高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修3第五節(jié) 有機(jī)合成教案及反思

這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修3第五節(jié) 有機(jī)合成教案及反思，共20頁。
核心素養(yǎng)專題11　有機(jī)合成與推斷[課型標(biāo)簽:題型課　方法課　專題課]考點(diǎn)一　有機(jī)物的綜合推斷1.根據(jù)特定的反應(yīng)條件進(jìn)行推斷反應(yīng)條件反應(yīng)類型常見反應(yīng)取代反應(yīng)烷烴的取代芳香烴側(cè)鏈烷基的取代不飽和烴中烷基的取代加成反應(yīng)、—C≡C—、與H2加成消去反應(yīng)醇消去H2O生成烯烴或炔烴取代反應(yīng)酯化反應(yīng)醇分子間脫水生成醚的反應(yīng)纖維素的水解反應(yīng)消去反應(yīng)鹵代烴消去HX生成不飽和有機(jī)物的反應(yīng)取代(水解)反應(yīng)鹵代烴水解生成醇酯類水解水解反應(yīng)酯類水解糖類水解油脂的酸性水解或氧化反應(yīng)醇氧化取代反應(yīng)苯及其同系物苯環(huán)上的氫原子被鹵素原子取代的反應(yīng)溴的CCl4溶液加成反應(yīng)不飽和烴加成反應(yīng)氧化反應(yīng)醛氧化生成羧酸2.根據(jù)有機(jī)反應(yīng)的特殊現(xiàn)象推斷有機(jī)物的官能團(tuán)(1)使溴水褪色,則表示有機(jī)物分子中可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵或醛基。(2)使酸性KMnO4溶液褪色,則該物質(zhì)中可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、苯的同系物(與苯環(huán)相連的碳上含有氫原子)或苯酚。(3)遇FeCl3溶液顯紫色或加入濃溴水出現(xiàn)白色沉淀,表示該物質(zhì)分子中含有酚羥基。(4)加入新制Cu(OH)2并加熱,有磚紅色沉淀生成(或加入銀氨溶液并水浴加熱有銀鏡出現(xiàn)),說明該物質(zhì)中含有—CHO。(5)加入金屬鈉,有H2產(chǎn)生,表示該物質(zhì)分子中可能有—OH 或—COOH。(6)加入NaHCO3溶液有氣體放出,表示該物質(zhì)分子中含有 —COOH。3.以特征的產(chǎn)物為突破口來推斷碳骨架結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)的位置(1)若醇能氧化為醛或羧酸,則醇分子中應(yīng)含有結(jié)構(gòu)—CH2OH;若能氧化成酮,則醇分子中應(yīng)含有結(jié)構(gòu)—CH(OH)—。(2)由消去反應(yīng)的產(chǎn)物可確定—OH或—X的位置。(3)由一鹵代物的種類可確定碳骨架結(jié)構(gòu)。由加氫后的碳骨架結(jié)構(gòu),可確定或—C≡C—的位置。(4)由有機(jī)物發(fā)生酯化反應(yīng)能生成環(huán)酯或聚酯,可確定有機(jī)物是羥基酸,并根據(jù)環(huán)的大小,可確定—OH與—COOH 的相對位置。4.根據(jù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)推斷官能團(tuán)的數(shù)目(2)2—OH(醇、酚、羧酸)H2。(3)2—COOHCO2,—COOHCO2。(4),—C≡C—(或二烯、烯醛)—CH2CH2—,。(5)某有機(jī)物與醋酸反應(yīng),相對分子質(zhì)量增加42,則含有 1個(gè)—OH;增加84,則含有2個(gè)—OH。(6)由—CHO轉(zhuǎn)變?yōu)椤?/span>COOH,相對分子質(zhì)量增加16;若增加32,則含2個(gè)—CHO。(7)當(dāng)醇被氧化成醛或酮后,相對分子質(zhì)量減小2,則含有1個(gè)—OH;若相對分子質(zhì)量減小4,則含有 2個(gè)—OH。類型一　依據(jù)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)進(jìn)行推斷[典例1] (2020·全國Ⅱ卷)維生素E是一種人體必需的脂溶性維生素,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、營養(yǎng)品、化妝品等。天然的維生素E由多種生育酚組成,其中α-生育酚(化合物E)含量最高,生理活性也最高。下面是化合物E的一種合成路線,其中部分反應(yīng)略去。已知以下信息:a)b)+c)回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱為　　　　　　。 (2)B的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　。 (3)反應(yīng)物C含有三個(gè)甲基,其結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　　　。 (4)反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型為　　　　　　　　　　　。