3.1有机化合物的合成（第3课时） 学案 (1)

第1节《
有机化合物的合成》学案
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
【课前思考】：
1、
你知道退烧药中的有效成分是什么吗？大量应用的退烧药来源于自然界还是有机合成？
2、
有机物是天然存在的多，还是有机合成的多？你知道被誉为有机合成大师的科学家是谁吗？
【交流与研讨1】见教材P101
二、有机合成路线的设计
1、顺推法：从确定的某种原料分子开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装来完成。在这样的有机合成路线设计中,首先要比较原料分子和目标分子在结构上的异同,包括
和
两个方面的异同;然后,设计由原料分子转向目标分子的合成路线。即：原料→中间产物→产品。
2、逆推法（柯里）：采用逆向思维方法，从产品组成、结构、性质入手，逆推出合成该物质的前一步有机物X，若X不是原料，再进一步逆推出X
又是如何从另一种有机物Y经一步反应而制得的，如此类推，直至推出合适的原料。即从目标分子开始，采取从产物逆推出原料来设计合理合成路线的方法。
（1）优选合成路线原则：合成路线是否符合化学原理；合成操作是否安全可靠；是否符合绿色合成思想（原子经济性、原料绿色化、试剂与催化剂的无公害化）
（2）逆推法设计有机合成路线的一般程序
【交流研讨2】以草酸二乙酯的合成为例,说明“逆合成分析法”在有机合成中的应用，写出相应的
分析过程：(1)
观察目标分子的结构:分析草酸二乙酯，官能团有
；
(2)
逆推，设计合成路线:逆推，酯是由酸和醇合成的，则反应物为
和
；
再逆推，酸是由醇氧化成醛再氧化为酸来的，则可推出醇为
；
再逆推，此醇A与乙醇的不同之处在于
；醇羟基的引入可用
和
法；
再逆推，在2个相邻碳上引入卤素原子的方法为
；
所以合成乙二酸二乙酯的基础原料为
，乙烯和水加成生成乙醇。
（3）优选合成路线
请写出上述各步的化学反应方程式：
[交流研讨3]利用逆推法设计苯甲酸苯甲酯的合成路线(尽可能的找出多条合成路线)
路线一：
路线二：
路线三：
路线四：
…………
[交流研讨4]阅读P105－－P106，了解有机合成有哪些应用
【课堂达标】：
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
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
A、CH3CH2Br
CH3CH2OHCH2=CH2
CH2BrCH2Br
B、CH3CH2Br
CH2BrCH2Br
C、CH3CH2Br
CH2=CH2
CH2BrCH3
CH2BrCH2Br
D、CH3CH2Br
CH2=CH2
CH2BrCH2Br
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、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、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
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、CH2=CH2
→
CH3CH2Cl
B、CH3CH3
→
CH3CH2Cl
C、CH3CH2OH→
CH3CH2Cl
D、CH2ClCH2Cl
→
CH3CH2Cl
7、卤代烃在氢氧化钠的存在下水解，这是一个典型的取代反应，其实质是带负电荷的原子团取代了卤代烃中的卤原子。写出下列反应的化学反应方程式：
（1）CH3CH2Br
+
NaCCCH3
→
（2）CH3CH2I
+
CH3COONa
→
（3）CH3CH2I
+
CH3CH2ONa→
（4）CH3CH2CH2Br
+
NaCN
→
8、一卤代烃RX与金属钠作用，可以增长碳链，反应如下：2RX+2Na→R-R
+2NaX。试以苯、乙炔、Br2、HBr、Na等为主要原料合成
9、有以下一系列反应，最终产物为草酸。
已知A的相对分子质量比乙烷的大79，请推测用字母代表的化合物的结构简式。
A_________B
___________
C____________D____________E______________F________
10、乙酸苯甲酯对花香和果香的香味具有提升作用，故常用于化妆品工业和食品工业。乙酸苯甲酯可以用下面的设计方案合成。
（1）写出A、C的结构简式：A
，C：
（2）①、③发生的反应类型分别是_____________、_____________
（3）写出②的反应方程式__________________________________________________
11、已知1，3-丁二烯在极性溶剂中与溴加成，主要生成1，4加成产物。试以1，3-丁二烯为主要原料并自选必要的无机原料，通过适当反应合成氯丁橡胶（单体是2-氯-1，3-丁二烯）
12、香豆素是广泛存在于植物中的一类芳香族化合物，大多具有光敏性，有的还具有抗菌和消炎作用。它的核心结构是芳香内酯A，其分子式为C9H6O2。该芳香内酯A经下列步骤转变为水杨酸和乙二酸。
