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(共48张PPT)
专题5
药物合成的重要原料
——卤代烃、胺、酰胺
第一单元　卤代烃
1. 探究简单卤代烃的主要化学性质，并能从结构角度进行解释。
2. 了解卤代烃的主要化学性质，知道卤代烃在有机合成中的桥梁作用。
3. 认识卤代烃在生产、生活中的合理应用。
1. 阅读教材，什么是卤代烃？卤代烃的官能团是什么？
【答案】 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物叫做卤代烃，可用通式RX表示。官能团为碳卤键(C—X)。
活动一：认识卤代烃，了解卤代烃的分类
2. 卤代烃的应用非常广泛，回顾所学知识，哪些反应可生成氯代烃？
【答案】 烷烃与氯气发生取代反应，烯烃、炔烃与氯气或氯化氢发生加成反应，醇与氯化氢发生取代反应等都可以生成氯代烃。
3. 参照对醇进行分类的思路，从不同角度对卤代烃进行分类。
【答案】 按照烃基结构不同，可分为卤代烷烃、卤代烯烃及卤代芳香烃等；按照取代卤素原子的不同，可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等；按照取代卤素原子的多少，可分为一卤代烃和多卤代烃等。
大多数卤代烃都具有特殊气味。常温下，卤代烃中除了一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余多为液体或固体。
下表为卤代烃的某些物理性质：
活动二：了解卤代烃的物理性质
卤代烃 一氯甲烷 氯乙烷 1-氯丙烷 1-氯丁烷
沸点/℃ －24.2 12.3 46.6 78.44
是否溶于水 否 否 否 否
1. 讨论互为同系物的一卤代直链烷烃的沸点有什么规律？
【答案】 通常情况下，它们的沸点随碳原子数及卤素的相对原子质量的增加而升高。
2. 卤代烃是否能溶于水？哪些卤代烃常作有机溶剂？
【答案】 卤代烃不溶于水，易溶于乙醚、苯、环己烷等有机溶剂。某些卤代烷烃还是很好的有机溶剂，如二氯甲烷(CH2Cl2)、氯仿(CHCl3)和四氯化碳等。
1. 讨论：为什么一卤代烃可以燃烧，而四氯化碳可用作灭火剂？
【答案】 从元素的化合价分析，一卤代烃中碳元素的化合价较低，具有还原性，可以燃烧；而四氯化碳中碳元素为＋4价，不能被氧气氧化，所以四氯化碳不支持燃烧，可以用于灭火。
活动三：探究卤代烃的化学性质，了解卤代烃在有机合成中的应用
2. 卤代烃分子中存在官能团C—X，C—X在反应中易发生断裂，所以卤代烃的化学性质与烷烃不同。完成教材有关溴丙烷的实验，装置如图所示。
溴丙烷与氢氧化钾反应装置
【实验1】向试管中注入5 mL 1-溴丙烷(或2-溴丙烷)和10 mL饱和氢氧化钾乙醇溶液，均匀加热。讨论并回答下面的问题：
(1) 水有什么作用？实验可观察到什么现象？
【答案】 水可以溶解、除去生成物中的挥发出的乙醇。水中有气泡产生，酸性高锰酸钾溶液颜色变淡或褪色。
(2) 如何判断反应后的溶液中是否含溴离子？
【答案】 取试管中反应后的少量剩余物于另一试管中，再向该试管中加入稀硝酸至溶液呈酸性，滴加硝酸银溶液，若看到浅黄色沉淀生成，可判断反应生成溴离子。
(3) 实验可得出什么结论？
【答案】 反应后的溶液中有溴离子，生成的产物中含不饱和的碳碳键。
(4) 乙醇在反应中的作用是什么？
【答案】 乙醇在反应中作溶剂、催化剂。
(5) 阅读教材，学习消去反应的概念。讨论：1-溴丙烷和2-溴丙烷消去反应产物是否相同？写出它们发生消去反应的化学方程式。
【答案】 有机化合物在一定条件下，从分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等)而生成不饱和化合物(含双键或三键)的反应，叫消去反应。1-溴丙烷和2-溴丙烷消去反应产物相同，化学方程式如下：
(6) 讨论：哪些反应可以引入碳碳双键？是否所有的卤代烃都能发生消去反应？
【答案】 生成碳碳双键的反应有醇消去水，卤代烃消去卤化氢，炔烃发生加成反应。不是所有的卤代烃都能发生消去反应，如一氯甲烷不能发生消去反应，只有分子中有β－碳且该碳原子上有H原子，分子才能发生消去反应。
(7) 分析下面分子的结构，讨论它的消去反应的产物是否唯一，消去反应的方式有几种？
【答案】 该物质的消去产物不止一种，因为分子中存在多个β－碳原子，且这些碳原子都连有氢原子，发生消去反应的产物可能有3种。
