《人教版選修5 化學(xué)3.4 有機(jī)合成有機(jī)化學(xué)官能團(tuán)的保護(hù)與復(fù)原教案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教版選修5 化學(xué)3.4 有機(jī)合成有機(jī)化學(xué)官能團(tuán)的保護(hù)與復(fù)原教案（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 官能團(tuán)的保護(hù)與復(fù)原的教學(xué)設(shè)計(jì) －略談?dòng)袡C(jī)合成中的舍與得 有關(guān)說明： 教材版本：人教版 冊(cè) 次：選修五 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ) 第三章 第四節(jié) 有機(jī)合成 背景介紹：在學(xué)習(xí)了有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)后，同學(xué)們對(duì)“醇、醛、酸、酯一 條線，乙烯輻射一大片”，有了初步的認(rèn)識(shí)，有鑒于新考綱明確在選考內(nèi)容有機(jī) 化學(xué)基礎(chǔ)考點(diǎn)?2.烴及其衍生物的性質(zhì)與應(yīng)用中的（4）根據(jù)信息能設(shè)計(jì)有機(jī)化合 物的合成路線這一要求，也為了培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和遷移知識(shí)的能力，設(shè)計(jì)了這 一課題。 , 在有機(jī)合成中經(jīng)常遇到的問題是,?對(duì)于含有多個(gè)官能團(tuán)的化合物,?除特定部

2、 位或基團(tuán)發(fā)生預(yù)期反應(yīng)外,?還常常導(dǎo)致其他部位或基團(tuán)發(fā)生變化,?結(jié)果不僅使得 反應(yīng)產(chǎn)物變得復(fù)雜,?而且有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致所需反應(yīng)的失敗。對(duì)此需要采取一定措施, 將不希望參與反應(yīng)的一些活性基團(tuán)如羰基、羥基、氨基等加以保護(hù)?使其轉(zhuǎn)化為 不受后續(xù)反應(yīng)影響的衍生物,?待反應(yīng)完畢后,?再使其恢復(fù)為原來的基團(tuán)，這種方 法就是有機(jī)合成中的基團(tuán)保護(hù),?也稱官能團(tuán)保護(hù)。我的設(shè)想是在實(shí)際教學(xué)中，采 用先將知識(shí)切分為小的知識(shí)塊，再重組為新的知識(shí)串，并通過進(jìn)一步歸納小結(jié)的 方法，小步快走，達(dá)到激發(fā)興趣、提升能力的作用。 一、創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)探究興趣 首先設(shè)計(jì)了第一個(gè)問題：

3、 ①?請(qǐng)用合成路線流程圖表示丙烯醇(?CH2＝CHCH2OH)→丙烯酸 （CH2＝CHCOOH）的合成線路，并注明反應(yīng)條件。合成路線流程圖示例如下： 轉(zhuǎn)化為—COOH(羧基)，上黑板板書為?CH2＝CHCH2OH————→ A?同學(xué)接受了第一個(gè)挑戰(zhàn)，他敏銳地觀察到我們今天的任務(wù)是將—OH(羥基) O2 Cu 1 CH2CHCHO—————→CH2CHCOOH，同學(xué)們紛紛指出他的錯(cuò)誤，“錯(cuò)了，錯(cuò) CH2＝CH2OH————→CH3CHClCH2OH————→ O2?????????????

4、?? NaOH/醇 CH3CHClCHO—————→CH3CHClCOOH——————→CH2＝CHCOOH，滿 O2 催化劑、△ 了，碳碳雙鍵寫掉了!”，我笑著問大家：“是的，結(jié)構(gòu)簡式中碳碳雙鍵是不能省 略的”。我把碳碳雙鍵用彩色粉筆加了上去，再問“那么同學(xué)們仔細(xì)看一看，還有 什么問題沒有”？同學(xué)們陷入了沉思，有一個(gè)同學(xué)?B?舉手回答到：“老師，我認(rèn)為 有問題，在氧化羥基的時(shí)候，碳碳雙鍵也可能被氧化!”，“那，要不，就請(qǐng)你上 來試一試!”我鼓勵(lì)到。 B?同學(xué)上場(chǎng)了，他的設(shè)計(jì)思路改進(jìn)為： HCl O2 催化劑 Cu 催化劑、△

5、 △ 心歡喜地交卷，可是又有細(xì)心地同學(xué)發(fā)現(xiàn)了，鹵代烴的消去反應(yīng)的條件是氫氧化 鈉的醇溶液且加熱，在這樣的條件下，羧基肯定也會(huì)變成羧酸鈉，所以應(yīng)該改進(jìn) 為： 這個(gè)看似不起眼的小問題，前后經(jīng)歷五個(gè)步驟，三位同學(xué)合作才能把任務(wù)完 成，真是紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行!同學(xué)們開始討論起來，原來這類合 成路線圖的解題思路，應(yīng)該要注意有一條明線，同時(shí)也有一條暗線，明線就是將 羥基變成羧基，暗線是不可避免地在氧化的過程中要傷害到活潑的碳碳雙鍵，那 么我們只有采取先舍后得，以退為進(jìn)，先用加成的

