资源简介

第三单元　有机合成设计
1. 了解有机反应类型和有机化合物组成结构特点的关系。
2. 了解常见官能团的结构和特征反应，能举例说明有机物中基团之间的相互影响。
3. 认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化，能从官能团入手揭示一定条件下有机物之间的相互转化关系。
4. 了解设计有机合成路线的一般方法，能运用逆合成分析法设计简单的有机合成路线。
1. 在浓硝酸、浓硫酸条件下，苯、甲苯发生硝化反应生成一取代产物的温度分别是60 ℃、30 ℃。在100 ℃时，苯、甲苯硝化反应的产物分别是间二硝基苯和2，4，6三硝基甲苯。你能解释原因吗？举例说明甲基受到苯环的影响。
2. 学习教材第127页“观察思考”的内容，回答相关问题。
(1) NaOH溶液中加入少量无水乙醇与NaOH溶液中加入少量苯酚，混合均匀后溶液的pH变化是否相同？为什么？从分子结构上进行分析。
(2) 比较苯和苯酚的溴代反应，填写下表。
苯 苯酚
反应物
反应条件
被取代的氢原子数
反应速率
你能对上述事实作出解释吗？请阐述你的观点，并通过适当的方式与同学交流。
(3) 由上述讨论可以归纳出什么结论？阅读教材，讨论研究有机化学反应时，要同时关注哪些因素的影响？举例说明。
(4) 阅读教材第128页“批判性思维”的内容，对卤代烃而言，卤素原子直接相连的碳上氢越多的越容易发生取代反应，反之，容易发生消去反应。讨论CH3CH2CH2CH2Br与(CH3)3CBr，在其他条件相同的前提下，哪个易取代，哪个易消去。卤代烃的取代、消去反应与溶液的碱性强弱有什么关系？
(5) 思考：C2H5ONa和(CH3CH2)3CBr反应会生成什么产物？
1. 请在图中所列有机化合物之间加上箭头以表示它们之间的转化关系：
熟悉各物质间转化反应的化学方程式和反应条件，下面列出了一些反应条件，讨论各对应哪些反应。
(1) 浓硫酸：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2) 稀酸催化或作反应物：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) NaOH/水：　　　　　　　　。
(4) NaOH/醇：　　　　　　　　。
(5) H2，Ni：　　　　　　　　。
(6) O2，Cu或Ag，△：　　　　　　　　。
(7) Br2/FeBr3：　　　　　　　　　　　　。
(8) Cl2、光照：　　　　　　　　　　　　。
(9) NaHCO3：　　　　　　　　　　　　。
2. 请根据以上转化尝试归纳出在有机化合物分子中引入常见官能团的方法（用化学方程式举例）。
(1) 引入碳碳双键的反应有哪些？
(2) 引入卤原子的反应有哪些？
(3) 举例说明哪些反应可引入羟基？
1. 从活动二第1题的图中找出官能团的种类变化。
2. 举例说明如何使溴乙烷转化为1，2-二溴乙烷，进而转化为乙二醇？
3. 有机化合物之间的转化，实质就是在一定条件下官能团发生的变化。阅读教材，讨论医药工业合成“扑热息痛”（对乙醇氨基酚）的过程。
医药工业合成“扑热息痛”的过程
结合上图，如何由苯等物质制备扑热息痛？画出合成流程图。
1. 阅读第129页“方法导引”的内容，了解有机合成的任务与过程。
有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。其基本过程为利用简单的试剂作为基础材料，通过有机反应连上一个官能团或一段碳链，得到一个中间产物；在此基础上利用中间产物上的官能团，进行第二步反应，合成出第二个中间产物。以此类推，经过多步反应，合成目标化合物。领悟有机合成过程示意图。
2. 阅读教材，了解逆合成分析法。逆合成分析可用如下的图示表示：
