人教版高中化學(xué)選擇性必修三3.5有機(jī)合成學(xué)案

3.5有機(jī)合成學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道有機(jī)化合物的習(xí)慣命名法，記住系統(tǒng)命名法的基本原則。2.會(huì)命名烷烴、烯烴、炔烴和苯的同系物?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1、重點(diǎn)：逆合成分析。2、難點(diǎn)：有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)?！绢A(yù)習(xí)新知】有機(jī)合成的主要任務(wù)1．構(gòu)建碳骨架：包括碳鏈的增長(zhǎng)、縮短與成環(huán)等(1)碳鏈的增長(zhǎng)③羥醛縮合反應(yīng)：含有α-H的醛在一定條件下可發(fā)生加成反應(yīng)，生成β-羥基醛，進(jìn)而發(fā)生消去反應(yīng)。(2)碳鏈的縮短(3)碳鏈成環(huán)共軛二烯烴(含有兩個(gè)碳碳雙鍵，且兩個(gè)雙鍵被一個(gè)單鍵隔開(kāi)的烯烴，如1,3-丁二烯)與含碳碳雙鍵的化合物在一定條件下發(fā)生第爾斯-阿爾德反應(yīng)(Diels-Alderreaction)，得到環(huán)加成產(chǎn)物，構(gòu)建了環(huán)狀碳骨架。2．引入官能團(tuán)引入官能團(tuán)的反應(yīng)類型常見(jiàn)的有取代、加成、消去、氧化還原等。(1)引入—OH生成醇的反應(yīng)有烯與H2O加成，鹵代烴水解，酯水解，酮、醛與H2加成等。(2)引入的反應(yīng)有醇與鹵代烴的消去反應(yīng)等。3．官能團(tuán)的保護(hù)含有多個(gè)官能團(tuán)的有機(jī)物在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，非目標(biāo)官能團(tuán)也可能受到影響。此時(shí)需要將該官能團(tuán)保護(hù)起來(lái)，先將其轉(zhuǎn)化為不受該反應(yīng)影響的其他官能團(tuán)，反應(yīng)后再轉(zhuǎn)化復(fù)原。如—OH保護(hù)過(guò)程：有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)與實(shí)施1．合成的設(shè)計(jì)方法(1)從原料出發(fā)設(shè)計(jì)合成路線的方法步驟基礎(chǔ)原料通過(guò)有機(jī)反應(yīng)形成一段碳鏈或連上一個(gè)官能團(tuán)，合成第一個(gè)中間體；在此基礎(chǔ)上，利用中間體的官能團(tuán)，加上輔助原料，進(jìn)行第二步反應(yīng)，合成出第二個(gè)中間體……經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)，最后得到具有特定結(jié)構(gòu)和功能的目標(biāo)化合物。示例：乙烯合成乙酸的合成路線為(2)從目標(biāo)化合物出發(fā)逆合成分析法的基本思路基本思路是在目標(biāo)化合物的適當(dāng)位置斷開(kāi)相應(yīng)的化學(xué)鍵，目的是使得到的較小片段所對(duì)應(yīng)的中間體經(jīng)過(guò)反應(yīng)可以得到目標(biāo)化合物；接下來(lái)繼續(xù)斷開(kāi)中間體適當(dāng)位置的化學(xué)鍵，使其可以從更上一步的中間體反應(yīng)得來(lái)；依次倒推，最后確定最適宜的基礎(chǔ)原料和合成路線?？梢杂梅?hào)“”表示逆推過(guò)程，用箭頭“→”表示每一步轉(zhuǎn)化反應(yīng)。示例：乙烯合成乙二酸二乙酯的合成路線逆向合成圖(用“”表示逆推過(guò)程)可以得出正向合成路線圖：。2．設(shè)計(jì)合成路線的基本原則(1)步驟較少，副反應(yīng)少，反應(yīng)產(chǎn)率高；(2)原料、溶劑和催化劑盡可能價(jià)廉易得、低毒；(3)反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)便，產(chǎn)物易于分離提純；(4)污染排放少；(5)在進(jìn)行有機(jī)合成時(shí)，要貫徹“綠色化學(xué)”理念等。