1、有机合成 教学目标知识技能：通过复习有机合成，使学生掌握有机物的官能团间的相互转化以及各类有机物的性质、反应类型、反应条件、合成路线的选择或设计。会组合多个化合物的有机化学反应，合成指定结构简式的产物。能力培养：培养学生自学能力、观察能力、综合分析能力、逻辑思维能力以及信息的迁移能力。科学思想：通过精选例题，使学生认识化学与人们的生活是密切相关的，我们可以利用已学的知识，通过各种方法合成人们需要的物质，使知识为人类服务，达到对学生渗透热爱化学、热爱科学、热爱学习的教育。科学品质：激发兴趣和科学情感；培养求实、创新、探索的精神与品质。科学方法：通过组织学生讨论解题关键，对学生进行辩证思维方法的教
2、育，学会抓主要矛盾进行科学的抽象和概括。重点、难点 学会寻找有机合成题的突破口。学会利用有机物的结构、性质寻找合成路线的最佳方式。教学过程设计教师活动【复习引入】上节课我们主要复习了有机反应的类型，与有机物合成有关的重要反应规律有哪几点呢？【追问】每一规律的反应机理是什么？（对学生们的回答评价后，提出问题）【投影】双键断裂一个的原因是什么？哪种类型的醇不能发生氧化反应而生成醛或酮？哪种类型的醉不能发生消去反应而生成烯烃？酯化反应的机理是什么？什么样的物质可以发生成环反应？对学生的回答进行评价或补充。学生活动思考、回忆后，回答：共 5 点。双键的加成和加聚；醇和卤代烃的消去反应；醇的氧化反应；酯
3、的生成和水解及肽键的生成和水解；有机物成环反应。讨论后，回答。积极思考，认真讨论，踊跃发言。答：双键的键能不是单键键能的两倍，而是比两倍略少。因此，只需要较少的能量就能使双键里的一个键断裂。跟OH 相连的碳原子与 3 个碳原子相连的醇一般不能被氧化成醛或酮；所在羟基碳原子若没有相邻的碳原子（如 CH3OH）或相邻碳原子上没有氢原子如（CH3）3CCH2OH的醇（或卤代烃）不能发生消去反应而生成不饱和烃；酯化反应的机理是：羧酸脱羟基，醇脱氢。能发生有机成环的物质是：二元醇脱水、羟基酸酯化、氨基酸脱水、二元羧酸脱水。【提问】衡量一个国家的石油化工业发展水平的标志是什么？为什么？回答：常把乙烯的年产
4、量作为衡量一个国家石油化工发展水平的标志。原因是：乙烯是有机化工原料，在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业、医药等方面得到广泛应用。【评价后引入】今天我们来复习有机物的合成。【板书】有机合成【讲述】下面让我们一起做第一道题，请同学们思考有机合成中合成路线的合理设计的关键是什么？应从哪些方面入手？【投影】例 1 用乙炔和适当的无机试剂为原料，合成。资料 1资料 2倾听，明确下一步的方向。展开讨论：从原料到产品在结构上产生两种变化：从碳链化合物变为芳环化合物；官能团从“CC”变为“Br”。由顺推法可知：由乙炔聚合可得苯环，如果由苯直接溴代，只能得到溴苯，要想直接得到均三溴苯很难。我们只能采取间接溴代
5、的方法，即只有将苯先变为苯酚或苯胺，再溴代方可；而三溴苯酚中的“OH”难以除去。而根据资料 2 可知，中的“NH2”可通过转化为重氮盐，再进行放氮反应除去。板演方程式：【评价】大家分析得很全面，也很正确。现将可行方案中所涉及到的有关反应方程式按顺序写出。请两名同学到黑板来写，其他同学写在笔记本上。【评价】两名学生书写正确。【提问】对比这两道小题，同学们想一想，设计合成有机物的路线时，主要应从哪里进行思考呢？分析、对比、归纳出：解题的关键是找出原料与产品的结构差别是什么，然后在熟知物质性能的基础上寻找解决问题的途径即合成路线。在解题时应考虑引入新的官能团，能否直接引入，间接引入的方法是什么？这些