逆合成分析法是将目标化合物倒退一步，寻找上一步反应的中间原料，即前体，依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。
(1) 逆合成分析法的基本思路是什么？
(2) 在逆合成分析法中，最关键的一步是什么？
(3) 阅读教材，切断化学键的位置时有哪些常用的规律？
3. 确定合成路线中的各步反应时要注意哪些问题？
4. 在进行有机化合物的转化研究时，为什么希望将所有的原料都转化成产物？
5. 阅读教材第132页“拓展视野”的内容，了解有机合成反应的“原子经济性”。理想的“原子经济性”是指什么？哪些反应类型符合“原子经济性”？
1. （徐州期中联考）有机化合物分子中基团之间的相互影响会导致化学性质的不同。下列事实中不能说明上述观点的是(　　)
A. 苯能发生加成反应，环己烷不能发生加成反应
B. 苯酚能与NaOH溶液反应，乙醇不能与NaOH溶液反应
C. 乙苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 苯酚与溴水常温下可以反应，而苯与溴水常温下不能反应
2. （泰州兴化中学检测）甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体，早在几十年前就成功合成，现在又有新的合成方法。两种方法相比，新方法的优点是(　　)
旧方法：(CH3)2C===O＋HCN―→(CH3)2C(OH)CN
(CH3)2C(OH)CN＋CH3OH＋H2SO4―→NH4HSO4＋CH2===C(CH3)COOCH3
新方法：CH3C≡CH＋CO＋CH3OH―→CH2===C(CH3)COOCH3
A. 原料无爆炸危险 B. 没有副产物，原料利用率高
C. 原料都是无毒物质 D. 生产过程对设备没有任何腐蚀性
3. （南京期末）某同学设计的由乙醇合成乙二醇的路线如图。下列说法正确的是(　　)
乙醇XY乙二醇
A. X可以发生加成反应
B. 步骤①的反应类型是水解反应
C. 步骤②需要在氢氧化钠醇溶液中反应
D. 等物质的量的乙醇、X完全燃烧，消耗氧气的量不相同
4. （泰州靖江一中检测）聚氯乙烯是制作装修材料的最常用原料。失火时，聚氯乙烯在不同的温度下发生一系列复杂的化学变化，产生大量有害物质，其过程大体如下。下列说法不正确的是(　　)
A. 聚氯乙烯的单体可由乙烯与HCl加成而得
B. 上述反应中①属于消去反应，④属于氧化（脱氢）反应
C. 火灾中由聚氯乙烯产生的有害物质中含HCl、CO、等
D. 在火灾现场，可以用湿毛巾捂住口鼻，并弯下腰尽快离开现场
5. 有机化合物中基团之间的相互影响会导致化学键的极性发生改变，从而影响物质的性质。下列事实与此无关的是(　　)
A. 乙醛能与H2加成而乙酸不能
B. 2 甲基 1 丙醇能发生消去反应而2，2 二甲基 1 丙醇不能
C. 甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色而乙烷不能
D. 苯酚的羟基在水溶液中能够发生部分电离而乙醇不能
6. （南通启东中学阶段测试）是一种有机醚，可由链烃A（分子式为C4H6）通过如图路线制得。下列说法正确的是(　　)
A. A的结构简式是CH2===CHCH2CH3
B. B中含有的官能团只有碳溴键
C. C在Cu或Ag作催化剂、加热条件下能被O2氧化为醛
D. ①②③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应
7. 现有下列几种反应类型：①消去；②加聚；③水解；④加成；⑤还原；⑥氧化。用丙醛制取1，2丙二醇，按正确的合成路线依次发生的反应所属类型应是(　　)
A. ⑤①④③ B. ⑥④③① C. ①②③⑤ D. ⑤③④①
8. （镇江一中检测）以为基本原料合成，下列合成路线最合理的是(　　)
A.
B.
C.
D.