6、方法把活潑的碳碳雙鍵變成不 易被氧化的鹵代烴，然后放心大膽地把羥基氧化為羧基(此時(shí)甚至可以采用酸性 高錳酸鉀溶液)，明線的任務(wù)完成后，再去保護(hù)將鹵代烴消去為烯，最后關(guān)鍵的 時(shí)侯，你要注意活潑的羧基也參與反應(yīng)，但是沒有關(guān)系，羧基變鈉鹽之后，再酸 化她就可以重現(xiàn)羧基的真面目。討論到此，同學(xué)們和我都長舒了一口氣，終于在 2 不傷害其他基團(tuán)的條件下完成了轉(zhuǎn)化的任務(wù)?？吹剿季S被打通了，我又趁機(jī)上了 兩個(gè)問題： ② ─CHO ─OH ─COOH ─OH ② ─CH3 ─NH2

7、─COOH ─NH2 這下同學(xué)們不再盲目下筆了，先分析明線的任務(wù)是什么？要完成這個(gè)任務(wù)會(huì) 不會(huì)影響到其他的原子，若是有影響，又如何提前加以保護(hù)？有了這樣的預(yù)判后， 讓同學(xué)們充分討論。時(shí)間滴滴噠噠地過去了，有兩個(gè)同學(xué)舉手上了黑板，設(shè)計(jì)的 思路是用(CH3)2SO4?將酚羥基保護(hù)起來，再將醛基氧化為羧基，最后用濃的?HI 將成醚的酚羥還原回來。同樣的道理，有同學(xué)將苯氨乙?；螅盟嵝愿咤i酸 鉀將甲基氧化為羧基，最后酸性水解回到氨基，當(dāng)時(shí)我就很奇怪了，這些方法老 師并沒有專門介紹，同學(xué)們是怎么知道的？一問，是從我提供的學(xué)案里抽取出來 的新

8、信息。這時(shí)，我心里那個(gè)高興呀!沒有現(xiàn)成的辦法，同學(xué)們能夠找辦法，有 條件要上，沒有條件創(chuàng)造條件也要上，這種不怕困難，迎難而上的精神不是非常 值得贊賞嗎？ 二、現(xiàn)場(chǎng)推斷演習(xí)，提高保護(hù)意識(shí) 鋪墊的工作已經(jīng)做得相當(dāng)?shù)轿涣耍葋硪粋€(gè)小型的推斷題練練手，已知某芳 香烴?X?是一種重要的有機(jī)化工原料，質(zhì)譜法測(cè)定其相對(duì)分子質(zhì)量為?92，現(xiàn)以 它為初始原料設(shè)計(jì)出如下轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。已知?F?的分子式為?C7H7NO2，Y?是一種 功能高分子材料。 請(qǐng)?C?同學(xué)上來分析，他并沒有從開頭的質(zhì)譜法測(cè)定其相對(duì)分子質(zhì)量為?92?分

9、 析起，而是直接觀察目標(biāo)產(chǎn)物，鄰氨基苯甲酸，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)是七個(gè)碳，那么根據(jù)碳 守恒，X?也是七個(gè)碳，七個(gè)碳的芳香烴，信息已經(jīng)很明確了，只有可能是甲苯。 好的，再往下分析，①是硝化反應(yīng)，上了一個(gè)硝基,馬上問題來了，是上在鄰位 還是對(duì)位呢？目標(biāo)產(chǎn)物，還是目標(biāo)產(chǎn)物!兩個(gè)官能團(tuán)是位于鄰位的，所以硝化也 是在鄰位。接下來，是先完成將甲基氧化為羧基還是先完成將硝基還原成氨基的 3 任務(wù)呢，在強(qiáng)大的高錳酸鉀面前，什么氨基，甲基都嚇得瑟瑟發(fā)抖，所以應(yīng)該在 保留硝基的前提下先氧化甲基為羧基，再還原硝基為氨基，越是容易夭折的基團(tuán)， 或者說越是活潑的基

10、團(tuán)越是最后制備出來，這樣就能節(jié)省原料和步驟，獲得最佳 的生產(chǎn)效益。說真話，學(xué)生的思維激活之后沒有最高，只有更高，C?同學(xué)的思路 充分體現(xiàn)了目標(biāo)至上的思想，圍繞目標(biāo)找原料，求方法，不經(jīng)意間抓住了化學(xué)的 精髓，為生產(chǎn)、為工藝服務(wù)才是硬道理。 上了一個(gè)小臺(tái)階，再上一個(gè)大臺(tái)階，下面出場(chǎng)的是?2017?年天津的高考真題： 2-氨基-3-氯苯甲酸（F）是重要的醫(yī)藥中間體，其制備流程圖如下： 濃?H?SO?， 濃?H?SO?， ② 4 ③??????????????? KMnO4/H+ ④???????? C 2 4 ①  A

11、濃?HNO?， 3 2 H+/H2O  B Fe/HCl ⑤ ⑧????? G? H+/H?O D  ⑥???????E 濃?H?SO?， 2?4 ⑦  ⑨  2 F H 回答下列問題： （1）?該流程未采用甲苯直接硝化的方法制備?B，而是經(jīng)由①②③三步反應(yīng)制取 B，其目的是_______________________________________。 （2）?⑥的主要目的是___________________________

