1、第1節(jié)有機(jī)化合物的合成第1課時(shí)碳骨架的構(gòu)建和官能團(tuán)的引入 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.知道尋找原料與合成目標(biāo)分子之間的關(guān)系與差異。2.掌握構(gòu)建目標(biāo)分子骨架，官能團(tuán)引入、轉(zhuǎn)化或消除的方法。3.體會(huì)有機(jī)合成在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、提高生活質(zhì)量方面的貢獻(xiàn)。1寫出下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中涉及的有標(biāo)號的反應(yīng)的化學(xué)方程式CH2=CH2H2OCH3CH2OH；2C2H5OHO22CH3CHO2H2O；2CH3CHOO22CH3COOH；C2H5OHHBrCH3CH2BrH2O；CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O；CH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O。2試用化學(xué)方程式表示用乙醇合成乙二醇的過程，并說明反應(yīng)類型

2、CH3CH2OHCH2=CH2H2O，消去反應(yīng)；探究點(diǎn)一碳骨架的構(gòu)建1對照下列有機(jī)合成的原料分子和目標(biāo)分子，仿照示例給出下列有機(jī)合成的主要任務(wù)原料分子目標(biāo)分子主要任務(wù)示例CH2=CH2CH3COOH改變官能團(tuán)種類CH3CH2OH改變官能團(tuán)數(shù)目CHCH碳鏈轉(zhuǎn)變?yōu)樘辑h(huán)CH3CH2CH2Br改變官能團(tuán)的位置CH3CH=CH2CH3CH2CH2COOH改變官能團(tuán)的種類和碳原子數(shù)目2.任何有機(jī)化合物的分子都是由特定碳骨架構(gòu)成的，構(gòu)建碳骨架是合成有機(jī)化合物的一項(xiàng)重要任務(wù)。(1)完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH2=CH2HCNCH3CH2CN；CH3CH2BrNaCNCH3CH2CNNaBr；CH3CH2Br

3、NaCCHCH3CH2CCHNaBr。(2)完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH3CH=CH2CH3COOHCO2；CH3COONaNaOHCH4Na2CO3；(3)比較反應(yīng)前后有機(jī)物的碳骨架：組的變化是碳鏈增長；組的變化是碳鏈減短。歸納總結(jié)(1)能使碳鏈增長的反應(yīng)有：不飽和有機(jī)物之間的加成或相互加成，鹵代烴與氰化鈉或炔鈉的反應(yīng)，醛、酮與HCN的加成等。(2)能使碳鏈減短的反應(yīng)有烯、炔的氧化，烷的裂解，脫羧反應(yīng)，芳香烴側(cè)鏈的氧化等。活學(xué)活用1下面是以CH2=CH2為有機(jī)原料合成CH2=CHCH=CH2的流程圖。(1)該有機(jī)合成的主要任務(wù)是什么？(2)從原子守恒的角度看，使碳鏈增長的最重要的物質(zhì)是什么

4、？答案(1)該有機(jī)合成的主要任務(wù)是增加碳鏈的長度和官能團(tuán)的個(gè)數(shù)；(2)使碳鏈增長的最重要的物質(zhì)是NaCN和CH2BrCH2Br。2已知RCN在酸性水溶液中可以轉(zhuǎn)化成RCOOH。試寫出以CH2=CH2為原料合成HOOCCH2CH2COOH的主要化學(xué)反應(yīng)方程式。解析本題涉及到碳鏈的增長問題，根據(jù)題目中提示信息應(yīng)考慮引入CN，聯(lián)系鹵代烴的取代反應(yīng)，即可作出解答。探究點(diǎn)二官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化1由乙烯和其他無機(jī)原料合成環(huán)狀化合物E的流程如下：已知E的結(jié)構(gòu)簡式如右圖所示：(1)寫出方框內(nèi)化合物A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡式。(2)寫出A水解的化學(xué)方程式_。(3)從有機(jī)合成的主要任務(wù)角度分析，上述有機(jī)合成最突出的特

5、點(diǎn)是_。答案(1)A：BrCH2CH2Br；B：HOCH2CH2OH；C：OHCCHO；D：HOOCCOOH(2)BrCH2CH2BrNaOHHOCH2CH2OH2NaBr(3)官能團(tuán)的相互轉(zhuǎn)化解析本題為有機(jī)合成推斷題，解題的關(guān)鍵是熟練掌握烴和烴的衍生物之間的相互轉(zhuǎn)化，即官能團(tuán)的相互轉(zhuǎn)化。由已知物乙烯和最后產(chǎn)物E(一種環(huán)狀酯)，按照圖示條件進(jìn)行推導(dǎo)，首先乙烯與溴加成得到1,2­二溴乙烷，再水解得到乙二醇，然后氧化為乙二醛，進(jìn)而氧化為乙二酸，最后乙二酸與乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)得到乙二酸乙二酯(E)。2分析下列反應(yīng)CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBrCH3CH2BrNaOHCH2

