高考化学有机化合物专题 -- 有机合成　教案

taoti.tl100.com 你的首选资源互助社区 有机合成　教案 教学目标 知识技能：通过复习有机合成，使学生掌握有机物的官能团间的相互转化以及各类有机物的性质、反应类型、反应条件、合成路线的选择或设计。会组合多个化合物的有机化学反应，合成指定结构简式的产物。 能力培养：培养学生自学能力、观察能力、综合分析能力、逻辑思维能力以及信息的迁移能力。 科学思想：通过精选例，使学生认识化学与人们的生活是密切相关的，我们可以利用已学的知识，通过各种方法合成人们需要的物质，使知识为人类服务，达到对学生渗透热爱化学、热爱科学、热爱学习的教育。 科学品质：激发兴趣和科学情感；培养求实、创新、探索的精神与品质。 科学方法：通过组织学生讨论解题关键，对学生进行辩证思维方法的教育，学会抓主要矛盾进行科学的抽象和概括。 重点、难点 学会寻找有机合成题的突破口。学会利用有机物的结构、性质寻找合成路线的最佳方式。 教学过程设计 教师活动 【复习引入】上节课我们主要复习了有机反应的类型，与有机物合成有关的重要反应规律有哪几点呢？ 【追问】每一规律的反应机理是什么？ （对学生们的回答评价后，提出问题） 【投影】 ①双键断裂一个的原因是什么？ ②哪种类型的醇不能发生氧化反应而生成醛或酮？ ③哪种类型的醉不能发生消去反应而生成烯烃？ ④酯化反应的机理是什么？ ⑤什么样的物质可以发生成环反应？对学生的回答进行评价或补充。 学生活动 思考、回忆后，回答：共5点。 ①双键的加成和加聚； ②醇和卤代烃的消去反应； ③醇的氧化反应； ④酯的生成和水解及肽键的生成和水解； ⑤有机物成环反应。 讨论后，回答。 积极思考，认真讨论，踊跃发言。 答：①双键的键能不是单键键能的两倍，而是比两倍略少。因此，只需要较少的能量就能使双键里的一个键断裂。 ②跟—OH相连的碳原子与3个碳原子相连的醇一般不能被氧化成醛或酮； ③所在羟基碳原子若没有相邻的碳原子（如CH3OH）或相邻碳原子上没有氢原子[如（CH3）3CCH2OH]的醇（或卤代烃）不能发生消去反应而生成不饱和烃； ④酯化反应的机理是：羧酸脱羟基，醇脱氢。 ⑤能发生有机成环的物质是：二元醇脱水、羟基酸酯化、氨基酸脱水、二元羧酸脱水。 【提问】衡量一个国家的石油化工业发展水平的标志是什么？为什么？ 回答：常把乙烯的年产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的标志。 原因是：乙烯是有机化工原料，在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业、医药等方面得到广泛应用。 【评价后引入】今天我们来复习有机物的合成。 【板书】有机合成 【讲述】下面让我们一起做第一道题，请同学们思考有机合成中合成路线的合理设计的关键是什么？应从哪些方面入手？ 【投影】 例1　 用乙炔和适当的无机试剂为原料，合成 资料1 资料2 倾听，明确下一步的方向。 展开讨论： 从原料到产品在结构上产生两种变化： ①从碳链化合物变为芳环化合物； ②官能团从“—C≡C—”变为“—Br”。由顺推法可知：由乙炔聚合可得苯环，如果由苯直接溴代，只能得到溴苯，要想直接得到均三溴苯很难。我们只能采取间接溴代的方法，即只有将苯先变为苯酚或苯胺，再溴代方可；而三溴苯酚中的“—OH”难以除去。而根据资料2可知， 中的“—NH2”可通过转化为重氮盐，再进行放氮反应除去。 板演方程式： 【评价】大家分析得很全面，也很正确。现将可行方案中所涉及到的有关反应方程式按顺序写出。请两名同学到黑板来写，其他同学写在笔记本上。 【评价】两名学生书写正确。 【提问】对比这两道小题，同学们想一想，设计合成有机物的路线时，主要应从哪里进行思考呢？ 分析、对比、归纳出： ①解题的关键是找出原料与产品的结构差别是什么，然后在熟知物质性能的基础上寻找解决问题的途径即合成路线。 ②在解题时应考虑引入新的官能团，能否直接引入，间接引入的方法是什么？这些问题的解决就需要我们熟练掌握有机物的特征反应。 总之，设计时主要考虑如何形成被合成分子的碳干以及它所含有的官能团。在解题时，首先将原料与产品的结构从以下两方面加以对照分析：一、碳干有何变化，二、官能团有何变更。 【追问】一般碳干的变化有几种情况？ 讨论后得出：4种。