第三章 有机合成及其应用 合成高分子化合物

（2013年山东高考有机题）聚酰胺—66常用于生产帐篷、渔网、降落伞及弹力丝袜等织物，可利用下列路线合成：

（1）能与银氨溶液反应的B的同分异构体的结构简式为 （2）D的结构简式为 ，①的反应类型为 （3）为检验D中的官能团，所用试剂包括NaOH水溶液及

（4）由F和G生成H的反应方程式为 【本章教材整体说明】

有机合成是有机化学最令人瞩目的领域，在工业、农业和科学研究等方面，都有广泛的应用。目前人类已知的有机化合物大多数是通过合成得到的。在一个旧的自然界旁边建立了一个新的“自然界”。 【第1节“有机化合物的合成”】

不仅可以让学生学习合成的路线设计的方法，体会有机合成对人类的影响，还可以起到全面整合有机化合物、官能团、结构、反应、性质、转化和合成之间的关系，更深刻地体会有机化学的内在联系和创造价值。

【学习目标】

1.初步了解有机合成路线设计的基本思路；

2.知道有机合成设计的一般程序，能对给出的合成路线进行简单的分析和评价； 3.能够运用逆推法设计简单有机分子的合成路线； 4.了解使碳链增长、缩短的反应类型；

5.综合各类有机物间的相互转化关系，知道在碳链上引入特定的官能团的反应途径； 6.认识卤代烃的组成和结构特点，掌握卤代烃的重要化学性质。 【教学重点】有机合成的关键

【教学难点】利用有机物的结构、性质寻找合成路线的最佳方式。

§3·1 有机化合物的合成（第1课时）

【课堂互动区】

【自主、交流与探究】：

[探讨学习1、完成下列有机合成过程：

①CH≡CH为原料合成 [—CH2 —CH —]n Cl HCl 引发剂

CH≡CHCH2=CH Cl [—CH2 —CH —]n

Cl 此过程中涉及到的反应类型有 加成反应、加聚反应 ②CH3C CCH3为原料制取CH3CHCH3

CH3 CH3 OH

( H2 )

CHC CCHKMnO4 CHCO CH CHCHCH

3

3

333

3

3 OH CH CH3

此过程涉及到的反应类型有 氧化反应 、加成反应 ③ CH2=CH2为原料合成CH2=CHCOOH

( H2O ) ( O2 ) ( HCN )

CH2=CH2 CH3CH2OHCH3CHOCH3 CHOH CN

H2O，H+ CH3CHCOOH

CH2 =CHCOOH

OH

此过程涉及到的反应类型有 加成反应、氧化反应、水解反应、消去反应 ④由乙烯和其它无机原料合成环状化合物E,请在下列方框内填入合适的化合物的结构

简式。

A:CH2BrCH2Br B:CH2OHCH2OH C:OHC-CHO D:HOOC-COOH [探讨学习2]：通过对以上有机合成路线的分析，回答以下问题

1、有机合成过程中，原料和目标产物在结构上发生了哪些变化？有机合

成的关键是什么？

2、碳链增长的途径有哪些？

3、碳链缩短的途径有哪些？

归纳小结： 碳骨架的构建 一、有机合成的关键是 官能团的引入 碳链的增长 (一)、碳骨架的构建 碳链的缩短 成环和开环 【例题】阅读课本P98的碳骨架的构建 设计乙烯CH2=CH2 制取乳酸

的转化方程式？

1、碳链增长的途径： （1）方法1：卤代烃的取代反应

①卤原子的氰基取代

如： 溴乙烷→丙酸：增长一个碳原子

CH3CH2Br + NaCN → CH3CH2CN+ NaBr

＋

CH3CH2CN ＋2H2O＋H → CH3CH2COOH ②卤原子的炔基取代

如：溴乙烷 → 2－戊炔 ：增长两个碳原子

CH3CH2Br+ NaCCCH3 → CH3CH2CCCH3 + Na Br （其中NaCCCH3 的制备：2CH3CCH + 2Na → 2CH3CCNa + H2）