6、=CH2NaBrH2O從上述反應(yīng)可以看出溴乙烷分別與NaOH的水溶液反應(yīng)和NaOH的乙醇溶液反應(yīng)，發(fā)生了不同類型的化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成了不同的官能團(tuán)。所以有機(jī)合成中應(yīng)特別注意反應(yīng)條件的控制。歸納總結(jié)(1)常見官能團(tuán)引入或轉(zhuǎn)化的方法引入或轉(zhuǎn)化為碳碳雙鍵的三種方法：鹵代烴的消去反應(yīng)，醇的消去反應(yīng)，炔烴與氫氣的不完全加成反應(yīng)。引入鹵素原子的三種方法：不飽和烴與鹵素單質(zhì)(或鹵化氫)的加成反應(yīng)，烷烴、苯及其同系物發(fā)生取代反應(yīng)，醇與氫鹵酸的取代反應(yīng)。在有機(jī)物中引入羥基的三種方法：鹵代烴的水解反應(yīng)，醛、酮與H2的加成反應(yīng)，酯的水解反應(yīng)。在有機(jī)物中引入醛基的兩種方法：醇的氧化反應(yīng)、烯烴的氧化反應(yīng)。(2)從有機(jī)物分

7、子中消除官能團(tuán)消除不飽和雙鍵或叁鍵，可通過加成反應(yīng)。經(jīng)過酯化、氧化、與氫鹵酸取代、消去等反應(yīng)，都可以消除OH。通過加成、氧化反應(yīng)可消除CHO。通過水解反應(yīng)可消除酯基?；顚W(xué)活用3由環(huán)己烷可制備1,4­環(huán)己醇的二乙酸酯。下面是有關(guān)的8步反應(yīng)(其中所有無機(jī)產(chǎn)物都已略去)。(備注：在8個(gè)步驟中，有3個(gè)步驟屬于取代反應(yīng)、2個(gè)步驟屬于消去反應(yīng)、3個(gè)步驟屬于加成反應(yīng)。(1)屬于取代反應(yīng)的是_，屬于加成反應(yīng)的是_。(填序號)(2)A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡式分別為A_，B_，C_，D_。答案(1)解析由合成路線圖可知：發(fā)生消去反應(yīng)生成，經(jīng)過的加成反應(yīng)生成，經(jīng)過在NaOH醇溶液加熱的條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成

8、，經(jīng)過與溴發(fā)生1,4­加成生成，經(jīng)過在NaOH溶液的作用下，發(fā)生水解反應(yīng)(或取代反應(yīng))生成HOOH，經(jīng)過發(fā)生酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))生成酯，最后經(jīng)過與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成。4乙烯是一種重要的化工原料，以乙烯為原料衍生出部分化工產(chǎn)品的反應(yīng)如下(部分反應(yīng)條件已略去)：請回答下列問題：(1)A的化學(xué)名稱是_；(2)B和A反應(yīng)生成C的化學(xué)方程式為_，該反應(yīng)的類型為_；(3)D的結(jié)構(gòu)簡式為_；(4)F的結(jié)構(gòu)簡式為_；(5)D的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為_。答案(1)乙醇(2)CH3CH2OHCH3COOHCH3COOCH2CH3H2O酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))(3) (5)CH3CHO、CH2=CHOH

9、解析CH2=CH2與H2O在催化劑作用下發(fā)生加成反應(yīng)，生成A(CH3CH2OH)，CH3CH2OH經(jīng)氧化生成B(C2H4O2)，則B為CH3COOH。CH3COOH與CH3CH2OH在濃H2SO4、加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng)，生成C(C4H8O2)，則C為CH3COOCH2CH3。E與B在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng)，生成F(C6H10O4)，從而推知E分子中含有2個(gè)OH，則E為HOCH2CH2OH，F(xiàn)為。D與H2O發(fā)生反應(yīng)生成E(HOCH2CH2OH)，可推知D為，不可能為CH3CHO。D(C2H4O)的同分異構(gòu)體為CH3CHO和CH2=CHOH。有機(jī)合成的任務(wù)是目標(biāo)化合物分子骨架的構(gòu)建和官能

