有機合成
教學目標
知識技能：通過復習有機合成，使學生掌握有機物的官能團間的相互轉(zhuǎn)化以及各類有機物的性質(zhì)、反應類型、反應條件、合成路線的選擇或設計。會組合多個化合物的有機化學反應，合成指定結(jié)構(gòu)簡式的產(chǎn)物。
能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學生自學能力、觀察能力、綜合分析能力、邏輯思維能力以及信息的遷移能力。
科學思想：通過精選例題，使學生認識化學與人們的生活是密切相關的，我們可以利用已學的知識，通過各種方法合成人們需要的物質(zhì)，使知識為人類服務，達到對學生滲透熱愛化學、熱愛科學、熱愛學習的教育。
科學品質(zhì)：激發(fā)興趣和科學情感；培養(yǎng)求實、創(chuàng)新、探索的精神與品質(zhì)。
科學方法：通過組織學生討論解題關鍵，對學生進行辯證思維方法的教育，學會抓主要矛盾進行科學的抽象和概括。
重點、難點 學會尋找有機合成題的突破口。學會利用有機物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)尋找合成路線的最佳方式。
教學過程設計
教師活動
【復習引入】上節(jié)課我們主要復習了有機反應的類型，與有機物合成有關的重要反應規(guī)律有哪幾點呢？
【追問】每一規(guī)律的反應機理是什么？
（對學生們的回答評價后，提出問題）
【投影】
①雙鍵斷裂一個的原因是什么？
②哪種類型的醇不能發(fā)生氧化反應而生成醛或酮？
③哪種類型的醉不能發(fā)生消去反應而生成烯烴？
④酯化反應的機理是什么？
⑤什么樣的物質(zhì)可以發(fā)生成環(huán)反應？對學生的回答進行評價或補充。
學生活動
思考、回憶后，回答：共5點。
①雙鍵的加成和加聚；
②醇和鹵代烴的消去反應；
③醇的氧化反應；
④酯的生成和水解及肽鍵的生成和水解；
⑤有機物成環(huán)反應。
討論后，回答。
積極思考，認真討論，踴躍發(fā)言。
答：①雙鍵的鍵能不是單鍵鍵能的兩倍，而是比兩倍略少。因此，只需要較少的能量就能使雙鍵里的一個鍵斷裂。
②跟―OH相連的碳原子與3個碳原子相連的醇一般不能被氧化成醛或酮；
③所在羥基碳原子若沒有相鄰的碳原子（如CH3OH）或相鄰碳原子上沒有氫原子[如（CH3）3CCH2OH]的醇（或鹵代烴）不能發(fā)生消去反應而生成不飽和烴；
④酯化反應的機理是：羧酸脫羥基，醇脫氫。
⑤能發(fā)生有機成環(huán)的物質(zhì)是：二元醇脫水、羥基酸酯化、氨基酸脫水、二元羧酸脫水。
【提問】衡量一個國家的石油化工業(yè)發(fā)展水平的標志是什么？為什么？
回答：常把乙烯的年產(chǎn)量作為衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標志。
原因是：乙烯是有機化工原料，在合成纖維工業(yè)、塑料工業(yè)、橡膠工業(yè)、醫(yī)藥等方面得到廣泛應用。
【評價后引入】今天我們來復習有機物的合成。
【板書】有機合成
【講述】下面讓我們一起做第一道題，請同學們思考有機合成中合成路線的合理設計的關鍵是什么？應從哪些方面入手？
【投影】
例1 用乙炔和適當?shù)臒o機試劑為原料，合成 
。
資料1
資料2
傾聽，明確下一步的方向。
展開討論：
從原料到產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生兩種變化：
①從碳鏈化合物變?yōu)榉辑h(huán)化合物；
