有机合成+高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3+

第三章第五节有机合成一、有机合成的主要任务二、有机合成路线的设计与实施第三章第五节第一课时有机合成的主要任务一、官能团的引入二、构建碳骨架三、官能团的保护【科普视频】阿司匹林的前世今生课程导入阿司匹林(解热镇痛药)的前世今生柳树皮止痛消炎柳树皮中提取“柳苷”合成水杨酸与乙酸酐合成乙酰水杨酸公元前19世纪1853年1897年改良缓释乙酰水杨酸20世纪柳苷“烧心”的酸性费利克斯∙霍夫曼官能团的引入引入官能团：碳卤键①烷烃、苯及其同系物、酚的卤代气体纯溴、液溴、溴蒸汽等气体饱和溴水官能团的引入引入官能团：碳卤键②不饱和烃与卤素单质(X2)、卤化氢(HX)加成(无条件加成)(遵循“马氏规则”)官能团的引入引入官能团：碳卤键③醇和卤化氢取代浓溶液官能团的引入引入官能团：碳碳双键①卤代烃的消去②醇的消去y③炔烃的不完全加成官能团的引入引入官能团：羟基①烯烃与水加成②醛/酮与H2加成官能团的引入引入官能团：羟基③卤代烃的水解④酯的水解官能团的引入引入官能团：羧基①醛的氧化②酯的水解(酸性环境)③酰胺的水解(酸性环境)官能团的引入引入官能团：羧基④烯烃、炔烃、苯的同系物、伯醇被酸性KMnO4溶液氧化官能团的引入引入官能团：醛基①醇的氧化反应②炔烃与水的加成反应官能团的引入引入官能团：醛基③二卤代烃的水解④乙烯氧化法构建碳骨架碳链增长引入氰基(CN)乙腈构建碳骨架碳链增长羟醛缩合卤代烃与Na构建碳骨架碳链增长醛或酮与格氏试剂(RMgX)加成格氏试剂：用卤代烃与镁直接反应制备的有机金属化合物RX+MgRMgX醚构建碳骨架碳链缩短烯烃被酸性高锰酸钾溶液/臭氧氧化构建碳骨架碳链缩短炔烃被酸性高锰酸钾溶液氧化芳香烃侧链被酸性高锰酸钾溶液氧化构建碳骨架成环共轭二烯烃的第尔斯-阿尔德反应(Diels-Alderreaction)环酯构建碳骨架成环环醚环氧乙烷构建碳骨架开环环酯水解反应环烯烃氧化开环官能团的保护思考：如何完成下列有机物的转化？若直接用酸性高锰酸钾溶液氧化，酚羟基也可能同时被氧化！含多官能团的有机物进行反应时，非目标官能团可能会受到影响，需要将官能团保护(转化为更稳定的官能团)起来，反应后再转化复原！可将酚羟基成酯、成醚或成盐！官能团的保护一些常用的官能团保护思路：乙酸酐乙酰氯官能团的保护合成路线设计一(成酯)：官能团的保护合成路线设计二(成盐)：合成路线设计三(成醚)：官能团的保护思考：在下列合成路线中，步骤⑥、步骤①和⑦各起到了什么作用？步骤⑥：保护氨基，防止磺化时氨基被破坏！官能团的保护思考：在下列合成路线中，步骤⑥、步骤①和⑦各起到了什么作用？步骤①和⑦：磺酸基(SO3H)起到占位作用，减少副产物！官能团的保护分析一：如图是某有机物E的合成路线，下列说法正确的是()反应①实际经历了两步反应，分别是加成反应和消去反应反应①的目的是保护醛基不被氧化，而反应③是为了脱去对醛基的保护物质D是电解质分子E中所有碳原子不可能都共平面D官能团的保护分析二：某同学设计了从甲苯到阿司匹林的合成路线，如下图。请评价该设计方案是否合理？若不合理，又该如何改进呢？不合理之处：步骤③中酚羟基也会被氧化；优化：将步骤②和③顺序互换；阿司匹林结构简式官能团的保护分析三：在上述乙酰水杨酸的合成路线中，为了提高产物的产率，步骤①能否进一步优化？甲基是邻对位取代基，为了减少对位的取代，可以用磺酸基占位！