10、團(tuán)的轉(zhuǎn)化。官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化體現(xiàn)在烴及其衍生物相互轉(zhuǎn)化關(guān)系之中：1已知鹵代烴可以和鈉發(fā)生反應(yīng)，如溴乙烷與鈉發(fā)生反應(yīng)為2CH3CH2Br2NaCH3CH2CH2CH32NaBr應(yīng)用這一反應(yīng)，下列所給化合物中可以與鈉合成環(huán)丁烷的是()ACH3BrBCH3CH2CH2CH2BrCCH2BrCH2BrDCH2BrCH2CH2Br答案C2下列反應(yīng)中能引進(jìn)鹵素原子的反應(yīng)是()A消去反應(yīng) B酯化反應(yīng)C水解反應(yīng) D取代反應(yīng)答案D解析引進(jìn)鹵素原子只能通過加成反應(yīng)或取代反應(yīng)達(dá)到。3下列化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)產(chǎn)物，只有一種的是()答案C解析A選項(xiàng)中的產(chǎn)物可能是CH3CH2CH=CH2或CH3CH=CHCH3；B選項(xiàng)中的產(chǎn)物可能是

11、或；D選項(xiàng)中的產(chǎn)物可能是CH3CH2CH2Cl或。4從溴乙烷制取1,2­二溴乙烷，下列制取方案中最合理的是()ACH3CH2BrCH3CH2OHCH2=CH2CH2BrCH2BrBCH3CH2BrCH2BrCH2BrCCH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH3CH2BrCH2BrDCH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br答案D解析B項(xiàng)步驟雖然最少，但取代反應(yīng)難以控制取代的位置，多伴有其他副產(chǎn)物的產(chǎn)生；D項(xiàng)只需兩步，并且消去反應(yīng)和加成反應(yīng)無副反應(yīng)發(fā)生，得到的產(chǎn)物比較純，所以D項(xiàng)方案最合理。5在有機(jī)合成中，常會(huì)將官能團(tuán)消除或增加，下列相關(guān)過程中反應(yīng)類型及相關(guān)產(chǎn)物不合理的是(

12、)答案B解析B項(xiàng)由溴乙烷乙醇，只需溴乙烷在堿性條件下水解即可，路線不合理。 基礎(chǔ)過關(guān)一、有機(jī)合成的過程1下列關(guān)于有機(jī)化合物的說法正確的是()A乙醇和乙酸都存在碳氧雙鍵B甲烷和乙烯都可以與氯氣反應(yīng)C高錳酸鉀可以氧化苯和乙醛D乙烯可以與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，而苯不能與氫氣加成答案B解析乙醇的官能團(tuán)是羥基(OH)，無碳氧雙鍵；甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，乙烯可以與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)；高錳酸鉀不能氧化苯；苯在一定條件下能與氫氣加成生成環(huán)己烷。2. 是某有機(jī)物與H2發(fā)生加成反應(yīng)后的產(chǎn)物。該有機(jī)物不可能是()C乙醛的同系物 D丁醛的同分異構(gòu)體答案A解析該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式有兩種可能，分別是。3有下述有機(jī)反應(yīng)類型：消去

13、反應(yīng)，水解反應(yīng)，加聚反應(yīng)，加成反應(yīng)，還原反應(yīng)，氧化反應(yīng)，以丙醛為原料制取1,2­丙二醇，所需進(jìn)行的反應(yīng)類型依次是()A BC D答案B二、有機(jī)合成中官能團(tuán)的衍變4下列反應(yīng)中，不可能在有機(jī)物中引入羧基的是()A鹵代烴的水解B有機(jī)物RCN在酸性條件下水解C醛的氧化D烯烴的氧化答案A解析鹵代烴水解引入了羥基，RCN水解生成RCOOH，RCHO被氧化生成RCOOH，烯烴如RCH=CHR被氧化后可以生成RCOOH。5鹵代烴能發(fā)生下列反應(yīng)：2CH3CH2Br2NaCH3CH2CH2CH32NaBr下列有機(jī)物可以合成環(huán)丙烷的是()ACH3CH2CH2BrBCH3CHBrCH2BrCCH2BrCH2

