第10章 多步骤有机合成
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一、教案基本信息
1. 课程名称:有机合成教学设计
2. 适用年级:高中化学
3. 课时安排:每章2课时(共10课时)
4. 教学目标:
a. 了解有机合成的基本概念、方法和意义
b. 掌握有机合成反应的基本原理和步骤
c. 能够分析有机合成反应的类型和特点
d. 能够设计简单的有机合成实验方案
二、教学内容与安排
第一章:有机合成概述
1. 有机合成的概念
2. 有机合成的重要性
3. 有机合成的方法
第二章:有机合成反应原理
1. 碳碳键的形成与断裂
2. 有机合成反应类型
3. 有机合成反应条件
第三章:有机合成实验操作
1. 有机合成实验基本操作
2. 有机合成实验常用仪器
3. 有机合成实验安全注意事项 第四章:有机合成实例分析
1. 实例一:乙酸乙酯的合成
2. 实例二:苯的硝化反应
3. 实例三:醇的氧化反应
第五章:有机合成实验设计
1. 实验设计基本步骤
2. 实验设计注意事项
3. 实验评价与反思
三、教学方法与手段
1. 讲授法:讲解有机合成的基本概念、原理和反应类型
2. 演示法:展示有机合成实验操作和实验现象
3. 实践法:学生动手进行有机合成实验
4. 讨论法:引导学生分析有机合成实例和实验结果
四、教学评价
1. 课堂问答:检查学生对有机合成基本概念的理解
2. 实验报告:评估学生在有机合成实验中的操作能力和实验结果
3. 小组讨论:评价学生在讨论中的参与程度和思考深度
4. 期末考试:全面测试学生对有机合成知识的掌握程度
五、教学资源
1. 教材:《有机化学》
2. 实验器材:试管、烧杯、滴定管等
3. 教学课件:有机合成基本概念、原理和实例分析 4. 网络资源:有机合成相关的研究论文和实验方法
六、有机合成策略与规划
1. 有机合成策略的选择
2. 合成路径的优化
3. 有机合成规划实例
七、有机合成中的催化剂与催化反应
1. 催化剂的作用原理
2. 常见有机合成催化剂
1 有机合成路线的分析与设计
一、有机合成中官能团的衍变
1、官能团的引入(或转化)方法 (1)引入或转化为碳碳双键的三种方法
①醇的消去反应引入
②卤代烃的消去反应引入
③炔烃与H
2、HX、X
2的不
完全加成反应
(2)引入卤素原子的三种方法
①烷烃、苯及其同系物与卤
素单质发生取代反应
②不饱和烃与卤素单质、卤
化氢的加成反应
③醇与氢卤酸的取代反应 (3)引入羟基的四种方法
①烯烃与水加成生成醇
②卤代烃的碱性水解成醇
③醛或酮与氢气加成生成醇
④酯水解生成醇
(4)引入醛基(或羰基)的方法
①醇的催化氧化 (5)引入羧基的四种方法
①醛被氧化成酸
②酯在酸性条件下水解
③含侧链的芳香烃被强氧化
剂氧化
④醇被强氧化剂氧化
2、官能团的保护:有机合成过程中,为了避免有些官能团发生变化,必须采取措施保护官能团,待反应完成后再使其复原。有时在引入多官能团时,需要选择恰当的顺序保护特定官能团
被保护的官能团 被保护的官能团性质 保护方法
酚羟基 易被氧气、臭氧、双氧水、
酸性高锰酸钾溶液氧化
碳碳双键 易与卤素单质加成,易被
氧气、臭氧、双氧水、酸
性高锰酸钾溶液氧化
醛基 易被氧化
3、官能团的消除
(1)通过加成消除不饱和键双键或三键
(2)通过加成或氧化等消除醛基(—CHO)
(3)通过消去、氧化、与氢卤酸取代或酯化反应等消除羟基(—OH)
(4)通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子 三、有机合成中碳骨架的衍变
1、使有机物碳链增长的反应
①乙炔自身加成
②卤代烃与NaCN的反应
