高中第四节 有机合成教案设计

选修5《有机合成》及推断题

【典型例题】

[例1]从环己烷可制备1,4-环己二醇的二醋酸酯。下面是有关的8步反应：

（1）其中有3步属于取代反应、2步属于消去反应、3步属于加成反应。反应①、      和_______属于取代反应.

（2）化合物的结构简式是：B           、C                   .

（3）反应④所用试剂和条件是                                      .

答案：（1）⑥、⑦  （2）、 （3）

[例2]已知烯烃中C=C双键在某些强氧化剂作用下易发生断裂，因而在有机合成中有时需要对其保护。保护的过程可简单表示如右图：

又知卤代烃在碱性条件下易发生水解，但烯烃中双键在酸性条件下才能与水发生加成反应。

现用石油产品丙烯及必要的无机试剂合成丙烯酸，设计的合成流程如下：

CH3CH=CH2      　　　　       →        →          →        →      →丙烯酸

请写出②、③、④三步反应的化学方程式。

分析：由CH3CH=CH2→CH2=CH—COOH可知合成的关键在于双键如何保护，—CH3如何逐步转化成—COOH。结合题中信息可知本题的知识主线为不饱和烃→不饱和卤代烃→不饱和醇→饱和卤代醇→饱和卤代醛→饱和卤代羧酸→不饱和卤代羧酸。

答案：

 ②CH2=CH—CH2Cl+H2O　　　　　CH2=CH—CH2OH+HCl

③CH2=CH—CH2OH+Br2　

④

【解题思路】

1、正确判断所合成的有机物的类别及所带官能团，找出所关联的知识和信息及官能团所处的位子。

2、根据所给原料、信息及有关反应规律尽可能将合成的有机物解刨成若干片段并将各片段有机的拼接和衍变，并寻找官能团的引入、转换和保护方法。

【方法归纳】

※合成有机物要以反应物、生成物的官能团为核心，在知识网中找到官能团与其它有机物的转化关系，从而尽快找到合成目标与反应物之间的中间产物作为解决问题的突破点，主要思维方法：

A.顺向思维法：思维程序为反应物→中间产物→最终产物

B.逆向思维法：思维程序为最终产物→中间产物→反应物

实际解题过程中往往正向思维和逆向思维都需要应用。

[例3]

根据图示填空
（1）化合物A含有的官能团                                         。

（2）1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E，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             。

分析：题中给出的已知条件中已含着以下四类信息：

1) 反应（条件、性质）信息：A能与银氨溶液反应，表明A分子内含有醛基，A能与NaHCO3反应断定A分子中有羧基。

2) 结构信息：从D物质的碳链不含支链，可知A分子也不含支链。

3) 数据信息：从F分子中C原子数可推出A是含4个碳原子的物质。

4) 隐含信息: 从第（2）问题中提示“1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E ”，可知A分子内除了含1个醛基外还可能含1个碳碳双键。

答案：（1）碳碳双键，醛基，羧基

（2）OHC-CH==CH-COOH+2H2    HO-CH2-CH2-CH2-COOH

（3） (5) ； 酯化反应

[例4]（1）1 mol丙酮酸（CH3COCOOH）在镍催化剂作用下加1 mol 氢气转变成乳酸，乳酸的结构简式是                     ；

   （2）与乳酸具有相同官能团的乳酸的同分异构体A在酸性条件下，加热失水生成B，由A生成B，B的化学反应方程式                                    ；

   （3）B的甲酯可以聚合，聚合物的结构简式是                           。

分析：此题根据羰基、羟基及碳碳双键的性质，不难推出。

答案：（1） （2）HOCH2CH2COOH CH2==CH—COOH+H2O

     （3）

【解题思路】

一是剖析题意，分析已知条件和推断内容，弄清被推断物和其它有机物关系。

二是抓好解题关键，找出解题突破口，然后联系信息和有关知识，应用规律进行逻辑推理或计算分析，作出正确的推断。

【解题方法】做好有机推断题的3个“三”

