高二化学有机合成苏教版知识精讲.doc

高二化学有机合成苏教版 【本讲教育信息】 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方法 四. 知识分析 （一）有机合成是指利用简单易得的原料，通过有机化学反应，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。 说明： 1、有机合成的要求：选择合理的有机合成的途径和路线。 2、有机合成的原则：原料价廉；原理正确；途径简便，便于操作，条件适宜，步骤要少，产品易于分离，尽量少使用有毒原料和溶剂，增强“绿色”合成意识，提高“原子经济率” 3、如何构建分子的骨架： （1）碳链增长的反应： ①与HCN的加成反应，由于HCN分子中的－CN基中含有一个碳原子，因此它和不饱和键加成时，可增加一个碳原子。 ②各类缩合反应，如醛与醛的加成反应等。 ③加聚反应：含有不饱和键的化合物之间可以进行自聚或互聚，使碳链增加。如：乙烯的加聚、乙醛的加聚等。 ④酯化反应：酸和醇的酯化反应也可使碳链增长。 （2）减少碳链的反应： ①脱羧反应：羧酸失去羧基的反应称为脱羧反应。 ②氧化反应：包括燃烧、烯、炔的部分氧化，丁烷的直接氧化成乙酸，苯的同系物氧化成苯甲酸等。 ③水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解等 ④裂化反应：长碳链的烷烃在高温或者有催化剂存在的条件下可以裂解成短链的气态烃。 （3）有机成环反应方法： ①有机成环方式一般是通过加成反应、聚合反应来实现的，另一种是至少含有两个相同的或不同的官能团的有机物分子。如：多元醇、羟基酸、氨基酸等通过分子内或分子间脱去小分子水或氨等成环。 ②成环反应时，一般生成5元环或6元环比较稳定。 ③成环反应的类型：双烯合成、聚合反应、脱水反应、酯化反应和缩合反应等都可以发生反应生成环。 4、官能团的引入方法： （1）引入碳碳双键的三种方法：卤代烃的消去；醇的消去；炔烃的不完全加成。 （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”。 说明： 1、“直推法” 采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接和间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物。 由“基础原料”→“中间产物” →“中间产物” →“目标生成物” 2、柯里于1964年首先提出“逆推法”合成思想。所谓“逆推法”就是采取从产物逆推出原料，设计合理的合成路线的方法。基本原则是： “目标生成物”→“中间产物” →“中间产物” →“基础原料” 3、运用逆推法合成时，要根据合成路线中各步反应的利用率计算总产率。多步递进反应的总产率等于各步反应的利用率的乘积。 4、有机合成路线设计的一般程序： ①观察目标分子的结构：目标分子的骨架特征，以及官能团的种类和位置。 ②由目标分子逆推出原料分子，并由目标分子碳骨架的构建、官能团的引入或转化设计合成路线。 ③以绿色合成为指导思想，原子经济性为原则，对不同的合成路线进行优选。 【典型例题】 ［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。 解析：有机合成的思路大部分可根据产物的特点逆推。如第一个物质为硝化甘油，欲制取它必先要制得三元醇——甘油，而以单烯烃与水反应不可能得到。而另一种醇的获得是由醛被还原或甘油酯被水解，但这两种方法所需物质与题给条件丙烯关系不大，即能以利用已有知识找到联系。但若用卤代烃水解，一个卤原子理论上可以水解得到一个羟基，这也是获得多元醇的好方法。现要制得甘油，则要获得相应的三元卤代烃，从题中所给的信息“邻位氢原子可以被卤原子取代”可以看到，产物为氯丙烯，若将该产物再与氯气加成，则可得到能生成甘油的卤代烃水解了。而对于丙酮酸的制备，中学范围内获得羰基的方法就是醇的氧化，而