内容正文:
第三单元 人工合成有机化合物
课程内容标准
学业质量水平
1.能根据目标产物设计和优化有机化合物的合成路线。
2.初步形成绿色化学观念,具有风险评估的意识。
1.能设计物质转化的方案,能运用化学符号表征物质的转化,能说明化学变化的本质特征和变化规律。(水平2)
2.能基于“绿色化学”理念设计有机化合物合成的方案,并对方案进行评价和优化;能分析评估物质转化过程对环境和资源利用的影响 。(水平2)
3.认识有机合成化学对人类社会可持续发展的伟大贡献。(水平3)
[对应学生用书P107]
一、常见有机物的合成
以乙烯为原料合成乙酸乙酯
(1)常规合成路线
根据所学知识,常用的乙酸乙酯合成路线为:
写出此过程中发生反应的化学方程式及反应类型:
①CH2===CH2+H2OCH3CH2OH,加成反应。
②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,氧化反应。
③2CH3CHO+O22CH3COOH,氧化反应。
④CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O,酯化反应或取代反应。
(2)其他合成路线
这些合成路线从理论上看都可以实现,但在实际生产中,我们还要综合考虑原料来源、反应物利用率、反应速率、设备和技术条件、是否有污染物排放以及生产成本等因素,综合选择最佳的合成路线。
二、有机高分子的合成
1.有机高分子化合物
(1)定义:相对分子质量高达几万乃至几百万的有机化合物,简称有机高分子。
(2)分类
①天然有机高分子,如淀粉、纤维素、蛋白质等。
②合成有机高分子,如塑料、合成纤维、合成橡胶(统称为三大合成材料)等。
2.加成聚合反应
(1)定义:含有碳碳双键(或碳碳三键)的相对分子质量小的有机物分子,在一定条件下,通过加成反应互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。
(2)举例:
写出下列物质发生加聚反应的化学方程式:
3.有机高分子合成领域中着力解决的课题
(1)对重要的通用高分子材料进行改进和推广。
(2)研制具有特殊功能的材料。
(3)研制用于物质分离、能量转换的高分子膜 。
(4)研制易分解的新型合成材料,防治“白色污染”。
1.巧判断(对的画“√”,错的画“×”)。
(1)人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物(×)
(2)棉花和油脂都属于天然高分子化合物(×)
(3)聚乙烯为纯净物(×)
(4)加聚反应的原子利用率为100%(√)
(5)丙烯和聚丙烯都能使溴水褪色(×)
(6)高分子化合物都没有固定的熔点、沸点(√)
2.以乙烯为原料制备乙酸乙酯的合成路线中,最后一步化学反应的反应类型是( )
A.氧化反应 B.取代反应
C.加成反应 D.水解反应
B [以乙烯为原料制备乙酸乙酯的反应中,最后一步是乙醇与乙酸的酯化反应,该反应也属于取代反应,B项正确。]
3.合成有机玻璃的化学方程式如下:
(1)该反应的类型为________反应。
(2)有机玻璃属于________(填“纯净物”或“混合物”)。
答案 (1)加聚 (2)混合物
[对应学生用书P108]
学习任务 有机合成路线的设计与评价
1.我们学过的有机反应类型有哪些?
提示 有机反应类型主要有取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应以及加聚反应。
2.能发生取代反应和加成反应的常见有机物各有哪些?
提示 能发生取代反应的有机物常见的有烷烃、苯及其同系物、醇、酚、羧酸、酯等。易发生加成反应的有机物常见的有烯烃、炔烃、苯及苯的同系物、醛等。
1.有机合成的基本原则
2.合成有机物的思路
(1)依据目标物质的组成和结构特点,选择合适的有机化学反应和起始原料。
(2)设计并选择合成方法和路线。
(3)综合考虑原料来源、反应物利用率、反应速率、设备和技术条件、是否有污染物排放以及生产成本,选择最佳合成路线。
3.分析有机合成的常用方法
(1)正向思维法:采用正向思维的方法,从已知原料入手,找出合成所需要的直接或间接的中间产物,逐步推向目标有机物,其思维程序是原料→中间产物→产品。
(2)逆向思维法:采用逆向思维的方法,从目标有机物的组成、结构、性质入手,找出合成所需的直接或间接的中间产物,逐步推向已知原料,其思维程序是产品→中间产物→原料。
(3)综合比较法:此法采用综合思维的方法,将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较,得出最佳合成路线。
1.已知R—CH===CH2R—CH2—CH2Br,则由 2溴丙烷制取少量的1丙醇(CH3CH2CH2OH)时,需要经过的各步反应分别为( )
A.加成→消去→取代
B.取代→消去→加成
C.取代→加成→消去
D.消去→加成→取代
D [由2溴丙烷制取少量的1丙醇,由逆向思维法推导,CH3CH2CH2OH→CH3CH2CH2Br→CH3CH===CH2→C