※审题做好三审：

 1）文字、框图及问题信息  2）先看结构简式，再看化学式  3）找出隐含信息和信息规律

※找突破口有三法： 1）数字       2) 官能团        3）衍变关系

※答题有三要： 1）要找关键字词   2）要规范答题    3）要找得分点

【强化练习】

1、化合物丙可由如下反应得到：，丙的结构简式不可能是（    ）

A．　             B．

C．　            D．

2、1 mol有机物甲，水解后得和，该有机物是（　  ）

　　A．              B．

C．          D．

3、乙烯酮（）在一定条件下能与含活泼氢的化合物发生加成反应，反应可表示为：，乙烯酮在一定条件下可与下列试剂加成，其产物不正确的是（　  ）

A．与HCl加成生成        

B．与加成生成

C．与加成生成

D．与加成生成

4、一定质量的某有机物和足量的金属钠反应，可得到气体V1L，等质量的该有机物与适量且足量的纯碱溶液恰好完全反应，可得到气体V2L(气体体积均在同温同压下测定)。若V1>V2，则该有机物可能是                                            (     )

5、某芳香族有机物的分子式为C8H6O2，它的分子（除苯环外不含其他环）中不可能有（    ）

A．两个羟基  B．一个醛基    C．两个醛基  D．一个羧基

6、从溴乙烷制取1，2-二溴乙烷，下列转化方案中最好的是（　   ）

　　A．

　　B．

　　C．

　　D．

7、一定量的有机物溶解于适量的NaOH溶液中，滴入酚酞试液呈红色，煮沸5 min后，溶液颜色变浅，再加入盐酸显酸性后，沉淀出白色晶体；取少量晶体放到溶液中，溶液又呈紫色，则该有机物可能是（　）

　　A．　B．  C．　D．　

8、从石油裂解中得到的1，3—丁二烯可进行以下多步反应，得到重要的合成橡胶和杀菌剂富马酸二甲酯。

（1）写出D的结构简式                           

（2）写出B的结构简式                           

（3）写出第②步反应的化学方程式                                         

（4）写出富马酸的一种相邻同系物的结构简式                         

（5）写出第⑨步反应的化学方程式                                            

（6）以上反应中属于消去反应的是                            （填入编号）。

9、环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：

（也可表示为：+║→）

       丁二烯    乙烯    环已烯

实验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化：

现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环己烷：

    请按要求填空：

  （1）A的结构简式是                    ；B的结构简式是                   。

  （2）写出下列反应的化学方程式和反应类型：

反应④                                     ，反应类型            ；

反应⑤                                     ，反应类型            。

10、（1）芳香醛（如糠醛）在碱作用下，可以发生如下反应：

（2）不饱和碳碳键上连有羟基不稳定。

（3）化合物A~F之间的转化关系如下图所示。其中，化合物A含有醛基，E与F是同分异构体，F能与金属钠反应放出氢气。A生成F的过程中，A中醛基以外的基团没有任何变化。

据上述信息，回答下列问题：

（1）写出A生成B和C的反应式：                                                   

（2）写出C和D生成E的反应式：                                                   

（3）F结构简式是：                                     

（4） A生成B和C的反应是（      ），C和D生成E的反应是（      ）

           A、氧化反应    B、加成反应    C、消去反应   

D、酯化反应   E、还原反应

（5）F不可以发生的反应有（       ）

           A、氧化反应    B、加成反应    C、消去反应   

D、酯化反应    E、还原反应

11、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。

12、烯烃通过臭氧化并经锌和水处理得到醛和酮。例如：

   Ⅰ.已知丙醛的燃烧热为1815kJ/mol，丙酮的燃烧为1789 kJ/mol，试写出丙醛燃烧的热化学方程式                                             。

