鲁科版高中化学选择性必修3有机化学基础精品课件 第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 微项目 改进手机电池中的离子导体材料——有机合成在新型材料研发中的应用.ppt

②炔烃的成环③双烯的成环(2)烃的衍生物的缩合成环①羟基和羟基成环②羟基和羧基酯化成环③羧基和羧基成环④羧基和氨基成环2.常见碳链开环的方法(1)某些氧化反应,如某些含有碳碳双键的环状有机化合物被氧化可以生成链状有机化合物。(2)某些水解反应,如环状的酯可以水解生成链状有机化合物。3.官能团的保护有机合成时,往往向有机化合物分子中引入多个官能团,但有时在引入某一个官能团时容易对其他官能团造成破坏,导致不能实现目标化合物的合成。因此,在制备过程中要把分子中的某些官能团通过恰当的方法保护起来,在适当的时候再将其转变回来,从而达到有机合成的目的。(1)酚羟基的保护因酚羟基易被氧化,所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应,把—OH(酚羟基)变为—ONa将—OH(酚羟基)保护起来,待氧化后再酸化将其转变为—OH(酚羟基)。(2)碳碳双键的保护碳碳双键也容易被氧化,在氧化其他基团前可以利用其与卤素单质、卤化氢等的加成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。例如,已知烯烃中在某些强氧化剂的作用下易发生断裂,因而在有机合成中有时需要对其进行保护,过程可简单表示如下:(3)氨基(—NH2)的保护如在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH,再把—NO2还原为—NH2。防止KMnO4氧化—CH3时,—NH2(具有还原性)也被氧化。在检验碳碳双键时,当有机化合物中含有醛基、碳碳双键等多种官能团时,可以先用弱氧化剂,如银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液等氧化醛基,再用溴水、酸性KMnO4溶液等对碳碳双键进行检验。(4)醛基的保护醛基可被弱氧化剂氧化,为避免在反应过程中受到影响,对其保护和恢复过程为:应用体验视角合成离子导体材料中有机溶剂单体的选择写出以乙烯为起始原料制备化合物二缩三乙二醇的合成路线(无机试剂任选)。请写出A、B、C、D的结构简式:A,B,?C,D。?(CH3)2COHCH2OHCH2=C(CH3)COOHCH2=C(CH3)COOCH3基础落实·必备知识全过关重难探究·能力素养全提升目录索引素养目标1.通过设计手机新型电池中的离子导体材料,将研究材料性能问题转化为研究有机化合物的性质问题,聚焦有机化合物的功能基团,设计高分子化合物的分子结构,建立从化学视角分析、解决材料问题的思路和方法,培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。2.合理应用逆推法和正推法设计有机材料的合成路线,并通过合成路线的选择和评价活动,体会官能团保护、“绿色化学”等思想,培养科学态度与社会责任的化学学科核心素养。基础落实·必备知识全过关必备知识1.锂离子电池工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无污染、循环寿命长。2.电池放电时,外电路中电子由负极移动到正极,内电路中锂离子通过有机溶剂的传导从负极移动到正极,形成闭合回路;电池充电时,内电路中锂离子同样通过有机溶剂的传导从正极移动到负极。3.酯基的存在能够很好地提高有机溶剂对锂盐的溶解性,醚键的存在对锂离子传导具有很好的效果。4.有机溶剂应该性能稳定且为固态,具有交联结构的高分子能够满足这一要求。5.通常利用与卤化氢加成再消去的方法进行碳碳双键的保护。【微思考】写出苯乙烯与丙烯酸甲酯共聚的化学反应方程式。重难探究·能力素养全提升探究一设计手机新型电池中离子导体材料的结构问题探究某种锂离子电池的工作原理示意图电池充电时负极与外电源的哪一极连接?电池充电时锂离子向哪移动?提示电池充电时,负极与外电源的负极连接,正极与外电源的正极相连;充电时为电解池,内电路中锂离子通过有机溶剂的传导从正极(阳极)移动到负极(阴极)。深化拓展离子导体中有机溶剂需同时具备溶解并传导锂离子两种性能。酯基的存在能够很好地提高有机溶剂对锂盐的溶解性,醚键的存在对锂离子传导具有很好的效果。因此新型的有机溶剂应该是结构单元中有酯基和醚键的高分子。二缩三乙二醇二丙烯酸酯与丙烯酸丁酯的共聚物做有机溶剂的基体,与锂盐复合形成良好的聚合物离子导体材料,推进了固态新型聚合物锂离子电池的发展。应用体验视角手机电池中离子导体材料的结构及优化1.[2023云南大理高二统考期末]LiPON薄膜锂离子电池是目前研究最广泛的全固态薄膜锂离子电池。如图为其工作示意图,LiPON薄膜只允许Li+通过,放电时Li+移动方向如图中所示,电池反应为LixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2。下列有关