高中化學(xué) 3.1.2《有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)》學(xué)案（1）魯科版選修5-魯科版高中選修5化學(xué)學(xué)案

第2課時(shí)有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的一般程序，能對(duì)有機(jī)合成路線進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析和評(píng)價(jià)。2.會(huì)用逆合成分析法進(jìn)行簡(jiǎn)單有機(jī)物合成路線的設(shè)計(jì)。一、設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線時(shí)遵循的原則1．符合有機(jī)合成中原子經(jīng)濟(jì)性的要求。所選擇的每個(gè)反應(yīng)的副產(chǎn)物應(yīng)盡可能____，所要得到的主產(chǎn)物的產(chǎn)率應(yīng)盡可能____且易于分離，避免采用副產(chǎn)物多的反應(yīng)。2．發(fā)生反應(yīng)的條件要適宜，反應(yīng)的安全系數(shù)要高，反應(yīng)步驟盡可能________________。3．要按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團(tuán)，必要時(shí)應(yīng)采取一定的措施保護(hù)已引入的官能團(tuán)。4．所選用的合成原料要____________且易得、經(jīng)濟(jì)。催化劑無(wú)________性。二、有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的思路1．正推法從確定的某種原料分子開(kāi)始，逐步經(jīng)過(guò)碳鏈的連接和官能團(tuán)的安裝來(lái)完成。首先要比較原料分子和目標(biāo)化合物分子在________上的異同，包括____________和____________兩個(gè)方面的異同；然后，設(shè)計(jì)由________________轉(zhuǎn)向____________________的合成路線。2．逆推法采取從________逆推________，設(shè)計(jì)合理的合成路線的方法。在逆推過(guò)程中，需要逆向?qū)ふ夷茼樌铣赡繕?biāo)化合物的中間有機(jī)化合物，直至選出合適的起始原料。知識(shí)點(diǎn)1設(shè)計(jì)合成有機(jī)物的路線1．甲基丙烯酸甲酯是世界上年產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)噸的高分子單體。舊法合成的反應(yīng)是：(CH3)2C=O＋HCN→(CH3)2(CH3)2C(OH)CN＋CH3OH＋H2SO4CH2=C(CH3)COOCH3＋NH4HSO490年代新的反應(yīng)是：CH3C≡CH＋CO＋CH3OHCH2=C(CH3)COOCH3與舊法比較，新法的優(yōu)點(diǎn)是(①原料無(wú)爆炸危險(xiǎn)②原料都是無(wú)毒物質(zhì)③沒(méi)有副產(chǎn)物，原料利用率高④對(duì)設(shè)備腐蝕性較小A．①②B．②③C．③④D．①④知識(shí)點(diǎn)2逆合成分析法的應(yīng)用2．以乙醇為原料，用下述6種類型的反應(yīng)來(lái)合成乙二酸乙二酯(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為)，正確的順序是()①氧化②消去③加成④酯化⑤水解⑥加聚A．①⑤②③④B．①②③④⑤C．②③⑤①④D．②③⑤①⑥3．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)由乙烯制備聚氯乙烯的合成路線，并完成各步反應(yīng)方程式。練基礎(chǔ)落實(shí)1．由苯作原料不能經(jīng)一步化學(xué)反應(yīng)制得的是()A．硝基苯B．環(huán)己烷C．苯酚D．溴苯2．“綠色、高效”概括了2005年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的特點(diǎn)。換位合成法在化學(xué)工業(yè)中每天都在應(yīng)用，主要用于研制新型藥物和合成先進(jìn)的塑料材料。在“綠色化學(xué)工藝”中，理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物，即原子利用率為100%。①置換反應(yīng)②化合反應(yīng)③分解反應(yīng)④取代反應(yīng)⑤加成反應(yīng)⑥消去反應(yīng)⑦加聚反應(yīng)⑧縮聚反應(yīng)等反應(yīng)類型中能體現(xiàn)這一原子最經(jīng)濟(jì)原則的是()A．①②⑤B．②⑤⑦C．⑦⑧D．⑦3．鹵代烴能夠發(fā)生下列反應(yīng)：2CH3CH2Br＋2Na→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有機(jī)物可以合成環(huán)戊烷()的是()A．BrCH2CH2CH2CH2CH2BrD．CH3CH2CH2CH2CH2Br4．化合物丙可由如下反應(yīng)得到：丙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式不可能是()A．CH3CH(CH2Br)2B．(CH3)2CBrCH2BrC．CH3CH2CHBrCH2BrD．CH3(CHBr)2CH35．用乙烯合成乙醇，事實(shí)上經(jīng)過(guò)下列步驟：首先在較低溫度下用濃硫酸吸收乙烯CH2=CH2＋H2SO4→CH3CH2OSO3H(Ⅰ)然后生成物(Ⅰ)再進(jìn)一步吸收乙烯CH3CH2OSO3H＋CH2=CH2→(CH3CH2O)2SO2(Ⅱ)再加入水，(Ⅰ)和(Ⅱ)都與水反應(yīng)生成乙醇CH3CH2OSO3H＋H2O→CH3CH2OH＋H2SO4(CH3CH2O)2SO2＋2H2O→2CH3CH2OH＋H2SO4下列敘述中錯(cuò)誤的是()A．化合物(Ⅰ)(Ⅱ)都屬于酯類B．以上四個(gè)反應(yīng)類型相同C．以上四個(gè)反應(yīng)類型不相同D．此方法的缺點(diǎn)是設(shè)備易腐蝕練方法技巧逆合成分析法7．寫(xiě)出以CH2ClCH2CH2CH2OH為原料制備的各步反應(yīng)方程式(必要的無(wú)機(jī)試劑自選)。①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。8．星形聚合物SPLA可經(jīng)下列反應(yīng)路線得到(部分反應(yīng)條件未注明)。