3．有機(jī)合成的發(fā)展史(1)20世紀(jì)初，維爾施泰特通過(guò)十余步反應(yīng)合成顛茄酮，總產(chǎn)率僅有0.75%。十幾年后，羅賓遜僅用3步反應(yīng)便完成合成，總產(chǎn)率達(dá)90%。(2)20世紀(jì)中后期，伍德沃德與多位化學(xué)家合作，成功合成了奎寧、膽固醇、葉綠素、紅霉素、維生素B12等一系列結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然產(chǎn)物。(3)科里提出了系統(tǒng)化的逆合成概念，開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)來(lái)輔助設(shè)計(jì)合成路線?？傊袡C(jī)合成的發(fā)展，使人們不僅能通過(guò)人工手段合成原本只能從生物體內(nèi)分離、提取的天然產(chǎn)物，還可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)合成具有特定結(jié)構(gòu)和性能的新物質(zhì)?！眷柟逃?xùn)練】1.某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.該有機(jī)物能發(fā)生加成反應(yīng)、消去反應(yīng)B.1mol該有機(jī)物最多能與4molNaOH反應(yīng)C.1mol該有機(jī)物與足量的溴水反應(yīng)，最多能消耗2molD.向該有機(jī)物溶液中滴加幾滴溶液，有紫色沉淀生成2.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.科爾伯-斯密特反應(yīng)的反應(yīng)歷程可表示為，其中a物質(zhì)分子中含有3種官能團(tuán)B.根據(jù)Knoevenagel反應(yīng)：，推理也可發(fā)生C.科爾伯反應(yīng)為中，在電解池的陰極生成乙烷D.漢斯狄克反應(yīng)機(jī)理為，可以用乙酸制取甲烷3.高分子M廣泛用于牙膏、牙科黏合劑等口腔護(hù)理產(chǎn)品中，其合成路線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.物質(zhì)A的化學(xué)式為B.與B互為同系物且相對(duì)分子質(zhì)量比B大14的有機(jī)物有4種C.物質(zhì)C可與乙醇發(fā)生縮聚反應(yīng)D.合成M的整個(gè)過(guò)程中均發(fā)生的是理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)4.高分子M廣泛用于牙膏、牙科黏合劑等口腔護(hù)理產(chǎn)品中，其合成路線如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A.試劑a是甲醇 B.化合物B不存在順?lè)串悩?gòu)體C.化合物C的核磁共振氫譜有1組峰 D.合成M的聚合反應(yīng)是縮聚反應(yīng)5.在有機(jī)合成中官能團(tuán)的引入或改變是極為重要的，下列說(shuō)法正確的是()A.甲苯在光照下與反應(yīng)，主反應(yīng)為苯環(huán)上引入Cl原子B.引入羥基的方法常有鹵代烴和酯的水解、烯烴的加成、醛類的還原C.將與酸性溶液反應(yīng)即可得到D.1,3-丁二烯轉(zhuǎn)化為時(shí)，先與HCl發(fā)生1,2-加成，再水解得到6.如圖為一種重要的有機(jī)化合物。下列關(guān)于它的說(shuō)法正確的是()A.該物質(zhì)是芳香烴B.1mol該物質(zhì)最多可與1mol發(fā)生加成反應(yīng)C.與1mol該物質(zhì)反應(yīng)，消耗Na、NaOH、的物質(zhì)的量之比為2:1:1D.該物質(zhì)不能使酸性溶液褪色7.