14、CH2BrDCH3CHBrCH2CH2Br答案C解析根據(jù)信息可知：與鈉反應(yīng)可生成。6在下列物質(zhì)中可以通過消去反應(yīng)制得2­甲基­2­丁烯的是()答案B解析根據(jù)鹵代烴的消去反應(yīng)規(guī)律，寫出可能的反應(yīng)產(chǎn)物，然后將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行命名。答案A解析由題給信息可知，在所給條件下反應(yīng)時(shí)，變?yōu)?，A選項(xiàng)生成CH3CH2CHO和CH3CHO兩種物質(zhì)；B選項(xiàng)生成兩分子HCHO；C選項(xiàng)生成HCHO和；D選項(xiàng)生成。10化合物丙可由如下反應(yīng)得到：C4H10OC4H8，丙的結(jié)構(gòu)簡式不可能是()ACH3CH(CH2Br)2B(CH3)2CBrCH2BrCC2H5CHBrCH2Br DCH3(CHBr)

15、2CH3答案A解析C4H8Br2是烯烴與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成的，生成的二溴丁烷中，兩個(gè)溴原子應(yīng)在相鄰的碳原子上，A不可能。能力提升11根據(jù)圖示內(nèi)容填空：(1)化合物A含有的官能團(tuán)為_。(2)1 mol A與2 mol H2反應(yīng)生成1 mol E，其反應(yīng)方程式為_。(3)與A具有相同官能團(tuán)的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式是_。(4)B在酸性條件下與Br2反應(yīng)得到D，D的碳鏈不含支鏈，其結(jié)構(gòu)簡式是_。(5)F的結(jié)構(gòu)簡式是_。由EF的反應(yīng)類型是_。答案(1)碳碳雙鍵、醛基、羧基(2)OHCCH=CHCOOH2H2HOCH2CH2CH2COOH解析題中給出的已知條件中包含著以下四類信息：反應(yīng)(條件、性質(zhì))信息

16、：A能與銀氨溶液反應(yīng)，表明A分子內(nèi)含有醛基，A能與NaHCO3反應(yīng)，斷定A分子中含有羧基。結(jié)構(gòu)信息：從D物質(zhì)的碳鏈不含支鏈，可知A分子也不含支鏈。數(shù)據(jù)信息：從F分子中C原子數(shù)可推出A是含4個(gè)碳原子的物質(zhì)。隱含信息：從第(2)問題中提示“1 mol A與2 mol H2反應(yīng)生成1 mol E”，可知A分子內(nèi)除了含1個(gè)醛基外還可能含1個(gè)碳碳雙鍵。12對乙酰氨基酚俗稱撲熱息痛(Paracetamol)，具有很強(qiáng)的解熱鎮(zhèn)痛作用，工業(yè)上通過下列方法合成(B1和B2、C1和C2分別互為同分異構(gòu)體，無機(jī)產(chǎn)物已略去)。請按要求填空：(1)上述反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的有_(填序號)。(2)C2分子內(nèi)通過氫鍵又形成

17、了一個(gè)六元環(huán)，用表示硝基、用“”表示氫鍵，畫出C2分子的結(jié)構(gòu)：_。C1只能通過分子間氫鍵締合，沸點(diǎn)：C1>C2，工業(yè)上用水蒸氣蒸餾法將C1和C2分離，則首先被蒸出的成分是_(填“C1”或“C2”)。(3)工業(yè)上設(shè)計(jì)反應(yīng)的目的是_。答案(1)(2)C2(3)保護(hù)酚羥基不被硝酸氧化解析(2)分子間氫鍵使物質(zhì)的沸點(diǎn)升高，所以對C1和C2的混合物進(jìn)行蒸餾時(shí)，沸點(diǎn)較低的C2被蒸出。(3)酚羥基易被硝酸氧化，為了防止酚羥基被氧化，在合成過程中要對酚羥基進(jìn)行保護(hù)。拓展探究13敵草胺是一種除草劑。它的合成路線如下：回答下列問題：(1) 在空氣中久置，A由無色轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣?，其原因是_。(2)C分子中有2個(gè)含氧官能團(tuán)，分別為_和_(填官能團(tuán)名稱)。(3)寫出同時(shí)滿足下列條件的C的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_。能與金屬鈉反應(yīng)放出H2；是萘()的衍生物，且取代基都在同一個(gè)苯環(huán)上；可發(fā)生水解反應(yīng)，其中一種水解產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，另一種水解產(chǎn)物分子中有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫。(4)若C不經(jīng)提純，產(chǎn)物敵草胺中將混有少量副產(chǎn)物E(分子式為：C23H18O3)，E是一種酯。E的結(jié)構(gòu)簡式為_。(5)已知：，寫出以苯酚和乙醇為原料制備的合成路線流程圖