9. 1，4 环己二醇(OHOH)是生产某些液晶材料和药物的原料，现以环己烷（）为基础原料，合成1，4 环己二醇的路线如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A. 合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应
B. 反应(5)生成的产物只有1种
C. 反应(2)和反应(7)的反应条件不相同
D. 有机物N和Y可能为同分异构体
10. 工业合成环丁基甲酸的流程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. a、b、c属于烃的衍生物，都能发生水解反应
B. a→b的反应类型为取代反应
C. c分子中所有碳原子可能共面
D. b的一氯代物有5种（不考虑立体异构）
11. 有A、B、C、D、E、F六种有机化合物，存在如图所示转化关系，每种物质分子中均只含1个官能团。
已知：A是相对分子质量为28的烃。在加热条件下，B可与NaOH溶液反应，向反应后所得混合液中加入过量的稀硝酸，再加入AgNO3溶液，生成浅黄色沉淀。
(1) 由A生成B的反应类型为　　　　。
(2) B与NaOH溶液反应的化学方程式为_______________________________。
(3) D的结构简式为　　　　　　。
(4) 下列物质与E互为同分异构体的是　　　　（填字母，下同）。
a. CH3CHO　　　　　b. HCOOCH3　　　　　c. CH3OCH3
(5) C、D、E、F五种物质中，难溶于水的是　　　　。
(6) 反应⑨的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
12. （盐城响水中学学情分析）某芳香烃A有如下转化关系。按要求填空。
(1) 写出反应②⑤的反应条件：②　　　　　　　　，⑤　　　　　　　　。
(2) 写出A和F结构简式：A　　　　　　　　，F　　　　　　　　。
(3) 写出反应③对应的化学方程式：___________________________________。
(4) 属于取代反应的有　　　　（填序号）。
(5) 根据已学知识和获取的信息，以CH3COOH、为原料合成重要的化工产品（乙醇和其他无机试剂任选）。
合成路线流程图示例：CH3CH2OHH2C===CH2。
第三单元　有机合成设计
【活动方案】
活动一
1. 苯环受到甲基的影响，更容易发生取代反应。乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，即甲基受到苯环的影响，使甲基更易被氧化。
2. (1) 加入少量乙醇，pH无明显变化，加入苯酚，pH降低明显，说明苯酚显酸性。因为苯酚中含苯基，对羟基性质产生影响，使其更易电离出氢离子，表现酸性。　(2) 苯、液溴　苯酚、浓溴水　FeBr3　无　1　3　慢　快　羟基影响了与其相连的苯基上的氢原子，使其邻、对位的氢原子更活泼，更容易被其他原子或原子团取代。　(3) 有机化合物分子中基团之间是相互影响和相互制约的，基团之间的相互作用会影响物质的性质，以及有机反应的速率。除基团的影响外，有机反应所用的溶剂及其他反应条件也会影响反应的速率和反应产物。如乙醇在浓硫酸催化作用下，加热到140 ℃时主要发生分子间脱水生成乙醚，而加热到170 ℃时主要发生分子内脱水生成乙烯；氯代烃水解和消去反应也与溶剂有关。因此，我们在研究有机化学反应时，要同时关注反应物结构和反应条件的影响。　(4) CH3CH2CH2CH2Br容易发生取代反应，(CH3)3CBr容易发生消去反应。对卤代烃，进攻试剂碱性越强，越容易发生消去反应，反之，容易发生取代反应。所以，在利用这些反应合成物质时，要根据需求合理地选择条件。 (5) (CH3CH2)2C===CH—CH3
活动二
1.
(1) 酸与醇的酯化反应、醇的消去反应、醇分子间脱水、苯环的硝化反应、纤维素水解　(2) 酯的水解、淀粉水解、羧酸盐（或苯酚钠）的酸化　(3) 卤代烃的水解　(4) 卤代烃的消去　(5) 加成（还原）反应　(6) 醇的催化氧化　(7) 含苯基的物质发生在苯环部位的取代反应　(8) 发生在烷基部位的取代反应　(9) 与羧酸发生复分解反应
2. (1) CH3CH2Cl＋NaOHCH2===CH2↑＋NaCl＋H2O　卤代烃的消去
CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O　醇的消去
CH≡CH＋H2CH2===CH2　炔烃的不完全加成
(2) CH2===CH2＋HClCH3CH2Cl 烯烃的加成
CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl　烃的取代
＋Br2＋HBr　苯的取代
CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O 醇的取代
(3) CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH 烯烃与水的加成
CH3CH2Cl＋NaOHCH3CH2OH＋NaCl 卤代烃的水解
CH3CHO＋H2CH3CH2OH　醛的还原CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOH＋CH3CH2OH　酯的水解
活动三
1. CH3CH2—BrCH3CH2—OH
CH3—CHOCH3—COOH（合理即可）
2. CH3CH2—BrCH2===CH2
CH2Br—CH2BrHOCH2CH2OH
3.