12、____________。 【解析】甲苯在濃硫酸作用下生成對(duì)甲基苯磺酸，再與混酸發(fā)生硝化反應(yīng)， 反應(yīng)③將磺酸基水解去掉得?B，B?再與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化反應(yīng)得鄰硝基苯甲 酸；再與?Fe/HCl?發(fā)生還原反應(yīng)將?B?中的硝基轉(zhuǎn)化為氨基，即?C?為鄰氨基苯甲酸； 再發(fā)生反應(yīng)⑥保護(hù)氨基，反應(yīng)⑦引入磺酸基，將羧基的一個(gè)間位位置占??；反應(yīng) ⑧發(fā)生取代反應(yīng)引入?Cl?原子；反應(yīng)⑨再將氨基轉(zhuǎn)化回來即可。所以答案為： （1）避免苯環(huán)上甲基對(duì)位的氫原子被硝基取代(或減少副產(chǎn)物、或占位)。 （2）⑥的主要目的是保護(hù)氨基。 能自己親自拿下一道高考真題，同學(xué)們的成就感

13、都爆棚了，感覺到訓(xùn)練什么 都沒有訓(xùn)練思維有效果，做一題通一類才是學(xué)習(xí)的最高境界。難怪近幾年高考都 4 把有機(jī)物的合成當(dāng)作考查學(xué)生創(chuàng)新思維的一個(gè)主要形式呀! 三、師生共同創(chuàng)作，鞏固思維流程 最后，我們一起小節(jié)了本堂課的內(nèi)容，編了一首小詩幫助記憶，“烯氨、酚 醛還性強(qiáng)，一見氧化心發(fā)慌，快來快來保護(hù)我，請(qǐng)求最后制出我”，在會(huì)心的笑 聲中下課的鈴聲也打響了。 反思：自教育部?2001?年頒布《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》中提出基礎(chǔ) 教育課程改革的具體目標(biāo)以來，我們發(fā)現(xiàn)中學(xué)有機(jī)化學(xué)的基本概念多，基本原理 雜，很多學(xué)生都陷入

14、一種背了忘，忘了背的循環(huán)怪圈之中，慢慢地就磨滅了激情 和夢(mèng)想，甚至認(rèn)為自己再也學(xué)不好有機(jī)化學(xué)了。在與學(xué)生互動(dòng)的過程中，和學(xué)生 一起研究，分享，發(fā)現(xiàn)真正潛下心，靜下意來，學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)也可以變得有詩意， 有韻味，有成就感。通過這堂課的教學(xué)發(fā)現(xiàn)了很多平時(shí)沒有注意的問題： 1.?有的學(xué)生講題時(shí)思路清晰，頭頭是道；聽講時(shí)，頻頻點(diǎn)頭，若有所悟；可一 旦落到筆上，結(jié)構(gòu)簡式不規(guī)范，官能團(tuán)名稱錯(cuò)別字，本堂課上孫楊忘記寫碳 碳雙鍵就是一個(gè)典型的例子。讓學(xué)生把“自己會(huì)的”變成“考試對(duì)的”還有很長 的路要走。 2.?課堂上學(xué)生的精彩才是真的精彩，把學(xué)生當(dāng)做思考者、行動(dòng)者

15、、總結(jié)者來看， 只要給了他們足夠的信任，又給了他們足夠的時(shí)間，不管是小題、大題?？? 題、高考題，學(xué)生自己探索、分析、總結(jié)的規(guī)律才是他們自己的，才能破解 講了忘，忘了講的怪圈，也才能培養(yǎng)準(zhǔn)確提取關(guān)鍵信息，解決實(shí)際問題的能 力。 3.?展示不同學(xué)生的合成路線，與學(xué)生一起評(píng)價(jià)，分享不同方案的優(yōu)劣，暴露學(xué) 生的思維，在思維的沖突碰撞中，享受探究問題的樂趣，使學(xué)生在解決問題 的過程中達(dá)到回憶、內(nèi)化知識(shí)技能的目的。建議將學(xué)生分成小組，每組?5?或 6?名學(xué)生，內(nèi)部先試講，再派代表課上進(jìn)行講題比賽，能夠有效地激發(fā)學(xué)生 內(nèi)動(dòng)力，助其獲得積極的情感體驗(yàn)。教師

16、一定要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況制定 針對(duì)自己薄弱環(huán)節(jié)的復(fù)習(xí)策略，將碎片知識(shí)進(jìn)行歸納整理，學(xué)會(huì)系統(tǒng)思維。 總之，有機(jī)合成中官能團(tuán)需要保護(hù)，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情更需要保護(hù)?！皩W(xué)生不 是待裝的瓶，而是待燃的火”，教師的責(zé)任就是將其點(diǎn)燃，讓其自由燃燒。教學(xué) 就像是看風(fēng)景，一邊走，一邊思考，總有不同的解題方法和思路，很可能曲徑通 5 幽，風(fēng)景這邊獨(dú)好。 6