6、问题的解决就需要我们熟练掌握有机物的特征反应。总之，设计时主要考虑如何形成被合成分子的碳干以及它所含有的官能团。在解题时，首先将原料与产品的结构从以下两方面加以对照分析：一、碳干有何变化，二、官能团有何变更。【追问】一般碳干的变化有几种情况？讨论后得出：4 种。（1）碳链增长；（2）碳链缩短；（3）增加支链；（4）碳链与碳环的互变。【板书】一、有机合成的解题思路将原料与产物的结构进行对比，一比碳干的变化，二比官能团的差异。【讲述】人吃五谷杂粮，哪有不生病的。而伤风感冒是常见病。大家知道，阿斯匹林是一种常用药，它是怎样合成的呢？请看下题。【投影】例 2 下图是以苯酚为主要原料制取冬青油和阿斯匹林
7、的过程；（1）写出、步反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式_；（2）B 溶于冬青油致使产品不纯，用 NaHCO3 溶液即可除去，简述原因_；（3）在（2）中不能用 NaOH 也不能用 Na2CO3 的原因是_。心想：阿斯匹林熟悉用途，是以什么为原料？怎样合成的？认真读题、审题。小组讨论，得出：（1）（2）冬青油中混有少量可用小苏打溶液除去的原因是：，产物可溶于水相而与冬青油分层，便可用分液法分离而除杂。（3）在（2）中不能用 NaOH、Na2CO3 的原因是酚羟基可与其发生反应，而使冬青油变质。【评价】同学们分析合理，答案正确。【提问】1mol 阿斯匹林最多可和几摩氢氧化钠发生反应呢？究
8、竟哪一个是正确答案呢？答案：甲：2mol；乙：3mol。结果：乙是正确的。【讲述】阿斯匹林是一个“古老”的解热镇痛药物，而缓释长效阿斯匹林又使阿斯匹林焕发了青春，请大家思考下题。【投影】例 3 近年，科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，缓释长效阿斯匹林的结构简式如下：试填写以下空白：（1）高分子载体结构简式为_。（2）阿斯匹林连接在高分子载体上的有机反应类型是_。（3）缓释长效阿斯匹林在肠胃中变为阿斯匹林的化学方程式是_。事物是在不断地发展的分析：本题的关键词语是“通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上”。缓释长效阿斯匹
9、林可分为三部分：高分子载体；阿斯匹林；作为桥梁作用的乙二醇。在肠胃中变为阿斯匹林的反应，则属于水解反应，从而找到正确的解题思路。答：（1）（2）酯化反应（或取代反应）（3）【引导】根据大家的分析，解决上题的关键是要找出题给信息中的关键词句。那么，我们将怎样寻找解题的“突破口”呢？【板书】二、有机合成的突破口（题眼）【投影】例 4 有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程生产的。图中的 M（C3H4O）和 A 都可以发生银镜反应，N 和 M 的分子中碳原子数相等，A 的烃基上一氯取代位置有三种。试写出：（1）物质的结构简式：A_；M_。物质 A 的同类别的同分异构体为_。（2）N
10、+BD 的化学方程式_.（3）反应类型：X_；Y_。【组织讨论】请分析解题思路并求解。思考新问题。读题、审题、析题、解题。讨论：本题的题眼是什么？为什么这样确定？怎样推断 A 的结构？代表发言：解本题的“突破口”即“题眼”是 M 的结构简式。因为本题中对 M 的信息量最丰富，M 可以发生银镜反应，一定有醛基，M 的结构式除CHO外，残留部分是 C2H3，而 C2H3只能是乙烯基，则 M 的结构简式为 CH2=CHCHO。M 经氧化后可生成丙烯酸 CH2=CHCOOH，由反应条件和 D 的分子式组成可以推断 D 是 B和 N 的酯化反应的产物，所以 B+C3H4O2C7H12O2H2O。根据质量
