2019-2020年高中化学 专题4 第3单元 第3课时 重要有机物之间的相互转化课件 苏教版选修5

专题4烃的衍生物第三单元醛羧酸第3课时重要有机物之间的相互转化目标与素养：1.复习归纳烃及烃的衍生物的重要性质，理解有机物相互转化的方法。(宏观辨识与微观探析)2.掌握有机物转化与合成路线设计的一般思路，知道有机物转化的实质是官能团的转化。(宏观辨识与微观探析)自主预习探新知一、常见有机物之间的转化以溴乙烷为例写出上述有机物转化的化学方程式①；②；③；④；⑤；⑥；CH3CH2Br＋NaOH――→水△CH3CH2OH＋NaBrCH3CH2Br＋NaOH――→乙醇△CH2===CH2↑＋NaBr＋H2OCH2===CH2＋HBr―→CH3—CH2BrCH2===CH2＋H2O―→CH3—CH2OHCH3—CH2—OH＋HBr――→△CH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH――→浓硫酸170℃CH2===CH2↑＋H2O⑦；⑧___________________________________________；⑨___________________________________________；⑩；⑪。2CH3CH2OH＋O2――→催化剂△2CH3CHO＋2H2OCH3COOH＋CH3CH2OH――→浓硫酸△CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOCH2CH3＋H2O――→稀硫酸△CH3COOH＋CH3CH2OH二、有机合成1．官能团的引入或转化方法(1)引入碳碳双键的方法①________________；②________________；③________________。(2)引入卤素原子的方法①________________；②________________；③________________。(3)引入羟基的方法①________________；②________________；③________________；④________________。[答案](1)①卤代烃的消去②醇的消去③炔烃的不完全加成(2)①醇(酚)的取代②烯烃(炔烃)的加成③烷烃、苯及苯的同系物的取代(3)①烯烃与水的加成②卤代烃的水解③酯的水解④醛的还原2．表达方式：合成路线图A――→反应物反应条件B――→反应物反应条件C……―→D。3．合成方法(1)识别有机物的类别，含何种官能团，它与哪些知识信息有关。(2)据现有原料、信息及反应规律，尽可能合理地把目标分子分成若干片断，或寻求官能团的引入、转换、保护方法或设法将各片断拼接衍变。(3)正逆推相结合，综合比较选择最佳方案。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)利用消去反应可在有机物中引入卤素原子。()(2)利用加成反应可以增长碳链。()(3)乙烯合成乙二醇的路线为CH2===CH2――→Br2。()(4)从已知原料分子开始，找出可直接合成的所需中间产物，依次类推，逐步推向合成目标产物的方法是逆向合成法。()[答案](1)×(2)√(3)√(4)×C[合成苯酚要将苯卤代后，再水解才能制得。]2．用苯作原料，不能经一步化学反应制得的是()A．硝基苯B．环己烷C．苯酚D．苯磺酸3．写出以CH2ClCH2CH2CH2OH为原料制备的各步反应方程式(必要的无机试剂自选)。[解析]本题考查“逆合成分析法”，突破口在于最终产物是一种环酯，应通过酯化反应生成，故其上一步中间产物是HO—CH2—CH2—CH2—COOH。分析比较给出的原料与所要制备的产品的结构特点可知：原料为卤代醇，产品为同碳原子数的环内酯，因此可以用醇羟基氧化成羧基，卤原子再水解成为—OH，最后再酯化。但氧化和水解顺序不能颠倒，因为先水解后无法控制只氧化一个—OH。[答案]2CH2ClCH2CH2CH2OH＋O2――→催化剂△2CH2ClCH2CH2CHO＋2H2O；2CH2ClCH2CH2CHO＋O2――→催化剂△2CH2ClCH2CH2COOH；CH2ClCH2CH2COOH＋2NaOH――→H2OHOCH2CH2CH2COONa＋NaCl＋H2O；核心突破攻重难1.卤原子的引入方法(1)烃与卤素单质的取代反应。例如：CH3CH3＋Cl2――→光照HCl＋CH3CH2Cl(还有其他的氯代烃)；(还有其他的卤代苯甲烷)；CH2===CH—CH3＋Cl2――→500～600℃CH2===CH—CH2Cl＋HCl。官能团引入的常用方法(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应。例如：；CH2===CHCH3＋Br2―→CH2Br—CHBrCH3；CH2===CHCH3＋HBr―→CH3—CHBrCH3；CH≡CH＋HCl――→催化剂△CH2===CHCl。(3)醇与氢卤酸的取代反应。例如：R—OH＋HX――→△R—X＋H2O。2．羟基的引入方法(1)醇羟基的引入方法①烯烃水化生成醇。例如：CH2===CH2＋H2O――→H2SO4或H3PO4加热、加压CH3CH2—OH；②卤代烃在强碱性溶液中水解生成醇。例如：CH3CH2—Br＋NaOH――→水△CH3CH2—OH＋NaBr；③醛或酮与氢气加成生成醇。例如：④酯水解生成醇。例如：CH3COOCH2CH3＋H2OH＋加热、加压CH3COOH＋CH3CH2OH。(2)酚羟基的引入方法3．双键的引入方法(1)的引入方法①醇的消去反应引入。例如：CH3CH2OH――→浓硫酸170℃CH2===CH2↑＋H2O；②卤代烃的消去反应引入。例如：CH3CH2Br＋NaOH――→醇△CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O；③炔烃与氢气、卤化氢、卤素单质加成(限制物质的量)可得到。例如：CH≡CH＋HCl――→催化剂△CH2===CHCl。(2)的引入方法醇的催化氧化。例如：4．羧基的引入方法(1)醛被弱氧化剂氧化成酸。例如：CH3CHO＋2Cu(OH)2――→△CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O。(2)醛被氧气氧化成酸。例如：2CH3CHO＋O2――→催化剂△2CH3COOH。