②官能團從“―C≡C―”變?yōu)椤皑DBr”。由順推法可知：由乙炔聚合可得苯環(huán)，如果由苯直接溴代，只能得到溴苯，要想直接得到均三溴苯很難。我們只能采取間接溴代的方法，即只有將苯先變?yōu)楸椒踊虮桨�，再溴代方可；而三溴苯酚中的“―OH”難以除去。而根據(jù)資料2可知， 
中的“―NH2”可通過轉(zhuǎn)化為重氮鹽，再進行放氮反應除去。
板演方程式：
【評價】大家分析得很全面，也很正確�，F(xiàn)將可行方案中所涉及到的有關反應方程式按順序?qū)懗�。請兩名同學到黑板來寫，其他同學寫在筆記本上。
【評價】兩名學生書寫正確。
【提問】對比這兩道小題，同學們想一想，設計合成有機物的路線時，主要應從哪里進行思考呢？
分析、對比、歸納出：
①解題的關鍵是找出原料與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)差別是什么，然后在熟知物質(zhì)性能的基礎上尋找解決問題的途徑即合成路線。
②在解題時應考慮引入新的官能團，能否直接引入，間接引入的方法是什么？這些問題的解決就需要我們熟練掌握有機物的特征反應。
【板書】一、有機合成的解題思路
（1）寫出①、②、③步反應的化學方程式，是離子反應的寫離子方程式_________；
（2）B溶于冬青油致使產(chǎn)品不純，用NaHCO3溶液即可除去，簡述原因_________；
（3）在（2）中不能用NaOH也不能用Na2CO3的原因是____。
心想：阿斯匹林熟悉用途，是以什么為原料？怎樣合成的？
認真讀題、審題。
小組討論，得出：
（1）
（2）冬青油中混有少量 
可用小蘇打溶液除去的原因是：
，產(chǎn)物 
可溶于水相而與冬青油分層，便可用分液法分離而除雜。
（3）在（2）中不能用NaOH、Na2CO3的原因是酚羥基可與其發(fā)生反應，而使冬青油變質(zhì)。
【評價】同學們分析合理，答案正確。
【提問】1mol阿斯匹林最多可和幾摩氫氧化鈉發(fā)生反應呢？
究竟哪一個是正確答案呢？
答案：甲：2mol；
乙：3mol。
結(jié)果：乙是正確的。
【講述】阿斯匹林是一個“古老”的解熱鎮(zhèn)痛藥物，而緩釋長效阿斯匹林又使阿斯匹林煥發(fā)了青春，請大家思考下題。
【投影】
例3 近年，科學家通過乙二醇的橋梁作用把阿斯匹林連接在高聚物上，制成緩釋長效阿斯匹林，用于關節(jié)炎和冠心病的輔助治療，緩釋長效阿斯匹林的結(jié)構(gòu)簡式如下：
試填寫以下空白：
（1）高分子載體結(jié)構(gòu)簡式為_________。
（2）阿斯匹林連接在高分子載體上的有機反應類型是_______。
（3）緩釋長效阿斯匹林在腸胃中變?yōu)榘⑺蛊チ值幕瘜W方程式是_______。
事物是在不斷地發(fā)展的……
分析：本題的關鍵詞語是“通過乙二醇的橋梁作用把阿斯匹林連接在高聚物上”。緩釋長效阿斯匹林可分為三部分：①高分子載體；②阿斯匹林；③作為橋梁作用的乙二醇。
在腸胃中變?yōu)榘⑺蛊チ值姆磻�，則屬于水解反應，從而找到正確的解題思路。
答：（1） 
（2）酯化反應（或取代反應）
（3）
【引導】根據(jù)大家的分析，解決上題的關鍵是要找出題給信息中的關鍵詞句。那么，我們將怎樣尋找解題的“突破口”呢？
【投影】
例4 有一種廣泛用于汽車、家電產(chǎn)品上的高分子涂料，是按下列流程生產(chǎn)的。圖中的M（C3H4O）和A都可以發(fā)生銀鏡反應，N和M的分子中碳原子數(shù)相等，A的烴基上一氯取代位置有三種。
【板書】二、有機合成的突破口（題眼）
試寫出：（1）物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式：A____；M_____。物質(zhì)A的同類別的同分異構(gòu)體為_______。
（2）N+B→D的化學方程式_______.