提示：①CH3CH===CHCH2CH3CH3COOH＋CH3CH2COOH
②R－CH=CH2R－CH2－CH2－Br
请回答下列问题：
⑴写出化合物C的结构简式_______________。
⑵化合物D有多种同分异构体，其中一类同分异构体是苯的二取代物，且水解后生成的产物之一能发生银镜反应。这类同分异构体共有_______________种。
⑶在上述转化过程中，反应步骤B→C的目的是_______________。
⑷请设计合理方案从合成（用反应流程图表示，并注明反应条件）。
例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为
13、酚是重要的化式原料，通过下列流程可合成阿司匹林、香料和一些高分子化合物。
已知：
+
+
CH3COOH
（1）写出C的结构简式
。
（2）写出反应②的化学方程式
。
（3）写出G的结构简式
。
（4）写出反应⑧的化学方程式
。
（5）写出反应类型：④
⑦
。
（6）下列可检验阿司匹林样品中混有水杨酸的试剂是
。
(a)
三氯化铁溶液
(b)
碳酸氢钠溶液
(c)石蕊试液
12、已知下列有机反应：
①
又知有机物A、B、C、D、E、F、G、H的相互关系如下：
试推断A的结构简式。
11、在通常情况下，多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的，容易自动失水，生成碳氧双键的结构：
下面是9个化合物的转变关系:
(1)化合物①是
,它跟氯气发生反应的条件A是
(2)化合物⑤跟⑦可在酸的催化下去水生成化合物⑨,
⑨的结构简式是:
名称是
(3)化合物⑨是重要的定香剂,香料工业上常用化合物⑧和②直接合成它。此反应的化学方程式是
.
12、丙烯跟氯气的反应，因反应条件不同，产物各异，工业上有使用价值的两个反应是：
从丙烯合成三硝酸甘油酯可采用下列合成路线：
（1）写出反应①的化学方程式，注明反应条件和反应类型。
（2）写出反应④的化学方程式，注明反应条件和反应类型。
（3）三硝酸甘油酯在体内酶催化下缓慢氧化生成和NO，可扩张冠状动脉血管治疗心绞痛，表示这个反应的化学方程式是_________________________________。
（4）三硝酸甘油酯在260℃时可急速分解产生大量气体而爆炸，工业上可用于开矿，表示这个反应的化学方程式是___________________________________。
例2、以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备
的各步反应方程式
（必要的无机试剂自选）
14、有机物A的分子式为C8H13O2Br，与有机物B1、C1、B2、C2的相互转化关系如下：
推断有机物的结构简式，B1：
C1：
A：
2、根据图示填空
（1）化合物A含有的官能团是
。
（2）1mol
A与2mo
H2反应生成1moE，其反应方程式是
。
（3）与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是
。
（4）B在酸性条件下与Br2反应得到D，D的结构简式是
。
（5）F的结构简式是
。由E生成F的反应类型是
。
问题三：化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间体，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下，A可发生如下图所示的反应：
试写出：
(1)
化合物A、B、C的结构简式：
、
、
。
(2)
化学方程式：
A→D
，
A→E
。
(3)
反应类型：A→D
，A→E
。
7、1996年美国罗姆斯公司的G.L.Willingham等人研制出对环境安全的船舶防垢剂---“海洋9号”而获得美国“总统绿色化学挑战奖”。“海洋9号”的结构简式如下：
试回答下列问题：
①“海洋9号”的化学式为
。
②能在一定条件下与氢气发生加成反应的碳原子是
（用1、2、3、4、5等数字表示）
③4，
5位碳原子上连接的两个氯原子能否发生取代反应？
(填“能”或“不能”)，如能发生，请举一例，用化学方程式表示
。
B
r2
B
r2
NaOH水溶液
△
B
r2
HB
r
NaOH醇溶液
△
NaOH醇溶液
△
B
r2
eq
\o\ac(,\s\up20(|),\s\up30(
OH))
香料
C
D
E
F
水杨酸
A
缩聚物
G
阿司匹林
B
eq
\o\ac(,\s\up20(|),\s\up30(
OH))
—COONa
C6H10Br2
NaOH、CO2
一定条件
-H2O
⑤
NaOH/醇
⑦
Br2
⑥
H+
足量
H2/Ni
④
浓硫酸
△
③
+D
①
EQ
\O\AC(\S\UP10(CH3C),\S\DO10(CH3C))\O\AC(\S\UP18(),\S\DO18(),\S\DO5(),\S\UP5())\O\AC(O,\S\UP25(O),\S\DO25(O))
H+
②
⑧
O
CH2
H2C
O
C
CH2
C
CH3COOH
A
(
C3H6O3
)
C2H5OH
B
浓H2SO4
浓H2SO4
D
能使溴水褪色
E
(C6H8O4)
六原子环状化合物
浓H2SO4
浓H2SO4