(5)反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式為                                                                           　。 (6)化合物C的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足以下三個(gè)條件的有　　　　個(gè)(不考慮立體異構(gòu)體,填標(biāo)號(hào))。 (ⅰ)含有兩個(gè)甲基;(ⅱ)含有酮羰基(但不含CCO);(ⅲ)不含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。(a)4 (b)6 (c)8 (d)10其中,含有手性碳(注:連有四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳)的化合物的結(jié)構(gòu)簡式為　                    。有機(jī)推斷題的解題思路[對點(diǎn)精練1] 已知烯烴經(jīng)O3氧化后,在鋅存在的條件下水解可得到醛或酮:+現(xiàn)有分子式為C7H14的某烯烴,它與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成2,3-二甲基戊烷,被臭氧氧化后在鋅存在的條件下水解生成乙醛和一種酮(),由此可推斷該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為(　B　)A.B.C.D.(CH3)2CC(CH3)CH2CH3類型二　依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷有機(jī)物[典例2] (2020·全國Ⅰ卷)有機(jī)堿,例如二甲基胺()、苯胺( )、吡啶()等,在有機(jī)合成中應(yīng)用很普遍,目前“有機(jī)超強(qiáng)堿”的研究越來越受到關(guān)注,以下為有機(jī)超強(qiáng)堿F的合成路線:BC已知如下信息:①H2CCH2 ③苯胺與甲基吡啶互為芳香同分異構(gòu)體回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱為　　　　　　　　　　。(2)由B生成C的化學(xué)方程式為                                                                          　。 (3)C中所含官能團(tuán)的名稱為　　　　　　　　　。 (4)由C生成D的反應(yīng)類型為　　　　　　　　　。 (5)D的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　　　。 (6)E的六元環(huán)芳香同分異構(gòu)體中,能與金屬鈉反應(yīng),且核磁共振氫譜有四組峰,峰面積之比為6∶2∶2∶1的有　　　　種,其中,芳香環(huán)上為二取代的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　　　。 依據(jù)有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷有機(jī)物的方法醇、醛、羧酸、酯之間的相互衍變關(guān)系是有機(jī)結(jié)構(gòu)推斷的重要突破口,它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系可用如圖表示:上圖中,A能連續(xù)氧化生成C,且A、C在濃硫酸存在下加熱生成D,則:(1)A為醇、B為醛、C為羧酸、D為酯。(2)A、B、C三種物質(zhì)中碳原子數(shù)相同,碳骨架結(jié)構(gòu)相同。(3)A分子中含—CH2OH結(jié)構(gòu)。(4)若D能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則A為CH3OH,B為HCHO,C為HCOOH,D為HCOOCH3。[對點(diǎn)精練2] A是一種重要的化工原料,已知A是一氯代烴,相對分子質(zhì)量為92.5,其核磁共振氫譜中只有一個(gè)峰,C是一種高分子化合物,M是一種六元環(huán)狀酯,轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,回答下列問題:(1)A的分子式為　　　　　　　　　         　;B→D的反應(yīng)類型為　　　　　　　　;A→B的反應(yīng)條件是　　　　　　　　　　　　。(2)有機(jī)物C的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　　　　　　,M的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　　　　　　　。(3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:D→E:　                                    ;F→G:　                                   。(4)滿足下列條件的H的同分異構(gòu)體共有　　　種(不考慮立體異構(gòu))。