③卤代烃与炔钠的反应
④卤代烃和钠反应
⑤醛、酮与氢氰酸的加成反应
⑥醛、酮与格氏试剂反应
2
⑦羟醛缩合反应
⑧烯烃、炔烃加聚反应
⑨苯环与卤代烃反应(傅克反应)
⑩苯环与酰卤反应
⑪缩聚反应
2、使有机物碳链缩短的反应
①脱羧反应
②氧化反应
③水解反应
④烃的裂化或裂解反应
3、使有机物碳链的成环的反应
①二烯烃成环反应(双烯合成)
- 1 - 有机合成与推断
1、 有机物F是一种香料,其合成路线如图所示:
(1)A的名称为
,试剂X的结构简式为
,步骤Ⅵ的反应类型为 。
(2)步骤Ⅰ的反应试剂和条件分别为 、 。
(3)步骤Ⅱ反应的化学方程式为 。
(4)满足下列条件的E的同分异构体有
种,其中核磁共振氢谱峰面积比为
6︰2︰2︰1︰1的分子的结构简式为 。
①苯环上只有两个取代基
②能与FeCl3溶液发生显色反应
③能发生水解反应和银镜反应
(5)依据题中信息,完成以为原料制取的合成路线图。
合成路线图示例如下:
2、 将猫薄荷中分离出的荆芥内酯与等物质的量的氢气进行加成,得到的二氢荆芥内酯是一种有效的驱虫剂,可用于商业生产。下图为二氢荆芥内酯的一种合成路线:
已知A(C10H16O)的结构中有一个五元环,核磁共振氢谱显示其侧链上有四个不同环境的氢,且峰面积比为1:2:3:3。
(1)A的结构简式为 ,B含有的官能团的名称是 。
(2)B与CH3OH发生的反应类型是
,C与HBr发生的反应类型是 。
(3)由D生成二氢荆芥内酯的化学方程式为 。
(4)D在某催化剂作用下可发生反应生成一种高聚物,其结构简式为 ,若该高聚物平均相对分子质量约为20000,则其平均聚合度约为 (填标号)。
a.54 b .108 c. 119 d.133
(5)写出符合以下条件的荆芥内酯的同分异构体的结构简式 ,其分子中最多有 个碳原子在同一平面上。
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第9章 醇、酚、醚
9-1 命名下列化合物。
CH3CHOHCCHOOOOOHOHOHH3COCH3OHCH2OHPhCHCH2CH2CH3OHPhOCH2CH=CH2OOCH3H3COOCH2CH3CH3(CH2)10CH2SHCH3SCH2CH3O2S(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)
(1)3-丁炔-2-醇; (2)15-冠-5; (3)(1R)-5-甲基-2-异丙基环已醇;
(4)3-甲基-5-甲氧基苯酚; (5)3-羟甲基苯酚; (6)1-苯基-1-丁醇;
(7)苯基烯丙基醚; (8)4,4’-二甲氧基二苯醚; (9)1,2-环氧丁烷;
(10)正十二硫醇; (11)甲乙硫醚; (12)二苯砜。
9-2 完成下列反应
N(1)C2H5OHH3CC6H5SOCl2SOCl2,C2H5ClH3CC6H5C2H5HOCH3C6H5(SNi反应,构型保持)(SN2反应,构型翻转)
- 2 - HOHCH3HPBr3HHCH3Br(SN2反应,构型翻转)(CH3)3CCH2OHH2SO4△CrO3,(CH3)2C=CHCH3(E1反应,碳架发生重排)HOOHCH3NOOHCH3(弱氧化剂不能氧化叔醇和双键)O(1) CH3MgI(2) H3OOH(SN2反应,进攻位阻较小的碳原子)(2)(3)(4)(5)
HOHHCO3HH2O / H(6)OHHHOHOHH+(中间产物为环氧化物,亲核试剂进攻两碳原子的几率相等)
CH3COClAlCl3(8)OH165℃+OCCH3OOHCOCH3(Fries重排,热力学控制产物)HIO4H2SO4(7)OHOHOOO(频哪醇重排)(邻二醇氧化)