已知：SPLA的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(1)淀粉是____糖(填“單”或“多”)；A的名稱是______________________________________________________________________。(2)乙醛由不飽和烴制備的方法之一是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用化學(xué)方程式表示，可多步)。(3)D→E的化學(xué)反應(yīng)類型屬于________反應(yīng)；D結(jié)構(gòu)中有3個(gè)相同的基團(tuán)，且1molD能與2molAg(NH3)2OH反應(yīng)，則D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________________；D與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________________________________________________________________________。(4)B的直鏈同分異構(gòu)體G的分子中不含甲基，G既不能與NaHCO3溶液反應(yīng)，又不能與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)，且1molG與足量Na反應(yīng)生成1molH2，則G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(5)B有多種脫水產(chǎn)物，其中兩種產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)___________________和____________________。9．利用從冬青中提取的有機(jī)物A合成抗結(jié)腸炎藥物Y及其他化學(xué)品，合成路線如下：根據(jù)上述信息回答：(1)D不與NaHCO3溶液反應(yīng)，D中官能團(tuán)的名稱是________，B→C的反應(yīng)類型是________。(2)寫(xiě)出A生成B和E的化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)A的同分異構(gòu)體I和J是重要的醫(yī)藥中間體，在濃硫酸的作用下，I和J分別生成，鑒別I和J的試劑為_(kāi)_______。第2課時(shí)有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)知識(shí)清單一、1.少高2.少而簡(jiǎn)單4.綠色化公害二、1.結(jié)構(gòu)官能團(tuán)碳骨架原料分子目標(biāo)化合物2.產(chǎn)物原料對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1．C[新、舊方法的原料分別是：舊法：(CH3)2C=O、HCN、CH3OH、H2SO4新法：CH3C≡CH、CO、CH3OH從中看出原料均無(wú)爆炸性，故排除①；因其中HCN、CO均為有毒物質(zhì)，可排除②；然后分析給出的反應(yīng)，舊法有副產(chǎn)物NH4HSO4生成，故③正確；又因?yàn)榕f法中使用H2SO4、HCN等對(duì)設(shè)備有腐蝕作用，故④也正確。]2．C[利用逆合成法分析：再?gòu)囊掖奸_(kāi)始正向分析反應(yīng)過(guò)程：反應(yīng)的類型依次為消去反應(yīng)→加成反應(yīng)→水解反應(yīng)→氧化反應(yīng)→酯化反應(yīng)。]3．采用逆合成分析法：則其合成路線為：反應(yīng)方程式為：課后作業(yè)1．C2.B3．A[由信息知，要發(fā)生反應(yīng)，需要有2個(gè)C—Br鍵斷裂，2個(gè)Br原子與鈉原子結(jié)合生成NaBr，原來(lái)與鹵素原子直接相連的兩個(gè)碳原子形成碳碳單鍵，能通過(guò)該反應(yīng)合成環(huán)戊烷的鹵代烴必為含5個(gè)碳原子的二溴代烴，且兩個(gè)溴原子在碳鏈的兩端。]4．A[根據(jù)有機(jī)物的合成路線可知C4H8Br2是由C4H8與Br2通過(guò)加成反應(yīng)得到的，由加成反應(yīng)的特點(diǎn)，溴原子只能位于相鄰的兩個(gè)碳原子上，而A項(xiàng)是在相間的兩個(gè)碳原子上，故不可能。]5．B[此題首先要認(rèn)真閱讀信息，可看出(Ⅰ)(Ⅱ)都是無(wú)機(jī)酸酯；四個(gè)反應(yīng)，前兩個(gè)屬于加成反應(yīng)，后兩個(gè)屬于取代反應(yīng)；由于過(guò)程中產(chǎn)生H2SO4，所以設(shè)備易被腐蝕。]6.。解析分析比較給出的原料與所要制備的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知：原料為鹵代醇，產(chǎn)品為同碳原子數(shù)的環(huán)內(nèi)酯，因此可以用醇羥基氧化成羧基，鹵原子再水解成為—OH，最后再酯化。但氧化和水解的先后順序不能顛倒，因?yàn)橄人夂鬅o(wú)法控制只氧化一個(gè)—OH。8．(1)多葡萄糖2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O方法二：CH2=CH2＋HBr→CH3CH2Br，CH3CH2Br＋H2O→CH3CH2OH＋HBr(或CH3CH2Br＋NaOH→CH3CH2OH＋NaBr)，2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O解析由框圖可以知道淀粉水解成A，A是葡萄糖，A轉(zhuǎn)化為乳酸B，根據(jù)所學(xué)知識(shí)知道淀粉是一種多糖。(2)乙醛的制備方法較多，可以用乙烯水化法轉(zhuǎn)化為乙醇，乙醇氧化成乙醛，或用乙炔與水發(fā)生加成反應(yīng)也可，此題方法較多。(3)由D、E的化學(xué)式可以看出E比D多2個(gè)H原子，加氫叫還原，加氫也是加成反應(yīng)，1molD能與2molAg(NH3)2OH反應(yīng)，說(shuō)明1molD中有1mol—CHO，D結(jié)構(gòu)中有3個(gè)相同的基團(tuán)，經(jīng)分析相同的3個(gè)基團(tuán)為—(CH2OH)，分子式C5H10O4就剩下一個(gè)—C，D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式C(CH2OH)3CHO，D與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：