2016年-化学：.. 有机合成路线的设计和应用 学案（鲁科版选修）.doc

第2课时　有机合成路线的设计和应用 [学习目标定位]　1.初步学习领会逆推法设计合成路线的思想。2.熟知有机合成遵循的基本规律，学会评价、优选合理的有机合成路线。3.了解原子经济和绿色化学的思想。 1．烃和烃的衍生物转化关系如图所示： (1)将相应的烃或烃的衍生物类别填入上图空格内。 (2)若以CH3CH2OH为原料合成乙二酸HOOC—COOH依次发生的反应类型是消去、加成、水解、氧化、氧化。 2．某有机物A由C、H、O三种元素组成，在一定条件下，A、B、C、D、E之间的转化关系如下： 已知C的蒸气密度是相同条件下氢气的22倍，并可发生银镜反应。 (1)写出下列物质的结构简式：A________；B________；C________。 (2)写出下列转化的化学方程式： A→B：___________________________________； C与银氨溶液反应：_____________________； A＋D→E：______________________________________。 答案　(1)C2H5OH　CH2CH2　CH3CHO (2)C2H5OHCH2CH2↑＋H2O CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O 解析　分析题目所给五种物质之间的转化关系：由ACD，且C可发生银镜反应，可知C为醛，则A为醇，D为羧酸，E应是酯。再根据题意C的蒸气密度是相同条件下氢气的22倍，可得Mr(C)＝44，所以C为乙醛。故A为乙醇，B为乙烯，D为乙酸，E为乙酸乙酯。 探究点一　有机合成路线的设计 1．有机合成路线设计思路 (1)设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关； (2)其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键； (3)最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择最佳的合成方案。 2．乙醛有三种工业制法： ①最早是用粮食发酵制取乙醇，再用乙醇氧化法制乙醛。 2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O ②后来采用乙炔水化法，产率和产品纯度高。 CH≡CH＋H2OCH3CHO ③现在采用乙烯直接氧化法，产率和产品纯度高。 2CH2CH2＋O22CH3CHO 请你说说①、②两种方法被淘汰的原因是什么？ 答案　第①种方法成本高；第②种生产过程中用到重金属盐(Hg2＋盐)，毒性强，故被淘汰。 3．请设计合理方案：以CH2CH2为原料，合成 。 答案　CH2CH2CH3CH2OH CH3CHOCH3COOH 。 [归纳总结] 常见的有机合成路线 (1)一元合成路线：R—CHCH2卤代烃 一元醇一元醛一元羧酸酯 (2)二元合成路线：CH2CH2CH2X—CH2X CH2OH—CH2OHCHOCHO HOOC—COOH―→链酯、环酯、聚酯 (3)芳香化合物合成路线： [活学活用] 1．以2-氯丁烷为原料合成2,3-二氯丁烷，某同学设计了下列两种途径： ①在光照条件下，将2-氯丁烷直接与氯气发生取代反应。 ②先将2-氯丁烷在NaOH的醇溶液中发生消去反应，再与氯气发生加成反应。 你认为哪一种途径更合理？为什么另一种途径不合理？ 答案　第②种途径更为合理。其原因是在第①种途径中，副反应多，所得产物中除2,3-二氯丁烷外还有其他多种副产品。 2．丁烯二酸(HOOCCHCHCOOH)可用于制造不饱和聚酯树脂，也可作食品的酸性调味剂。某同学以ClCH2CHCHCH2Cl为原料，设计了下列合成路线： 。你认为上述设计存在什么缺陷？请你提出具体改进措施？ 答案　在第二步的氧化过程中，键也会被氧化，使产率降低，对上述设计可做如下改进： 探究点二　有机合成的分析方法 1．正向合成分析法 从已知的原料入手，找出合成所需的直接或间接的中间体，逐步推出合成的目标有机物，其合成示意图为 2．逆推法 将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物，而这个中间体，又可由更上一步的中间体得到，依次类推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。 3．利用“逆推法”分析由乙烯合成草酸二乙酯的过程： 逆合成分析思路，思维过程概括如下： (1)分析草酸二乙酯，分子中有2个酯基。 (2)逆推，酯是由酸和醇合成的，则反应物为乙二酸和2倍比例的乙醇CH3CH2OH。 (3)逆推1，乙二酸是由乙二醇氧化得来，乙二醇与乙醇的不同之处在于乙二醇有2个羟基(—OH)。此醇羟基的引入可用1,2-二氯乙烷()水解得到，而1,2-二