(3)酯在酸性条件下水解。例如：CH3COOCH2CH3＋H2OH＋△CH3COOH＋CH3CH2OH。(4)含侧链的芳香烃被强氧化剂氧化。例如：。5．有机物官能团的转化(1)利用官能团的衍生关系进行官能团种类转化。例如：。(2)通过消去、加成(控制条件)、水解反应增加或减少官能团的数目。例如：①CH3CH2Br―→CH2===CH2―→CH2BrCH2Br；②CH3CH2OH―→CH2===CH2―→CH2ClCH2Cl―→HOCH2CH2OH；③CH3CHO―→CH3CH2OH―→CH2===CH2―→CH2BrCH2Br―→。(3)通过消去、加成(控制条件)改变官能团的位置。例如：①CH3CH2CH2Br――→NaOH醇/△消去CH3CH===CH2――→HBr加成；②CH3CH2CH2OH――→浓H2SO4/△消去CH3CH===CH2――→H2O加成。1．端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应，称为Glaser反应。2R—C≡C—H――→催化剂R—C≡C—C≡C—R＋H2该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线：回答下列问题。(1)B的结构简式为________，D的化学名称为________________。(2)①和③的反应类型分别为________、________。(3)E的结构简式为________________。用1molE合成1，4­二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气________mol。(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物，该聚合反应的化学方程式为________________________。(5)写出以2­苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线：_______________。[解析](1)观察合成路线可知，A为含有苯环的化合物，结合从A到B的过程可知，A是苯，B是乙苯。D的化学名称是苯乙炔。(2)①相当于苯环上的一个氢原子被乙基取代，所以是取代反应，③是卤代烃的消去反应。(3)根据题述信息可知，E是两分子的苯乙炔发生偶联反应的产物，反应同时生成H2。用1mol合成，理论上需要消耗氢气4mol。(4)结合题述信息可写出聚合反应的化学方程式。(5)首先使2­苯基乙醇发生消去反应引入碳碳双键，再与卤素单质发生加成反应生成卤代烃，最后由卤代烃发生消去反应即可引入碳碳叁键。[答案](1)苯乙炔(2)取代反应消去反应(3)41．合成路线选择的原则(1)原料的选择①原料要廉价、易得、低毒、低污染。②原料一般含有目标产品的某个“子结构”(或可转化为某个“子结构”)。有机合成路线的选择(2)路线的选择①尽量选择步骤最少的合成路线。步骤越少，最后产率越高。②合成路线要符合“绿色、环保”的要求。要最大限度地利用原料分子中的每个原子，尽量达到零排放。(3)条件的选择要求操作简单、条件温和、能耗低，易于实现。2．合成路线选择的实例(1)一元合成路线：R—CH===CH2――→HX卤代烃――→NaOH水溶液△一元醇――→[O]一元醛――→[O]一元羧酸―→酯。(2)二元合成路线：CH2===CH2――→X2CH2X—CH2X――→NaOH水溶液△CH2OH—CH2OH――→[O]CHO—CHO――→[O]HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯。(3)芳香化合物合成路线3．有机合成中常见官能团的保护(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应，把—OH变为—ONa(或—OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。(2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。(3)氨基(—NH2)的保护：如对硝基甲苯――→合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。在进行有机合成时，往往需要在有机物分子中引入多个官能团，但有时在引入某一个官能团时容易对其他官能团造成破坏，导致不能实现目标化合物的合成。因此，在制备过程中要把分子中的某些官能团通过恰当的方法保护起来，在适当的时候再将其转变回来，从而达到有机合成的目的。【典例】以为原料，并以Br2等试剂制取，写出合成路线。已知：中的醇羟基不能被氧化。合成路线示例：甲―→乙―→丙……[解析]对照起始反应物与目标产物分析可知，需要在原料分子中引入—COOH，而碳骨架没有变化，可逆推需要先制得醛，依次需要：醇、卤代烃。在原料分子中引入卤原子可以利用加成反应来完成。[答案]设计合成方法如下：有机合成的分析方法(1)正向合成分析法(即顺推法)设计思路：基础原料―→中间体―→中间体―→目标有机物。采用正向思维方法，从已知原料分子开始，找出可直接合成所需的中间产物，并同样找出它的下一步产物，依次类推，逐步推向合成目标产物。(2)逆向合成分析法(即逆推法)设计思路：目标有机物―→中间体―→中间体―→基础原料。2．请写出以苯乙烯和乙烯为原料，合成的流程，无机试剂任选，注明反应条件。合成路线示例：A――→反应物反应条件B――→反应物反应条件已知：苯乙烯和甲苯与酸性KMnO4溶液反应产物相同。[解析]以苯乙烯和乙烯为原料，合成，先要将苯乙烯氧化成苯甲酸，再将乙烯转化成乙二醇，可以通过加成、碱性水解实现，再酯化得到，所以合成路线为[答案]当堂达标提素养C[—CHO与H2的加成(还原)反应引入了—OH，卤代烃水解也可引入—OH，而消去反应可在有机分子中引入不饱和键，但不会引入—OH。]1．不能在有机物分子中引入羟基的反应是()A．还原反应B．水解反应C．消去反应D．加成反应2．已知醇在一定条件下经分子间脱水可以生成醚，以乙醇、浓硫酸、溴水、氢氧化钠的水溶液为主要原料合成。最佳合成路线中依次涉及的反应类型是()①氧化②还原③取代④加成⑤消去⑥中和⑦水解⑧酯化⑨加聚A．⑤④⑥⑧B．⑤④⑦③C．②⑤④⑧D．②④⑥⑧B[合成的最佳路线：3．有下