（1）碳链增长；（2）碳链缩短；（3）增加支链；（4）碳链与碳环的互变。 【板书】一、有机合成的解题思路 将原料与产物的结构进行对比，一比碳干的变化，二比官能团的差异。 【讲述】人吃五谷杂粮，哪有不生病的。而伤风感冒是常见病。大家知道，阿斯匹林是一种常用药，它是怎样合成的呢？请看下题。 【投影】 例2　 下图是以苯酚为主要原料制取冬青油和阿斯匹林的过程； （1）写出①、②、③步反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式_________； （2）B溶于冬青油致使产品不纯，用NaHCO3溶液即可除去，简述原因_________； （3）在（2）中不能用NaOH也不能用Na2CO3的原因是____。 心想：阿斯匹林熟悉用途，是以什么为原料？怎样合成的？ 认真读题、审题。 小组讨论，得出： （1） （2）冬青油中混有少量 可用小苏打溶液除去的原因是： ，产物 可溶于水相而与冬青油分层，便可用分液法分离而除杂。 （3）在（2）中不能用NaOH、Na2CO3的原因是酚羟基可与其发生反应，而使冬青油变质。 【评价】同学们分析合理，正确。 【提问】1mol阿斯匹林最多可和几摩氢氧化钠发生反应呢？ 究竟哪一个是正确答案呢？ 答案：甲：2mol； 乙：3mol。 结果：乙是正确的。 【讲述】阿斯匹林是一个“古老”的解热镇痛药物，而缓释长效阿斯匹林又使阿斯匹林焕发了青春，请大家思考下题。 【投影】 例3 近年，科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，缓释长效阿斯匹林的结构简式如下： 试填写以下空白： （1）高分子载体结构简式为_________。 （2）阿斯匹林连接在高分子载体上的有机反应类型是_______。 （3）缓释长效阿斯匹林在肠胃中变为阿斯匹林的化学方程式是_______。 事物是在不断地发展的…… 分析：本题的关键词语是“通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上”。缓释长效阿斯匹林可分为三部分：①高分子载体；②阿斯匹林；③作为桥梁作用的乙二醇。 在肠胃中变为阿斯匹林的反应，则属于水解反应，从而找到正确的解题思路。 答：（1） （2）酯化反应（或取代反应） （3） 【引导】根据大家的分析，解决上题的关键是要找出题给信息中的关键词句。那么，我们将怎样寻找解题的“突破口”呢？ 【板书】二、有机合成的突破口（题眼） 【投影】 例4　 有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列生产的。图中的M（C3H4O）和A都可以发生银镜反应，N和M的分子中碳原子数相等，A的烃基上一氯取代位置有三种。 试写出：（1）物质的结构简式：A____；M_____。物质A的同类别的同分异构体为_______。 （2）N+B→D的化学方程式_______. （3）反应类型：X_____；Y_________。 【组织讨论】请分析解题思路并求解。 思考新问题。 读题、审题、析题、解题。 讨论： ①本题的题眼是什么？ ②为什么这样确定？ ③怎样推断A的结构？ 代发言：①解本题的“突破口”即“题眼”是M的结构简式。 ②因为本题中对M的信息量最丰富，M可以发生银镜反应，一定有醛基，M的结构式除—CHO外，残留部分是C2H3—，而C2H3—只能是乙烯基，则M的结构简式为CH2=CH—CHO。 ③M经氧化后可生成丙烯酸CH2=CH—COOH，由反应条件和D的分子式组成可以推断D是B和N的酯化反应的产物，所以B+C3H4O2→C7H12O2→H2O。根据质量守恒原理，B的分子式为C4H10O，是丁醇，A为丁醛。根据A的烃基上一氯取代物有3种，则A的结构简式为CH3CH2CH2CHO，它的同类物质的同分异构体为： CH3CH（CH3）CHO。 答案： （1）A：CH3CH2CH2CHO M：CH2=CH—CHO （2）CH3CH2CH2OH+CH2=CHCOOH CH2=CHCOOCH2CH2CH3+H2O （3）X：加成反应 Y：加聚反应 【评价、总结】找解题的“突破口”的一般方法是： 【板书】①信息量最大的点； ②最特殊的点； ③特殊的分子式； ④假设法。 