高三化学一轮复习+专题4第三单元第3讲-有机合成与推断第2课时-有机合成路线设计++讲义

有机合成路线设计（1课时）一、教学流程活动一：构建思维方法问题1：在有机合成设计中我们如何分析设计？[例题1]：以乙烯为原料，设计制备的合成路线(已知：RCHOeq\o(→,\s\up11(HCN),\s\do4(H＋)))。[答案][归纳总结]机合成路线的设计，先对比原料和产物的结构，采用“切割化学键”的分析方法，分析官能团发生了什么改变，碳干骨架发生了什么变化，再根据熟悉有机物官能团的之间的相互转化和题给信息进行设计。问题2：在有机合成设计中，还要注意什么？[练习1]化合物F是一种天然产物合成中的重要中间体，其合成路线如下：设计以和为原料制备的合成路线(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线示例见本题题干)。_____（练习1出处：江苏省2021年新高考适应性考试试题）[简析]：以和为原料制备，从题给流程中可以看出，需发生的转化，由此看出，需将转化为，从而得出合成路线为：[答案]：活动二：重难点突破问题3：有机合成题中有许多没有学习的信息知识，需要从有机框图中得到，如何从有机框图中提取信息？典例简析[典型题例]化合物H是一种用于合成γ-分泌调节剂的药物中间体，其合成路线流程图如下：已知：(R代表烃基，R'代表烃基或H)。请写出以、和(CH3)2SO4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。（典型题例出处：2017年江苏高考试题）[解析]以和(CH3)2SO4为原料制备，首先分析合成对象与原料间的关系。结合上述合成路线中D到E的变化，可以逆推出合成该有机物所需要的两种反应物分别为和；结合B到C的反应，可以由逆推到，再结合A到B的反应，推到原料；结合学过的醇与氢卤酸反应，可以发现原料与氢溴酸反应即可得到。答案：具体的合成路线流程图如下：[小结]：设计有机合成路线时，先要对比原料的结构和最终产物的结构，通常用逆合成分析法从合成产物的分子结构入手，采用"切断一种化学键"分析法，分析官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，结合课本学过的知识和试题所给的新信息，逐步分析直到和原料完美对接。本题就是逆合成分析法的好例子。[练习2]一种利胆药物F的合成路线如图：

已知：Ⅰ.+Ⅱ.已知：，综合上述信息，写出由和制备的合成路线。（练习2出处：2021年山东省高考试题）[简析]：由和制备过程需要增长碳链，可利用题干中A→B的反应实现，然后利用信息反应I得到目标产物，目标产物中碳碳双键位于端基碳原子上，因此需要与HBr在40℃下发生加成反应生成，和反应生成，根据信息Ⅰ.+得到反应生成，因此合成路线为故答案为：。[答案]：活动三：巩固提升1．某研究小组以邻硝基甲苯为起始原料。按下列路线合成利尿药美托拉宗。设计以A和乙烯为原料合成C的路线(用流程图表示，无机试剂任选)2．光刻胶是一种应用广泛的光敏材料，其合成路线如下(部分试剂和产物略去)：根据已有知识并结合相关信息，写出以CH3CHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。3．G是具有抗菌作用的白头翁素衍生物，其合成路线如下：请写出以乙醇为原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。4．化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体，其合成路线如下：写出以CH3CH2CHO和为原料制备的合成路线流程图（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。[参考答案]1．解析：目标产物C为原料为乙烯和因此可先利用乙烯制备乙酸，再将中的硝基还原为氨基，生成其氨基与乙酸中的羧基发生脱水反应可生成目标物质2．解析：根据已有知识并结合相关信息，CH3CHO在稀氢氧化钠中加热得到CH3CH====CHCHO，CH3CH====CHCHO与溴水发生加成反应和氧化反应生成CH3CHBrCHBrCOOH，CH3CHBrCHBrCOOH在氢氧化钠的水溶液中加热发生水解反应，经酸化得到CH3CH(OH)CH(OH)COOH，CH3CH(OH)CH(OH)COOH在铜的催化下与氧气反应生成3．解析：有机合成可以采用逆合成分析法，根据产物的结构，结合原流程中F生成G的原理可知，可由CH3CH=CHCH3在加热条件下得到，结合原流程中B生成C的原理可知，CH3CH=CHCH3可由CH3CH2MgBr和CH3CHO(可由乙醇在Cu作催化剂时被O2氧化得到)在酸性条件下加热得到，由原流程A生成B的原理可知CH3CH2MgBr可由CH3CH2Br与Mg在乙醚中反应得到，而CH3CH2Br可由原料乙醇与HBr在加热条件下得到。4．二、教学建议1．复习过程中熟练掌握有机物之间的相互转化、官能团之间的转化及有些官能团的消除。2．理清有机合成有解题思路，通常用逆合成分析法从合成产物的分子结构入手，采用"切断一种化学键"分析法，分析官能团发生什么改变，碳原子个数是否发生变化，结合课本学过的知识和试题所给的新信息，逐步分析直到和原料完美对接。课堂上把更多的时间留给学生，讲练结合，让学生自己忆、练、评、悟4．附注：有机合成题学生必备知识(1)有机合成的解题思路(2)官能团的转化①用衍变关系引入官能团，如：②通过不同反应，增加官能团的个数，如：CH3CH2OHeq\o(――→,\s\up15(消去))CH2===CH2eq\o(――→,\s\up15(加成))BrCH2CH2Breq\o(――→,\s\up15(水解))HOCH2CH2OH③通过不同反应，改变官能团的位置，如：(3)有机合成中常见官能团的引入引入的官能团引入官能团的常用方法—OH①烯烃与水加成；②卤代烃水解；③醛(或酮)和氢气加成；④酯的水解—X(卤原子)①烯烃(炔烃)与X2或HX加成；②醇与HX取代；③烃的取代β碳上有氢原子的醇或卤代烃消去—CHO含有R—CH2OH结构的醇催化氧化含有结构的醇催化氧化—COOH①—CHO被银氨溶液、新制Cu(OH)2、O2等氧化；②酯在酸性条件下水解；③酯在碱性条件下水解后酸化—COO—酯化反应苯环上官能团的引入①用铁粉作催化剂与卤素单质反应，在苯环上引入卤素原子；②苯的同系物在光照条件下与卤素单质发生取代反应，在苯环侧链上引入卤素原子；③与浓硝酸、浓硫酸的混合物发生硝化反应，在苯环上引入硝基；④甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化，在苯环上引入羧基(4)有机合成中官能团的消除消除的官能团消除官能团的常用方法—OH①消去反应；②氧化反应；③酯化反应—X(卤原子)①消去反应；②水解反应消除双键(或三键)加成反应—CHO①还原反应；②氧化反应加成反应—COOH①与盐、碱反应；②酯化反应—COO—水解反应三、情境素材有机合成基本方法——逆推法1.1964年科里(E.J.Corey)首先用逆推的方式设计合成路线，并逐步形成了新的有机合成理论和方法，从而促进了有机合成化学的飞速发展,因而获得了1990年诺贝尔化学奖。2.有机逆合成法思维建模逆合成法分析思路：eq\x(目标产物)eq\o(――→,\s\up15(合理切断))eq\x(寻找中间体)eq\o(――→,\s\up