(zhì)量和A相等，則C的可能結(jié)構(gòu)有（填數(shù)字）種，寫(xiě)出其中的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：8.(09山東)下圖中X是一種具有水果香味的合成香料，A是有直鏈有機(jī)物，H分子中無(wú)甲基，E與FeCl3溶液作用顯紫色。請(qǐng)根據(jù)上述信息回答：(1)寫(xiě)出A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：。(2)H中含氧官能團(tuán)的名稱是。B→I的反應(yīng)類型為。(3)只用一種試劑鑒別D、E、H，該試劑是。(4)H與J互為同分異構(gòu)體，J在酸性條件下水解有乙酸生成，J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。(5)D和F反應(yīng)生成X的化學(xué)方程式為；B→C的化學(xué)方程式為。9.工業(yè)上以甲苯為原料生產(chǎn)對(duì)羥基苯甲酸乙酯（一種常用的化妝品防霉劑），其生產(chǎn)流程如下：根據(jù)上述合成路線回答：（1）反應(yīng)①的試劑和條件是______（填編號(hào)）a．氯氣、光照b．液溴、催化劑有機(jī)物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。（2）反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式為：（3）反應(yīng)④的反應(yīng)類型是_____（填編號(hào)），反應(yīng)⑥的反應(yīng)類型是_____（填編號(hào)）。a．取代反應(yīng)b．加成反應(yīng)c．消去反應(yīng)d．酯化反應(yīng)e．氧化反應(yīng)（4）上述四種化合物B、C、E、G中：能與NaHCO3反應(yīng)（不考慮酯的水解）；能與過(guò)量濃溴水反應(yīng)。在一定條件下，等物質(zhì)的量的B、C、E、G與足量的NaOH水溶液反應(yīng)，消耗NaOH的物質(zhì)的量之比為。（5）由C物質(zhì)制備時(shí)，不可選用的試劑是（選填編號(hào)）。a．CH3COONa溶液b．NaOH溶液c．NaHCO3溶液d．Na10.［2012·新課程理綜化學(xué)卷］（15分）對(duì)羥基苯甲酸丁酯(俗稱尼泊金丁酯)可用做防腐劑，對(duì)酵母和霉菌具有很強(qiáng)的抑制作用，工業(yè)上常用對(duì)羥基苯甲酸與丁醇在濃硫酸催化作用下進(jìn)行酯化反應(yīng)而制得。以下是某課題組開(kāi)發(fā)的從廉價(jià)、易得的化工原料出發(fā)制備對(duì)羥基苯甲酸丁酯的合成路線：已知以下信息：①通常在同一個(gè)碳原子上連有兩個(gè)羥基不穩(wěn)定，易脫水形成羰基；②D可與銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡；③F的核磁共振氫譜表明其有兩個(gè)不同化學(xué)環(huán)境的氫，且峰面積比為1∶1?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)A的化學(xué)名稱為；(2)由B生成C的化學(xué)反應(yīng)方程式為；該反應(yīng)的類型為；(3)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；(4)F的分子式為；(5)G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；(6)E的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的共有種，其中核磁共振氫譜有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且峰面積比為2∶2∶1的是