（3）反應類型：X_____；Y_________。
【組織討論】請分析解題思路并求解。
思考新問題。
讀題、審題、析題、解題。
討論：
①本題的題眼是什么？
②為什么這樣確定？
③怎樣推斷A的結(jié)構(gòu)？
代表發(fā)言：①解本題的“突破口”即“題眼”是M的結(jié)構(gòu)簡式。
②因為本題中對M的信息量最豐富，M可以發(fā)生銀鏡反應，一定有醛基，M的結(jié)構(gòu)式除―CHO外，殘留部分是C2H3―，而C2H3―只能是乙烯基，則M的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CH―CHO。
③M經(jīng)氧化后可生成丙烯酸CH2=CH―COOH，由反應條件和D的分子式組成可以推斷D是B和N的酯化反應的產(chǎn)物，所以B+C3H4O2→C7H12O2→H2O。根據(jù)質(zhì)量守恒原理，B的分子式為C4H10O，是丁醇，A為丁醛。根據(jù)A的烴基上一氯取代物有3種，則A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CHO，它的同類物質(zhì)的同分異構(gòu)體為：
CH3CH（CH3）CHO。
答案：
（1）A：CH3CH2CH2CHO
M：CH2=CH―CHO
（2）CH3CH2CH2OH+CH2=CHCOOH
CH2=CHCOOCH2CH2CH3+H2O
（3）X：加成反應 Y：加聚反應
【評價、總結(jié)】找解題的“突破口”的一般方法是：
【板書】①信息量最大的點；
②最特殊的點；
③特殊的分子式；
④假設法。
歸納：①找已知條件最多的地方，信息量最大的；②尋找最特殊的――特殊物質(zhì)、特殊的反應、特殊顏色等等；③特殊的分子式，這種分子式只能有一種結(jié)構(gòu)；④如果不能直接推斷某物質(zhì)，可以假設幾種可能，認真小心去論證，看是否完全符合題意。
【反饋練習】
【投影】
例5 化合物C和E都是醫(yī)用功能高分子材料，且組成中元素質(zhì)量分數(shù)相同，均可由化合物A（C4H8O3）制得，如下圖所示。B和D互為同分異構(gòu)體。
試寫出：化學方程式
A→D_____，B→C____。
反應類型：A→B____，B→C____，A→E____，E的結(jié)
構(gòu)簡式____。
A的同分異構(gòu)體（同類別有支鏈）的結(jié)構(gòu)簡式：____及____。
【組織討論】請分析解題思路并求解。
思路1 以A為突破口，因其信息量大。
A具有酸性，有―COOH。
A→B（C4H8O3→C4H6O2）， A物質(zhì)發(fā)生脫水反應，又由于B可使溴水褪色，因而B中含有C=C，屬消去反應，則A中應具有―OH。
A→D的反應是由A中―COOH與―OH發(fā)生酯化反應，生成環(huán)狀酯D，由于D為五原子環(huán)狀結(jié)構(gòu)，
A的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH2CHCOOH， 
A→E的反應為縮聚反應。
答案：A→D：
B→C：
A→B：消去反應，B→C：加聚反應，
A→E：縮聚反應。
E的結(jié)構(gòu)簡式： 
A的同分異構(gòu)體：
大家知道，藥補不如食補。乳酸的營養(yǎng)價值較高，易被入吸收。乳酸的結(jié)構(gòu)是怎樣的？在工業(yè)上，是怎樣形成的呢？
【投影】
例6 酸牛奶中含有乳酸，其結(jié)構(gòu)為：
它可由乙烯來合成，方法如下：
（1）乳酸自身在不同條件下可形成不同的醇，其酯的式量由小到大的結(jié)構(gòu)簡式依次為：____、____、____。（2）寫出下列轉(zhuǎn)化的化學方程式：A的生成____。CH3CHO的生成____，C的生成____。（3）A→B的反應類型為____。
【設問】本題的難點是什么？
哪位同學知道呢？
【評價或補充】
請三名同學到黑板上板演答案。
認真審題，尋找本題的突破口，討論解題思路。
答：C的形成。
學生甲上臺講。
利用這些反應，按以下步驟可以從某烴A合成一種染料中間體DSD酸。
請寫出A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡式�！練w納】根據(jù)大家在討論中出現(xiàn)各種誤區(qū)，請大家總結(jié)一下，在選擇合成途徑時應注意哪些問題呢？
認真審題，積極思考，小組討論。匯報結(jié)果。
誤區(qū)：①誤認為只有苯與硝酸反應生成硝基苯，而甲苯與硝酸只能生成三硝基甲苯。②不能由DSD酸的結(jié)構(gòu)確定硝基與磺酸基為間位關系。③忽視苯胺具有還原性，NaClO具有氧化性，選擇錯誤的合成途徑。
