高中化学 第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 第1节 第1课时 碳骨架的构建和官能团的引入学案 鲁科版选修5-鲁科版高中选修5化学学案VIP免费

碳骨架的构建和官能团的引入[核心素养发展目标]1.宏观辨识与微观探析：通过碳骨架的构建、官能团的转化，体会有机合成基本任务，掌握有机物碳骨架的构建，官能团引入、转化或消除的方法。2.证据推理与模型认知：根据烃、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯之间的转化构建官能团转化与衍变模型，利用模型进行有机合成和推断。一、碳骨架的构建1．碳链的增长(1)卤代烃的取代反应①卤代烃与NaCN的反应CH3CH2Cl＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaCl，CH3CH2CN――→CH3CH2COOH。②卤代烃与炔钠的反应2CH3C≡CH＋2Na――→2CH3C≡CNa＋H2，CH3C≡CNa＋CH3CH2Cl―→CH3C≡CCH2CH3＋NaCl。(2)醛、酮与氢氰酸的加成反应CH3CHO＋HCN―→，CH3CHOHCN――→。(3)羟醛缩合反应2CH3CHO――→。CH3CHO＋HCHO――→。2．碳链的减短(1)氧化反应①烯、炔的氧化反应CH3CH===CH2――――――――→CH3COOH＋CO2↑。②芳香烃侧链的氧化反应―――――――→。(2)脱羧反应CH3COONa＋NaOH――→Na2CO3＋CH4↑。(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。(4)烃的裂化或裂解反应C16H34――→C8H18＋C8H16；C8H18――→C4H10＋C4H8。3．成环(1)二烯烃的成环反应(2)形成环酯＋2H2O(3)氨基酸缩合H2NCH2CH2CH2CH2COOH――→。(4)形成环醚4．开环(1)环酯水解开环(2)环烯烃氧化开环―――――→HOOC(CH2)4COOH。相关链接1．碳链的增长其他还有：(1)卤代烃与活泼金属反应：2CH3Cl＋2Na―→CH3CH3＋2NaCl。(2)醛、酮与RMgX加成：2．碳链的减短例1下列反应中：①酯化反应②乙醛与HCN加成③乙醇与浓硫酸共热到140℃④1-溴丙烷与NaCN作用⑤持续加热乙酸与过量碱石灰的混合物⑥重油裂化为汽油⑦乙烯的聚合反应⑧乙苯被酸性KMnO4溶液氧化(1)可使碳链增长的反应是__________。(2)可使碳链减短的反应是__________。【考点】碳骨架的构建【题点】碳链的增长答案(1)②④⑦(2)⑤⑥⑧像由CH3CH2OH―→CH3CH2OCH2CH3不属于碳链增长，酯化反应引入“”，也不属于碳链增长。例2写出下列构建碳骨架反应的方程式。(1)一溴甲烷制乙酸：_________________________________________________。(2)CH3CH2CHO和CH3CHO的反应：_____________________________________。(3)与NaOH共热的反应：______________________________________。(4)由CH2===CH2合成丙酸_____________________________________________。【考点】碳骨架的构建【题点】碳骨架的增长与缩短答案(1)CH3Br＋NaCN―→CH3CN，CH3CN――→CH3COOH(2)CH3CH2CHO＋CH3CHO――→(或CH3CH2CHO＋CH3CHO――→)(3)＋NaOH――→＋Na2CO3(4)CH2===CH2＋HBr―→CH3—CH2Br，CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr，CH3CH2CN―――――→CH3CH2COOH二、官能团的引入、转化与消除1．官能团的引入(1)在碳链上引入卤原子的途径①不饱和烃与卤素单质或卤化氢的加成反应。②烷烃、苯及其同系物与卤素单质的取代反应。＋Br2――→＋HBr。③烯烃、羧酸的αH取代反应。CH3CH2COOH＋Cl2――→＋HCl。④醇与氢卤酸的取代反应CH3CH2OH＋HBr――→CH3CH2Br＋H2O。(2)在碳链上引入羟基的途径①烯烃与水，醛、酮与氢气或HCN的加成反应＋HCN―→。②卤代烃、酯的水解反应＋NaOH――→＋NaBr。(3)引入碳碳双键的途径①卤代烃或醇的消去反应CH3CH2CH2Br＋NaOH――→CH3CH===CH2↑＋NaBr＋H2O。CH3CH2OH――→CH2===CH2↑＋H2O。②炔烃与H2、HX、X2的不完全加成反应(4)在碳链上引入醛基的途径醇、烯烃的氧化反应(5)在碳链上引入羧基的途径烯烃、苯的同系物和醛的氧化反应，酯、蛋白质、肽或氰的水解反应。2．官能团的转化用对应的字母完成填空：(1)上述转化中属于取代反应的为e、f，属于加成反应的为a、c、j，属于消去反应的为b、d，属于氧化反应的为g、i、k，属于还原反应的为h、j。(2)转化步骤b的试剂为NaOH醇溶液，转化步骤e的试剂为NaOH水溶液，转化步骤g的试剂为酸性KMnO4溶液，转化步骤h的试剂为LiAlH4。3．从分子中消除官能团的方法(1)经加成反应消除不饱和键。(2)经取代、消去、酯化、氧化等反应消去—OH。(3)经加成或氧化反应消除—CHO。(4)经水解反应消去酯基。(5)经消去或水解反应消除卤素原子。官...