11、守恒原理，B 的分子式为 C4H10O，是丁醇，A 为丁醛。根据 A 的烃基上一氯取代物有 3 种，则 A 的结构简式为CH3CH2CH2CHO，它的同类物质的同分异构体为：CH3CH（CH3）CHO。答案：（1）A：CH3CH2CH2CHOM：CH2=CHCHO（2）CH3CH2CH2OH+CH2=CHCOOH CH2=CHCOOCH2CH2CH3+H2O（3）X：加成反应 Y：加聚反应【评价、总结】找解题的“突破口”的一般方法是：【板书】信息量最大的点；最特殊的点；特殊的分子式；假设法。归纳：找已知条件最多的地方，信息量最大的；寻找最特殊的特殊物质、特殊的反应、特殊颜色等等；特殊的分子式，
12、这种分子式只能有一种结构；如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，认真小心去论证，看是否完全符合题意。【反馈练习】【投影】例 5 化合物 C 和 E 都是医用功能高分子材料，且组成中元素质量分数相同，均可由化合物 A（C4H8O3）制得，如下图所示。B 和 D 互为同分异构体。试写出：化学方程式AD_，BC_。反应类型：AB_，BC_，AE_，E 的结构简式_。A 的同分异构体（同类别有支链）的结构简式：_及_。【组织讨论】请分析解题思路并求解。思路 1 以 A 为突破口，因其信息量大。A 具有酸性，有COOH。AB（C4H8O3C4H6O2），A 物质发生脱水反应，又由于 B 可使溴水褪色
13、，因而 B 中含有C=C，属消去反应，则 A 中应具有OH。AD 的反应是由 A 中COOH 与OH 发生酯化反应，生成环状酯 D，由于 D 为五原子环状结构，A 的结构简式为 HOCH2CH2CHCOOH，AE 的反应为缩聚反应。答案：AD：BC：AB：消去反应，BC：加聚反应，AE：缩聚反应。E 的结构简式：A 的同分异构体：大家知道，药补不如食补。乳酸的营养价值较高，易被入吸收。乳酸的结构是怎样的？在工业上，是怎样形成的呢？【投影】例 6 酸牛奶中含有乳酸，其结构为：它可由乙烯来合成，方法如下：（1）乳酸自身在不同条件下可形成不同的醇，其酯的式量由小到大的结构简式依次为：_、_、_。（2
14、）写出下列转化的化学方程式：A 的生成_。CH3CHO 的生成_，C 的生成_。（3）AB 的反应类型为_。【设问】本题的难点是什么？哪位同学知道呢？【评价或补充】请三名同学到黑板上板演答案。认真审题，寻找本题的突破口，讨论解题思路。答：C 的形成。学生甲上台讲。（3）水解反应（或取代反应）订正板演。【导入】本题的特点是，提供了合成的路线和反应条件，考查大家的基础知识和观察能力和应变能力。而有些题虽然也提供相应合成路线，但侧重于合成方案的选择。【投影】例 7 请认真阅读下列 3 个反应：利用这些反应，按以下步骤可以从某烃 A 合成一种染料中间体 DSD 酸。请写出 A、B、C、D 的结构简式。
15、【归纳】根据大家在讨论中出现各种误区，请大家总结一下，在选择合成途径时应注意哪些问题呢？认真审题，积极思考，小组讨论。汇报结果。误区：误认为只有苯与硝酸反应生成硝基苯，而甲苯与硝酸只能生成三硝基甲苯。不能由 DSD 酸的结构确定硝基与磺酸基为间位关系。忽视苯胺具有还原性，NaClO 具有氧化性，选择错误的合成途径。正确答案：分组讨论，共同得出以下结论：每一步的反应都要符合反应规律或信息提示，不能杜撰；确定反应中官能团及它们互相位置的变化；确定反应先后顺序时注意能否发生其它反应如酯在 NaOH 溶液中水解时，是否有苯酚生成，把 C=C 氧化时是否有CHO 存在，使用氧化剂时是否存在还原性基团如N
