2024_2025学年高中化学第3章有机合成及其应用合成高分子化合物第1节第1课时碳骨架的构建和官能团的引入学案鲁科版选修5.docxVIP

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碳骨架的构建和官能团的引入

[核心素养发展目标]1.宏观辨识与微观探析：通过碳骨架的构建、官能团的转化，体会有机合成基本任务，驾驭有机物碳骨架的构建，官能团引入、转化或消退的方法。2.证据推理与模型认知：依据烃、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯之间的转化构建官能团转化与衍变模型，利用模型进行有机合成和推断。

一、碳骨架的构建

1．碳链的增长

(1)卤代烃的取代反应

①卤代烃与NaCN的反应

CH3CH2Cl＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaCl，

CH3CH2CNeq\o(――→,\s\up7(H2O、H＋))CH3CH2COOH。

②卤代烃与炔钠的反应

2CH3C≡CH＋2Naeq\o(――→,\s\up7(液氨))2CH3C≡CNa＋H2，

CH3C≡CNa＋CH3CH2Cl―→CH3C≡CCH2CH3＋NaCl。

(2)醛、酮与氢氰酸的加成反应

CH3CHO＋HCN―→，

CH3CHOHCNeq\o(――→,\s\up7(H2O、H＋))。

(3)羟醛缩合反应

2CH3CHOeq\o(――→,\s\up7(OH－))。

CH3CHO＋HCHOeq\o(――→,\s\up7(OH－))。

2．碳链的减短

(1)氧化反应

①烯、炔的氧化反应

CH3CH===CH2eq\o(――――――――→,\s\up7(KMnO4?H＋，aq?))CH3COOH＋CO2↑。

②芳香烃侧链的氧化反应

eq\o(―――――――→,\s\up7(KMnO4?H＋，aq?))。

(2)脱羧反应

CH3COONa＋NaOHeq\o(――→,\s\up7(△))Na2CO3＋CH4↑。

(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。

(4)烃的裂化或裂解反应

C16H34eq\o(――→,\s\up7(高温))C8H18＋C8H16；C8H18eq\o(――→,\s\up7(高温))C4H10＋C4H8。

3．成环

(1)二烯烃的成环反应

(2)形成环酯

eq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))＋2H2O

(3)氨基酸缩合

H2NCH2CH2CH2CH2COOHeq\o(――→,\s\up7(催化剂))。

(4)形成环醚

4．开环

(1)环酯水解开环

(2)环烯烃氧化开环

eq\o(―――――→,\s\up7(KMnO4?H＋?))HOOC(CH2)4COOH。

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1．碳链的增长

其他还有：

(1)卤代烃与活泼金属反应：

2CH3Cl＋2Na―→CH3CH3＋2NaCl。

(2)醛、酮与RMgX加成：

2．碳链的减短

例1下列反应中：

①酯化反应②乙醛与HCN加成③乙醇与浓硫酸共热到140℃④1-溴丙烷与NaCN作用⑤持续加热乙酸与过量碱石灰的混合物⑥重油裂化为汽油⑦乙烯的聚合反应⑧乙苯被酸性KMnO4溶液氧化

(1)可使碳链增长的反应是__________。

(2)可使碳链减短的反应是__________。

【考点】碳骨架的构建

【题点】碳链的增长

答案(1)②④⑦(2)⑤⑥⑧

像由CH3CH2OH―→CH3CH2OCH2CH3不属于碳链增长，酯化反应引入“”，也不属于碳链增长。

例2写出下列构建碳骨架反应的方程式。

(1)一溴甲烷制乙酸：_________________________________________________。

(2)CH3CH2CHO和CH3CHO的反应：_____________________________________。

(3)与NaOH共热的反应：______________________________________。

(4)由CH2===CH2合成丙酸_____________________________________________。

【考点】碳骨架的构建

【题点】碳骨架的增长与缩短

答案(1)CH3Br＋NaCN―→CH3CN，CH3CNeq\o(――→,\s\up7(H2O，H＋))CH3COOH

(2)CH3CH2CHO＋CH3CHOeq\o(――→,\s\up7(OH－))(或CH3CH2CHO＋CH3CHOeq\o(――→,\s\up7(OH－)))

(3)＋NaOHeq\o(――→,\s\up7(△))＋Na2CO3

(4)CH2===CH2＋HBr―→CH3—CH2Br，

CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr，

CH3CH2CNeq\o(―――――→,\s\up7(H2O，H＋))CH3CH2COOH

二、官能团的引入、转化与消退

1．官能团的引入

(1)在碳链上引入卤原子的途径

①不饱和烃与卤素单质或卤化氢的加成反应