逍遥学能 2013-03-23 11:50
一. 教学内容：有机合成
二. 教学目标
1、认识有机合成对人类生产、生活的重要影响。
2、体会卤代烃在“合成中的桥梁作用”。
3、掌握碳链的增长和引入官能团的关系。
4、知道有机合成的一般程序，掌握有机合成中的逆合成法。
三. 教学重点、难点
1、构建目标分子的合成程序
2、学会引入官能团的途径，即官能团的相互转化
3、有机合成设计的一般程序和
四. 分析
（一）有机合成是指利用简单易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。解答有机合成的关键在于：选择合理而简单的合成路线，熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质及相互衍生关系以及重要官能团的引进和消去等基础知识。
（2）引入卤原子的三种方法：醇（或酚）的取代；烯烃（或炔烃）的加成；烷烃（或苯及苯的同系物）的取代。
（3）引入羟基的四种方法：烯烃与水的加成；卤代烃的水解；酯的水解；醛的还原。
5、官能团的消除
（1）通过加成消除不饱和键
（2）通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基
（3）通过加成或氧化消除醛基
（4）通过消去反应或水解反应可消除卤原子
（二）有机合成路线的推导：
一般有三种方法：一是“直推法”；二是“逆推法”；三是“直推法”和“逆推法”相结合的方法。比较常用的是“逆推法”。
［例1］已知烯烃中双键的邻位氢原子可以被卤原子取代。如：
而在低温或没有光存在的情况下发生加成反应：
试以裂解产物丙烯为原料制取硝化甘油和丙酮酸（CH3COCOOH），写出化学方程式并注明反应类型。
解答：
［例2］有以下一系列反应，最终产物是乙二酸。
试回答下列问题：
（1）C的结构简式是 ，B→C的反应类型是 ，E→F的反应方程式是 。
（2）E与乙二酸发生酯化反应生成环状化合物的化学方程式是：
（3）由B发生水解反应或C发生水化反应均生成化合物G。在乙二酸、水、苯酚、G四种分子中，羟基上氢原子的活泼性由强到弱的顺序是 。
（4）MTBE是一种重要的汽油添加剂，它是1－戊醇的同分异构体，又与G的某种同分异构体互为同系物，且分子中含有四个相同的烃基。则MTBE的结构简式为
，它的同类别同分异构体有 种（包括它本身）
解析：运用逆推法分析：欲合成乙二酸→乙二醛→乙二醇→二卤代烃→烯烃→卤代烃，最后卤代烃可由烷
答案：
（1）CH2＝CH2 消去反应 HO－CH2－CH2－OH＋O2 OHC－CHO＋2H2O
（2）
（3）乙二酸>苯酚>水>G（乙醇）
（4）CH3－O－C（CH3）3 6
［例3］环氧乙烷的工业生产中，经典的氯代乙醇法为
请分析：环氧乙烷的哪条合成路径更符合绿色合成思想？
答案：第二种方法更符合绿色化学理念
［例4］托普利（Captopril）为血管紧张素抑制剂，临床上用于治疗高血压和充血性心力衰竭。文献共报道了10条合成该物质的路线，其中最有价值的是以2-甲基丙烯酸为原料，通过4步反应得到目标化合物。各步反应的产率如下：
请计算一下该合成路线的总产率是多少?
解析：
总产率＝93.0%×81.7%×90.0%×85.6% =58.54%
与旧法比较，新法的优点是 （ ）
A、原料无爆炸危险 B、原料都是无毒物质
C、没有副产物，原料利用率高 D、对设备腐蚀性小
2、2000年诺贝尔化学奖得主因研制出导电聚合物而取得开创性贡献。1974年获奖者之一的白川英树制得具有导电性的膜状聚合物，其结构简式为：
有关此聚合物的错误判断为 （ ）
A、该聚合物的单体是乙烯 B、用加成聚合反应可制得此聚合物
C、添加有关的物质可改变其导电性能 D、该导电性物质可使溴水褪色
3、已知 HCO3－现要将 转变为 ，可行的方法是：（ ）
A、与足量的氢氧化钠溶液共热，再通入足量的CO2气体。
B、与稀硫酸共热后，再加入足量的氢氧化钠溶液
C、加热该物质的溶液，再通入足量的SO2气体
D、与稀硫酸共热后，加入足量的碳酸钠溶液
4、塑料制品废弃物会严重污染环境，常称为“白色污染”。为了治理这种环境，有一条重要途径是将合成高分子化合物重新变成小分子化合物。目前对结构为：
B、与芥子气互为同分异构体且分子含 的硫醚有5种
C、处理芥子气沾染的皮肤可用漂 *** 和氯胺（NH2Cl）溶液擦拭
D、彻底处理被芥子气污染的土壤等可用燃烧的方法
6、乙烯利是目前农业生产中普遍使用的植物生长调节剂，对促进橡胶、蔬菜、水果、棉花等的早熟均具有非常好的效果。乙烯利的工业生产是用乙烯等为原料经下列步骤进行的（其中乙烯转化为氯代乙醇有图示的两种途径）：