①屬于酯類;②能發(fā)生銀鏡反應(yīng);③能與金屬鈉反應(yīng)放出氣體。類型三　依據(jù)已知信息進(jìn)行推斷[典例3] (2020·山東濰坊二模)DL-m-絡(luò)氨酸是一種營養(yǎng)增補(bǔ)劑,能提高人體的免疫力。一種合成DL-m-絡(luò)氨酸的路線如下:已知:①②③回答下列問題:(1)A的化學(xué)名稱為　　　　　　,F中含氧官能團(tuán)的名稱是　　　　　　。 (2)E到F的反應(yīng)類型為　　　　　　。 (3)寫出D到E的化學(xué)方程式:                                                                           　。 (4)化合物M是一種α-氨基酸,是H的同分異構(gòu)體。滿足以下條件的M有　　　　種。ⅰ.苯環(huán)上有兩個(gè)處于鄰位上的取代基,與FeCl3溶液不能發(fā)生顯色反應(yīng);ⅱ.1 mol M與足量金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生1.5 mol H2。其中分子中存在兩個(gè)手性碳原子,且能在濃硫酸催化加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)而消除旋光性,該異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　(已知:分子中存在手性碳原子的分子叫手性分子,手性分子具有旋光性)。 (5)是合成藥物撲熱息痛的中間體。設(shè)計(jì)由苯酚和ClCH2—O—CH3制備的合成路線:                                                                                                                     　(無機(jī)試劑任選)。 依據(jù)提供的信息進(jìn)行推斷(1)苯環(huán)側(cè)鏈引羧基如(R代表烴基)被酸性KMnO4溶液氧化生成,此反應(yīng)可縮短碳鏈。(2)鹵代烴跟氰化鈉溶液反應(yīng)再水解可得到羧酸如CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH;鹵代烴與氰化物發(fā)生取代反應(yīng)后,再水解得到羧酸,這是增加一個(gè)碳原子的常用方法。(3)烯烴通過臭氧氧化,再經(jīng)過鋅與水處理得到醛或酮如CH3CH2CHO+;RCHCHR′(R、R′代表H或烴基)與堿性KMnO4溶液共熱后酸化,發(fā)生雙鍵斷裂生成羧酸,通過該反應(yīng)可推斷碳碳雙鍵的位置。(4)雙烯合成如1,3-丁二烯與乙烯發(fā)生環(huán)化加成反應(yīng)得到環(huán)己烯,+,這是著名的雙烯合成,也是合成六元環(huán)的首選方法。(5)羥醛縮合有α-H的醛在稀堿(10% NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用,生成β-羥基醛,稱為羥醛縮合反應(yīng)。如:2CH3CH2CHO。[對點(diǎn)精練3] (2020·山東青島一模)高分子化合物G()是一種重要的合成聚酯纖維,其合成路線如下:已知:①②+R3OH+R2OH(1)F的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　              　　,①的反應(yīng)類型為　　　　　　　,E中官能團(tuán)名稱為　　　　　　,⑤的反應(yīng)方程式為　                                                                                                    　。 (2)寫出符合下列條件E的同分異構(gòu)體:　　　　　　　(填結(jié)構(gòu)簡式,不考慮立體異構(gòu))。 ①含有苯環(huán),遇FeCl3溶液不變色②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)③核磁共振氫譜圖峰面積之比為1∶3∶6∶6(3)判斷化合物E中有無手性碳原子,若有,用“*”標(biāo)出:　　　　　　。(4)寫出以1,3-丙二醇和甲醇為原料制備的合成路線(其他試劑任選):                                                                                                                                            　。 考點(diǎn)二　有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)1.有機(jī)合成中官能團(tuán)的轉(zhuǎn)變(1)官能團(tuán)的引入(或轉(zhuǎn)化)方法—OH+H2O;R—X+H2O;R—CHO+H2;RCOR′+H2;R—COOR′+H2O;多糖發(fā)酵—X烷烴+X2;烯(炔)烴+X2或HX;R—OH+HXR—OH和R—X的消去;炔烴不完全加氫—CHO某些醇氧化;烯烴氧化;炔烴水化;糖類水解—COOHR—CHO+O2;苯的同系物被強(qiáng)氧化劑氧化;羧酸鹽酸化;R—COOR′+H2O—COO—酯化反應(yīng)(2)官能團(tuán)的消除①消除雙鍵:加成反應(yīng)。