有機(jī)物X具有廣譜抗菌活性，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.X分子中含有6種官能團(tuán)，能使溶液顯色B.X分子中采取雜化的碳原子共有13個(gè)C.1molX與NaOH溶液加熱反應(yīng)，最多可消耗5molNaOHD.有機(jī)物X可能發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、置換反應(yīng)8.錦州蘋(píng)果因具有肉質(zhì)細(xì)嫩致密、汁多松脆、酸甜適口的優(yōu)點(diǎn)而馳名中外，錦州蘋(píng)果富含維生素C，維生素C的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.維生素C的分子式為B.維生素C中含有6種官能團(tuán)C.維生素C能發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)D.維生素C分子的核磁共振氫譜圖中有4組峰9.如圖所示為某種有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，下列關(guān)于它的性質(zhì)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該有機(jī)物的分子式為，且含有3種官能團(tuán)B.它能與溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體C.1mol該有機(jī)物最多能和7molNaOH反應(yīng)D.它可以水解，在酸性條件下水解產(chǎn)物只有1種10.由氯乙烷制取乙二醇的過(guò)程中，依次發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)類型可能為()A.取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、水解反應(yīng) B.消去反應(yīng)、加成反應(yīng)、水解反應(yīng)C.水解反應(yīng)、消去反應(yīng)、加成反應(yīng) D.消去反應(yīng)、水解反應(yīng)、取代反應(yīng)

參考答案1.答案：C解析：該有機(jī)物中含有碳碳雙鍵，能發(fā)生加成反應(yīng)，與羥基相連碳原子的相鄰碳原子上沒(méi)有氫原子，不能發(fā)生消去反應(yīng)，A錯(cuò)誤；酚羥基和酚酯基能與NaOH反應(yīng)，1mol酚酯基消耗2molNaOH，故1mol該有機(jī)物最多能與3molNaOH反應(yīng)，B錯(cuò)誤；碳碳雙鍵能與發(fā)生加成反應(yīng)，酚羥基的鄰、對(duì)位能與發(fā)生取代反應(yīng)，故1mol該有機(jī)物與足量的溴水反應(yīng)，最多能消耗2mol，C正確；該有機(jī)物中含有酚羥基，向該有機(jī)物溶液中滴加幾滴溶液，會(huì)發(fā)生顯色反應(yīng)，溶液不一定顯紫色，沒(méi)有沉淀生成，D錯(cuò)誤。2.答案：C解析：a中含有碳碳雙鍵、羰基、羧基，共有3種官能團(tuán)，A正確；反應(yīng)中轉(zhuǎn)化為，中的—CN代替中的—COOH，所以推理反應(yīng)可以發(fā)生，B正確；是失去電子被氧化的過(guò)程，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)發(fā)生在電解池的陽(yáng)極，C錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知，反應(yīng)產(chǎn)物碳原子減少，當(dāng)R為時(shí)，和反應(yīng)即可制取甲烷，D正確。3.答案：B解析：分析流程圖可知，合成高分子M的單體為（B）和，A和發(fā)生加成反應(yīng)生成（B），則A為，化學(xué)式為，A錯(cuò)誤；由同系物的定義知，與B互為同系物且相對(duì)分子質(zhì)量比B大14的有機(jī)物在分子組成上比B多一個(gè)“”原子團(tuán)，該有機(jī)物可能的結(jié)構(gòu)如下：、、、，共有4種，B正確；物質(zhì)C是丁烯二酸，V分子中含有2個(gè)羧基，但乙醇分子中只含有1個(gè)羥基，故乙醇不能和物質(zhì)C發(fā)生縮聚反應(yīng)，C錯(cuò)誤；C→時(shí)，有副產(chǎn)物生成，故合成M的整個(gè)過(guò)程中發(fā)生的不全是理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，D錯(cuò)誤。