归纳：①找已知条件最多的地方，信息量最大的；②寻找最特殊的——特殊物质、特殊的反应、特殊颜色等等；③特殊的分子式，这种分子式只能有一种结构；④如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，认真小心去论证，看是否完全符合题意。 【反馈练习】 【投影】 例5 化合物C和E都是医用功能高分子材料，且组成中元素质量分数相同，均可由化合物A（C4H8O3）制得，如下图所示。B和D互为同分异构体。 试写出：化学方程式 A→D_____，B→C____。 反应类型：A→B____，B→C____，A→E____，E的结 构简式____。 A的同分异构体（同类别有支链）的结构简式：____及____。 【组织讨论】请分析解题思路并求解。 思路1 　以A为突破口，因其信息量大。 A具有酸性，有—COOH。 A→B（C4H8O3→C4H6O2）， A物质发生脱水反应，又由于B可使溴水褪色，因而B中含有C=C，属消去反应，则A中应具有—OH。 A→D的反应是由A中—COOH与—OH发生酯化反应，生成环状酯D，由于D为五原子环状结构， A的结构简式为HOCH2CH2CHCOOH， A→E的反应为缩聚反应。 答案：A→D： B→C： A→B：消去反应，B→C：加聚反应， A→E：缩聚反应。 E的结构简式： A的同分异构体： 大家知道，药补不如食补。乳酸的营养价值较高，易被入吸收。乳酸的结构是怎样的？在工业上，是怎样形成的呢？ 【投影】 例6　 酸牛奶中含有乳酸，其结构为： 它可由乙烯来合成，方法如下： （1）乳酸自身在不同条件下可形成不同的醇，其酯的式量由小到大的结构简式依次为：____、____、____。（2）写出下列转化的化学方程式：A的生成____。CH3CHO的生成____，C的生成____。（3）A→B的反应类型为____。 【设问】本题的难点是什么？ 哪位同学知道呢？ 【评价或补充】 请三名同学到黑板上板演答案。 认真审题，寻找本题的突破口，讨论解题思路。 答：C的形成。 学生甲上台讲。 （3）水解反应（或取代反应） 订正板演。 【导入】本题的特点是，提供了合成的路线和反应条件，考查大家的基础知识和观察能力和应变能力。而有些题虽然也提供相应合成路线，但侧重于合成方案的选择。 【投影】例7　 请认真阅读下列3个反应： 利用这些反应，按以下步骤可以从某烃A合成一种染料中间体DSD酸。 请写出A、B、C、D的结构简式。【归纳】根据大家在讨论中出现各种误区，请大家总结一下，在选择合成途径时应注意哪些问题呢？ 认真审题，积极思考，小组讨论。汇报结果。 误区：①误认为只有苯与硝酸反应生成硝基苯，而甲苯与硝酸只能生成三硝基甲苯。②不能由DSD酸的结构确定硝基与磺酸基为间位关系。③忽视苯胺具有还原性，NaClO具有氧化性，选择错误的合成途径。 正确答案： 分组讨论，共同得出以下结论： ①每一步的反应都要符合反应规律或信息提示，不能杜撰；②确定反应中官能团及它们互相位置的变化；③确定反应先后顺序时注意能否发生其它反应如酯在NaOH溶液中水解时，是否有苯酚生成，把C=C氧化时是否有—CHO存在，使用氧化剂时是否存在还原性基团如—NH2等；④反应条件的正确选择；⑤题中所给予的信息往往起到承上启下的关键作用，一定要认真分析，信息与反应物、生成物、中间产物的关系，从中得到启示。 【板书】三、有机合成题应注意的事项：  【讲解】大家总结了有机合成中应注意的问题在有机合成中应遵循以下4个原则。 【板书】四、有机合成遵循的原则 1．所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离，避免采用副产物多的反应。 2．发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少而简单。 3．要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。 4．所选用的合成原料要易得，经济。 【课堂小结】 1．有关有机合成的复习，我们共同学习了几个方面？ 2．有机合成题的解题技巧是什么呢？ 一人答，大家评判。 答：…… 答：①综合运用有机反应中官能团的衍变规律解题。 ②充分利用题给的信息解题。 ③掌握正确的思维方法。 有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。