活动四
2. (1) 将目标分子中的化学键切断或转化官能团，推出拟合成目标分子的前体，再根据前体推出最初的原料。　(2) 选择合适的化学键，将其切断，把目标化合物分成小的片段，再通过合适的途径和方式把小片段连接成结构复杂的目标化合物。　(3) 对于结构对称的目标化合物，通常在对称处切断化学键，把目标分子分成对等的两部分；对于含有官能团的目标化合物，通常在官能团处或官能团附近切断化学键；对于含有支链的目标化合物，也可在支链处切断化学键。
3. 确定合成路线中的各步反应时，应尽可能选择反应条件温和、产率高的反应。所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。离子液体是近年来在绿色化学框架下迅速发展起来的反应介质（即溶剂），在石油化工、煤化工和其他有机合成领域应用广泛。
4. 将所有的原料都转化成产物就是提高原料中的原子利用率，可以提高原材料的利用率，减少环境污染，符合绿色有机合成研究的发展方向。
5. 理想的“原子经济性”反应应该是反应物分子中100%的原子都转化到产物中，而没有副产物生成。加成反应就是原子经济性非常好的有机反应，除此之外，重排反应、异构化反应也是原子经济性很好的反应类型。
【课堂反馈】
1. A　苯与环己烷没有相同的基团，由于苯中碳原子未达到饱和状态，环己烷中碳原子已经达到饱和状态，故苯能发生加成反应，环己烷不能发生加成反应，不能说明有机化合物分子中基团之间的相互影响会导致化学性质的不同，A符合题意。
2. B　有可燃气体原料，会有爆炸危险，A不符合题意；反应物全部转化成产物，没有副产物，原料利用率高，是优点，B符合题意；CO和CH3OH是有毒物质，C不符合题意；生产过程中原料对设备均有腐蚀性，但腐蚀能力不同，D不符合题意。
3. A　X为乙烯，可以发生加成反应，A正确；步骤①的反应类型为消去反应，B错误；步骤②需要在氢氧化钠水溶液中反应，C错误；乙醇的分子式为C2H6O，相当于C2H4(H2O)，乙烯的分子式为C2H4，故等物质的量的乙醇和乙烯完全燃烧消耗氧气的量相同，D错误。
4. A　聚氯乙烯的单体可由乙炔与HCl加成而得，不是乙烯，A错误。
5. B　羧基中羟基对羰基产生影响使得乙酸不能与H2加成，A不符合题意；2 甲基 1 丙醇能发生消去反应是因为2号C上有H，2，2 二甲基 1 丙醇不能发生消去反应是因为2号C上没有H，与基团之间的相互影响无关，B符合题意；乙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色，而甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，说明苯环对甲基的影响，使甲苯中甲基易被酸性KMnO4溶液氧化，C不符合题意；苯酚的羟基在水溶液中能够发生部分电离而乙醇不能，说明苯环对羟基的影响使羟基上的氢易电离，D不符合题意。
6. C　A为CH2===CHCH===CH2，A错误；B中含有的官能团有碳溴键和碳碳双键，B错误；C为HOCH2CH===CHCH2OH，在Cu或Ag作催化剂、加热条件下能被O2氧化为醛，C正确；由上述分析可知，①②③的反应类型分别为加成反应、水解（取代）反应、取代反应，D错误。
7. A　用丙醛制取1，2 丙二醇，先加氢还原为丙醇，在浓硫酸、加热条件下发生消去反应，得丙烯，再与溴加成，制得1，2 二溴丙烷，然后在碱的水溶液条件下水解，得1，2 丙二醇，合成路线依次发生的反应所属类型顺序为⑤①④③，故选A。
8. D　碳碳双键易被氧化，A不符合题意；Y→Z过程中，3个—OH均会被氧化，最后无法恢复碳碳双键，B不符合题意；N→P过程中，2个—OH均会被氧化，最后无法恢复碳碳双键，C不符合题意。
9. B　发生取代反应得到，发生消去反应得到M（），M与卤素单质发生加成反应得到N（，X为卤素原子），N发生消去反应得到，与溴水发生加成反应得到，与氢气发生加成反应得到Y()，Y发生水解反应得到1，4 环己二醇。合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应，A正确；反应(5)有副产物生成，B错误；反应(2)的反应条件为NaOH醇溶液加热，反应(7)的反应条件为NaOH水溶液加热，反应条件不相同，C正确；由分析可知，若M生成N时与溴单质加成，则N和Y为同分异构体，D正确。
10. B　a、b、c均含C、H、O三种元素，属于烃的衍生物，a、b中含有酯基，能发生水解反应，c中含有羧基，不能发生水解反应，A错误；a→b是与BrCH2CH2CH2Cl反应生成，同时生成HBr和HCl，是取代反应，B正确；c分子中与羧基相连的碳原子连有3个饱和碳原子，最多只有3个碳原子共面，C错误；b的一氯代物有4种，如图： （不考虑立体异构），D错误。
11. (1) 加成反应　(2) CH3CH2Br ＋ NaOHCH3CH2OH ＋ NaBr　(3) CH3CHO　(4) b (5) F　(6) 2CH3CHO ＋ O22CH3COOH
12. (1) NaOH水溶液、△　浓硫酸、△
(2) 　
(3) ＋O2＋2H2O　(4) ②⑥
(5)

展开更多......

收起↑