3. 【实验2】向试管中注入5 mL 1-溴丙烷和10 mL 20%的氢氧化钾水溶液，加热，装置同【实验1】。观察小试管中酸性高锰酸钾溶液颜色是否变化。取试管中反应后的少量剩余物于另一试管中，再向该试管中加入稀硝酸至溶液呈酸性，滴加AgNO3溶液，观察实验现象。
(1) 写出【实验2】中发生反应的化学方程式。反应类型是什么？
(2) 装置中水的作用是什么？小试管中酸性高锰酸钾溶液的颜色是否会变化？说明什么？
【答案】 水可吸收反应生成并挥发出来的丙醇，防止其与酸性高锰酸钾溶液反应。高锰酸钾溶液不褪色。说明反应没有生成不饱和烃。
(3) 滴加硝酸银溶液后可看到什么现象？为什么要加入稀硝酸酸化溶液？
【答案】 试管中有浅黄色沉淀生成。中和过量的KOH溶液，防止生成AgOH沉淀，AgOH不稳定，会迅速分解为Ag2O暗褐色沉淀，对Br－的检验产生干扰。
4. 填写下表，比较1-溴丙烷的水解反应和消去反应，体会反应条件对化学反应的影响。
水解反应 消去反应
反应物 CH3CH2CH2Br　KOH CH3CH2CH2Br　KOH
反应条件
生成物
结论
水、加热
醇、加热
CH3CH2CH2OH、KBr
CH3CH===CH2、KBr、H2O
1-溴丙烷在不同的条件下发生不同类型的反应
讨论：如何检验卤代烃中的卤素原子？
【答案】 卤代烃在碱性条件下发生水解反应或消去反应均可产生卤素离子，因此可利用消去反应或水解反应来检验卤代烃中的卤素原子及进行定量测定。检验卤代烃中卤素原子的一般步骤：取少量被检样品→加入NaOH溶液(或NaOH醇溶液)→加热→冷却→加足量稀硝酸酸化→加入AgNO3溶液→观察沉淀颜色。
5. C—X在化学反应中表现出较强的活性，从化学键的角度分析原因。如何由卤代烃形成烯烃、炔烃？由卤代烃如何形成碳氧单键(C—O)
【答案】 C—X是典型的极性共价键，所以在化学反应中表现出较强的活性。卤代烃通过消去反应可以形成不饱和键，得到烯烃、炔烃等。卤代烃通过取代反应可以形成碳氧单键(C—O)。
6. 拓展视野：体会卤代烃在有机合成中的应用。
(1) 下列是两种不同卤代烃在碱性条件下发生的取代反应：
CH3CH2Br＋CN－―→CH3CH2CN＋Br－
CH3I＋CH3CH2O－―→CH3OCH2CH3＋I－
结合1-溴丙烷与氢氧化钾溶液的反应，讨论：这些反应有什么共同特点？
【答案】 这些反应共同特点是带负电荷的基团取代了卤素原子。
(2) 卤代烃与镁在醚作溶剂的条件下，可生成烃基卤化镁(RMgX，也称为格氏试剂)，CH3CH2MgBr能发生如图所示的反应。
CH3CH2MgBr生成乙烷、丙烷的反应都是取代反应，与CO2、HCHO的反应是加成反应，然后再水解生成丙酸、丙醇。以CH3CH2MgBr生成丙醇为例，讨论反应原理。
【答案】 CH3CH2MgBr＋HCHO―→CH3CH2CH2OMgBr
1. 阅读教材“交流讨论”的内容，了解常见的卤代化合物对人类生活的影响。
活动四：卤代烃的合理使用
聚氯乙烯绝缘电线外壳
缓解肌肉疼痛的氯乙烷喷雾剂
表面涂有聚四氟乙烯的不粘锅
七氟丙烷灭火器
2. 卤代烃广泛应用于药物合成、化工生产中。
(1) 选取邻二氯苯为原料，经硝化、氟代、还原、缩合、水解等一系列反应，可合成治疗敏感菌引起的各类感染的“诺氟沙星”。
邻二氯苯的结构简式
“诺氟沙星”的结构简式
(2) 氯乙烷常用作局部麻醉剂，由氯乙烷制成的喷雾剂被广泛应用于运动场所紧急处理运动员的伤痛。分析其用作局部麻醉剂原因。
【答案】 氯乙烷沸点低，从加压容器中喷在皮肤表面时会迅速汽化，同时吸收大量的热量，使皮肤迅速冷却，导致该部位的神经末梢处于麻醉状态。
(3) 卤代烃还是制备高聚物的原料，聚氯乙烯(PVC)的单体是什么？
【答案】 氯乙烯。
3. 了解卤代烃的危害。
大量用作有机溶剂、干洗剂的卤代烃，具有挥发性，会对大气臭氧层产生一定的破坏作用。机动车尾气中的卤代烃主要是氯代烷烃、氯代烯烃，人吸入这些气体后会引起神经中枢甚至内脏器官不同程度的中毒反应。挥发性卤代烃有可能造成大气的二次污染，发达国家较早采取了抑制城市大气中挥发性卤代烃含量的措施，以防止光化学污染的产生。
4. 卤代烃常用于合成药物，在农药、杀虫剂生产中的使用更为普遍。为什么近年来研制的农药新药中，含氟的新药就高达50%
【答案】 氯代烃化学性质稳定，不溶于水，易溶于有机溶剂，在外界环境或有机体内不易被分解，容易导致严重的全球性环境污染；含有氟原子的药物可增加分子在细胞膜上的脂溶性，提高药物的吸收和传递速率，具有用量少、低成本、低毒性、低残留、对环境友好等优点，对新药研制有重要的指导意义。