（2）方法2：加成反应 ①醛、酮的加成反应

如：CH3CHO + HCN → CH3CH(OH) CN CH3COCH3 + HCN → CH3C (OH) CN CH3

②羟醛缩合

如：CH3CH2CHO + CH3CH2CHO → CH3CH(OH) CH2CHO

③烯烃、炔烃的加聚、加成反应 2、碳链缩短的途径：

（1）方法1：烯烃、炔烃及苯的同系物的氧化反应

+

如：①CH3CH CH2 KMnO4(H) ②CH3CH C CH3 KMnO(H+) 4 CH3

（2）方法2：碱石灰脱羧反应

如：由醋酸钠制备甲烷： CH3COONa+NaOH △ CH4+Na2CO3

3、成环与开环的途径：

（1）成环：如羟基酸分子内酯化

HOCH2CH2COOH →

(2)开环：如环酯的水解反应

COOCH2 +2H2O → HOOC-COOH+HOCH2-CH2OH COOCH2

思考：你还能找出增长碳链、缩短碳链、成环、开环的反应例子吗？（请参考教材P98）

【课后巩固区】：

1、下列反应可以使碳链增长的是（ A ）

A、CH3CH2CH2CH2Br与NaCN共热 B、CH3CH2CH2CH2Br与NaOH的乙醇溶液共热 C、CH3CH2CH2CH2Br与NaOH的水溶液共热

D、CH3CH2CH2CH3(g)与Br2（g）光照

2、下列反应可以使碳链增长1个C原子的是（ B ）

A、碘丙烷与乙炔钠的取代反应 B、丁醛与氢氰酸的加成反应 C、乙醛与乙醛的羟醛缩和反应 D、丙酮与氢氰酸的加成反应 3、下列反应可以使碳链减短的是（ A ）

A、持续加热乙酸钠和碱石灰的混合物 B、丙腈酸性水解

C、乙烯的聚合反应 D、溴乙烷与氢氧化钾的乙醇溶液共热 4、在一定条件下，炔烃可以进行自身化合反应。如乙炔的自身化合反应为：

2CH≡CH CH≡C—CH=CH2 下列关于该反应的说法不正确的是（ D ） A、该反应使碳链增长了2个碳原子 B、该反应引入了新官能团 C、该反应是加成反应 D、该反应属于取代反应

5、 卤代烃能够发生下列反应： 2CH3CH2Br ＋ 2Na → CH3CH2CH2CH3 ＋ 2NaBr。 下列有机物可合成环丙烷的是（ C ）

A. CH3CH2CH2Cl B.CH3CHBrCH2Br C. CH2BrCH2CH2Br D.CH3CHBrCH2CH2Br

§3·1 有机化合物的合成（第2课时）

【学习目标】

1、能列举引入碳碳双键或三键、卤原子、羟基、醛基和羧基的化学反应。并能写出相应的化学方程式。

2、培养学生自学能力、逻辑思维能力以及信息的迁移能力。 【教学难点】官能团的转化

【交流研讨】

常见官能团的转化反应,写出相应的化学方程式

CH2==CH2 CH3CH2OH CH3COOH

CH3CH2X CH3CHO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

① ③

⑤② ⑦ ⑥ ⑧ ⑩ ⑨ ④

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：

（二）官能团的引入与转化

结合已学知识，小结以下官能团引入的方法。 1、至少列出四种引入卤素原子的方法： (1) ；

如

(2) ； 如

(3) ； 如

(4) ； 如

(5) ； 如

2、至少列出四种引入羟基(—OH)的方法：

(1) ；如 (2) ；如 (3) ；如 (4) ；如

3、在碳链上引入羰基（醛基、酮羰基）的方法：

4、在碳链上引入羧基的方法：

(1) ；如 (2) ；如 (3) ；如

【提升练习】由CH3CH2Br开始合成乙二醇(CH2OHCH2OH) 。写出有关的化学方程式。 CH3CH2Br + NaOH

CH2=CH2↑+NaBr + H2O

CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br CH2BrCH2Br + 2NaOH

CH2OHCH2OH + 2NaBr

【规律总结】

引入多个羟基的方法一般采用卤代烃水解的方法。

【课后思考】

1.至少列出三种引入C=C的方法：

(1) ；如 (2) ；如 (3) ；如 2.卤代烃在官能团的引入和转化中有什么样的意义？

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。

【课后巩固】

1、 下列反应可以在烃分子中引入卤原子的是（ B ）

A. 苯和溴水共热 B. 甲苯蒸气与溴蒸气在光照条件下混合 C. 溴乙烷与NaOH水溶液共热 D. 溴乙烷与NaOH的醇溶液共热 2、 下列反应中，不可能在有机化合物分子里引入羧基的是（ B ） A.醛催化氧化 B.醇催化氧化

C.卤代烃水解 D.腈（R―CN）在酸性条件下水解

3、下列物质，可以在一定条件下发生消去反应得到烯烃的是（ C ） A.氯化苄（ B.1一氯甲烷

C.2―甲基―2―氯丙烷 D.2，2―二甲基―1―氯丙烷

4、能在有机物的分子中引入羟基官能团的反应类型有：(a)酯化反应，(b)取代反应，(c)消去反应，(d)加成反应，(e)水解反应。其中正确的组合有（ C ） A、(a)(b)(c) B、(d)(e) C、(b)(d)(e) D、(b)(c)(d)(e) 5、下列反应不能在有机分子中引入羟基的是（ A ） A. 乙酸与乙醇的酯化反应 B. 乙醛与H2的反应 C. 油脂的水解 D. 烯烃与水的加成