16、H2等；反应条件的正确选择；题中所给予的信息往往起到承上启下的关键作用，一定要认真分析，信息与反应物、生成物、中间产物的关系，从中得到启示。【板书】三、有机合成题应注意的事项：【讲解】大家总结了有机合成中应注意的问题在有机合成中应遵循以下 4 个原则。【板书】四、有机合成遵循的原则1所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离，避免采用副产物多的反应。2发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少而简单。3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事实，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。4所选用的合成原料要易得，经济。【课堂小结
17、】1有关有机合成的复习，我们共同学习了几个方面？2有机合成题的解题技巧是什么呢？一人答，大家评判。答：答：综合运用有机反应中官能团的衍变规律解题。充分利用题给的信息解题。掌握正确的思维方法。有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。【布置作业】完成课外练习。精选题 一、选择题1化合物的中的OH 被卤原子取代所得的化合物称为酰卤，下列化合物中可以看作酰卤的是（）AHCOF BCCl4CCOCl2 DCH2ClCOOH2合成结构简式为的高聚物，其单体应是（）苯乙烯 丁烯 丁二烯 丙炔 苯丙烯A、B、C、D、3自藜芦醇广范存在于食物（例如桑椹、花生，尤其是葡萄）中，它可能具有抗癌性。能够跟
18、 1mol 该化合物起反应的 Br2 或 H2 的最大用量分别是 （）A1mol，1molB3.5mol，7molC3.5mol，6molD6mol，7mol4A、B、C、D 都是含碳、氢、氧的单官能团化合物，A 水解得 B 和 C，B 氧化可以得到 C 或D，D 氧 化 也 得 到 C。若 M（X）表 示 X 的 摩 尔 质 量，则 下 式 中 正 确 的 是 （）AM（A）=M（B）+M（C）BZM（D）=M（B）+M（C）CM（B）M（D）M（C）DM（D）M（B）M（C）二、非选择题5提示：通常，溴代烃既可以水解生成醇，也可以消去溴化氢生成不饱和烃。如：请观察下列化合物 AH 的转换反
19、应的关系图（图中副产品均未写出）并填写空白：（1）写出图中化合物 C、G、H 的结构简式。C_；G_；H_。（2）属于取代反应的有（填写代号，错答要倒扣分）_。6有机物 E 和 F 可用作塑料增塑剂或涂料中的溶剂，它们的分子量相等，可用以下方法合成：请写出：有机物的名称：A_，B_。化学方程式：A+DE_，B+GF_。X 反应的类型及条件：类型_，条件_。E 和 F 的相互关系属_（多选扣分）。同系物 同分异构体 同一种物质 同一类物质7乙酰水杨酸（）俗称阿司匹林，1982 年科学家将其连接在高分子载体上，使之在人体内持续水解释放出乙酰水杨酸，称为长效阿司匹林，它的一种结构是：（1）将乙酰水杨酸溶于适量 NaOH 溶液中并煮沸，然后滴入盐酸至呈酸性，析出白色晶体A，将 A 溶于 FeCl3 溶液，溶液呈紫色。白色晶体 A 的结构简式为_。A 的同分异构体中，属于酚类，同时还属于酯类的化合物有_。A 的同分异构体中，属于酚类，但不属于酯类或羧酸类的化合物必定含有_基。（2）长效阿司匹林水解后可生成三种有机物，乙酰水杨酸、醇类有机物和一种高聚物。该醇的结构简式为_，该高聚物的单体的结构简式为_。答 案 一、选择题1A、C 2D 3D 4D二、非选择题5（1）C：C6H5CH=CH2 G：C6H5CCH（2）、6A：对苯二甲醇 B：对苯二甲酸X：取代，光，、