②消除羥基:消去、氧化、酯化反應(yīng)。③消除醛基:還原和氧化反應(yīng)。(3)官能團(tuán)的保護(hù)被保護(hù)的官能團(tuán)被保護(hù)的官能團(tuán)性質(zhì)保護(hù)方法酚羥基易被氧氣、臭氧、雙氧水、酸性高錳酸鉀溶液氧化①用NaOH溶液先轉(zhuǎn)化為酚鈉,后酸化重新轉(zhuǎn)化為酚:②用碘甲烷先轉(zhuǎn)化為苯甲醚,后用氫碘酸酸化重新轉(zhuǎn)化為酚:氨基易被氧氣、臭氧、雙氧水、酸性高錳酸鉀溶液氧化先用鹽酸轉(zhuǎn)化為鹽,后用NaOH溶液重新轉(zhuǎn)化為氨基碳碳雙鍵易與鹵素單質(zhì)加成,易被氧氣、臭氧、雙氧水、酸性高錳酸鉀溶液氧化用氯化氫先通過加成轉(zhuǎn)化為氯代物,后用NaOH醇溶液通過消去重新轉(zhuǎn)化為碳碳雙鍵醛基易被氧化利用乙醇(或乙二醇)保護(hù):2.有機(jī)合成中碳骨架的構(gòu)建碳鏈變化常見反應(yīng)示例碳鏈增長炔烴、烯烴、醛、酮與HCN加成醛酮的羥醛縮合鹵代烴取代RCl+NaCNRCN+NaCl加聚反應(yīng)nCH2CH2CH2—CH2縮聚反應(yīng)酯化型、氨基酸縮合型、甲醛與苯酚碳鏈減短氧化反應(yīng)水解反應(yīng)RCOOR′+H2ORCOOH+R′OH烷烴裂化或裂解C16H34C8H18+C8H16;C8H18C4H10+C4H8脫羧反應(yīng)R—COONa+NaOHRH+Na2CO3成環(huán)成環(huán)烴+成環(huán)醚2HOCH2CH2OH+2H2O成酯環(huán)+2H2O成肽環(huán)+2H2O類型一　結(jié)合已知信息設(shè)計(jì)合成路線[典例1] (2020·山東等級考)化合物F是合成吲哚-2-酮類藥物的一種中間體,其合成路線如下:AB()CDEF(C10H9NO2)已知:Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.Ar—X+Ar為芳基;X=Cl,Br;Z或Z′=COR,CONHR,COOR等。回答下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)室制備A的化學(xué)方程式為                                                                         　,提高A產(chǎn)率的方法是　　　　　　　;A的某同分異構(gòu)體只有一種化學(xué)環(huán)境的碳原子,其結(jié)構(gòu)簡式為　                         。(2)C→D的反應(yīng)類型為　　　　;E中含氧官能團(tuán)的名稱為　　　　。(3)C的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　　　,F的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　。(4)Br2和的反應(yīng)與Br2和苯酚的反應(yīng)類似,以和為原料合成,寫出能獲得更多目標(biāo)產(chǎn)物的較優(yōu)合成路線(其他試劑任選):                                                                                                                                        　。    常用的有機(jī)合成路線(1)一元合成路線(2)二元合成路線(3)芳香化合物的合成路線(4)改變官能團(tuán)的位置①CH3CH2CH2BrCH3CHCH2。②CH3CH2CH2OHCH3CHCH2。[對點(diǎn)精練1] 已知:①RCH2Br②RCOOR′RCH2OH化合物是合成抗癌藥物白藜蘆醇的中間體,請寫出以、和CH3OH為原料制備該化合物的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任用):　                          。合成路線流程圖示例如下:H2CCH2CH3CH2BrCH3CH2OH。類型二　類比已知合成路線的有機(jī)合成[典例2] 氟他胺G是一種可用于治療腫瘤的藥物。實(shí)驗(yàn)室由芳香烴A制備G的合成路線如下:4-甲氧基乙酰苯胺()是重要的精細(xì)化工中間體,寫出由苯甲醚()制備4-甲氧基乙酰苯胺的合成路線:                                                      　(其他試劑任選)。 有機(jī)合成的解題思路[對點(diǎn)精練2] 化合物N具有鎮(zhèn)痛、消炎等藥理作用,其合成路線如下:參照上述合成路線,以為原料,采用如下方法制備醫(yī)藥中間體。該路線中試劑與條件1為　　　　,X的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　;試劑與條件2為　　　　　　　　,Y的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　　　。