高中化学人教版 (新课标)选修5 有机化学基础第四节 有机合成教学设计

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第4节  有机合成教学目标：1. 举例说明烃类几其衍生物在有机合成和有机化工中的重要作用。2.认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯典型代表物的组成和结构特点，知道它们的转化关系。3.掌握有机合成中常用的分析思路－逆向思维。教学重点：卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯典型代表物的转化关系。教学难点：有机合成中常用的分析思路。课时划分：一课时教学过程：[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：官能团的引入引入-OH烯烃与水加成,醛/酮加氢,卤代烃水解,酯的水解引入-X烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成,醇与HX取代引入C=C某些醇和卤代烃的消去,炔烃加氢引入-CHO某些醇氧化,烯氧化,炔水化,糖类水解引入-COOH醛氧化,苯的同系物被强氧化剂氧化,羧酸盐酸化,酯酸性水解引入-COO-酯化反应[思考]有机合成常用装置: 名称用途1     2  3  4     [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+NaCN2、如何缩短碳链？(1)烯烃、炔烃的氧化：(2)羧酸盐脱羧基成CO23、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：[讲解]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：[讲解]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（草酸二乙酯）为例，说明逆推法在有机合成中的应用。   (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：[课堂练习]1．反应2CH3I+2Na→CH3CH3+2NaI在有机合成上叫伍尔兹反应，现将CH3Br、CH3CH2I的混合物跟金属钠反应，则反应式为：__________________。2．一卤代烷[RX]与金属镁在室温下于干燥乙醚中作用，生成有机镁化物——卤化烷基镁这种产物叫做“Gnignand Reagenl”（格林试剂）。格林试剂很活泼，能与多种具有活泼氢的化合物（HY）作用，生成相应的烃。Y=－OH，－OR，－X（卤原子），等。格林试剂是有机合成中用途甚广的一种试剂，可以用来合成烷、烯烃、醇、醛、酮、羧酸等一系列化合物。写出以苯、丙烯为主要原料合成C6H5CHOHCH2CH3化学方程式。3．由转变成。需经过_____、_____、_____等较合理的反应过程。5．已知与醛相连的碳原子上的氢原子称为α氢原子（α－H），α－H具有一定的化学活泼性，如（R，R′可为烃基或H原子），又如（前后二者皆无α－H），甲醛是还原性最强的醛，请完成（1）以CH3CHO为必需试剂制备C[CH2OH]4时，另一种有机试剂M是__________（填化学式），有关化学反应方程式为①___________________________②_____________________。（2）为了更好地合成C[CH2OH]4，所加试剂M常常要适当过量，请解释其原因______________________________________。5．以苯为主要原料可以通过下列途径制取冬青油和阿斯匹林：请按要求回答：（1）填出流程中方框内物质的结构简式：________________________________；（2）写出变化中①和⑥的方程式（注明反应条件）；（3）变化过程中的②属于_______反应，⑦属于_________反应；（4）物质的量相等的冬青油和阿斯匹林完全燃烧时消耗O2的量，冬青油比阿斯匹林_____________，其中冬青油燃烧的化学方程式是______________________________；（5）这样制得的冬青油层中往往含有原料B，致使产品不纯。从冬青油中提取冬青油选用的试剂是___________。其反应的化学方程式是________________________。参考答案:1．2．③④3．消去，加成，消去。4．（1）HCHOA：B：5．（1）A：　　　　B：（2）（3）②：水解反应 ⑦：酯化反应（4）少，（5）NaHCO3溶液[小结]略。[作业]P67  1、2、3[板书计划]  第4节  有机合成一、有机合成的过程1、有机合成定义；2、有机合成的任务；3、有机合成过程。二、逆合成分析法1、合成设计思路：1、有机合成设计思路：2、有机合成路线的设计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[知识拓展]        科里（Elias James Corey） 1990年10月17日，瑞典皇家科学院授予美国哈佛大学的有机化学家Elias James Corey以1990年的诺贝尔化学奖，表彰他在有机合成的理论和方法学方面的贡献。　　科里从50年代后期开始进行有机合成的研究工作，三十多年来他和他的同事们合成了几百个重要的天然产物。这些化合物的结构都比较复杂，而且越往后，他合成的目标化合物越复杂，合成的难度也越大。　　他的合成工作主要涉及（1）大环结构（2）杂环结构（3）倍半萜类化合物（4）多环异戊二烯类化合物（5）前列腺类化合物（6）白三烯类化合物。　　此外，科里还开创了运用计算机技术于有机合成的设计。1969年他和他的学生卫普克（Wipke）编制了第一个计算机辅助有机合成路线设计的程序OCSS（Organic Chemical Synthesis Simulation，有机化学合成模拟），这也是建立在他的逆合成分析原理上的。