正確答案：
分組討論，共同得出以下結(jié)論：
①每一步的反應都要符合反應規(guī)律或信息提示，不能杜撰；②確定反應中官能團及它們互相位置的變化；③確定反應先后順序時注意能否發(fā)生其它反應如酯在NaOH溶液中水解時，是否有苯酚生成，把C=C氧化時是否有―CHO存在，使用氧化劑時是否存在還原性基團如―NH2等；④反應條件的正確選擇；⑤題中所給予的信息往往起到承上啟下的關鍵作用，一定要認真分析，信息與反應物、生成物、中間產(chǎn)物的關系，從中得到啟示。
①
②
③
④
⑤
【講解】大家總結(jié)了有機合成中應注意的問題在有機合成中應遵循以下4個原則。
【板書】四、有機合成遵循的原則
【板書】三、有機合成題應注意的事項：
1．所選擇的每個反應的副產(chǎn)物盡可能少，所要得到的主產(chǎn)物的產(chǎn)率盡可能高且易于分離，避免采用副產(chǎn)物多的反應。
2．發(fā)生反應的條件要適宜，反應的安全系數(shù)要高，反應步驟盡可能少而簡單。
3．要按一定的反應順序和規(guī)律引入官能團，不能臆造不存在的反應事實，必要時應采取一定的措施保護已引入的官能團。
4．所選用的合成原料要易得，經(jīng)濟。
【課堂小結(jié)】
1．有關有機合成的復習，我們共同學習了幾個方面？
2．有機合成題的解題技巧是什么呢？
一人答，大家評判。
答：……
答：①綜合運用有機反應中官能團的衍變規(guī)律解題。
②充分利用題給的信息解題。
③掌握正確的思維方法。
有時則要綜合運用順推或逆推的方法導出最佳的合成路線。
【布置作業(yè)】完成課外練習。
精選題
一、選擇題
1．化合物的 
中的―OH被鹵原子取代所得的化合物稱為酰鹵，下列化合物中可以看作酰鹵的是 （ ）
A．HCOF B．CCl4
C．COCl2 D．CH2ClCOOH
2．合成結(jié)構(gòu)簡式為 
的高聚物，其單體應是 （ ）
①苯乙烯 ②丁烯 ③丁二烯 ④丙炔 ⑤苯丙烯
A．①、② B．④、⑤
C．③、⑤ D．①、③
3．自藜蘆醇 
廣范存在于食物（例如桑椹、花生，尤其是葡萄）中，它可能具有抗癌性。能夠跟1mol該化合物起反應的Br2或H2的最大用量分別是 （ ）
A．1mol，1mol
B．3.5mol，7mol
C．3.5mol，6mol
D．6mol，7mol
4．A、B、C、D都是含碳、氫、氧的單官能團化合物，A水解得B和C，B氧化可以得到C或D，D氧化也得到C。若M（X）表示X的摩爾質(zhì)量，則下式中正確的是 （ ）
A．M（A）=M（B）+M（C）
B．ZM（D）=M（B）+M（C）
C．M（B）＜M（D）＜M（C）
D．M（D）＜M（B）＜M（C）
二、非選擇題
5．提示：通常，溴代烴既可以水解生成醇，也可以消去溴化氫生成不飽和烴。如：
請觀察下列化合物A～H的轉(zhuǎn)換反應的關系圖（圖中副產(chǎn)品均未寫出）并填寫空白：
（1）寫出圖中化合物C、G、H的結(jié)構(gòu)簡式。
C____；G____；H____。
（2）屬于取代反應的有（填寫代號，錯答要倒扣分）____。
6．有機物E和F可用作塑料增塑劑或涂料中的溶劑，它們的分子量相等，可用以下方法合成：
請寫出：有機物的名稱：A____，B____�；瘜W方程式：A+D→E______，B+G→F____。X反應的類型及條件：類型____，條件____。
E和F的相互關系屬____（多選扣分）。
①同系物 ②同分異構(gòu)體 ③同一種物質(zhì) ④同一類物質(zhì)
7．乙酰水楊酸（ 
）俗稱阿司匹林，1982年科學家將其連接在高分子載體上，使之在人體內(nèi)持續(xù)水解釋放出乙酰水楊酸，稱為長效阿司匹林，它的一種結(jié)構(gòu)是：
（1）將乙酰水楊酸溶于適量NaOH溶液中并煮沸，然后滴入鹽酸至呈酸性，析出白色晶體
A，將A溶于FeCl3溶液，溶液呈紫色。
①白色晶體A的結(jié)構(gòu)簡式為______。
②A的同分異構(gòu)體中，屬于酚類，同時還屬于酯類的化合物有______。
③A的同分異構(gòu)體中，屬于酚類，但不屬于酯類或羧酸類的化合物必定含有___________基。
（2）長效阿司匹林水解后可生成三種有機物，乙酰水楊酸、醇類有機物和一種高聚物。該醇的結(jié)構(gòu)簡式為______，該高聚物的單體的結(jié)構(gòu)簡式為______。
答 案
一、選擇題
1．A、C 2．D 3．D 4．D
二、非選擇題
5．（1）C：C6H5―CH=CH2 G：C6H5―C≡CH
（2）①、③、⑥、⑧
6．A：對苯二甲醇 B：對苯二甲酸
X：取代，光，②、④
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