Ⅱ.上述反应可用来推断烯烃的结构，一种链状单烯烃A通过臭氧化并经锌和水处理得到B和C。化合物B含碳69.8%，含氢11.6%，B无银镜反应，催化加氢生成D，D在浓硫酸存在下加热，可得到能使溴水褪色且只有一种结构的物质E  反应图示如下：

回答下列问题：

（1）B的相对分子质量是             ；C→F的反应类型为                  。D中含有官能团的名称                  。

（2）D+F→G的化学方程式是：                                     。

（3）A的结构简式为                                            。

（4）化合物A的某种同分异构体通过臭氧化并经锌和水处理得到一种产物，符合该条件的异构体的结构简式有           种。

13、已知：R——CI＋NaOHR——OH＋NaCl

有机物E和F可用作塑料增塑剂和涂料的溶剂，它们的相对分子质量相等．可以用下列方法合成（如图所示）．

   （1）写出有机物的名称：

　　     ．

   （2）写出下列反应的化学方程式，并指出反应类型A＋C→E______   ________，类型________；________    __，类型________．

   （3）E和F的相互关系属________．

　　    ①同一种物质　　　 ②同一类物质　　   ③同系物 　　 ④同分异构体

14、已知

一种类似有机玻璃的塑料 一 聚丁烯酸甲酯有广泛用途．合成它可有不同的途径，以下合成途径的副产品大多为低污染物或无污染物，原子利用率较高，符合“绿色化学”的要求

　　聚丁烯酸甲酯

   （1）写出结构简式A      _______B  ________C___  _____D___  _____

   （2）写出E→F的化学反应方程式___________________________________

   （3）在“绿色化学”中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100％，例如：加成反应等．上述合成过程，符合“绿色化学”要求的反应有（填写反应序号）________

15、已知

①

②

 合成材料以其特殊的性能日益受到人们的重视，可以说人类正进入一个合成材料的时代。有机高分子材料的开发和应用已成为目前有机化学研究的热门领域。以下是一种可用于汽车、家电产品的有机高分子涂料的研制过程。图中的A和E都可以发生银镜反应，

且A的烃基上的一氯取代物有二种，E、F的碳原子数相等。

 试写出：

   （1）物质A、E、H的结构简式：

A                     E                  H                 

   （2）标有序号的反应中，属于取代反应的是（有几个填几个）：                    

                                                             O  

（3）物质G的同分异构体有多种，其中与G属于同类别的（除—C—O

                                                                        C=C

 外），本身能发生银镜反应，任选其中一种写出其银镜反应方程式：           

选修5《有机合成》及推断题参考答案

8、（1）[ CH2—CCl=CH—CH2  ]n    （2）HOCH2CHClCH2CH2OH

   （3）BrCH2CH=CHCH2Br+2H2O          HOCH2CH=CHCH2OH+2HBr

   （4）HOOCCH=CHCH2COOH         （或其它合理答案）

   （5）HOOCCH=CHCOOH+2CH3OH           CH3OOCCH=CHCOOCH3+2H2O

   （6）④  ⑦ 

9、（1）           

（2） +H2O  消去反应

十H2         加成反应

10、

(1) 

      A                          C            B

(2) 

         C               D                      E

(3)         (4)A、E；D          (5)C

        OH   O

11、

12、Ⅰ. CH3CH2CHO（l）+4O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）：△H= —1815kJ/mol

Ⅱ.（l）86  氧化反应  羟基

    （2）CH3CH2COOH+（C2H3）2CHOH       CH3CH2COOCH（C2H3）+H2O

      （3）（CH3CH2）2C=CHCH2CH3 

（4）3

13、（1）对一二甲苯　对－苯二甲酸二乙酯

　　　　酯化

　　　加成

（3）②④ 

14、（1），，

　　（2）

　　（3）①③⑥

15、（1）A． CHO            E．CH2=CHCHO    H．      O

CH3CHCH3                                      C—O—CH2CH（CH3）2

                                             [ CH2—CH ]n

（2）③、④、⑤