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1. 下列关于卤代烃的说法正确的是(　　)
A. 沸点：氯乙烷>1-氯丁烷
B. 液态时密度：1-氯丙烷>1-氯戊烷
C. 卤代烃微溶于水，可用作有机溶剂
D. 所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃
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【答案】 B
【解析】 氯代烃的沸点随碳链增长而升高，氯乙烷的碳链比1-氯丁烷短，故沸点更低，A错误；液态卤代烃的密度随碳链增长而降低，1-氯丙烷的碳链比1-氯戊烷短，密度更大，B正确；卤代烃难溶于水，但能溶解有机物，可用作有机溶剂，C错误；无β-H的卤代烃不能发生消去反应，D错误。
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2. 2－氯丁烷常用于有机合成等。下列有关2－氯丁烷的叙述正确的是(　　)
A. 分子式为C4H8Cl2
B. 与AgNO3溶液混合产生不溶于稀硝酸的白色沉淀
C. 难溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂
D. 与NaOH、乙醇在加热条件下发生消去反应，有机产物只有1种
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【答案】 C
【解析】 2－氯丁烷结构简式为CH3CHClCH2CH3，故其分子式为C4H9Cl，A错误；2－氯丁烷不是电解质，与AgNO3溶液混合，不能产生不溶于稀硝酸的白色沉淀(AgCl)，B错误；相似相溶，有机溶剂互溶，C正确；2－氯丁烷的消去产物有1－丁烯和2－丁烯2种，D错误。
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3. 用下图所示装置进行实验，其中不合理的是(　　)
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A. 用图①装置配制银氨溶液
B. 用图②装置制备硝基苯
C. 用图③装置检验溴乙烷的消去反应产物中含有乙烯
D. 用图④装置制备乙酸乙酯
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【答案】 C
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【解析】 装置③中挥发出来的乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色，影响乙烯的检验，C错误。
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4. (2026连云港期中)化合物Z是一种药物的重要中间体，部分合成路线如下。下列说法正确的是(　　)
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A. X可以发生氧化反应、取代反应和消去反应
B. 1 mol Y最多能与1 mol NaOH发生反应
C. Z分子中含有2个手性碳原子
D. 可用FeCl3溶液检验产品Z中是否含有X
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【答案】 D
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【解析】 X不能发生消去反应，A错误；卤素原子和酯基均能与NaOH发生反应，1 mol Y最多能与2 mol NaOH发生反应，B错误；Z分子中不含手性碳原子，C错误；X分子中含有酚羟基，遇FeCl3溶液能发生显色反应，Z遇FeCl3溶液不能发生显色反应，故可用FeCl3溶液检验产品Z中是否含有X，D正确。
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图1
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A. 反应的活化能：步骤Ⅰ大于步骤Ⅱ
B. 假设一定条件下，一氯代烃只发生“单分子亲核取代反应”，则叔丁基氯水解的相对速率小于2－氯丙烷
C. 叔丁基氯(CH3)3CCl在NaOH和NaF的混合溶液中发生反应，可能生成(CH3)3COH或(CH3)3CF
