第三章 第四节 有机合成
教学目标
1、 知识与技能:
掌握烃及烃的衍生物性质及官能团相互转化的一些方法。 了解有机合成的过程和基本原则。 掌握逆向合成法在有机合成中的应用。 2、 过程与方法:
通过小组讨论,归纳整理知识,加强学生对官能团性 质 和转化关系的把握,形成知识网路。
通过阶梯式的与生活、科技、社会相关的有机合成的训练,培养学生的正、逆向逻辑思维能力。
通过设计情景问题,培养学生逆合成分析法在有机合成中的应用能力。 3、情感、态度与价值观:
培养学生理论联系实际的能力,能结合生产实际选择适当的合成路线。
通过有机合成中原料的选择,使学生关注某些有机物对环境和健康可能产生的影响,关注有机物的安全生产,培养学生科学的价值观。 教学重点 ①官能团相互转化的概括和总结。
②逆合成分析法在有机合成过程中的应用。 难点 逆合成分析法中官能团的逆向转化。 教学过程:
[自学]第一、二自然段。
[板书] 第4节 有机合成 一、有机合成的过程
[自学·交流]阅读第三自然段,回答:
1、什么是有机合成?2、有机合成的任务有那些?3、用示意图表示出有机合成过程。 [汇报]1、有机合成是利用简单、易得的原料,通过有机反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物。
2、有机合成的任务包括目标化合物分子骨架构建和官能团的转化。 3、有机合成过程示意图:
[板书]1、有机合成定义;2、有机合成的任务;3、有机合成过程。 [思考与交流1]官能团的引入。
有机合成的思路:就是通过有机反应构建目标分子的骨架,并引入或转化所需的官能团。 思考:
1、在碳链上引入C=C的三种方法:
(1)___________(2) __________(3) __________。 2、在碳链上引入卤素原子的三种方法:
(1)___________(2) __________(3) __________。 3、在碳链上引入羟基的四种方法:
(1)___________(2) __________(3) __________ (4) __________。
[学生汇报]评价,总结: 官能团的引入-OH 引入-X 烯烃与水加成,醛/酮加氢,卤代烃水解,酯的水解 烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成,醇与HX取代 某些醇和卤代烃的消去,炔烃加氢 某些醇氧化,烯氧化,炔水化,糖类水解 醛氧化,苯的同系物被强氧化剂氧化,羧酸盐酸化,酯酸性水解 酯化反应 引入 引入C=C 引入-CHO 引入-COOH 引入-COO- [思考与交流2]有机合成的关键—碳骨架的构建。 1、如何增长碳链? (1)加成反应:
(2)卤代烃+NaCN: CH3CH2Br+NaCN??? 2、如何缩短碳链? (1)烯烃、炔烃的氧化: (2)羧酸盐脱羧基成CO2
3、完成乙酸钠和氢氧化钠化学方程式:CH3COONa+NaOH ???CH4↑ +Na2CO3 [汇报]总结:如何缩短碳链?
??
1、脱羧反应。如:RCOONa+NaOH RH+Na2CO3
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。如:
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。如:
[板书]二、逆合成分析法 1、合成设计思路: [投影]有机合成的设计思路
[板书]2、有机合成路线的设计 [投影]逆合成分析示意图: [投影]逆推法合成有机物思路
[探究]用绿色化学的角度出发,有机合成的设计有哪些注意事项? [交流]不使用有毒原料;不产生有毒副产物;产率尽可能高等 [板书] 3、解题思路:
①剖析要合成的物质(目标分子),选择原料,路线(正向,逆向思维.结合题给信息) ②合理的合成路线由什么基本反应完全,目标分子骨架 ③目标分子中官能团引入
[例析]阅读课本,以合成中的应用。
(草酸二乙酯)为例,说明逆推法在有机
(1)分析草酸二乙酯,官能团有 ;
(2)反推,酯是由酸和醇合成的,则反应物为 和 ; (3)反推,酸是由醇氧化成醛再氧化酸来的,则可推出醇为
(4)反推,此醇A与乙醇的不同之处在于 。此醇羟基的引入可用B ; (5)反推,乙醇的引入可用 ,或 ; (6)由乙烯可用 制得B。
[投影]分析思路:
[板书]书写上述6步的化学反应方程式:
[例题]用乙炔和适当的无机试剂为原料,合成
资料1
。
资料2
解析: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。答案:
[作业]P67 1、2、3