4.答案：D解析：與試劑a發(fā)生加成反應(yīng)生成B，HOOCCH=CHCOOH分子內(nèi)脫水生成C,B和C聚合生成M，根據(jù)聚合物M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，M的單體為和，由此可知B為，C為，測(cè)試劑a為。根據(jù)上述分析可知，試劑a為甲醇，A正確；B為，有機(jī)物分子中碳碳雙鍵上2個(gè)碳原子均連接兩個(gè)不同的原子或原子團(tuán)時(shí)，能形成順?lè)串悩?gòu)體B的結(jié)構(gòu)中其中一個(gè)雙鍵碳上連接了兩個(gè)H原子，不存在順?lè)串悩?gòu)體，B正確；C為，其結(jié)構(gòu)對(duì)稱，只含有一種化學(xué)環(huán)境的氫原子，則核磁共振氫譜有1組峰，C正確；M由和發(fā)生加聚反應(yīng)生成，不是縮聚反應(yīng)，D錯(cuò)誤。5.答案：B解析：甲苯與在光照條件下反應(yīng)時(shí)，甲基上的氫原子被Cl原子取代，A錯(cuò)誤；鹵代烴和酯發(fā)生水解反應(yīng)均可得到醇，引入羥基，烯烴與水加成、醛類與加成都可引入羥基，B正確；酸性溶液既可氧化碳碳雙鍵，又可氧化，不能得到，C錯(cuò)誤；1,3-丁二烯轉(zhuǎn)化為的流程為先與溴水發(fā)生1,4-加成得到，再水解得到，最后與HCl加成可得，D錯(cuò)誤。6.答案：C解析：烴中僅含碳、氫兩種元素，此有機(jī)物中含有氧元素，A錯(cuò)誤；苯環(huán)和碳碳雙鍵均可與發(fā)生加成反應(yīng)，羧基不與發(fā)生加成反應(yīng)，1mol該物質(zhì)最多與4mol發(fā)生加成反應(yīng)，B錯(cuò)誤；羥基和羧基均能與Na反應(yīng)，羧基能與NaOH、反應(yīng)，因此消耗三者的物質(zhì)的量之比為2:1:1，C正確；醇羥基和碳碳雙鍵均能使酸性溶液褪色，D錯(cuò)誤。7.答案：B解析：X分子中含有5種官能團(tuán)，分別為酚羥基、酯基、酰胺基、羧基和碳碳雙鍵，酚羥基能使v溶液顯色，A錯(cuò)誤；苯環(huán)、碳碳雙鍵和碳氧雙鍵上的C原子都采取雜化，共有13個(gè)，B正確；酚羥基、酯基、酰胺基、羧基均可與NaOH溶液反應(yīng)，且1mol酚酯基可以消耗2molNaOH，所以1molX分子與NaOH溶液加熱反應(yīng)，最多可消耗6molNaOH，C錯(cuò)誤；酯基和羧基能發(fā)生取代反應(yīng)，苯環(huán)和碳碳雙鍵能發(fā)生加成反應(yīng)，碳碳雙鍵和酚羥基能發(fā)生氧化反應(yīng)，碳碳雙鍵能發(fā)生還原反應(yīng)，羧基能反應(yīng)置換反應(yīng)，有機(jī)物X不能發(fā)生消去反應(yīng)，D錯(cuò)誤。8.答案：C解析：由維生素的結(jié)構(gòu)可知，其分子式為，A錯(cuò)誤；維生素C中含有羥基、碳碳雙鍵、酯基3種官能團(tuán)，B錯(cuò)誤；維生素C中含有羥基、酯基，能發(fā)生取代反應(yīng)，含有碳碳雙鍵，能發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)，有機(jī)中的加氫反應(yīng)也屬于還原反應(yīng)，故碳碳雙鍵與的加成反應(yīng)也是還原反應(yīng)，C正確；維生素C分子為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，不同化學(xué)環(huán)境的H原子數(shù)大于4種，故核磁共振氫譜圖中峰的數(shù)目大于4組，D錯(cuò)誤。9.答案：C解析：由該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，其分子式為，且含有酚羥基、羧基和酯基3種官能團(tuán)，A正