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图2
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【答案】 B
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6. 为了检验某氯代烃中的氯元素，有如下操作，其中合理的是(　　)
A. 取少许氯代烃，加AgNO3溶液，看是否有白色沉淀
B. 取少许氯代烃与NaOH溶液共热后再加AgNO3溶液，看是否有白色沉淀
C. 取少许氯代烃与NaOH溶液共热后再加盐酸酸化，然后加AgNO3溶液，看是否有白色沉淀
D. 取少许氯代烃与NaOH溶液共热后再加硝酸酸化，然后加AgNO3溶液，看是否有白色沉淀
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【答案】 D
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【解析】 氯代烃中为氯原子，与硝酸银不反应，不能用于检验氯代烃中的氯元素，A错误； NaOH溶液与AgNO3溶液反应生成氢氧化银白色沉淀，氢氧化银不稳定，分解生成氧化银黑色沉淀，不能判断氯元素存在，B错误；取少许氯代烃与NaOH溶液共热后再加盐酸酸化，盐酸中含有氯离子，干扰实验结论，C错误； 取少许氯代烃与NaOH溶液共热后再加硝酸酸化，然后加AgNO3溶液，有白色沉淀产生说明存在氯元素，D正确。
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7. 卤代烃在生产生活中具有广泛的应用，回答下列问题。
(1) 多氯代甲烷常作为有机溶剂，其中分子结构为正四面体的是____________。工业上分离这些多氯代甲烷的方法是________。
(2) 三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂，写出其所有同分异构体的结构简式：__________________________________________(不考虑立体异构)。
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四氯化碳
分馏
CHFClCF2Br、CHFBrCF2Cl、CFClBrCHF2
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(3) 聚氯乙烯是生活中常用的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下：
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反应①的化学方程式为___________________________________，反应类型为__________；反应②的化学方程式为_______________________ ___________________，反应类型为____________。
H2C===CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl
加成反应
CH2===CHCl＋HCl
消去反应
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回答下列问题。
(1) A为芳香烃，相对分子质量为78。下列关于A的说法正确的是_____(填字母)。
a. 密度比水大　　 b. 所有原子均在同一平面上　　
c. 一氯代物只有一种
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bc
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(2) B的结构简式可能是______________、_______________。
(3) 步骤④的化学方程式是__________________________________。
(4) E有多种同分异构体，写出符合以下条件的结构简式：________ (只写反式结构)。
①具有顺反异构　　②能与NaOH溶液反应　　③分子中苯环上的一溴代物有两种
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