请回答下列问题：
（1）有机反应的基本类型有：A、加成反应 B、消去反应 C、取代反应
D、重排反应。其中重排反应是指像：CH2＝CH－OH→CH3－CHO的一类反应，即反应过程只是原子在分子内的结合方式发生重新排列。请指出合成路线中下列反应所属的基本类型（填代号）：③ ，⑥ ，⑦ 。
（2）写出反应方程式：① ⑤
（3）乙烯利的制取过程较好地体现了绿色化学的两个特征：原料的原子利用率高（原料中的原子尽可能多的转化到产品中去）；不向或少向环境中遗留副产物。如上述过程中的有机副产物（写结构简式） 就可以在该合成中重复使用。
7、2005年的诺贝尔化学奖颁给了在烯烃复分解反应研究方面做出突出贡献的3位科学家。烯烃的复分解反应实现了在一定条件下烯烃中碳碳双键两边的基团的换位。如：
又已知：两个醛分子在一定条件下可以发生加成反应：
现仅以丙烯为有机原料，经过如图所示的反应可以分别合成重要的化工原料F和K，以F和K为原料可合成一种链状高分子化合物M，其化学组成为（C12H20O4）n。
回答下列问题：
（1）反应①的反应类型是 ；
（2）反应⑥、⑦中有一反应是与HCl加成，该反应是 （填反应编号），设计这一步反应的目的是 。
（3）物质M的结构简式是 ；
（4）写出下列反应的化学方程式：
反应⑧
反应⑩
8、（05年全国）聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为 ，它是制作软质隐形眼镜的材料。请写出下列有关反应的化学方程式：
（1）由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯
（2）由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯
（3）由乙烯制备乙二醇
9、纤维素是自然界最为丰富的可再生的天然高分子资源。
（1）纤维素可制备用于纺织、造纸等的粘胶纤维［成分是（C6H10O5）m］，生产过程涉及多个化学反应。工艺简图如下：
近来，化学家开发了一种使用NMMO加工纤维素的新方法，产品“LyoceⅡ纤维”成分也是（C6H10O5）m。工艺流程示意图如下：
①“LyoceⅡ纤维”工艺流程中，可充分循环利用的物质是 。
②与“LyoceⅡ纤维”工艺相比，粘胶纤维工艺中会产生含有 （只填非金属元素符号）的废物，并由此增加了生产成本。
③“LyoceⅡ纤维”被誉为“21世纪的绿色纤维”，原因是 。
（2）“LyoceⅡ纤维”工艺流程中的NMMO可按如下路线制备（反应条件均省略）：
其中，化合物I可三聚为最简单的芳香烃，化合物Ⅱ可使溴水褪色。
①化合物I也可聚合为在一定条件下具有导电性的高分子化合物，该高分子化合物的化学式为 。
②化合物Ⅱ与氧气反应的原子利用率达100%，其化学方程式为 。
③关于化合物Ⅲ、Ⅳ的说法正确的是 （填代号）。
A. 都可发生酯化反应 B. Ⅲ可被氧化，Ⅳ不可被氧化
C. 都溶于水 D 高中物理. Ⅲ可与钠反应，Ⅳ不可与钠反应
E. Ⅲ是乙醇的同系物 F. Ⅲ可由卤代烃的取代反应制备
④写出合成最后一步反应的化学方程式 。
10、已知
A为有机合成中间体，在一定条件下发生消去反应，可能得到两种互为同分异构体的产物，其中的一种B可用于制取合成树脂、染料等多种化工产品。A能发生如下图所示的变化。
1、CD 2、A 3、A 4、BC 5、AB
6、（1）③加成反应 ⑥氧化反应 ⑦取代反应
（2）CH2＝CH2＋Cl2→CH2Cl－CH2Cl
（3）CH2Cl－CH2Cl
7、（1）加成反应
（2） ⑥ 保护B（或G）分子中C＝C不被氧化
（3）
（4）HOOCCH2CHClCOOH＋3NaOH→（醇、加热）NaOOCCH
＝CHCOONa＋NaCl＋3H2O
2CH3CH2CH2OH＋HOOCCH＝CHCOOH→CH3CH2CH2OOCCH
＝CHCOOCH2CH2CH3＋2H2O
8、（1）nCH2＝C（CH3）COOCH2CH2OH
nCH2＝C（CH3）COOCH2CH2OH＋HOCH2CH CH2
＝C（CH3）COOCH2CH2OH＋H2O
CH2＝CH2＋Br2→CH2Br－CH2Br CH2Br?DCH2Br＋2OH－→HOCH2CH2OH＋2Br－
9、（1） ①NMMO ② C、S ③“LyoceⅡ纤维”生产工艺中无有毒、有害物质生成 。
（2）①
②③A、C、F
④
10、（1）a、CH3CH2CH2COOH b、CH3CH2COOCH3
（2）羟基、醛基 CH3COCH2COOH
（3）a； b、c
（4）CH3CHOHCH2CHO → CH3CH=CHCHO H2O
（5）（6）