6、氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂，麻醉作用较快、较强，毒性较低，其合成路线如下：

请把相应反应名称填入下表中，供选择的反应名称如下：

氧化、还原、硝化、磺化、氯代、酸化、碱化、成盐、酯化、酯交换、水解 反应编号 反应名称 §3·1 有机化合物的合成（第3课时）

【学习目标】

1、使学生通过苯甲酸苯甲酯的合成路线的分析提炼出有机合成路线设计的一般程序——逆推法。

2、了解原子的经济性，了解有机合成的应用

【重点】设计合理的有机合成路线

【难点】逆合成分析法的思维方法的学习 【课前预习区】

1.乙酸乙酯酸性水解方程式： 2.生成乙酸乙酯的方程式： 【课堂互动区】

活动1． 以下是从水仙花中提取香料实验后的数据，你能根据实验结果确定该香料的分子

结构吗？

元素分析 只含C、H、O。

性质分析 酸性条件下水解生成A、B 均含苯基；

A有酸性，和FeCl3溶液不显色， B无酸性。

色谱分析 红外光谱分析 苯环、 C=O、C—O

核磁共振氢谱分析 有7 种环境 H 质谱分析 相对分子质量212

① 硝化 ② 氯代 ③ 氧化 ④ 酯化 ⑥ 还原

你推测该香料分子的结构简式是

【练习】

以乙烯为原料合成乙酸乙酯，写出流程图？

活动2．你能用原料库中的原料（其他原料和催化剂可自选）合成苯甲酸苯甲酯吗?（设计

完成你的流程图）

活动3．你能用原料库中的原料（其他原料和催化剂可自选）合成

【课后巩固区】

文献资料 2，3—二溴丁烷能消去生成1,3—丁二烯 有机原料库 苯 甲苯 乙烯 丙烯 乙炔、2—丁烯 吗？

有机原料库 苯 甲苯 乙烯 丙烯 1，3—丁二烯 2—丁烯 1 、 在一定条件下，下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是（ C ） A + C2H5Cl —C2H5 + HCl B + C2H5OH —C2H5 + H2O C + CH2=CH2 —C2H5

D —CHBr—CH3 —CH=CH2 + HBr —CH=CH2 + H2 —C2H5

2、用溴乙烷制取1，2―二溴乙烷，下列转化方案中最好的是（ D ） A、CH3CH2Br CH3CH2OH

△

B r2 NaOH水溶液 浓硫酸 170℃ 2 CH2=CH2 B r CH2BrCH2Br

B、CH3CH2Br CH2BrCH2Br

NaOH醇溶液

HB r

B r2

△

C、CH3CH2Br CH2=CH2 CH2BrCH3 CH2BrCH2Br

NaOH醇溶液 △

D、CH3CH2Br CH2=CH2 CH2BrCH2Br

B r2

3、在“绿色化学工艺”中，理想状况是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。在用丙炔合成CH2=C（CH3）COOCH3的过程中，欲使原子的利用率达到最高，还需要的反应物是下列中的（ A ）

A、CO和CH3OH B、CO2和H2O C、CO2和H2 D、H2和CH3OH 4、某有机物甲经氧化后得乙（分子式为C2H3O2Cl），而甲经水解可得丙。1mol丙和2mol乙反应得一种含氯的酯（C6H8O4Cl2）。由此推断甲的结构简式为（ A ） A、ClCH2CH2OH B、HCOOCH2Cl C、CH2ClCHO D、HOCH2CH2OH 5、甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万吨的高分子单体，旧法合成的反应是： （CH3）2C==O+HCN → （CH3）2C（OH）CN；（CH3）2C（OH）CN +CH3OH+H2SO4 → CH2==C（CH3）COOCH3+NH4HSO4。90年代新法合成的反应是：CH3C≡CH +CO+ CH3OH → CH2==C（CH3）COOCH3。与旧法比较，新法合成的优点是（ C ） A、原料无爆炸危险 B、原料都是无毒物质 C、没有副产物，原料利用率高 D、对设备腐蚀性较小 6、下列合成路线经济效益最好的可能是（ A ）

A、CH2=CH2 → CH3CH2Cl B、CH3CH3 → CH3CH2Cl C、CH3CH2OH→ CH3CH2Cl D、CH2ClCH2Cl → CH3CH2Cl