内容正文:
第三章 第5节 有机合成(导学案)
核心素养目标
知识技能(重难点):
1.结合有机反应类型,认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化。
2.了解设计有机合成路线的一般方法(正、逆两向推导法)。。
过程方法:培养“证据推理与变化观念”的核心素养
情感、态度、价值观:体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量及促进社会发展方面的重要贡献
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[知识体系构建]
[新知预习]
一、有机合成的过程
1.有机合成指使用相对简单易得的原料,通过________来构建碳骨架和引入官能团,合成具有________和________的目标分子。
2.有机合成的任务包括目标化合物________的构建和______的引入与转化。
3.官能团的引入和转化:
(1)引入碳碳双键的方法。
A.______________;B.______________;
C.___________________。
(2)引入卤素原子的方法。
A.______________;B.______________;C._____________。
(3)引入羟基的方法。
A.__________________;B.________________;C.酯的水解;D.______________。
4.有机合成过程示意图
【答案】
1.有机化学反应 特定结构 性质
2.碳骨架 官能团
3.(1)卤代烃的消去 醇的消去 炔烃的不完全加成 (2)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)烯烃与水的加成 卤代烃的水解 醛的还原
4.基础原料 目标化合物
二、逆合成分析法
1.将__________倒退一步寻找上一步反应的中间体,该中间体同________反应可以得到__________,而这个中间体,又可由上一步的中间体得到,依次倒推,最后确定最适宜的________和______________,称为逆合成分析法。
2.用逆合成分析法分析草酸二乙酯的合成
(1)草酸二乙酯分子中含有两个酯基,按酯化反应规律将酯基断开,得到____和__________,说明目标化合物可由________________________通过酯化反应得到:
(2)羧酸可由醇氧化得到,草酸前一步的中间体应该是乙二醇:
(3)乙二醇前一步的中间体是1,2二氯乙烷;1,2二氯乙烷可通过______的加成反应而得到:
______________⇒____________
(4)乙醇通过乙烯与水的加成得到。
根据以上分析,可得出合成草酸二乙酯的合理步骤如下:
a. _________________________________
b. __________________________________
c._________________________________
e._______________________________________
3.逆合成分析法的基本原则
(1)合成路线的各步反应的条件必须比较温和,并具有较高的______。
(2)所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、______、易得和廉价的。
【答案】
1.目标化合物 辅助原料 目标化合物 基础原料 合成路线
2.(1)草酸 乙醇 两分子乙醇和一分子草酸 (2)
(3)乙烯 (4)CH2===CH2+H2OCH3CH2OH
CH2===CH2+Cl2―→
3.(1)产率 (2)低污染
三、有机合成的主要任务
1.构建碳骨架:包括碳链的增长、缩短与成环。
(1)碳链的增长
③羟醛缩合反应:含有αH的醛在一定条件下可发生加成反应,生成β羟基醛,进而发生消去反应。
(2)碳链的缩短
(3)碳链成环
共轭二烯烃(含有两个碳碳双键,且两个双键被一个单键隔开的烯烃,如1,3丁二烯)与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生第尔斯阿尔德反应(DielsAlder reaction),得到环加成产物,构建了环状碳骨架。
2.引入官能团
引入官能团的反应类型常见的有取代、加成、消去、氧化还原等。
(1)引入—OH生成醇的反应有
烯与H2O加成,卤代烃水解,酯水解,酮、醛与H2加成等。
(2)引入的反应有醇与卤代烃的消去反应等。
3.官能团的保护
含有多个官能团的有机物在进行反应时,非目标官能团也可能受到影响。此时需要将该官能团保护起来,先将其转化为不受该反应影响的其他官能团,反应后再转化复原。如—OH保护过程:
四、有机合成路线的设计与实施
1.合成的设计方法
(1)从原料出发设计合成路线的方法步骤
基础原料通过有机反应