优化后路线官能团的保护分析四：对氨基苯甲酸(化合物甲)可通过下列路线合成(分离方法和其他产物已经略去)，下列说法不正确的是()甲可以发生取代反应、加成反应步骤①反应的化学方程式为步骤④的反应类型为取代反应步骤①和④在合成甲的过程中的目的是保护氨基不被氧化B第三章第五节第二课时有机合成路线的设计与实施一、正合成分析法二、逆合成分析法温故而知新思考：人们最初由发酵法制备乙酸，现代工业中大多使用以乙烯为原料合成乙酸。就此你能设计出哪些路线？路线一：路线二：温故而知新思考：人们最初由发酵法制备乙酸，现代工业中大多使用以乙烯为原料合成乙酸。就此你能设计出哪些路线？路线三：路线四：深度思考：若每一步反应的产率都为70%，请计算比较上述这四种合成路线的总产率。正合成分析法有机合成路线的确定，需要在掌握碳骨架构建和官能团转化基本方法的基础上，进行合理的设计与选择，以较低的成本和较高的产率，通过简便而对环境友好的操作得到目标产物。有机合成过程示意图正合成分析法任务一：设计合成路线用乙烯合成乙二酸(草酸)路线一：路线二：路线三：正合成分析法任务二：请客观地评价上述三种合成路线。路线一：光照条件下用氯气取代，产物种类太多，目标产物的产率低！氯气有毒，不环保！能用酸性KMnO4溶液氧化吗？正合成分析法任务二：请客观地评价上述三种合成路线。路线二：氯气有毒，不环保！烧碱较贵，而且有腐蚀性！路线三：前两步原子利用率达到了100%，优秀！合成路线的设计合成路线设计原则：基本原则：要贯彻“绿色化学”理念，选择最佳合成路线，以较低的经济成本和环境代价得到目标产物；多方面因素的选择：合成步骤较少，副反应少，反应产率高；原料、溶剂和催化剂尽可能价廉易得、低毒；反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯；污染排放少；合成路线的设计任务三【合成路线的评价与选择】：乙二醇可通过两种路线进行合成，分析生成中应该选择哪种路线，为什么？路线一：CH2=CH2+Cl2

ClCH2CH2Cl路线二：原料成本角度：路线一使用了氯气和NaOH，而路线二使用了O2和H2O，成本更低；原子利用率角度：路线一第二步的取代反应有副产物，原子利用率低，而路线二的原子利用率高；环境保护的角度：路线一使用了有毒的氯气和有腐蚀性的NaOH，对环境不够友好！逆合成分析法在目标化合物的适当位置断开适当的化学键，目的是使得到的较小片段所对应的中间体经过反应可以得到目标化合物；接下来继续断开中间体适当位置的化学键，使其可以从更上一步的中间体反应得来；依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和合成路线。逆合成分析示意图逆合成分析法缓释乙酰水杨酸(目标产物)HOCH2CH2OH中间体1中间体2中间体3逆合成分析法中间体1：中间体2：中间体3：逆合成分析法缓释乙酰水杨酸的合成：碳链的变化官能团的转化分子片段的组装合成路线的设计合成路线设计原则：书写格式(转化图示，并非化学方程式)：设计思路：关注碳骨架和官能团的变化+正、逆合成逆合成分析法任务四【逆合成分析法的应用】：乙二酸二乙酯的结构如图所示，以乙烯为原料可合成该有机物。请用“逆合成分析法”对该工艺进行分析。逆合成分析法任务四【逆合成分析法设计合成路线】：1,4-二氧杂环己烷(又称1,4-二氧六环或1,4-二噁烷)是一种常用的溶剂，在医药、化妆品、香料等精细化学品的生产中有广泛应用。请以乙烯为基础原料，使用逆合成分析法设计它合成路线(提示：参考乙醇分子间脱水生成